飛機動力裝置：第三章 航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)

第三章航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)3.1活塞式發(fā)動機的燃油系統(tǒng)3.1.1

概述1.燃料系統(tǒng)的作用燃料系統(tǒng)的作用，是向發(fā)動機供給適量的燃料，并促使燃料霧化、汽化，以便與空氣均勻地混合，組成混合比適當(dāng)?shù)幕旌蠚?，滿足發(fā)動機在各種工作情況下的需要。分類：燃料系統(tǒng)有兩種：一種叫汽化器式燃料系統(tǒng)，另一種叫直接噴射式燃料系統(tǒng)。第三章航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)2.汽化器式燃料系統(tǒng)(1).組成油箱：用來儲存汽油。其容量大小，數(shù)目和在直升機上的安裝位置隨直升機型別和機體結(jié)構(gòu)情況而定。

油濾：過濾汽油，以保證輸送的汽油是清潔的。油泵：將汽油箱內(nèi)的汽油輸送到汽化器，由發(fā)動機曲軸帶動。起動油泵：起動時起動油泵輸送汽油。汽化器：根據(jù)發(fā)動機在各種情況下的進氣量，噴出適量的汽油，與空氣混合，組成混合比適當(dāng)?shù)幕旌蠚?，然后?jīng)進氣管分配到每個氣缸里去。指示：汽油輸送情況是否正常，根據(jù)汽油壓力表的指示來判斷第三章航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)3.直接噴射式燃料系統(tǒng)組成：汽油箱、汽油濾、汽油泵、起動油泵、高壓汽油泵、噴油嘴和混合比調(diào)節(jié)器等附件。高壓汽油泵、噴油嘴和混合比調(diào)節(jié)器三個附件，總稱為直接噴射裝置。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)工作：汽油泵和高壓汽油泵都由發(fā)動機曲軸帶動。發(fā)動機工作時，汽油泵將汽油箱內(nèi)的汽油輸送到高壓汽油泵。高壓汽油泵則將汽油的壓力提高至160～300公斤/厘米2（發(fā)動機在額定工作狀態(tài)時），然后經(jīng)每個噴油嘴直接噴入氣缸。噴油量的多少，由混合比調(diào)節(jié)器根據(jù)發(fā)動機各種工作情況下的進氣量自動進行調(diào)節(jié)?？諝鈩t從進氣管進入氣缸，在氣缸內(nèi)與汽油混合，組成混合比適當(dāng)?shù)幕旌蠚?。其余附件的作用與汽化器式燃料系統(tǒng)中相應(yīng)附件的作用相同。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)從以上兩種燃料系統(tǒng)的組成看來，系統(tǒng)的附件大致可歸并為兩大部分：一部分附件擔(dān)負燃料的儲存、輸送和過濾等任務(wù)，包括汽油箱、汽油泵、起動油泵和汽油濾等；一部分附件則擔(dān)負使燃料與空氣混合，組成混合比適當(dāng)?shù)幕旌蠚獾娜蝿?wù)，如汽化器和直接噴射裝置。兩種燃料系統(tǒng)各有不同的特點：汽化器式燃料系統(tǒng)的特點是，燃料在氣缸外與空氣組成混合氣，然后進入氣缸；直接噴射式燃料系統(tǒng)的特點是，燃料直接噴入氣缸，在氣缸內(nèi)與空氣組成混合氣。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)3.1.2汽化器的工作原理作用：將燃料噴入進氣通道中，并促使燃料在氣流中霧化和汽化，以便與空氣組成均勻的余氣系數(shù)適當(dāng)?shù)幕旌蠚?。汽化器可分為浮子式、薄膜式和噴射式三種。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)1.簡單浮子式汽化器組成：

浮子室、浮子機構(gòu)浮子、杠桿油針、噴油嘴、文氏管節(jié)氣門等。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)浮子室：浮子室內(nèi)安裝有浮子機構(gòu)，并有通氣孔與外界大氣相通。浮子機構(gòu)：浮子機構(gòu)用來調(diào)節(jié)汽化器的進油量，促進油量隨時等于噴油量，以保持浮子室內(nèi)的油面高度一定。浮子機構(gòu)由浮子、杠桿和油針等組成。杠桿一端連浮子，一端接油針，浮子則浮在油面上隨油面升降。噴油量大于進油量時，油面下降，浮子也隨之下降，油針因杠桿作用被提起，開大進油孔，使進油量相應(yīng)增加；反之，噴油量小于進油量時，油面上升，浮子也隨之上升，油針則下降，關(guān)小進油孔，使進油量相應(yīng)減少。由于浮子機構(gòu)能使進油量等于噴油量，故浮子室內(nèi)的油面高度保持不變。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)噴油嘴：噴油嘴安置在文氏管內(nèi)。噴油嘴不噴油時，根據(jù)物理學(xué)中的連通管原理，浮子室內(nèi)的油面和噴油嘴內(nèi)的油面在同一高度上。為了防止停車時燃料溢出噴油嘴，噴油嘴出口應(yīng)高于浮子室的油面1～3毫米。

進氣通道一端通氣缸，一端通外界大氣。節(jié)氣門：位置：在文氏管后裝有節(jié)氣門。功用：改變節(jié)氣門開度的大小，調(diào)節(jié)進入氣缸的空氣量。節(jié)氣門的開度減小，進入氣缸的空氣量隨之減少；節(jié)氣門的開度增大，進入氣缸的空氣量則增多。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)文氏管

形狀：先收縮后擴張形的管道。功用：空氣流過文氏管時，速度增加，壓力下降，同時溫度也降低。在最小截面處，速度達到最大，壓力最低。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)2.簡單浮子式汽化器的工作情形

發(fā)動機工作時，活塞在進氣行程向下死點時，氣缸內(nèi)的氣體壓力降低，外界大氣經(jīng)汽化器流入氣缸?？諝饬鹘?jīng)汽化器的文氏管時，通道變窄，流速增大，壓力減小，以致低于浮子室的空氣壓力（此處的空氣壓力等于大氣壓力）。這樣，在浮子室與文氏管喉部的空氣之間便產(chǎn)生了壓力差（簡稱浮子室與文氏管喉部的壓力差）。浮子室內(nèi)的燃料便在這個壓力差的作用下，從噴油嘴噴出。燃料從噴油嘴噴出以后，在空氣動力的作用下霧化為極細微的油珠，并吸取空氣的熱量，逐漸汽化，然后與空氣均勻地混合，組成混合氣。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)噴油量：影響因素：浮子室與文氏管喉部的壓力差和定油孔的直徑的大小。浮子室與文氏管喉部的壓力差和定油孔的直徑越大，噴油嘴噴出的燃料越多；反之，噴出的燃料越少。對于簡單浮子式汽化器來說，浮子室與文氏管喉部的壓力差和定油孔前后的壓力差是相等的。這是因為定油孔后的壓力即為文氏管喉部空氣的壓力，定油孔前的壓力也等于浮子室空氣壓力（在噴油嘴內(nèi)油面高度等于浮子室內(nèi)的油面高度的情況下）。所以又可以說，噴油嘴噴出燃料的多少，取決于定油孔前后的壓力差和定油孔的直徑的大小。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)噴油量與節(jié)氣門開度：已制成的汽化器，定油孔的直徑是固定不變的。而浮子室與文氏管喉部的壓力差則是隨節(jié)氣門開度的變化而變化的。開大節(jié)氣門，文氏管喉部的空氣流速增大，壓力減小，因而浮子室與文氏管喉部的壓力差增大，定油孔前后的壓力差隨之增大，噴油量隨之增多；關(guān)小節(jié)氣門，浮子室與文氏管喉部的壓力差減小，定油孔前后的壓力差隨之減小，噴油量也隨之減小。操縱節(jié)氣門的開度，不僅可以改變空氣量；同時，還能借助于壓力差的變化改變噴油量。即，操縱節(jié)氣門可以改變進入氣缸的混合氣量，從而改變發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和功率。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)推油門桿過快會出現(xiàn)什么問題？推油門桿過快，節(jié)氣門迅速開大，空氣流量迅速增加，而燃料流量增加較少。所以，迅速開大節(jié)氣門這一瞬間，混合氣變貧油。這不僅使發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加緩慢，在混合氣貧油程度嚴重的時候，甚至?xí)稹盎鼗稹被蛟斐砂l(fā)動機熄火停車。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)3.余氣系數(shù)定義：單位時間內(nèi)（一般為1秒內(nèi)）流過文氏管的實際空氣量與同一時間內(nèi)噴出的燃料所需要的理論空氣量之比值來表示。式中：為單位時間流過文氏管的實際空氣量；為單位時間噴出的燃料量；實際空氣流量是隨下列四個因素的變化而變化的：即空氣流量系數(shù)、文氏管喉部橫截面積、浮子室與文氏管喉部的壓力差和大氣密度。大氣密度和文氏管喉部橫截面積為定值時，空氣流量只隨浮子室與文氏管喉部的壓力差和空氣流量系數(shù)而變。燃料流量是隨下列四個因素的變化而變化的：即定油孔截面積、浮子室與文氏管喉部的壓力差、燃料密度和燃料流量系數(shù)。當(dāng)燃料密度和定油孔截面積為定值時，燃料流量僅隨浮子室與文氏管喉部的壓力差和燃料流量系數(shù)而變。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)影理論空氣量、(與燃料有關(guān))響空氣流量系數(shù)、(取決于壓力差)余燃料流量系數(shù)、(取決于壓力差)氣文氏管喉部橫截面積、(確定不變)系定油孔截面積、(確定不變)數(shù)大氣溫度的大氣密度:

大氣壓力因飛行高度素燃料密度:(與燃料種類及溫度有關(guān))航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)理論空氣量是由燃料性質(zhì)決定的，當(dāng)使用的燃料種類一定時，則理論空氣量也一定；定型的浮子式汽化器，文氏管喉部橫截面積和定油孔截面積是不變的。余氣系數(shù)只隨空氣流量系數(shù)和燃料流量系數(shù)、大氣密度和燃料密度的變化而變化?？諝饬髁肯禂?shù)和燃料流量系數(shù)主要取決于壓力差，而大氣密度和燃料密度則主要隨大氣狀態(tài)變化。故簡單浮子式汽化器所形成的混合氣的余氣系數(shù)，實際上只受浮子室與文氏管喉部的壓力差和大氣狀態(tài)變化的影響。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)混合氣的余氣系數(shù)隨浮子室與文氏管喉部的壓力差的增大而減小。壓力差是隨轉(zhuǎn)速的增大而增大的，故混合氣的余氣系數(shù)也隨轉(zhuǎn)速的增大而減小。轉(zhuǎn)速越大，混合氣越富油。發(fā)動機所需要的混合氣的余氣系數(shù)隨轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律：在慢車轉(zhuǎn)速工作時，需要比較富油的混合氣，其余氣系數(shù)約為0.7-0.8；在中轉(zhuǎn)速工作時，需要稍為富油的混合氣，其余氣系數(shù)約為0.9-1.0；在大轉(zhuǎn)速工作時，又需要比較富油的混合氣，其余氣系數(shù)約為0.85；各種轉(zhuǎn)速時所需要的混合氣的余氣系數(shù)和簡單浮子式汽化器所形成的混合氣的余氣系數(shù)，畫在同一圖上可以看出，只是在一個轉(zhuǎn)速上（兩條曲線相交），混合氣的余氣系數(shù)恰好與發(fā)動機需要的混合氣的余氣系數(shù)相等；小轉(zhuǎn)速時，簡單浮子式汽化器所形成的混合氣比實際需要的偏于貧油，不能保證發(fā)動機穩(wěn)定工作；中轉(zhuǎn)速以上時，所形成的混合氣又比實際需要的偏于富油，不能保證發(fā)動機具有良好的經(jīng)濟性。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)余氣系數(shù)隨大氣狀態(tài)的變化規(guī)律

在大氣溫度保持不變的條件下，大氣壓力增大時，空氣流量系數(shù)、燃料流量系數(shù)和燃料密度基本上不變，噴油量也基本上不變，而大氣密度增大，空氣流量增大。因此，大氣壓力增大時，混合氣變貧油；反之，混合氣變富油。在大氣壓力保持不變的條件下，大氣溫度升高，則大氣密度減小，空氣流量減小。混合氣變富油；反之，混合氣變貧油。燃料流量隨大氣溫度升高而略有增加。因此，大氣溫度升高時，混合氣變富油；反之，混合氣變貧油。飛行高度升高時，將越來越富油。余氣系數(shù)超過富油極限，引起發(fā)動機熄火停車。綜上所述，簡單浮子式汽化器僅能在某一轉(zhuǎn)速、某一大氣狀態(tài)和飛行高度時，供應(yīng)余氣系數(shù)適當(dāng)?shù)幕旌蠚?。?dāng)發(fā)動機在不同轉(zhuǎn)速下工作時、加速時、或者大氣狀態(tài)和飛行高度變化時，簡單浮子式汽化器均不能供應(yīng)余氣系數(shù)適當(dāng)?shù)幕旌蠚鈦頋M足發(fā)動機工作的需要。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)4.浮子式汽化器校正設(shè)備：簡單浮子式汽化器形成的混合氣，隨轉(zhuǎn)速的增加越來越富油。針對這種情況，為了使發(fā)動機用中轉(zhuǎn)速工作時，能獲得余氣系數(shù)適當(dāng)（余氣系數(shù)約為0.9～1.0）的混合氣，在汽化器上裝有校正設(shè)備。浮子式汽化器常用的校正設(shè)備為滲氣裝置。分類：主噴油嘴滲氣裝置;補償噴油嘴滲氣裝置兩種。主噴油嘴滲氣裝置：功用：使發(fā)動機在中轉(zhuǎn)速工作時，能獲得余氣系數(shù)適當(dāng)（余氣系數(shù)約為0.9～1.0）的混合氣。組成：導(dǎo)流室和滲氣孔。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)工作：在發(fā)動機不工作時，導(dǎo)流室的油面高度與浮子室的油面高度相同。發(fā)動機工作時，在浮子室與文氏管喉部的壓力差的作用下，導(dǎo)流室內(nèi)的燃料即開始從噴油嘴噴出，室內(nèi)的油面高度隨之降低（見圖3-9a）。此時，浮子室內(nèi)的燃料則經(jīng)主定油孔流入導(dǎo)流室，進行補充。轉(zhuǎn)速增大，浮子室與文氏管喉部的壓力差增大，噴油量增加。由于主定油孔的限流作用，從浮子室流入導(dǎo)流室的燃料量少于導(dǎo)流室流出的燃料量，故導(dǎo)流室中的油面高度就一直下降。當(dāng)發(fā)動機達到某一轉(zhuǎn)速時，導(dǎo)流室中的燃料全部流盡，從滲氣孔流入的空氣便與主定油孔流來的燃料混合在一起，經(jīng)主噴油嘴噴出，如圖3-9b所示。在主定油孔后滲入了空氣，主定油孔后的壓力增大，從而使主定油孔前后的壓力差小于浮子室與文氏管喉部的壓力差，噴油量也就比無滲氣裝置時的少。這就可以改變簡單浮子式汽化器形成的混合氣隨著轉(zhuǎn)速的增大越來越富油的狀況，使燃料與空氣混合成稍為富油的混合氣，滿足發(fā)動機在中轉(zhuǎn)速時工作的需要。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)⑵補償噴油嘴滲氣裝置裝有補償噴油嘴滲氣裝置的浮子式汽化器，如圖3-7所示。它設(shè)有專門的補償噴油嘴、導(dǎo)流室、滲氣孔和補償定油孔。導(dǎo)流室的滲氣孔很大，單獨由補償噴油嘴噴出的燃料只能與空氣混合成很貧油的混合氣，而且隨轉(zhuǎn)速的增大越來越貧油，主噴油嘴的噴油量用主定油孔來限制，單獨由主噴油嘴噴出的燃料也只能與空氣形成很貧油的混合氣。發(fā)動機工作時，主噴油嘴和補償噴油嘴同時噴油。只要選擇截面積適當(dāng)?shù)闹鞫ㄓ涂着c補償定油孔，就能使燃料與空氣組成適當(dāng)余氣系數(shù)的混合氣。滲氣裝置是利用滲氣作用降低定油孔前后的壓力差，使噴油量隨轉(zhuǎn)速的增加緩慢地增加，使混合氣不至于過份富油，從而保證中轉(zhuǎn)速的余氣系數(shù)適當(dāng)。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)5.浮子式汽化器輔助裝置在簡單浮子式汽化器上增設(shè)校正設(shè)備以后，發(fā)動機中轉(zhuǎn)速工作時，汽化器即能供應(yīng)余氣系數(shù)適當(dāng)?shù)幕旌蠚?，保證發(fā)動機工作的經(jīng)濟性。但是，當(dāng)發(fā)動機用小轉(zhuǎn)速和大轉(zhuǎn)速工作、加速、或者大氣狀態(tài)飛行高度變化時，汽化器供應(yīng)的混合氣的余氣系數(shù)，仍不能適應(yīng)發(fā)動機工作需要。為此，在汽化器上除增設(shè)了校正設(shè)備外，還增設(shè)了許多輔助裝置：如慢車裝置、經(jīng)濟裝置、加速裝置和高空調(diào)節(jié)裝置等。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)⑴

慢車裝置功用在起動和慢車轉(zhuǎn)速工作時，保證供給發(fā)動機所需要的燃油。組成慢車噴油嘴、慢車油道（通往節(jié)氣門附近）慢車調(diào)節(jié)螺釘?shù)?。原理它是利用增設(shè)輔助噴油嘴的方法來調(diào)節(jié)余氣系數(shù)的。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)工作

當(dāng)發(fā)動機起動或慢車轉(zhuǎn)速工作時，汽化器的節(jié)氣門開得很小，節(jié)氣門與管壁之間形成了很小的縫隙。空氣流經(jīng)縫隙時，因通道突然變窄，速度增大，壓力降低，因而在浮子室與節(jié)氣門縫隙處空氣之間產(chǎn)生很大的壓力差，部分燃料在這個壓力差的作用下，便經(jīng)慢車噴油嘴噴入氣流中，使混合氣變?yōu)楸容^富油的混合氣。當(dāng)節(jié)氣門開大后，縫隙即不再存在，慢車噴油嘴噴孔處的空氣流速減小，壓力增大，慢車噴油嘴就停止噴油。慢車調(diào)節(jié)螺釘用來調(diào)整慢車噴油嘴的噴油量。當(dāng)螺釘往里擰時，滲氣孔減小，滲氣量減少，慢車定油孔前后的壓力差增大，噴油量增多；往外擰時，則滲氣孔開大，滲氣量增多，慢車定油孔前后的壓力差減小，噴油量減少。在維護使用發(fā)動機中，可根據(jù)發(fā)動機慢車轉(zhuǎn)速是否穩(wěn)定，在地面適當(dāng)?shù)卣{(diào)整螺釘?shù)奈恢?。有的浮子式汽化器上，慢車噴油嘴的噴油孔有兩個或三個，當(dāng)節(jié)氣門逐漸開大時，使汽化器逐漸增加噴油量，以便更好地與空氣流量的增大相適應(yīng)，使發(fā)動機的轉(zhuǎn)速從慢車轉(zhuǎn)速均勻柔和地上升。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)⑵經(jīng)濟裝置功用：在大轉(zhuǎn)速時，額外增加噴油量，保證向發(fā)動機供給所需的富油混合氣，而又不影響發(fā)動機在中轉(zhuǎn)速工作時的經(jīng)濟性。組成：經(jīng)濟活門、經(jīng)濟定油孔、彈簧杠桿等。

原理：它是利用增加定油孔的方法，來額外增加噴油量，以形成比較富油的混合氣。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)工作：當(dāng)發(fā)動機在中轉(zhuǎn)速工作時，節(jié)氣門開度不大，杠桿未壓住經(jīng)濟活門，經(jīng)濟活門由于彈簧的作用處在關(guān)閉位置，燃料僅從主定油孔流到主噴油嘴噴入，使混合氣不致過分富油，保證發(fā)動機工作的經(jīng)濟性。當(dāng)發(fā)動機使用大轉(zhuǎn)速時，節(jié)氣門開度大，杠桿下壓彈簧，將經(jīng)濟活門打開，一部分燃料經(jīng)過經(jīng)濟定油孔從主噴油嘴噴出，使噴油額外噴出一部分燃料，與空氣組成比較富油的混合氣。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)⑶加速裝置功用：是在迅速開大節(jié)氣門時，增加噴油量，防止混合氣貧油，使發(fā)動機從小轉(zhuǎn)速迅速而平穩(wěn)地過渡到大轉(zhuǎn)速，保證發(fā)動機具有良好的加速性。組成：加速油井、活塞、活門和加速噴油嘴等。原理：它是利用增加輔助噴油嘴的方法來調(diào)節(jié)余氣系數(shù)的。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)工作：當(dāng)節(jié)氣門緩慢地開大時，活塞也緩慢運動，活門因本身重量停在活塞桿的末端，燃料可經(jīng)活塞上的小孔自由流動，此時活塞運動對加速油井中的燃料沒有壓力的作用，并不增加噴油量；當(dāng)節(jié)氣門迅速開大時，活塞也隨之迅速下壓，此時活門在慣性和燃料反壓力的作用下，緊貼于活塞，把小孔關(guān)閉，燃料即在活塞的推擠下，頂開單向活門從加速噴油嘴噴出。當(dāng)節(jié)氣門不再開大時，活塞的運動隨之停止?；铋T便在自身重量的作用下而下落，離開活塞，燃料又可通過小孔自由流動，加速裝置也就停止工作。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)⑷高空調(diào)節(jié)裝置功用：是當(dāng)飛行高度或大氣狀態(tài)變化時調(diào)節(jié)余氣系數(shù)，以保證汽化器能向發(fā)動機供應(yīng)余氣系數(shù)適當(dāng)?shù)幕旌蠚?。分?高空調(diào)節(jié)裝置，常用的形式有兩種：一種是自動式，另一種是手操縱式。原理：是采用降低浮子室的空氣壓力，以改變定油孔前后的壓力差來調(diào)節(jié)余氣系數(shù)。組成：由膜盒、高空調(diào)節(jié)針等。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)①自動式高空調(diào)節(jié)裝置工作：當(dāng)發(fā)動機在地面或低空工作時，大氣壓力較大，膜盒被壓縮，杠桿將高空調(diào)節(jié)針提起，使浮子室的進氣孔開度較大，此時，空氣流過進氣孔時的流動損失較小，浮子室內(nèi)的空氣壓力較大，浮子室與文氏管喉部的壓力差也較大，噴油量較多。當(dāng)飛行高度升高時，大氣壓力減小，膜盒膨脹，杠桿使高空調(diào)節(jié)針下移，進氣孔關(guān)小，空氣流過進氣孔時的流動損失增大，浮子室內(nèi)的空氣壓力減小，浮子室與文氏管喉部的壓力差降低，噴油量隨之減少。因此，這種高空調(diào)節(jié)裝置，能隨著飛行高度變化，自動調(diào)節(jié)噴油量，保證混合氣的余氣系數(shù)適當(dāng)。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)這種調(diào)節(jié)裝置，還能在高度不變時，根據(jù)大氣狀態(tài)的變化，自動地調(diào)節(jié)噴油量。如大氣溫度不變，大氣壓力增大時，膜盒被壓縮，進氣孔開大，浮子室內(nèi)的空氣壓力增大，浮子室與文氏管喉部壓力差隨之增大，噴油量增加，從而防止混合氣貧油。如大氣壓力不變，大氣溫度升高時，膜盒膨脹，進氣孔關(guān)小，浮子室與文氏管喉部的壓力差隨之減小，噴油量減少，從而防止混合氣富油。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)②手操縱式高空調(diào)節(jié)裝置某種手操縱式高空調(diào)節(jié)裝置由高空調(diào)節(jié)開關(guān)和操縱臂等組成。它與自動式高空調(diào)節(jié)裝置不同的地方，只是沒有自動操縱的機件。手操縱式高空調(diào)節(jié)裝置的構(gòu)造雖然比較簡單，但需要人工操縱，使用不便；同時，飛行員憑發(fā)動機是否出現(xiàn)貧油或富油現(xiàn)象進行調(diào)節(jié)，不如自動式高空調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)來得及時和準確。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)3.1.3直接噴射裝置的工作原理組成高壓汽油泵、噴油嘴、余氣系數(shù)調(diào)節(jié)器等三個附件。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)1.高壓汽油泵的工作原理功用：是以很高的壓力將發(fā)動機工作時所需要的燃料送至噴油嘴，直接噴入氣缸；根據(jù)發(fā)動機在各種工作情況下的需要，適時地改變注油量。組成：每一種高壓汽油泵都有與發(fā)動機氣缸數(shù)目相同的注油機構(gòu)，用來分別向每個氣缸注油。每一套注油機構(gòu)，由柱塞筒、柱塞、輸油活門、推筒、彈簧、調(diào)節(jié)齒輪和油管接頭等組成。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)混合比調(diào)節(jié)器具有兩個基本組成部分——感應(yīng)部分和傳動部分。圖為某發(fā)動機采用的混合比調(diào)節(jié)器組成圖。

感應(yīng)部分的作用是感受壓力和溫度的變化。圖上感應(yīng)部分共有四個膜盒。最上面一個膜盒與大氣相通，感受大氣壓力的變化。下面三個膜盒是密封的，內(nèi)裝干燥氮氣，用來感受進氣壓力和進氣溫度的變化。膜盒裝在絕熱的外殼內(nèi)，目的是使殼內(nèi)的增壓空氣不受殼外溫度的影響。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)3.余氣系數(shù)調(diào)節(jié)器的工作原理余氣系數(shù)調(diào)節(jié)器的作用，是當(dāng)發(fā)動機工作情況改變時，依據(jù)充填量的變化自動地改變高壓汽油泵的注油量，保證發(fā)動機得到所需要的余氣系數(shù)的混合氣。⑴余氣系數(shù)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的依據(jù)充填量主要取決于進氣壓力、進氣溫度和排進壓力比，而排氣壓力是由大氣壓力決定的，大氣壓力變化時，就會影響到排進壓力比發(fā)生變化?？墒牵ＷC發(fā)動機得到所需要的余氣系數(shù)的混合氣，必須根據(jù)進氣壓力，進氣溫度和大氣壓力的變化，相應(yīng)地改變高壓汽油泵柱塞的有效行程。當(dāng)進氣壓力、進氣溫度和大氣壓力變化，使進入氣缸的空氣密度和充填系數(shù)發(fā)生變化時，必須相應(yīng)地改變柱塞的有效行程才能使余氣系數(shù)符合需要。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)3.2潤滑系統(tǒng)

3.2.1摩擦與潤滑

1.摩擦相互接觸機件相對運動的基本形式有滑動和滾動兩種，所以通常把摩擦分為滑動摩擦和滾動摩擦兩類。⑴滑動摩擦相互接觸的物體作相對滑動時產(chǎn)生的摩擦，叫做滑動摩擦。航空活塞式發(fā)動機上相互接觸的機件，相對運動的形式大部分為滑動，因而機件之間的摩擦大部分為滑動摩擦，例如活塞同氣缸壁的摩擦，連桿頭同曲頸的摩擦等。根據(jù)摩擦面之間有無滑油層滑動摩擦分為干面摩擦和液面摩擦。①干面摩擦如果在兩個物體的接觸面之間沒有任何潤滑物質(zhì)，則物體作相對滑動時產(chǎn)生的摩擦，叫做干面滑動摩擦，簡稱干面摩擦。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)②液面摩擦摩擦面之間保持了足夠厚的滑油層以后，物體之間的摩擦，不再發(fā)生在它們的接觸面，而是發(fā)生在滑油的內(nèi)部，這種摩擦，叫做液面摩擦?；驼扯仍酱?，滑油越不容易流動，因而阻止機件滑動的液面摩擦力也越大。反之，滑油粘度越小，液面摩擦力也越小。應(yīng)該指出，為了保持液面摩擦，滑油層必須有一定的厚度。為維護物體液面摩擦所允許的最小的滑油層的厚度，叫做滑油層的臨界厚度，為了使物體保持液面摩擦，滑油層的最小厚度必須大于臨界厚度。例如，滑動軸承中滑油層的最小厚度值，一般為臨界厚度值的兩倍以上。液體間的摩擦比固體間的摩擦要小得多，因而液面摩擦力比干面摩擦力小得多。在液面摩擦的情況下，摩擦面并不直接接觸，只要采用純凈的滑油，機件表面就不會磨損。此外，摩擦面之間的滑油不停息地流動，還可帶走機件的熱量，使機件得到冷卻。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)⑵滾動摩擦一個物體在另一個物體上滾動時產(chǎn)生的摩擦，叫做滾動摩擦。航空活塞式發(fā)動機上有些機件的支承處或連接處，如發(fā)動機曲軸在機匣上的支承處，以及某些附件（如發(fā)電機）的轉(zhuǎn)動軸的支承處等，都裝有滾珠軸承或滾棒軸承，這些軸承的滾珠、滾棒沿內(nèi)環(huán)和外環(huán)滾動時所產(chǎn)生的摩擦，都是滾動摩擦。

與滑動摩擦相比，滾動摩擦要小得多，滾動摩擦所引起的機件的磨損以及所產(chǎn)生的熱量也較小。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)2.潤滑⑴滑動機件的潤滑滑動機件潤滑分為兩類，一類是滑動軸承的潤滑，一類是往復(fù)直線運動的機件的潤滑。①滑動軸承的潤滑軸承內(nèi)的滑油層，是借軸旋轉(zhuǎn)帶動滑油，使滑油相互擠壓產(chǎn)生足夠大的壓力而形成的。發(fā)動機不工作時，軸直接由軸承支持，軸與軸承的接觸面之間僅隔一層極薄的油膜。發(fā)動機從靜止轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)，軸開始旋轉(zhuǎn)，滑油也從專設(shè)的油孔進入，充填軸承與軸之間的空隙，并被軸帶著沿軸旋轉(zhuǎn)的方向流動。滑油被軸帶動，從空隙較大的地方流向狹窄的地方（如圖3-35所示，即從上方流向右下方）時，受到擠壓，壓力逐漸增大。增大了壓力的滑油，就要將軸抬起。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)當(dāng)作用在軸上的滑油壓力的合力增大到超過軸承的負荷時，軸便被滑油抬起，并向側(cè)方偏移，如圖所示。在軸被抬起的過程中，軸與軸承間的下部間隙逐漸增大,滑油壓力逐漸減小，當(dāng)作用在軸上的滑油壓力的合力，減小至等于軸承的負荷時，軸就在軸承內(nèi)某一位置穩(wěn)定下來，不再移動。此時，軸周圍的空隙內(nèi)充滿了滑油，軸與軸承不再直接接觸?；瑒虞S承能否得到良好的潤滑，決定于軸與軸承間最小間隙處的滑油層能否保持足夠的厚度。在軸承內(nèi)滑油量足夠的情況下，滑油層厚度與軸承內(nèi)的滑油壓力及軸承的負荷有關(guān)，而軸承內(nèi)的滑油壓力又受軸的轉(zhuǎn)速和滑油粘度的影響。因此，影響滑油層最小厚度的因素有三個，即：軸的轉(zhuǎn)速、滑油粘度和軸承的負荷。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)軸的轉(zhuǎn)速：軸承內(nèi)的滑油層，是由于軸旋轉(zhuǎn)而形成的，滑油層的厚度與軸的轉(zhuǎn)速有密切關(guān)系。在軸承的負荷保持不變的條件下，軸的轉(zhuǎn)速增大時，滑油受到的擠壓加劇，壓力增大，滑油壓力的合力超過了軸承的負荷，使軸向上移動，因而滑油層最小厚度增大。反之，軸的轉(zhuǎn)速減小時，滑油層最小厚度減小。當(dāng)轉(zhuǎn)速減小到一定程度以后，軸承內(nèi)滑油層的最小厚度就會小于臨界厚度，而使軸承的潤滑遭到破壞。發(fā)動機起動和停車時，滑動軸承潤滑不良的情況往往是難免的，因此，滑動軸承的表面都襯有一層減磨合金，用來減小軸與軸承的磨損，彌補暫時的潤滑不良的缺陷?；驼扯龋夯驼扯葴p小時，滑油受擠壓的程度減小，壓力降低，而且，滑油也容易從軸承兩端流出，因此，在軸承的負荷保持不變的情況下，軸將向下移動，滑油層的最小厚度減小?；驼扯冗^小時，滑油層的最小厚度就會小于臨界厚度，而使滑動軸承的潤滑遭到破壞?；驼扯仍龃螅好婺Σ亮υ龃?，摩擦功率也隨之增大。而且粘度過大時，由于滑油不易流動，發(fā)動機工作時，流入軸承內(nèi)的滑油量不足，軸承的潤滑情況反而又將惡化。因此，發(fā)動機工作時，滑油溫度必須保持在一定的范圍內(nèi)，以保證滑油的粘度適當(dāng)。軸承的負荷：軸承的負荷增大時，軸向下移動，它與軸承之間的下部間隙減小，因此，滑油受到的擠壓加劇，壓力增大當(dāng)作用在軸上的滑油壓力的合力等于作用在軸承上的負荷時，軸便穩(wěn)定下來。此時，滑油層厚度減小。若負荷過大，就有可能使滑油層的厚度小于臨界厚度，從而破壞滑動軸承的正常潤滑。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)②活塞與氣缸壁的潤滑

活塞作往復(fù)運動時，它的側(cè)壁同氣缸發(fā)生滑動摩擦，需要輸入滑油進行潤滑。活塞側(cè)壁分為活塞裙和密封帶兩部分。潤滑活塞裙與氣缸壁的滑油，是由轉(zhuǎn)動著的曲軸潑濺在氣缸壁的下部，并通過擋油漲圈和刮油漲圈的作用而保持在活塞裙與氣缸壁之間的間隙內(nèi)的。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)擋油漲圈和刮油漲圈通常有2～4道，分別安裝在活塞裙的上部和下部。漲圈借本身的彈力張開，緊壓在氣缸壁上?；钊蛳滤傈c移動時，下面的刮油漲圈在滑油的擠壓作用下,向漲圈槽內(nèi)收攏，滑油即通過漲圈與氣缸壁之間的縫隙流入活塞裙與氣缸壁之間的間隙,上面的擋油漲圈則向下刮滑油，這樣，在活塞裙與氣缸壁之間就充滿了滑油，從而保證良好的潤滑；多余的滑油，則從活塞側(cè)壁上的油孔流入機匣?；钊蛏纤傈c移動時，下面的刮油漲圈向上刮滑油，使活塞裙與氣缸壁的間隙內(nèi)具有一定數(shù)量的滑油，這樣也保證了良好的潤滑。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)活塞與氣缸壁之間的潤滑是否良好，與活塞的運動速度、活塞作用在氣缸壁上的壓力和活塞的溫度有關(guān)。如果活塞的運動速度小，活塞作用在氣缸壁上的壓力大和活塞的溫度高（引起滑油粘度降低），活塞與氣缸壁之間就難以保持液面摩擦?；钊褂捎谧饔迷跉飧妆谏系膲毫^大，溫度較高，因而經(jīng)常處于半液面摩擦狀態(tài)，而在靠近活塞頂面的一道漲圈，則多處于半干面摩擦狀態(tài)。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)③滾動軸承的潤滑軸承分為滑動軸承、滾動軸承兩種，而滾動軸承分為滾珠軸承和滾棒軸承兩種。他們的工作原理是將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，以減小摩擦力和摩擦損失。他起著支承和傳力的作用。這些軸承由內(nèi)環(huán)、外環(huán)、滾動體（滾珠或滾棒）和保持架組成。滾珠、滾棒沿內(nèi)環(huán)和外環(huán)滾動時所產(chǎn)生的摩擦都是滾動摩擦。與滑動摩擦相比，滾動摩擦要小得多，滾動摩擦所引起的機件的磨損以及所產(chǎn)生的熱量也較小。但是需要指出，由于滑動軸承的接觸面積較大，單位面積上承受的負荷較小，并且有較厚的滑油層可起減震作用，而滾動軸承內(nèi)滾珠（或滾棒）同軸承內(nèi)外環(huán)的接觸面積很小，

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)滾動軸承一般安裝在某些功率較小的發(fā)動機（如直列型活塞式發(fā)動機）的曲頸與連桿連接處，以及某些附件轉(zhuǎn)動軸的支承處。至于功率較大的發(fā)動機的曲頸與連桿連接處等。對于沖擊負荷較大，多采用滑動軸承。直列型發(fā)動機的曲軸較長，安裝滾動軸承很不方便，所以也都采用滑動軸承。滾動軸承通常利用潑濺滑油的方法進行潤滑。其目的是為了防止軸承的磨損、銹蝕和使軸承得到適當(dāng)?shù)睦鋮s，而不是為了減小滾動摩擦力矩。恰恰相反，滾動軸承內(nèi)注入滑油以后，滾動時，滑油受到擠壓，阻礙軸承的滾動，滾動摩擦力矩反而略有增大；滑油粘度越大，滾動摩擦力矩也越大。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)3.2.2潤滑系統(tǒng)工作原理

1.潤滑系統(tǒng)的功用

潤滑系統(tǒng)的主要功用是把數(shù)量足夠和粘度適當(dāng)?shù)幕脱h(huán)不息地輸送至各摩擦面上，使機件得到良好的潤滑和冷卻，以減小發(fā)動機的摩擦功率、減輕機件的磨損和避免機件過熱，從而提高發(fā)動機的有效功率，增長發(fā)動機的壽命以及保證發(fā)動機工作正常。輸送至各活動機件的滑油，能夠防止這些機件銹蝕。

粘附在漲圈與氣缸上的滑油，還能提高漲圈與氣缸壁之間的氣密性。潤滑系統(tǒng)還將加壓后的滑油輸送到某些調(diào)節(jié)裝置和其它設(shè)備去，以帶動有關(guān)的部件。例如推動進氣壓力調(diào)節(jié)器的傳動活塞以操縱節(jié)氣門的開度，推動混合比調(diào)節(jié)器的傳動活塞，以轉(zhuǎn)動高壓汽油泵的調(diào)節(jié)齒輪。以及推動旋翼的變距活塞，改變旋翼的槳葉角等。有的發(fā)動機還利用熱滑油來加溫汽化器。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)2.潤滑方法發(fā)動機機件的潤滑方法有三種:即潑濺潤滑、壓力潤滑和壓力－潑濺潤滑。⑴潑濺潤滑

借轉(zhuǎn)速較大的旋轉(zhuǎn)機件（例如曲軸等），將滑油潑濺到摩擦面上去的潤滑方法，叫做潑濺潤滑。在發(fā)動機機匣內(nèi)裝有一定數(shù)量的滑油，曲柄轉(zhuǎn)至機匣下部，即浸入滑油內(nèi)。發(fā)動機工作時，借助于曲軸的轉(zhuǎn)動，不斷地將附著于曲柄與連桿頭上的滑油向四周甩出，使滑油在機匣內(nèi)部潑濺成細小的油滴。油滴進入活塞、氣缸、連桿和曲軸等機件的摩擦面，使這些機件得到潤滑。潤滑后的滑油從摩擦面間隙流出，直接落入機匣。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)采用潑濺潤滑的方法，只需要在機匣內(nèi)儲存一定數(shù)量的滑油，所以這種潤滑系統(tǒng)（叫做潑濺潤滑系統(tǒng)）比較簡單。但因潑濺的滑油壓力太小，很難進入那些間隙較小的機件之間。而且對機匣外部的機件和附件，也無法進行潤滑。此外，由于無法使滑油過濾，滑油容易變臟；滑油的溫度也不能進行調(diào)節(jié)。因此，這種方法對機件潤滑和冷卻的效果都比較差。所以潑濺潤滑系統(tǒng)只能在一些構(gòu)造簡單的小型發(fā)動機上采用。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)⑵壓力潤滑

滑油經(jīng)油泵加壓后，沿專門的油路流至各摩擦面上去的潤滑方法，叫做壓力潤滑。為了使滑油在發(fā)動機內(nèi)循環(huán)流動，潤滑機件后的滑油用油泵抽回，經(jīng)過過濾和冷卻后，再次送往各摩擦面。采用這種潤滑方法，由于滑油壓力較高，滑油能被輸送到所有的無法應(yīng)用潑濺潤滑的地方去，即便是那些間隙小的摩擦面，也能得到良好的潤滑。同時，還可在油路上安裝油濾和散熱器，前者用來濾出滑油中的污物和金屬屑等，保持滑油潔凈，后者用來調(diào)節(jié)滑油溫度，保持滑油粘度適當(dāng)。因此，這種潤滑方法對機件潤滑和冷卻的效果，比潑濺潤滑的要好得多。壓力潤滑的優(yōu)點雖然很多，也還存在一些缺點，主要是：對于某些無法從專門的油路獲得滑油的機件（例如氣缸壁）不能進行潤滑，另外，這種潤滑系統(tǒng)（叫做壓力潤滑系統(tǒng)）也比較復(fù)雜。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)⑶壓力－潑濺潤滑發(fā)動機單獨采用潑濺潤滑的方法，不能保證所有的摩擦面都得到良好的潤滑和冷卻；而單獨采用壓力潤滑的方法，對于某些無法從專門的油路獲得滑油的機件也不能進行潤滑。為了使所有的機件都能得到良好的潤滑和冷卻，現(xiàn)代的航空活塞式發(fā)動機一般都采用以壓力潤滑為主、潑濺潤滑為輔的混合潤滑系統(tǒng)?；旌蠞櫥到y(tǒng)中的潑濺潤滑，并非利用積存在機匣底部的滑油，而是利用從某些接受壓力潤滑的機件的間隙處流出的或從專門的油孔噴出來的滑油，借助于曲軸等旋轉(zhuǎn)較快的機件將滑油潑濺到摩擦面上進行潤滑的。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)3.潤滑系統(tǒng)的組成和工作航空活塞式發(fā)動機的潤滑系統(tǒng)，一般由滑油箱、進油泵、油濾、收油池、泡沫消除器、滑油散熱器和檢查滑油系統(tǒng)工作情況的儀表等組成。有些潤滑系統(tǒng)還裝有油霧凝聚器。發(fā)動機工作時，滑油箱內(nèi)的滑油被進油泵抽出，在油泵內(nèi)加壓并經(jīng)油濾過濾后，送入發(fā)動機。在發(fā)動機內(nèi)部，滑油通過專門的油路進入曲軸、連桿、凸輪盤（或凸輪軸）和齒輪等滑動軸承內(nèi)進行潤滑；其他不與油路相通的機件，如活塞與氣缸壁、滾動軸承及齒輪等，則利用從滑動軸承流出的滑油和從曲軸或機匣上專設(shè)的噴油孔噴出的滑油，直接進行潤滑，或借曲軸等轉(zhuǎn)動較快的機件將噴出的滑油潑濺至摩擦面上進行潤滑。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)潤滑后的滑油，由于受到機件的攪動，同機匣內(nèi)的氣體（空氣、滑油蒸汽和廢氣等）混合而產(chǎn)生大量的泡沫，其中還混有從活塞與氣缸內(nèi)壁脫落下來的積炭屑、各機件摩擦面上掉下來的金屬屑以及其他雜質(zhì)等，并且溫度很高。這些工作后的滑油，從各處匯流到機匣下部的收油池內(nèi)。由一個或幾個回油泵抽出，先后經(jīng)過泡沫消除器和滑油散熱器，消除了泡沫和降低了溫度，并經(jīng)過一些附件內(nèi)的油濾的初步過濾，然后流回滑油箱。在潤滑系統(tǒng)的油路上裝有滑油壓力表和滑油溫度表的受感部?；蛪毫Ρ硎芨胁课挥谶M油泵出口以后的油路上，用來測量經(jīng)油泵增壓后的滑油壓力；滑油溫度表受感部裝在進油泵進口前的油路上，或者裝在回油路上，前者用來測量滑油進油溫度，后者用來測量滑油回油溫度，有的發(fā)動機為了同時測量出滑油進油溫度和回油溫度，在進油泵進口前的油路上和回油路上都裝有滑油溫度表受感部。這些受感部把感受的壓力和溫度變成信號，傳到裝在座艙內(nèi)的儀表，儀表就可以指示出滑油壓力的大小和滑油溫度的高低。根據(jù)滑油壓力和溫度的數(shù)值，可以判斷系統(tǒng)工作是否正常。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)為了保證潤滑系統(tǒng)工作正常，機匣上都設(shè)有通氣管，使機匣內(nèi)部與外界大氣相通?；驮诎l(fā)動機內(nèi)循環(huán)流動時所產(chǎn)生的滑油蒸汽，以及從活塞周圍漏進機匣的混合氣和廢氣，都可經(jīng)通氣管排出，這樣就可防止機匣內(nèi)的滑油因氣體太多而產(chǎn)生大量泡沫；也可避免因機匣內(nèi)壓力過大而引起機匣接合處和密封處漏油。有些發(fā)動機，從機匣或滑油箱排入大氣的氣體，先流經(jīng)油霧凝聚器，使氣體中的滑油分離出來，以減少滑油的消耗。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)3.2.3潤滑系統(tǒng)的主要附件

1.滑油泵

滑油增壓泵和回油泵統(tǒng)稱為滑油泵，它是用來促使滑油循環(huán)流動的部件。航空活塞式發(fā)動機的滑油泵多是齒輪式的。⑴齒輪泵的組成和工作

齒輪泵由一對互相嚙合的齒輪和殼體兩個基本部分組成。油泵中由曲軸通過傳動齒輪帶動主動齒輪；主動齒輪帶動從動齒輪。油泵進口處齒輪與殼體間形成的空間，叫做吸油室；出口處齒輪與殼體間形成的空間，叫做增壓室。在發(fā)動機轉(zhuǎn)速保持不變的條件下，油泵轉(zhuǎn)速也不改變。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)在發(fā)動機轉(zhuǎn)速保持不變的條件下，油泵轉(zhuǎn)速也不改變，飛行高度升高時，滑油箱內(nèi)壓力降低，滑油泵吸油室內(nèi)的壓力也相應(yīng)地降低，滑油蒸汽和從滑油中逸出的空氣量都增多，泡沫所占的容積增大，因此，滑油泵的供油量隨飛行高度的升高而減小。由于油泵的供油量隨飛行高度的升高而減小，為了保證發(fā)動機在不同的飛行高度都能獲得所需要的滑油量，在設(shè)計發(fā)動機時，都使滑油增壓泵的供油量等于地面額定工作狀態(tài)時滑油循環(huán)量的2～2.5倍?；突赜捅玫哪芰Ρ仍鰤罕玫倪€要大一些。這是因為，滑油在發(fā)動機內(nèi)進行潤滑后，產(chǎn)生了許多泡沫，容積增大，為了把帶有大量泡沫的滑油抽回油箱，回油泵的回油量必須大一些?；突赜捅玫幕赜土考s為滑油增壓泵供油量的2.0倍。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)⑵齒輪泵的壓力調(diào)節(jié)滑油增壓泵上裝有調(diào)壓活門，以保持滑油壓力不變。調(diào)壓活門由活門和彈簧組成?；铋T控制著一條從增壓泵出口通往進口的油路，活門的左邊承受增壓泵出口處的滑油壓力，右邊承受彈簧壓力。如果供油量超過了發(fā)動機所需的滑油量，滑油壓力過大，滑油就克服彈簧力量，頂開活門，多余的滑油通過活門回到增壓泵進口，滑油壓力就能保持不變。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)2.滑油濾常用的滑油濾有網(wǎng)狀濾油和篦式油濾。⑴網(wǎng)狀油濾油濾一般由殼體、濾網(wǎng)或濾片和旁通活門等組成?；蛷臍んw上的進油口流入，過濾后，從殼體上的出油口流出。為了防止過濾部分嚴重堵塞，影響機件的潤滑和冷卻，在滑油濾內(nèi)裝有旁通活門。當(dāng)過濾部分堵塞以致內(nèi)外壓力差大于一定數(shù)值時，旁通活門被滑油頂開，滑油就直接從殼體進口流向出口，以保證需要潤滑的機件得到滑油。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)⑵篦式油濾篦式油濾的過濾部分是由一組濾片和墊片（間隙片）組成的。墊片夾在濾片之間，并且同濾片一起安裝在一根可以轉(zhuǎn)動的軸上，從而形成許多環(huán)形縫隙。每個環(huán)形縫隙之間都嵌有一片刮片，它們裝在一根固定軸上，轉(zhuǎn)動濾片與墊片的軸時，刮片就象篦子一樣從環(huán)形縫隙中把積存的污物刮下，篦式油濾也就是由此得名。這種油濾的強度較大，一般都裝在油壓較大的油路中。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)3.2.4滑油的沖淡在冬季低溫下起動發(fā)動機時，滑油粘度很大，往往超出正常范圍。為了保證起動時滑油的粘度符合要求，可以采用汽油沖淡滑油的方法，適當(dāng)?shù)販p小滑油粘度。

滑油粘度過大，會引起一系列不良的后果。首先，滑油粘度過大，不能保證發(fā)動機各機件得到可靠的潤滑。其次，滑油粘度過大，會增大起動時轉(zhuǎn)動曲軸所需的力矩，給發(fā)動機的起動造成困難。再次，即使發(fā)動機已經(jīng)起動起來，由于滑油粘度過大，機件潤滑不良，不得不增長發(fā)動機的暖機時間，增長了直升機的起飛準備時間。

滑油被汽油沖淡后，粘度減小，因而發(fā)動機易于起動；起動時機件的磨損可以減輕；發(fā)動機的暖機時間也可以縮短。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)為了便于沖淡滑油，發(fā)動機上通常將潤滑系統(tǒng)與燃料系統(tǒng)連通。連接兩個系統(tǒng)的油路上裝有滑油沖淡開關(guān)和混合器（通常把這些附件和導(dǎo)管一起叫做滑油沖淡系統(tǒng)）。需要沖淡滑油時，只要打開滑油沖淡開關(guān)，燃料系統(tǒng)中的汽油便流入潤滑系統(tǒng)，在混合器內(nèi)與滑油混合。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)3.3散熱系統(tǒng)3.3.1散熱系統(tǒng)（又稱冷卻系統(tǒng)）的功用

是使氣缸溫度保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，保證發(fā)動機正常工作。發(fā)動機工作時，氣缸內(nèi)混合氣燃燒后的溫度很高（最高溫度可達2500～3000℃），與高溫燃氣相接觸的機件或零件，例如氣缸頭、氣門、電嘴和活塞獲得燃氣的熱量，溫度也升得相當(dāng)高。如果不對發(fā)動機進行冷卻，氣缸溫度就會過高，從而使發(fā)動機發(fā)生一系列不正常的現(xiàn)象。

氣缸溫度過高，材料強度顯著減弱，氣缸以及氣缸緊密相連的機件在動力負荷和熱負荷的作用下很容易損壞，例如氣缸頭翹皺、裂紋，活塞頂燒穿，氣門變形，裂紋等；同時，活塞與氣缸壁之間的間隙、漲圈與漲圈之間的間隙、氣門桿與氣門桿套之間的間隙變化還會引起活塞漲圈內(nèi)的滑油分解和氧化，形成膠狀物質(zhì)，粘住漲圈，影響氣缸壁面的潤滑，甚至因此磨傷和燒壞活塞。此外，氣缸溫度過高，還會使充填量減小，發(fā)動機功率降低，并可能產(chǎn)生早燃和爆震等現(xiàn)象。因此，為了保證發(fā)動機工作可靠和能夠發(fā)出應(yīng)有的功率，必須對發(fā)動機進行冷卻。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)對發(fā)動機進行冷卻，自然也要恰如其分地掌握好散熱程度的界限。如果發(fā)動機冷卻過度，溫度過低，反而會帶來很多不良的后果：發(fā)動機散走的熱量過多，會使發(fā)動機功率減小，經(jīng)濟性變差：同時，在氣缸溫度過低的情況下，燃料不容易汽化，混合氣也就不能正常地燃燒；另外，氣缸壁上的滑油粘度變大，還會使活塞的摩擦損失增大。由此可見，對發(fā)動機進行冷卻，必須把氣缸溫度保持在一個適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，既不能過高，也不能過低。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，冷卻系統(tǒng)可分為氣冷式和液冷式兩種。3.3.2氣冷式冷卻系統(tǒng)氣冷式冷卻系統(tǒng)利用迎面吹來的氣流，吸收并帶走氣缸外壁的一部分熱量，以保持氣缸溫度的數(shù)值在一定的范圍內(nèi)。氣冷式發(fā)動機，都以氣缸頭溫度來標志氣缸的受熱程度，如某發(fā)動機的氣缸頭溫度正常數(shù)值規(guī)定為180～215℃，最高不超過250℃，最低不低于140℃。氣冷式冷卻系統(tǒng)由散熱片、導(dǎo)風(fēng)板、整流罩和散熱風(fēng)門等組成。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)1.散熱片

發(fā)動機工作時，為了保證機件溫度正常，必須散走大量的熱量。例如，發(fā)動機在額定狀態(tài)工作，應(yīng)該向外散走的熱量，約占燃料理論放熱量的14～16%。但是，由于氣缸外壁向外傳熱的傳熱系數(shù)較小，空氣流過氣缸外壁面時，不足以帶走全部應(yīng)散去的熱量。解決這一矛盾的辦法，是在氣缸頭和氣缸身的周圍安裝散熱片，增大空氣和氣缸外壁的接觸面積。

當(dāng)空氣流過氣缸周圍時，熱量經(jīng)散熱片隨氣流散走，散走的熱量，與散熱片根部到頂端的高度、散熱片的間距和散熱片的截面形狀有關(guān)。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)增大散熱片的高度，可以增大散熱片面積，從而使散熱量增多。但是增大高度有一定的限度。因為散熱片的高度越高，其頂端的溫度就越低，與冷卻空氣之間的溫度差越小，增大散熱量的作用也就越??；同時，散熱片高度增大后，氣缸的重量和面迎阻力反而會增加。所以，散熱片的高度通常不超過55～65毫米。相鄰散熱片的間距也應(yīng)當(dāng)有一個適當(dāng)?shù)臄?shù)值。一般約為4～5毫米。如果間距增大，就會減少散熱片的數(shù)目，使散熱量減少。如果間距減少，則不僅增加加工的困難，而且冷卻空氣流過散熱片時，流動阻力增加，流動速度減小，冷卻空氣溫度升高，同樣會使散熱量減少。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)發(fā)動機工作時，氣缸各部分受熱的情形是不同的，因此各部分的溫度高低也不相同，會使氣缸產(chǎn)生熱應(yīng)力。為了減小氣缸的熱應(yīng)力，以免氣缸翹皺和裂紋，應(yīng)盡可能地使氣缸各部分的溫度大致相等?；谶@種原因，氣缸各部分所配置的散熱片，其面積的大小不應(yīng)該完全相同。氣缸頭經(jīng)常與高溫氣體接觸，大部分熱量（約占總散熱量的60～70%）須經(jīng)氣缸頭散走，所以氣缸頭的散熱片的總面積比氣缸身的要大得多。就氣缸頭而言，排氣門附近受熱的程度比進氣門附近厲害得多，所以排氣門附近的散熱片的面積比進氣門附近的大。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)2.導(dǎo)風(fēng)板當(dāng)空氣流過發(fā)動機時，氣缸前部壁面直接與空氣相接觸，散熱情況較好；而氣缸后部壁面背著氣流，散熱不良。為了保證氣缸前后壁面散熱比較均勻，在氣缸周圍，裝有如圖所示導(dǎo)風(fēng)板。冷卻空氣在發(fā)動機導(dǎo)風(fēng)板與氣缸外壁之間的流動情形，如圖所示。氣缸周圍裝了導(dǎo)風(fēng)板以后，迎面冷卻空氣便沿著導(dǎo)風(fēng)板和氣缸外壁之間的空隙流過氣缸兩側(cè)和后部壁面，使整個氣缸散熱比較均勻；同時，導(dǎo)風(fēng)板還可以減少氣缸后面的渦流，從而減小發(fā)動機的迎面阻力。為了使氣缸壁保持正常的溫度，必須保證氣缸散熱片中的空氣具有一定的流速。為此，導(dǎo)風(fēng)板和散熱片之間的間隙應(yīng)該適當(dāng)。例如某發(fā)動機的導(dǎo)風(fēng)板和散熱片之間的間隙規(guī)定為2～3毫米。間隙太小，由于發(fā)動機的振動，會使散熱片與導(dǎo)風(fēng)板發(fā)生碰撞而磨損；間隙太大，將使冷卻空氣的流速降低，導(dǎo)致氣缸散熱不良。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)有些飛機在整流罩的出口處，裝有控制空氣流通的風(fēng)門，這個風(fēng)門叫做魚鱗板。有些飛機，在整流罩的進口處還裝有控制空氣流通的另一個風(fēng)門，這個風(fēng)門叫做百葉窗。魚鱗板和百葉窗統(tǒng)稱為散熱風(fēng)門，都可在座艙內(nèi)操縱。

散熱風(fēng)門用來控制冷卻發(fā)動機的空氣流量，以調(diào)節(jié)氣缸的溫度。魚鱗板開大時，空氣流量增加，散熱量增多，氣缸溫度下降；反之，魚鱗板關(guān)小時，氣缸溫度上升。百葉窗由若干金屬片組成，打開百葉窗時，這些金屬片都收縮到螺旋槳整流罩的后面，空氣不受阻擋地流向發(fā)動機空氣流量增大；關(guān)小百葉窗，金屬片伸出來使進口面積減小，空氣流量減小。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)在魚鱗板打開的條件下，關(guān)小百葉窗會增大飛機的飛行阻力，因此，在通常情況下，百葉窗應(yīng)該在完全打開的位置。只有在魚鱗板完全關(guān)閉以后，氣缸溫度仍然過低的情況下，才關(guān)小百葉窗。在增大冷卻空氣流量時，應(yīng)該事先將百葉窗完全打開，然后再打開魚鱗板。綜上所述，氣冷式冷卻系統(tǒng)是利用迎面吹來的空氣，把氣缸外壁的熱量帶走，以降低氣缸溫度?？諝鈴恼髡智懊孢M入后，流經(jīng)氣缸壁和散熱片，最后從整流罩后面流到機外。氣缸溫度的高低由散熱風(fēng)門來調(diào)節(jié)。某些功率較大的氣冷式發(fā)動機，當(dāng)發(fā)動機的飛行速度較小時，迎面吹來的空氣量較小，冷卻比較困難，為了提供足夠的冷空氣，在發(fā)動機上裝有一個專門的冷卻風(fēng)扇。風(fēng)扇的位置，緊靠螺旋槳的后面，當(dāng)螺旋槳軸轉(zhuǎn)動時，經(jīng)過傳動齒輪帶動風(fēng)扇高速旋轉(zhuǎn)，以增多冷空氣流量。如直升機上，飛機的飛行速度較小，常采用這種方法冷卻發(fā)動機。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)3.3.3液冷式冷卻系統(tǒng)液冷式冷卻系統(tǒng)利用冷卻液流過氣缸壁，吸收并帶走氣缸壁的一部分熱量，以保持氣缸的溫度在一定的范圍內(nèi)。

1.組成和工作液冷式冷卻系統(tǒng)由散熱套，冷卻液散熱器，冷卻液泵和膨脹箱等部分組成。發(fā)動機工作時曲軸經(jīng)過傳動齒輪帶動冷卻液泵工作，把冷卻液打入散熱套，冷卻液流過氣缸周圍，使氣缸冷卻。溫度升高的冷卻液，流過冷卻液散熱器，散去從氣缸壁帶來的熱量，最后再回到冷卻液泵的進口。

散熱套內(nèi)的冷卻液，受熱膨脹時，可以排出一部分到膨脹箱里去；相反，如果管路內(nèi)的冷卻液有損耗時，膨脹箱內(nèi)儲存的冷卻液則會流入管道內(nèi)予以補充。為了測量冷卻液的溫度，裝有兩個冷卻液溫度傳感器，分別位于散熱套的出口和冷卻液泵的進口。前者測量冷卻液在流出發(fā)動機時的溫度，后者測量冷卻液在進入發(fā)動機時的溫度。各種液冷式發(fā)動機，對于冷卻液的溫度都有規(guī)定的數(shù)值。例如，某發(fā)動機，冷卻液流出發(fā)動機時的溫度規(guī)定不得超過120℃，冷卻液流進發(fā)動機時的溫度不得低于60℃，此外，某些發(fā)動機上還裝有蒸汽分離器，冷卻液在其中利用慣性離心力將蒸汽和空氣泡分離出來，以改善冷卻系統(tǒng)的工作。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)2.散熱套散熱套裝在氣缸外面，如圖所示。在氣缸頭、氣缸身和散熱套之間充滿了冷卻液，冷卻液在散熱套內(nèi)流動，通過對流換熱吸收并帶走從氣缸外壁傳遞的熱量。這種冷卻方法，能使整個氣缸的外壁浸在冷卻液里面，氣缸各部分得到較均勻的冷卻。但由于氣缸各部分受熱程度不同，因而各處的溫度仍然是不相等的。圖3-61表示液冷式發(fā)動機氣缸頭、氣缸身和活塞的溫度的分布情形。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)3.冷卻液散熱器

冷卻液散熱器是用來降低冷卻液溫度的裝置。以便使冷卻液循環(huán)使用。冷卻液散熱器的構(gòu)造和滑油散熱器的基本相同，也是一種蜂巢式散熱器，蜂巢管用導(dǎo)熱性良好的紅銅、黃銅或其他銅合金制成。冷卻液在蜂巢管的間隙中流動。迎面吹來的冷卻介質(zhì)-空氣在蜂巢管內(nèi)流動。冷卻液從散熱管間的間隙內(nèi)流過，把熱量傳給散熱器，散熱管再把這些熱量傳給在管內(nèi)流動的空氣。這樣就降低了冷卻液的溫度。為了增長冷卻液在散熱器中的流動路徑，使冷卻液得到充分冷卻，冷卻液散熱器內(nèi)部同滑油散熱器一樣，也裝有若干塊帶孔的隔板。散熱器裝在呈流線型的風(fēng)罩內(nèi)，以減小飛行所產(chǎn)生的阻力。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)風(fēng)罩的后面（或前面），一般還裝有可調(diào)節(jié)的風(fēng)門，用來控制流過散熱器的空氣量，調(diào)節(jié)冷卻液的溫度，以達到調(diào)節(jié)氣缸溫度的目的。當(dāng)風(fēng)門開大時，流過散熱器的空氣量增多，冷卻液散走的熱量增加，冷卻液的溫度和氣缸溫度就可以降低得多一些；反之，當(dāng)風(fēng)門關(guān)小時，冷卻液的溫度和氣缸溫度就降低得少一些。此外，某些發(fā)動機上還裝有蒸汽分離器，冷卻液在其中利用慣性離心力將蒸汽和空氣泡分離出來，以進一步改善冷卻系統(tǒng)的工作。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)4.冷卻液泵冷卻液泵（水泵）的作用，是保證冷卻液能循環(huán)在冷卻系統(tǒng)內(nèi)流動。冷卻液泵通常是離心式的，由轉(zhuǎn)軸、葉輪和殼體等部分組成。

冷卻液泵的葉輪由曲軸帶動旋轉(zhuǎn)。冷卻液經(jīng)殼體上的進口流入葉輪，被葉輪帶動旋轉(zhuǎn)，在慣性離心力的作用下，向葉輪四周甩出，經(jīng)出口流向散熱套。冷卻液甩出后，在葉輪中心處，冷卻液的數(shù)量減少，壓力降低，于是，冷卻液源源不斷地從散熱器被吸入葉輪，因此冷卻液泵就連續(xù)不斷地把冷卻液供至散熱套。冷卻液泵的輸送量（即冷卻液泵出口流量）取決于冷卻液泵的尺寸、葉輪的轉(zhuǎn)速和冷卻系統(tǒng)內(nèi)的流動阻力。葉輪的尺寸和轉(zhuǎn)速越大，冷卻液泵的輸送量也越大；冷卻液流動阻力越大，則冷卻液泵的輸送量越小。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)5.膨脹箱冷卻液吸收了氣缸的熱量以后，溫度升高。體積膨脹，如果冷卻系統(tǒng)中沒有一定的空間讓冷卻液膨脹，則冷卻液受到管壁的限制，壓力升高，會使導(dǎo)管破裂。因此，在系統(tǒng)中需要裝設(shè)一個膨脹箱。膨脹箱的另一個作用是儲存冷卻液。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的冷卻液由于漏失或蒸發(fā)而有所損耗時，膨脹箱內(nèi)的冷卻液即進行補充。膨脹箱通常安裝在冷卻系統(tǒng)的最上方。膨脹箱內(nèi)約有三分之二的容積儲存冷卻液，其余三分之一的容積作為冷卻液受熱膨脹的空間。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)膨脹箱直接與大氣相通的冷卻系統(tǒng)叫做開式冷卻系統(tǒng)。在飛行高度升高時，冷卻液的沸點也隨著降低。如果冷卻液的溫度接近沸點，就會產(chǎn)生許多汽泡附著在氣缸壁上。由于氣體的導(dǎo)熱性比液體的差,所以在汽泡附著的地方，往往會出現(xiàn)局部過熱。這是開式冷卻系統(tǒng)一個很大的缺點?？朔巳秉c的辦法，是在膨脹箱上方裝一個安全活門，經(jīng)常保持系統(tǒng)內(nèi)的氣壓比外界大氣壓力大0.4～1╳105帕斯卡。裝有安全活門的冷卻系統(tǒng)叫做閉式冷卻系統(tǒng)。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)安全活門由兩個單向活門組成，如圖3-65所示。其中的一個叫放氣活門，它的作用是保證膨脹箱內(nèi)的氣壓比大氣壓力大0.4～1╳105帕斯卡。如果膨脹箱內(nèi)的氣壓與外界大氣壓力的差值大于這個數(shù)值時，單向活門便被頂開，把一部分氣體放到大氣中去。另一個叫進氣活門，它的作用是保證膨脹箱內(nèi)的氣壓與大氣壓力的差值不小于0.08～0.10╳105帕斯卡。如果外界大氣壓力與膨脹箱內(nèi)氣壓的差值大于這個數(shù)值，進氣活門就被頂開，使一部分氣體進入膨脹箱。這樣，就可以防止飛行高度急劇降低時，外界大氣壓力迅速增大，而系統(tǒng)內(nèi)的氣壓仍保持為高空的氣壓，出現(xiàn)膨脹箱在內(nèi)外壓力差的作用下被壓扁的現(xiàn)象。目前，液冷式發(fā)動機多采用閉式冷卻系統(tǒng)，以提高冷卻液的沸點。這樣，不僅可以減少冷卻液在高空飛行時產(chǎn)生汽泡的現(xiàn)象，而且還可以提高冷卻液的最高允許平均溫度，增大冷卻液與空氣之間的溫度差，使散熱器的散熱面積減小。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)3.3.4影響氣缸溫度的因素

氣缸溫度的高低，取決于氣缸內(nèi)燃氣傳給氣缸壁的熱量和冷卻介質(zhì)所能帶走的熱量。在單位時間內(nèi)，如果燃氣傳給氣缸壁的熱量多余冷卻介質(zhì)所能帶走的熱量，氣缸溫度就會升高；反之，在單位時間內(nèi)冷卻介質(zhì)所能帶走的熱量多于燃氣傳給氣缸壁的熱量，氣缸溫度就會降低。影響燃氣傳給氣缸壁的熱量的因素是：進氣壓力、轉(zhuǎn)速、混合氣余氣系數(shù)、提前點火角和壓縮比等因素。影響冷卻介質(zhì)所能帶走的熱量的因素是：，冷卻空氣的溫度和流量等。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)1.進氣壓力當(dāng)進氣壓力增大時，氣體的密度增大，引起傳熱系數(shù)增大，單位時間內(nèi)燃氣傳給氣缸壁的熱量增多，因此氣缸溫度升高。2.轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速增大時，起初，氣缸溫度上升較快，以后，上升較為緩慢。3.混合氣余氣系數(shù)

混合氣余氣系數(shù)略小于1時，氣缸頭溫度最高，余氣系數(shù)偏離這個數(shù)值時，氣缸頭溫度都會降低。4.提前點火角氣缸頭溫度和排氣門溫度隨提前點火角的減小而降低。5.壓縮比壓縮比增大時，壓縮后的氣體溫度升高，燃氣溫度隨之升高，單位時間內(nèi)氣體傳給氣缸頭的熱量增多，所以氣缸頭溫度升高。膨脹過程結(jié)束時廢氣的溫度則由于膨脹比增大反而降低。單位時間內(nèi)廢氣傳給排氣門的熱量減少，所以排氣門溫度降低。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)6.冷卻空氣的溫度和流量冷卻空氣是指流過氣冷式發(fā)動機的空氣或流過液冷式發(fā)動機散熱器的空氣。對液冷式發(fā)動機來說，如果冷卻空氣的溫度低、流量大，則單位時間內(nèi)冷卻液傳給冷卻空氣的熱量較多，因而冷卻液溫度較低。在此情況下，冷卻液與氣缸之間的溫度差較大，單位時間內(nèi)氣缸傳給冷卻液的熱量較多，所以氣缸溫度較低。在以上這些影響氣缸溫度的因素中，對定型的發(fā)動機來說,壓縮比是一個不變的因素，提前點火角和混合氣余氣系數(shù)兩個因素,在常用的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),變化較小，因此，影響氣缸溫度的主要因素是轉(zhuǎn)速、進氣壓力、冷卻空氣的溫度和流量。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)3.4起動系統(tǒng)航空活塞式發(fā)動機是由起動機帶動起動起來的。功率較低的發(fā)動機是靠扳動螺旋槳一個角度來起動的。在氣溫很低的情況下，滑油黏度很大，起動發(fā)動機很困難。此外，轉(zhuǎn)速很低時，磁電機點火系統(tǒng)只能提供微弱的起動電火花，為此，常用起動線圈、振動器等輔助點火裝置來提供強烈的電火花，以補償起動電火花強度的不足。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)3.4.1活塞式發(fā)動機的起動系統(tǒng)

大多數(shù)活塞式發(fā)動機的起動機屬于直接起動式電動起動機。少數(shù)比較老式的發(fā)動機仍采用慣性起動機。

1.慣性起動機

高速旋轉(zhuǎn)的飛輪貯蓄了使曲軸轉(zhuǎn)動的動能，各種慣性起動機皆靠此動能進行工作。在慣性起動機中，能量是由一個手搖曲柄或一個小電動機慢慢積蓄的。手搖、電動復(fù)合式慣性起動機的飛輪和傳動齒輪如圖所示。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)在起動機貯能過程中，其所有可動部件，包括飛輪等均處于運動狀態(tài)。起動機獲得足夠的能量后，由一根拉鋼索或一個通電的銜接電磁線圈將其與發(fā)動機曲軸接合。銜接嚙合好后，飛輪的能量就通過減速器和扭矩安全離合器傳遞到發(fā)動機。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)2.直接起動式電動起動機直接起動式電動起動機由電動機、減速器、扭矩安全離合器和自動銜接和脫開機構(gòu)組成。一旦起動電磁線圈接通，發(fā)動機曲軸便立即轉(zhuǎn)動。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)3.4.3大型活塞式發(fā)動機的電力直接起動系統(tǒng)在典型的大功率活塞式發(fā)動機的起動系統(tǒng)中使用的直接起動式電動機由兩個基本部分組成：電動機組件和齒輪傳動部分。用螺栓將齒輪傳動部分固定在電動機的輸出端便形成一個完整的組件。電動機組件由電樞、電動機傳動部件、軸端架部件和電動機外罩組成。電動機外罩也為形成磁場結(jié)構(gòu)起著磁軛的作用。起動電機是一個不反轉(zhuǎn)式、串激式電極電動機，其轉(zhuǎn)速隨著所加電壓的增大而增大，隨著負載的增大而減小。起動機齒輪傳動部分，如圖3-75所示，包括帶有固定安裝凸緣的外罩，行星齒輪減速裝置、太陽輪與環(huán)行齒輪的組合件、轉(zhuǎn)矩限制離合器以及接合爪和錐形架。如果起動機電路閉合，起動機電動轉(zhuǎn)矩就通過減速齒輪系把電機的高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成起動發(fā)動機所需要的低轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)矩。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)在起動機齒輪傳動部分中，電機軸齒輪與中間軸齒輪嚙合。中間軸齒輪與環(huán)行齒輪嚙合。環(huán)行齒輪是太陽輪組件中的主要部分，并與太陽輪軸一體。太陽輪帶動三個行星齒輪，而這三個行星齒輪只是行星齒輪組件中的一部分。各行星齒輪軸由行星齒輪支承架支撐，其圓柱形部分如圖3-75所示?；谙率鰩c，支承架將轉(zhuǎn)矩從行星齒輪傳送到起動機接合爪：（1）在支承架圓柱形部分內(nèi)表面刻有軸向鍵槽。（2）在起動機接合爪圓柱形部分外表面刻有配合花鍵槽（3）接合爪在支承架內(nèi)部前后滑動而與發(fā)動機銜接或脫開。三個行星齒輪還與環(huán)繞在它們外面的轉(zhuǎn)矩限制離合器的六個鋼摩擦片上的內(nèi)齒相嚙合（圖3-55）。這些摩擦片與帶有外花鍵槽的青銅摩擦片相間排列，青銅器摩擦片與外殼相連接，因而它們不能轉(zhuǎn)動。由離合器彈簧保持器在離合器相互接觸的摩擦片的摩擦面上保持適當(dāng)?shù)膲毫?。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)3.4.4小型活塞式發(fā)動機的電力直接起動系統(tǒng)許多小型活塞式發(fā)動機采用直接起動式電動起動系統(tǒng)。有些這樣的起動系統(tǒng)是自動接合的，而有些則是依靠人工才能接合的。自動接合的起動系統(tǒng)采用安裝在發(fā)動機接合座上的電動起動機。起動機電磁線圈由儀表盤上的一個按鈕或點火電門來操縱。如果電磁線圈通電，其觸點閉合，電能激勵起動機電機，起動機電機的最初轉(zhuǎn)動是通過起動機接合座內(nèi)的超速離合器帶動起動機的，而起動機接合座內(nèi)也裝有蝸桿減速裝置。許多小型飛機上使用的人工接合起動系統(tǒng)采用人工控制超速離合器傳動齒輪從電動起動機電機向曲軸起動機傳動齒輪傳送動力（見圖3-56）。儀表板上的按鈕或手柄是通過一個撓性的操縱機構(gòu)連接到起動臂上的，該起動臂驅(qū)使起動機起動齒輪處于嚙合位置，按起動機按鈕或操縱手柄時使起動機電門閉合。這個起動臂與一個復(fù)位彈簧相連，彈簧使該起動臂及起動機操縱桿回到“關(guān)”的位置。如果發(fā)動機起動，離合器的超速轉(zhuǎn)動對起動機傳動齒輪起保護作用，直到起動臂被驅(qū)動到使齒輪脫開的位置為止。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)3.5點火系統(tǒng)3.5.1點火系統(tǒng)的主要組成部分航空活塞式發(fā)動機的點火系統(tǒng)由磁電機、電嘴和起動感應(yīng)線圈（簡稱起動線圈）等三個主要部件組成。這三個主要部件用來解決兩個問題，一個是適時地產(chǎn)生高壓電，另一個是在已有高壓電的條件下保證產(chǎn)生電火花。

磁電機是發(fā)動機工作時用來產(chǎn)生高壓電的部件。它利用電磁感應(yīng)原理，在發(fā)動機工作時產(chǎn)生高壓電，并按發(fā)動機的點火次序?qū)⒏邏弘娸斔椭粮鳉飧?，以產(chǎn)生電火花。

電嘴是產(chǎn)生電火花的部件。它安裝在氣缸頭上，一端伸入氣缸。磁電機和起動線圈產(chǎn)生的高壓電，經(jīng)高壓導(dǎo)線輸送到電嘴，在電嘴的兩極間產(chǎn)生電火花，點燃混合氣。

起動線圈是起動時用來產(chǎn)生高壓電的部件。由于發(fā)動機在起動時，轉(zhuǎn)速很小，磁電機產(chǎn)出的電壓較低，而這時所需的擊穿電壓卻較高，因此，需要用起動線圈代替磁電機產(chǎn)生高壓電，以供電嘴點火。起動線圈用蓄電池作電源，并且把蓄電池送來的低壓電變?yōu)楦邏弘?。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)為了縮短燃燒時間以提高發(fā)動機的功率和經(jīng)濟性、保證發(fā)動機工作可靠，航空活塞式發(fā)動機上一般都安裝兩個磁電機，每個氣缸安裝兩個電嘴。每一個磁電機（或起動線圈）所產(chǎn)生的高壓電只供每個氣缸的一個電嘴點火；兩個磁電機各自獨立地工作，互不影響。發(fā)動機工作時，同一個氣缸上的兩個電嘴同時產(chǎn)生電火花。一旦某一個磁電機發(fā)生故障，不能產(chǎn)出高壓電時，另一個磁電機仍能保證一個電嘴產(chǎn)生電火花，使發(fā)動機繼續(xù)工作。但在這種情況下，發(fā)動機功率會有一定程度的減小。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)1.磁電機工作原理磁電機是發(fā)動機工作時點火系統(tǒng)的高壓電源。磁電機產(chǎn)生高壓電，如同普通發(fā)電機發(fā)電一樣，是運用電磁感應(yīng)原理來實現(xiàn)的，就是說，是用增減穿過線圈的磁通（磁力線的數(shù)目）從而使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的辦法來實現(xiàn)的。但由于磁電機需要產(chǎn)生的是高壓電，如果象普通發(fā)電機那樣，只靠線圈和磁鐵的相對運動使穿過線圈的磁通發(fā)生變化，磁通的變化將很緩慢，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不夠高，不能滿足電嘴點火的需要。因此，磁電機只利用上述方法產(chǎn)生低壓電流，然后，再用斷開低壓電路的方法，使線圈的低壓電流和伴隨低壓電流而產(chǎn)生的電磁場迅速消失，從而使穿過線圈的磁通發(fā)生劇烈的變化，產(chǎn)生足夠高的感應(yīng)電動勢

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)基于磁電機工作的這個特點，磁電機都由下列三個部分組成（見圖3-79）：

磁路：包括磁鐵轉(zhuǎn)子、軟鐵架和軟鐵心。用以產(chǎn)生變化的基本磁場，形成線圈中變化的基本磁通。

低壓電路：包括一級線圈、斷電器和電容器。用以產(chǎn)生低壓感應(yīng)電流（即低壓電流）；并在適當(dāng)時機將低壓電路斷開，使低壓電流的電磁場迅速消失。

高壓電路：包括二級線圈和分電器，用以在低壓電路斷開時，產(chǎn)生高壓感應(yīng)電流（即高壓電）；并將高壓電按發(fā)動機的點火次序輸送至各氣缸的電嘴。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)⑴低壓電的產(chǎn)生①基本磁場的形成磁鐵轉(zhuǎn)子是一個可以轉(zhuǎn)動的永久磁鐵；軟鐵架和軟鐵心是用許多互相絕緣矽鋼片鉚成的，具有良好的導(dǎo)磁性，用來引導(dǎo)磁鐵轉(zhuǎn)子的磁力線，在軟鐵心中形成磁場，如圖3-80所示。磁鐵轉(zhuǎn)子的磁力線在軟鐵心中形成的磁場叫做基本磁場，其磁通（即通過軟鐵心的磁力線數(shù)）叫做基本磁通，用表示。發(fā)動機工作時，磁鐵轉(zhuǎn)子由曲軸經(jīng)傳動齒輪帶動旋轉(zhuǎn)。由于磁鐵轉(zhuǎn)子與軟鐵架的相對位置不斷地改變，基本磁通也不斷地發(fā)生變化。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)基本磁通隨磁鐵轉(zhuǎn)子與軟鐵架的相對位置變化的情形如圖3-81上的曲線所示。磁鐵轉(zhuǎn)子與軟鐵架的相對位置用磁鐵轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角來表示。從圖3-81上基本磁通的變化曲線可以看出，具有四個磁極的磁鐵轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)，基本磁通有兩次達到零值，并兩次改變方向（先從正值變?yōu)樨撝?，然后又從負值變?yōu)檎担?。由此可以推想出來，四極磁鐵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周（即），基本磁通將有四次達到零值并四次改變方向。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)在磁鐵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速保持不變和一級線圈圈數(shù)為定值的條件下，感應(yīng)電動勢的大小，只取決于基本磁通隨磁鐵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的變化率，而基本磁通隨磁鐵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的變化率又是隨磁鐵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的變化而變化的，因此感應(yīng)電動勢也將隨著磁鐵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的變化而改變，其變化情形如圖3-82上的實線所示。為了便于說明問題，圖上還用虛線畫出了基本磁通的變化曲線。由于基本磁通的變化，不但一級線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，而且二級線圈也同時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。一級線圈感應(yīng)電動勢的最大值約為30～35伏特；二級線圈的約為2,400～2,800伏特，都比電嘴所需要的擊穿電壓值（8,000～10,000伏特）要小得多。顯然，這樣產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是不足以使電嘴產(chǎn)生電火花的。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)③低壓電流的產(chǎn)生基本磁通的變化，使一級線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果把低壓電路接通，就會有低壓電流通過。低壓電流也將隨著一級線圈感應(yīng)電動勢的變化而變化，如圖3-83所示。圖上的實線表示低壓電流，虛線表示一級線圈感應(yīng)電動勢。從圖3-83可以看出，低壓電流變化的情形與一級線圈感應(yīng)電動勢變化的情形，并不完全相似，主要表現(xiàn)在低壓電流達到最大值的時刻，落后于感應(yīng)電動勢達到最大值的時刻。這是一級線圈產(chǎn)生自感應(yīng)電動勢的結(jié)果。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)④總磁場低壓電路接通時，軟鐵心中同時存在著基本磁場和低壓電流產(chǎn)生的電磁場。這兩個磁場合起來，就組成了鐵心中的總磁場，其磁通叫做總磁通，用表示。鐵心中基本磁通和電磁通的方向有時相同，有時相反。所以總磁通等于基本磁通與電磁通兩者的代數(shù)和總磁通的方向由總磁通是正值或是負值來確定。正值表示總磁通的磁力線自左向右；負值表示總磁通的磁力線由向左。如圖3-84所示。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)概括以上四段的敘述，即：曲軸帶動磁鐵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后，磁鐵轉(zhuǎn)子與軟鐵架的相對位置不斷地改變，在軟鐵心中形成了變化的基本磁場；由于基本磁通隨時變化，一級線圈就產(chǎn)生了大小和方向都隨時變化的感應(yīng)電動勢；當(dāng)?shù)蛪弘娐方油〞r，低壓電路中產(chǎn)生低壓電流和隨之而來的電磁場；基本磁場和電磁場合起來，就是軟鐵心中的總磁場。

航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)2、高壓電的產(chǎn)生⑴如何斷電以產(chǎn)生高壓電由于軟鐵心中磁通的變化速度很小，二級線圈的感應(yīng)電動勢不高，不足以使電嘴產(chǎn)生電火花，因此需要用斷開低壓電路（簡稱斷電）的方法，使低壓電流及電磁場在瞬間消失，以加大磁通的變化速度，從而在二級線圈上感應(yīng)出高壓電來。斷電的任務(wù)是由斷電器來完成的。斷電器由凸輪、接觸釘、杠桿及彈簧片等組成（見圖3-85）。接觸釘包括兩個接觸點，其中一個搭鐵，另一個經(jīng)過杠桿和彈簧片與一級線圈相連。兩個接觸點借彈簧片的彈力的作用密切接觸。當(dāng)接觸點接觸時，低壓電路連通。航空活塞式發(fā)動機工作系統(tǒng)磁電機工作時，磁鐵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸經(jīng)傳動齒輪帶動凸輪旋轉(zhuǎn)。當(dāng)凸輪的凸起頂動杠桿的凸起時，就克服彈簧片的彈力而使接觸點分開，于是低壓電路斷開，低壓電流立即中斷。這時電磁場便立即消失，為了得到最大的磁通變化率，斷點應(yīng)在電磁通最大時，即總磁通為零時。這時，軟鐵心中的磁通也就立即從總磁通變?yōu)榛敬磐?/p>