涡轮增压发动机的构造、原理及使用全解

论文封面成绩：青岛科技大学2015-2016学年第1学期

《过程装备与控制专业概论》

班级：装控153 学号：1505020312 姓名：张明海

开课学院：机电工程学院任课教师：栾德玉、翟红岩

过程装备与控制工程概论论文

涡轮增压发动机的构造、原理及改进

摘要

涡轮增压简称Turbo，我们经常可以在汽车尾部看到Turbo或者T的标志，这些标志表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。本文介绍了涡轮增压器的构造和原理，对它的保养及使用进行了阐述，同时，通过分析常见故障，对改进措施以及发展方向有了一定的看法。

关键词：涡轮增压废气常见故障改进措施

【引言】

涡轮增压器，一个近十年出现的词语。人们只知道汽车排量后面带T的车辆就是带有涡轮增压器的发动机，汽车的加速就会快，性能也好。

涡轮增压器会产生更大的扭矩以满足驾驶乐趣。为了满足发动机不同转速下的需求，1989年出现了可变增压的涡轮增压器（VNT）。在发动机低速时，涡轮增压器减小喉口，提高增压；在发动机全速运转时，涡轮增压器喉口增大，保证增压不会超出需求。喉口可用真空管控制。优点是提高了发动机低速时的加速性能。目前，涡轮增压器已经占到了50%，在亚洲、美国也都在增长。现代涡轮增压器也改变了人们对柴油机的看法，涡轮增压器已经成为提高动力性能的主流方向。

一．涡轮增压器的作用和构造以及工作原理

（一）作用

涡轮增压器按增压方式分为废气涡轮增压器、复合式废气涡轮增压器和组合式涡轮增压器。他们的作用分别如下：

1.废气涡轮增压器是利用发动机排出的具有一定能量的废气进入涡轮并膨胀做功，废气涡轮的全部功率用于驱动与涡轮机同轴旋转的压气机工作叶轮，在

压气机中将新鲜空气压缩后再送入气缸。废气涡轮与压气机通常装成一体，便称为废气涡轮增压器。其结构简单，工作可靠，一般柴油机合理地加装废气涡轮增压系统后，可提高功率20% ～ 30% ，降低比油耗 5% 左右，有利于改善整机动力性能、经济性能及排放品质，因而得到广泛应用。

2 .复合式废气涡轮增压器。废气涡轮增压器是将废气动力涡轮与废气涡轮增压器串联起来工作，称为复合式废气涡轮增压器。在某些增压度较高的柴油机上，废气能量除驱动废气涡轮增压器外，尚有多余的能量用于驱动低压废气动力涡轮，该动力涡轮通过齿轮变速器及液力耦合器与发动机输出轴联接。这样，废气涡轮增压器达到增压的目的，而废气动力涡轮将废气能量直接变为功率送给曲轴。

3.组合式涡轮增压器。组合式涡轮增压器由废气涡轮增压与进气惯性增压组合而成。在该增压系统中，除废气涡轮增压器外，还有由稳压箱、共振管、共振室等构成的进气惯性增压系统，利用压力峰值可进一步提高增压后的进气压力。

（二）构造

废气涡轮增压器一般由单级离心式压气机和单级轴式涡轮机或径流式涡轮机组成为机组，并分别称为轴流式废气涡轮增压器和径流式废气涡轮增压器。压气机和涡轮机二者的工作轮装在同一根轴上，称为转子，转子由发动机排出的废气驱动。这种涡轮增压器工作的条件，除压气机和涡轮机的转速相同外，在任何工况下其效率也是相同的。

涡轮增压器按转子的支承情况有各种不同结构方案，最常见的有几种：

1.外双支承式

即转子两端有支撑，这种方案亦称无悬臂式支承，在轴流式大型涡轮增压器上应用最广。

2.双内支承式

即二个轴承都放在叶轮里面，所以又叫悬臂支承，这样可保证涡轮增压器的尺寸小、重量轻。这种结构形式在小型径流式涡轮增压器上应用最广。

3.单悬臂式支承

即压气机的工作轮呈悬臂布置，转子支点在涡轮机工作轮的两侧。这种方案可使压气机进口损失最小和涡轮结构紧凑，因此应用也较广。

4.悬臂支撑

压气机和径流式涡轮机的工作轮紧挨着，像是两面部有叶轮的工作舱，所以又称单转子。

上述几种方案中的支点可采用滑动轴承，也可采用滚动轴承。滚动轴承的摩擦损失不大，长度也小，但寿命不如滑动轴承。因此，国内外的增压器广泛采用滑动轴承。

（三）工作原理

涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。

二．汽车涡轮增压器的分类及优缺点

（一）汽车涡轮增压器的分类

1.

这个装置安装在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接，从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转，从而将空气增压吹到进气岐道里。其优点是涡轮转速和发动机相同，因此没有滞后现象，动力输出非常流畅。但是由于装在发动机转动轴里面，因此还是消耗了部分动力，增压出来的效果并不高。

2.气波增压系统气波增压系统

利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。这种系统增压性能好、加速性好、但是整个装置比较笨重，不太适合安装在体积较小的轿车里面。

3.废气涡轮增压系统

这就是我们平时最常见的涡轮增压装置了，增压器与发动机无任何机械联系，实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。一般而言，加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20%—30%。

4.复合增压系统复合增压系统

即废气涡轮增压和机械增压并用，机械增压有助于低转速时的扭力输出，但是高转速时功率输出有限；而废气涡轮增压在高转速时拥有强大的功率输出，但低转速时则力不从心。发动机的设计师们于是就设想把机械增压和涡轮增压结合在一起，来解决两种技术各自的不足，同时解决低速扭矩和高速功率输出的问题。这种装置在大功率柴油机上采用比较多，汽油机上采用双增压系统（复合增压系统）的车型还比较少，大众的1.4 TSI发动机（这款发动机兼顾了低速扭力输出和高速功率输出。

（二）汽车涡轮增压器的优缺点

1.涡轮增压的最大优点是它可在不增加发动机排量的基础上，大幅度提高发动机的功率非增压发动机通过曲轴的运动直接从大气中吸进空气，而涡轮增压发动机由涡轮增压器向发动机提供压缩空气。由于进入气缸的空气增多所以允许喷入较多的燃油使发动机产生较多的功率并具有较高的燃烧效率。这意味着一台尺寸和重量相同的发动机经增压后可以产生较多的功率或者说一台小排量发动机经增压后可产生与较大发动机相同的功率。其它还有节约燃油和降低排放等优点。由于涡轮增压器为发动机提供了更多的空气燃油在发动机气缸里燃烧时会燃烧得更充分、更彻底。发动机进气管的空气保持正压力（大于大气压的压力）对发动机有几方面的好处。当发动机进排气门重叠开启时新鲜空气

吹入燃烧室清除所有残留在燃烧室里的废气同时冷却气缸头、活塞和气门。

2.诚然，涡轮增压的确能够提升发动机的动力，不过它的缺点也有不少，其中最明显的就是动力输出反应滞后。即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓，即大脚踩油门加大马力，到叶轮转动将更多空气压进发动机获得更大动力之间存在一个时间差，而且这个时间还不短。一般经过改良的涡轮增压也要至少2秒左右来增加或者减少发动机动力输出。如果需要突然加速的话，瞬间会有提不上速度的感觉。

随着技术的进步，虽然各个使用涡轮增压的厂家都在对涡轮增压技术进行改进，但是由于设计原理问题，因此安装了涡轮增压器的汽车驾驶起来的感觉是和大排量的汽车有一定差异的。譬如说一辆1.8T的涡轮增压汽车，在实际的行驶之中，加速肯定不如2.4L的，只要过了那段等待期，1.8T的动力同样会窜上来，因此单单追求驾驶感觉的话，涡轮增压引擎并不合适，如果是跑高速之类的，涡轮增压才显得特别有用。

如果车辆经常在城市内行驶，那么有必要考虑需要什么样的涡轮增压，因为涡轮并不是随时都在启动。对于那些启动转速高的涡轮增压发动机，例如斯巴鲁（富士）翼豹的涡轮增压，它的启动是在3500转左右，5档能上到3500转速度会破120，除非故意停留在低档位，否则不超过120公里的时速翼豹的涡轮增压根本无法启动。这时那些低转速启动的涡轮增压发动机更为合适，例如大众的1.4Tsi/1.8Tsi发动机，在1750甚至1500转的时候涡轮增就能介入，即使在2000~3000换档，也能保证换档前后转速保持在燃油应用效率更高的涡轮增压区域。

此外涡轮增压还有维护保养方面的问题，例如宝来的1.8T，6万公里左右就要更换涡轮了，虽然次数不多，毕竟给自己的车无形之中又增加了一笔维护保养费，这个对经济环境还不是特别好的车主来说特别值得注意。

三．涡轮增压器的发展趋势

早在100年前就有人提出压缩空气提高进气密度的设想，1926年瑞士人

Alfred J.Buchi博士设计出了第一台带废气涡轮增压器的增压发动机，但由于当时制造工艺和材料的限制，发动机不能获得足够的压缩空气压力，经过30多年的发展，涡轮增压器的性能有了很大的改善，开始大量被应用到车用发动机上。

近些年来，由于计算机辅助设计的广泛应用和加工水平的飞速发展，尤其是前倾后弯叶片的应用使压气机效率提高了7%～10%，发动机的经济型和动力性都得到大幅提高。目前，中，重型车辆已经普遍选用增压柴油机作为动力，涡轮增压技术已成为提高发动机动力性、经济型和降低废气、噪声排放的最有效措施之一，特别是为了应对新的发动机排放法规，增压技术的应用范围进一步扩大，增压技术进入了黄金发展时期。

（一）柴油机涡轮增压技术现状

由于传统增压器流量范围窄，难以兼顾与发动机高低工况点的合理匹配，增压器与发动机的良好匹配时保障燃油经济性以及柴油机具有良好排放性能的关键，因此近几年来采用各种不同设计概念的新型涡轮增压系统已经成功得到应用。

1.相继增压系统

相继增压系统的基本工作原理是采用多个小型涡轮增压器，随着柴油机工况的提高，按次序地投入运行，改变了常规串联增压系统在低工况时由于排气能量减少而是用涡轮转速下降，增压压力不足，从而出现燃烧恶化、功率下降的现象。在标定工况，柴油机的每台增压器都在高效率工作，燃油消耗率低；在部分工况，减少投入使用的涡轮增压器数量，使得投入使用的在一起仍然在高效率区附近工作，最大限度地增加了气缸的进气量，从而改善了柴油机的动力性与经济性。

MTU公司首先将相继增压技术应用于该公司的956/1163双系列船用柴油机上。目前，相继增压技术也应用到卡车的发动机（沃尔沃）、跑车的发动机（保时捷）和轿车发动机（奥迪）等车上。

2.可变截面涡轮增压系统

可变截面涡轮增压系统的基本工作原理是从低速到高速通过分段或连续改

变涡轮截面，来提高发动机低工况时的过量空气系数。燃气通过涡轮喷嘴叶片时，根据柴油机外界负荷的变化来改变喷嘴环叶片的角度，使进入涡轮叶片的气流参数发生变化，从而达到涡轮增压器与柴油机在各工况下有良好的匹配。可变截面涡轮增压系统还可以提高柴油机的瞬态特性和降低瞬态排放。该系统的缺点是涡轮增压器的成本较高，而且结构较为复杂，需要专门的控制机构。

盖瑞特公司、KKK公司均研制了可变截面涡轮增压器，而且为了达到严格的排放法规，在增压柴油机全工况范围内进行调节，欧美采用可变截面涡轮增压器已成主流。

3.低工况进排气旁通系统

低工况进排气旁通系统的原理是当柴油机低速运行时，增压空气绕过气缸直接进入涡轮前的排气管，从而增大气体流量，提高发动机的增压压力，以避免发动机低工况的喘振，改善发动机低速工况性能。如果利用废气余热对旁通的空气加热，效果会更好。

MTU公司396柴油机就采用了进排气旁通系统来改善低速工况性能，但该系统控制调节部分较为复杂，因此主要应用于大功率高增压柴油机。

4.废气旁通增压系统

废气旁通增压系统以柴油机低负荷区域为设计匹配点，对无法兼顾的高负荷区，通过打开涡轮上与大气连通的一个可调节阀，释放多余废弃能量。这种增压器的好处是通过设计较小的涡轮壳截面，迅速建立起低速压力，改善低速时的动力性、经济型排放指标及瞬态响应性，将柴油机在高速区所需要的进气压力由旁通阀调节到最佳状态，解决了因较小的涡轮壳截面导致的告诉高负荷区过高的增压压力而造成柴油机最高爆发压力大幅升高、可靠性降低、性能指标恶化等问题。带废气旁通阀的增压器目前在车用柴油机上应用较为普遍，不足之处是由于释放了一部分废气，造成了能量损失，因此柴油机高工况的燃油消耗有一定增加。

此外，还有超高增压系统、电动放气涡轮增压系统以及谐振符合增压系统等多种型式的增压系统。他们正在逐步得到发展和应用，使增压发动机的性能不断有新的提高。

四．涡轮增压器的改进措施

（一）现代化设计方法和制造技术方面

在涡轮增压器的设计方法上，利用计算机进行压气机和涡轮的空气动力学计算、流场分析和结构设计，在国外已展开多年。一些发达国家在20世纪60年代中后期就已开始利用计算机进行径涡轮的空气动力学与三元流场分析，随后又利用计算机进行离心式压气机的空气动力学计算、三元流场分析、叶轮及叶型设计和强度分析等。目前，国外主要增压器生产厂家都已拥有先进的CAD/CAM和CAT 系统，并采用有限元法和先进的激光测试技术来进行3-D粘性流动的建模和验证分析。

增压器的加工制造技术近年来也发展很快，国外于20世纪70年代末成功地将“硅橡胶”技术用于铸造小型后弯压气机叶轮；到20世纪80年代初期，世界各大增压器公司相继推出了带后弯压气机叶轮的新型增压器。KKK公司采用五轴数控铣床，铣削加工锻铝后弯叶轮，强度比铸铝好，且在轮盘通道上保留铣削刀痕，可以减少二次流，有利于改善性能。

（二）新材料的应用方面

钛铝合金材料具有密度小、高温强度及抗氧化性好等优点，应用于涡轮增压器可以降低涡轮的转动惯量，改善响应特性，消除增压柴油机在加速瞬间冒黑烟现象。目前其他一些新的轻质合金材料也在研制中。

另外，在增压器上也开发使用了陶瓷涡轮，由于陶瓷涡轮的质量较轻，涡轮箱的壁厚能被设计得很薄，在保持包容性不变的前提下可以使增压器的质量减轻。目前，采用陶瓷涡轮的技术难点主要是陶瓷涡轮与转轴的连接。

【结束语】

目前国内对于涡轮增压器在车辆行驶中可能出现的故障及诊断方法很少。本文根据对涡轮增压器的构造、工作原理、作用及优缺点进行研究和分析，在维护与使用方面对本文进行了调查、修改、整合等方式。很好的提出了关于常见故障的修理以及改进措施方面的问题及看法。

本文是根据一般的涡轮增压器进行研究，其研究结论对不同的涡轮增压器同样具有通用性。

参考文献

1 天津大学出版社，燃气轮机与涡轮增压内燃机原理与应用，2005

2机械出版社，汽车新能源详解，2007

3人民交通出版社，汽车发动机维护及检修，2005

4山东交通大学出版社，涡轮增压器的构造及维护，2003

致谢

本文在选题，研究和论文撰写的过程中，得到了栾德玉老师的悉心指导，对论文提出了很多有价值的建议和意见，此外，还有很多老师也对论文提出了宝贵的意见，使得论文能够顺利的完成。在此一并表示感谢！并向帮助我的同学表示诚挚的谢意！

发动机的工作原理和总体构造

《汽车构造》作业及答案 第四章汽油机燃油系统 4-1 用方框图表示，并注明汽油机燃料供给系统各组成的名称，燃料供给、空气供给及废气排出的路线。 4-2 结合理想化油器的特征曲线，说明现代化油器各供油装置的功用。 答： 现代化油器有以下几个部分组成：1，主供油系统：在一般情况下提供油料。2，启动系统：在启动时提供油料。3，怠速系统：在怠速时提供油料。4，大负荷加浓系统：在大负荷时提供油料。5，加速系统：在加速时瞬时提供油料。 4-3 说明主供油装置是在什么样的负荷范围内起作用？在此范围内，随着节气门开度的逐渐加大，混合气浓度怎样变化？它的构造和工作原理如何？ 答：除了怠速情况和极小负荷情况下，主供油系统都起作用。在其工作范围内，随着节气门开度的逐渐加大，混合气浓度逐渐减小。它主要由主量孔，空气量孔，通气管和主喷管组成。它主要是通过空气量孔引入少量空气，适当降低吸油量真空度，借以适当地抑制汽油流量的增长率，使混合气的规律变为由浓变稀，以符合理想化油器特性的要求。 4-4 说明怠速装置是在什么样的情况下工作的？它的构造和工作原理如何? 答：怠速装置是在怠速和很小负荷的情况下工作的！它主要是由怠速喷口，怠速调整螺钉，怠速过渡孔，怠速空气量孔，怠速油道和怠速量孔组成。发动机怠速时，在怠速喷口真空度的作用下，浮子室中的汽油经主量孔和怠速量孔，流入怠速油道，与从怠速空气量孔进入的空气混合成泡沫状的油液自怠速喷口喷出。 4-5 说明起动装置是在什么情况下工作的？它的构造和工作原理如何？ 答：起动装置是在发动机在冷启动状态下起作用的，它是在喉管之前装了一个阻风门，由弹簧保持它经常处于全开位置。发动期启动前，驾驶员通过拉钮将阻风门关闭，起动机带动曲轴旋转时，在阻风门后面产生很大的真空度，使主供油系统和怠速系统都供油，从而产生很浓的混合气。 4-6 加浓装置是在什么样的情况下起作用的？机械加浓装置和真空加浓装置的构造和工作原理如何？ 答：它是在大负荷和全负荷的情况下工作的。对于机械加浓装置，在浮子室内装有加浓量孔和加浓阀，加浓量孔和主量孔并联，加浓阀上方有与拉杆连在一起的推杆，而拉杆又通过摇臂与节气门主轴相连。当节气门开启时，要比转动，带动拉杆和推杆一同向下运动，只有当节气门开度达到80%---85%时，推杆才开始顶开加浓阀，于是汽油便从浮子室经加浓阀和加浓量孔流入主喷管，于从主量孔来的汽油汇合，一起由主喷管喷出。对于真空加浓系统，有活塞式和膜片式，用得最多的是前者。其构造为：浮子室上端有一个空气缸，活塞与推杆相连，推杆上有弹簧。空气缸的下方借空气通道与喉管前面的空间相连，空气缸上方有空气通道通到节气门后面。在中等负荷时，如果发动机转速不是很低，喉管前面的压力几乎等与大气压力；而节气门后的压力则比大气压力小的多，因此在真空度的作用下，活塞压缩了弹簧以后处于最上面的位置。此时，加浓阀被弹簧压紧在进油口上，即真空式加浓系统不起作用。当转变到大负荷时，节气门后面的压力增加，则真空度间小道不能克服弹簧的作用力，于是弹簧伸张使推杆和活塞下落，推开加浓阀，额外的汽油经加浓量孔流入主喷管中，以补充主量孔出油的不足，使混合气加浓。 4-7 说明加速装置的功用、构造和工作原理。 答：加速装置是在加速或者超车时，供给浓混合气，使发动机的功率迅速增加。它有活塞式和膜片式两种，使用较多

汽车构造原理图解

汽车构造（发动机，底盘，车身，电气设备） 1. 发动机：发动机2大机构5大系：曲柄连杆机构；配气机构；燃料供给系；冷却系；润滑系；点火系；起动系。 2. 底盘：底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。 3. 车身：车身安装在底盘的车架上，用以驾驶员、旅客乘坐或装载货物。轿车、客车的车身一般是整体结构，货车车身一般是由驾驶室和货箱两部分组成。 4. 电气设备：电气设备由电源和用电设备两大部分组成。电源包括蓄电池和发电机；用电设备包括发动机的起动系、汽油机的点火系和其它用电装置。 性能参数 1. 整车装备质量（kg）：汽车完全装备好的质量，包括润滑油、燃料、随车工具、备胎等所有装置的质量。 2. 最大总质量(kg)：汽车满载时的总质量。 3. 最大装载质量(kg)：汽车在道路上行驶时的最大装载质量。 4. 最大轴载质量（kg）：汽车单轴所承载的最大总质量。与道路通过性有关。 5. 车长(mm)：汽车长度方向两极端点间的距离。 6. 车宽(mm)：汽车宽度方向两极端点间的距离。 7. 车高(mm)：汽车最高点至地面间的距离。 8. 轴距(mm)：汽车前轴中心至后轴中心的距离。 9. 轮距(mm)：同一车轿左右轮胎胎面中心线间的距离。 10. 前悬(mm)：汽车最前端至前轴中心的距离。 11. 后悬(mm)：汽车最后端至后轴中心的距离。 12. 最小离地间隙(mm)：汽车满载时，最低点至地面的距离。 13. 接近角(°)：汽车前端突出点向前轮引的切线与地面的夹角。 14. 离去角(°)：汽车后端突出点向后轮引的切线与地面的夹角。 15. 转弯半径(mm)：汽车转向时，汽车外侧转向轮的中心平面在车辆支承平面上的轨迹圆半径。转向盘转到极限位置时的转弯半径为最小转弯半径。 16. 最高车速(km/h)：汽车在平直道路上行驶时能达到的最大速度。 17. 最大爬坡度(%)：汽车满载时的最大爬坡能力。 18. 平均燃料消耗量(L/100km)：汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量。 19. 车轮数和驱动轮数(n×m)：车轮数以轮毂数为计量依据，n代表汽车的车轮总数，m 代表驱动轮数。

涡扇发动机工作原理

动力原理： 涡轮喷气发动机涡轮风扇发动机冲压喷气发动机涡轮轴发动机 升力原理： 飞机是比空气重的飞行器，因此需要消耗自身动力来获得升力。而升力的来源是飞行中空气对机翼的作用。 在下面这幅图里，有一个机翼的剖面示意图。机翼的上表面是弯曲的，下表面是平坦的，因此在机翼与空气相对运动时，流过上表面的空气在同一时间(T)内走过的路程(S1)比流过下表面的空气的路程(S2)远，所以在上表面的空气的相对速度比下表面的空气快 (V1=S1/T >V2=S2/T1)。根据帕奴利定理——“流体对周围的物质产生的压力与流体的相对速度成反比。”，因此上表面的空气施加给机翼的压力F1小于下表面的F2。F1、F2的合力必然向上，这就产生了升力。 从机翼的原理，我们也就可以理解螺旋桨的工作原理。螺旋桨就好像一个竖放的机翼，凸起面向前，平滑面向后。旋转时压力的合力向前，推动螺旋桨向前，从而带动飞机向前。当然螺旋桨并不是简单的凸起平滑，而有着复杂的曲面结构。老式螺旋桨是固定的外形，而后期设计则采用了可以改变的相对角度等设计，改善螺旋桨性能。 飞行需要动力，使飞机前进，更重要的是使飞机获得升力。早期飞机通常使用活塞发动机作为动力，又以四冲程活塞发动机为主。这类发动机的原理如图，主要为吸入空气，与燃油混合后点燃膨胀，驱动活塞往复运动，再转化为驱动轴的旋转输出：

单单一个活塞发动机发出的功率非常有限，因此人们将多个活塞发动机并联在一起，组成星型或V型活塞发动机。下图为典型的星型活塞发动机。 现代高速飞机多数使用喷气式发动机，原理是将空气吸入，与燃油混合，点火，爆炸膨胀后的空气向后喷出，其反作用力则推动飞机向前。下图的发动机剖面图里，一个个压气风扇从进气口中吸入空气，并且一级一级的压缩空气，使空气更好的参与燃烧。风扇后面橙红色的空腔是燃烧室，空气和油料的混和气体在这里被点燃，燃烧膨胀向后喷出，推动最后两个风扇旋转，最后排出发动机外。而最后两个风扇和前面的压气风扇安装在同一条中轴上，因此会带动压气风扇继续吸入空气，从而完成了一个工作循环。

喷气发动机原理简介

喷气发动机原理简介

分类 涡轮喷气式发动机 完全采用燃气喷气产生推力的喷气发动机是涡轮喷气发动机。这种发动机的推力和油耗都很高。适合于高速飞行。也是最早的喷气发动机。离心式涡轮喷气发动机 使用离心叶轮作为压气机。这种压气机很简单，适合用比较差的材料制作，所以在早期应用很多。但是这种压气机阻力很大，压缩比低，并且发动机直径也很大，所以现在已经不再使用这种压气机。 轴流式涡轮喷气发动机 使用扇叶作为压气机。这样的发动机克服了离心式发动机的缺点，因此具有很高的性能。缺点是制造工艺苛刻。现在的高空高速飞机依然在使用轴流式涡喷发动机。 涡轮风扇发动机 一台涡扇发动机的一级压气机 主条目：涡轮风扇发动机

在轴流式涡喷发动机的一级压气机上安装巨大的进气风扇的发动机。一级压气机风扇因为体积大，除了可以压缩空气外，还能当作螺旋桨使用。 涡轮风扇发动机的燃油效率在跨音速附近比涡轮喷气发动机要高。 涡轮轴发动机 主条目：涡轮轴发动机 涡轮轴发动机类似涡桨发动机，但拥有更大的扭矩，并且他的输出轴和涡轮轴是不平行的(一般是垂直)，输出轴减速器也不在发动机上。所以他更类似于飞机上用的燃气轮机。 涡轴发动机的大扭矩使他经常用于需要带动大螺旋桨的直升机。它的结构和车用燃气轮机区别不大。 涡轮喷气发动机(Turbojet)（简称涡喷发动机）[1]是一种涡轮发动机。特点是完全依赖燃气流产生推力。通常用作高速飞机的动力。油耗比涡轮风扇发动机高。 涡喷发动机分为离心式与轴流式两种，离心式由英国人弗兰克·惠特尔爵士于1930年取得发明专利，但是直到1941年装有这种发动机的

飞机才第一次上天，没有参加第二次世界大战，轴流式诞生在德国，并且作为第一种实用的喷气式战斗机Me-262的动力参加了1944年末的战斗。 相比起离心式涡喷发动机，轴流式具有横截面小，压缩比高的优点，但是需要较高品质的材料——这在1945年左右是不存在的。当今的涡喷发动机均为轴流式。 一个典型的轴流式涡轮喷气发动机图解（浅蓝色箭头为气流流向）图片注释: 1 - 吸入, 2 - 低压压缩, 3 - 高压压缩, 4 - 燃烧, 5 - 排气, 6 - 热区域, 7 - 涡轮机, 8 - 燃烧室, 9 - 冷区域, 10 - 进气口

各种飞机发动机原理

一、活塞式发动机 航空活塞式发动机是利用汽油与空气混合，在密闭的容器（气缸）内燃烧，膨胀作功的机械。活塞式发动机必须带动螺旋桨，由螺旋桨产生推（拉）力。所以，作为飞机的动力装置时，发动机与螺旋桨是不能分割的。主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成。气缸是混合气（汽油和空气）进行燃烧的地方。气缸内容纳活塞作往复运动。气缸头上装有点燃混合气的电火花塞（俗称电嘴），以及进、排气门。发动机工作时气缸温度很高，所以气缸外壁上有许多散热片，用以扩大散热面积。气缸在发动机壳体（机匣）上的排列形式多为星形或V形。常见的星形发动机有5个、7个、9 个、14个、18个或24个气缸不等。在单缸容积相同的情况下，气缸数目越多发动机功率越大。活塞承受燃气压力在气缸内作往复运动，并通过连杆将这种运动转变成曲轴的旋转运动。连杆用来连接活塞和曲轴。曲轴是发动机输出功率的部件。曲轴转动时，通过减速器带动螺旋桨转动而产生拉力。除此而外，曲轴还要带动一些附件（如各种油泵、发电机等）。气门机构用来控制进气门、排气门定时打开和关闭。 二、涡轮喷气发动机 在第二次世界大战以前，所有的飞机都采用活塞式发动机作为飞机的动力，这种发动机本身并不能产生向前的动力，而是需要驱动一副螺旋桨，使螺旋桨在空气中旋转，以此推动飞机前进。这种活塞式发动机＋螺旋桨的组合一直是飞机固定的推进模式，很少有人提出过质疑。到了三十年代末，尤其是在二战中，由于战争的需要，飞机的性能得到了迅猛的发展，飞行速度达到700－800公里每小时，高度达到了10000米以上，但人们突然发现，螺旋桨飞机似乎达到了极限，尽管工程师们将发动机的功率越提越高，从1000千瓦，到2000千瓦甚至3000千瓦，但飞机的速度仍没有明显的提高，发动机明显感到“有劲使不上”。问题就出在螺旋桨上，当飞机的速度达到800公里每小时，由于螺旋桨始终在高速旋转，桨尖部分实际上已接近了音速，这种跨音速流场的直接后果就是螺旋桨的效率急剧下降，推力下降，同时，由于螺旋桨的迎风面积较大，带来的阻力也较大，而且，随着飞行高度的上升，大气变稀薄，活塞式发动机的功率也会急剧下降。这几个因素合在一起，决定了活塞式发动机＋螺旋桨的推进模式已经走到了尽头，要想进一步提高飞行性能，必须采用全新的推进模式，喷气发动机应运而生。 喷气推进的原理大家并不陌生，根据牛顿第三定律，作用在物体上的力都有大小相等方向相反的反作用力。喷气发动机在工作时，从前端吸入大量的空气，燃烧后高速喷出，在此过程中，发动机向气体施加力，使之向后加速，气体也给发动机一个反作用力，推动飞机前进。事实上，这一原理很早就被应用于实践中，我们玩过的爆竹，就是依*尾部喷出火药气体的反作用力飞上天空的。早在1913年，法国工程师雷恩．洛兰就获得了一项喷气发动机的专利，但这是一种冲压式喷气发动机，在当时的低速下根本无法工作，而且也缺乏所需的高温耐热材料。1930年，弗兰克．惠特尔取得了他使用燃气涡轮发动机的第一个专利，但直到11年后，他的发动机在完成其首次飞行，惠特尔的这种发动机形成了现代涡轮喷气发动机的基础。现代涡轮喷气发动机的结构由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，战斗机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。涡轮喷气发动机仍属于热机的一种，就必须遵循热机的做功原则：在高压下输入能量，低压下释放能量。因此，从产生输出能量的原理上讲，喷气式发动机和活塞式发动机是相同的，都需要有进气、加压、燃烧和排气这四个阶段，不同的是，在活塞式发动机中这4个阶段是分时依次进行的，但在喷气发动机中则是

电喷发动机工作原理

电喷发动机工作原理 现在的电喷车在行驶过程中，当司机突然松开油门踏板（使节气门完全关闭）时，发动机不需要输出转矩，而是由汽车的动能拖动。这一工况被称为拖动工况或滑行工况。 在拖动工况为了减少废弃排放和降低燃油消耗以及改善行驶特性，电控系统中央控制器识别出发动机处于拖动工况后，首先立即推迟当时的点火角，然后全部切断向发动机喷油，这样可使工况的过度过程较为平稳。 当发动机转速超过规定转速界限（转速界限２）并且节气门关闭时，喷嘴将不再喷油，发动机的供油被切断；而发动机转速一旦低于下个转速界限（转速界限３），则喷嘴又重新开始喷油。如果在拖动工况出现发动机转速急剧下降，如在紧急刹车时，则喷嘴将在较高转速（转速界限１）恢复喷油，以防止低于发动机怠速转速或发动机完全熄火。 一、简介 电子燃油喷射控制系统（简称EFI或EGI系统），以一个电子控制装置（又称电脑或ECU）为控制中心，利用安装在发动机不同部位上的各种传感器，测得发动机的各种工作参数，按照在电脑中设定的控制程序，通过控制喷油器，精确地控制喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气。 此外，电子控制燃油喷射系统通过电脑中的控制程序，还能实现起动加浓、暖机加浓、加速加浓、全负荷加浓、减速调稀、强制断油、自动怠速控制等功能，满足发动机特殊工况对混合气的要求，使发动机获得良好的燃料经济性和排放性，也提高了汽车的使用性能。 电子控制燃油喷射系统的喷油压力是由电动燃油泵提供的，电动燃油泵装在油箱内，

浸在燃油中。油箱内的燃油被电动燃油泵吸出并加压，压力燃油经燃油滤清器滤去杂质后，被送至发动机上方的分配油管。分配油管与安装在各缸进气歧管上的喷油器相通。喷油器是一种电磁阀，由电脑控制。通电时电磁阀开启，压力燃油以雾状喷入进气歧管内，与空气混合，在进气行程中被吸进气缸。分配油管的末端装有燃油压力调节器，用来调整分配油管中燃油的压力，使燃油压力保持某一定值，多余的燃油从燃油压力调节器上的回油口返回燃油箱。 进气量由驾驶员通过加速踏板操纵节气门来控制。节气门开度不同，进气量也不同，进气歧管内的真空度也不同。在同一转速下，进气歧管真空度与进气量成一定的比例关系。进气管压力传感器可将进气歧管内真空度的变化转变成电信号的变化，并传送给电脑，电脑根据进气歧管真空度的大小计算出发动机进气量，再根据曲轴位置传感器测得信号计算出发动机转速。根据进气量和转速计算出相应的基本喷油量。电脑根据进气压力和发动机转速控制各缸喷油器，通过控制每次喷油的持续时间来控制喷油量。喷油持续时间愈长，喷油量就愈大。一般每次喷油的持续时间为2～10ms。各缸喷油器每次喷油的开始时刻则由电脑根据安装于离合器壳体上的发动机转速（曲轴位置）传感器测得某一位置信号来控制。这种类型的燃油喷射系统的每个喷油器在发动机每个工作循环中喷油两次，喷油是间断进行的，属于间歇喷射方式 二、电子燃油喷射控制的原理 （一）各种工况控制简介

汽车发动机构造及原理

第1篇汽车发动机构造与原理 第1章发动机基本结构与工作原理 内容提要 1.四冲程汽油机基本结构与工作原理 2.四冲程柴油机基本结构与工作原理 3.二冲程汽油机基本结构与工作原理 4.发动机的分类 5.发动机的主要性能指标 发动机：将其它形式的能量转化为机械能的机器。 内燃机：将燃料在气缸内部燃烧产生的热能直接转化为机械能的动力机械。有活塞式和旋转式两大类。本书所提汽车发动机，如无特殊说明，都是指往复活塞式内燃机。 内燃机特点：单机功率范围大（0.6-16860kW）、热效率高（汽油机略高于0.3，柴油机达0.4左右）、体积小、质量轻、操作简单，便于移动和起动性能好等优点。被广泛应用于汽车、火车、工程机械、拖拉机、发电机、船舶、坦克、排灌机械和众多其它机械的动力。 1.1 四冲程发动机基 本结构及工作原理 1.1.1 四冲程汽油机基本结 构及工作原理 1.四冲程汽油机基本结构 （图1-2） 2.四冲程汽油机基本工 作原理（图1-2） 表1-1 四冲程汽油机工作过 程 图1-2 四冲程汽油机基本结构简图 1-气缸 2-活塞 3-连杆 4-曲轴 5-气缸盖 6-进气 门 7-进气道 8-电控喷油器 9-火花塞 10-排气门

3.工作过程分析 （1）四冲程发动机：活塞在上、下止点间往复移动四个行程（相当于曲轴旋转了两周），完成进气、压缩、作功、排气一个工作循环的发动机就称为四冲程发动机。 四个行程中，只有一个行程作功，造成曲轴转速不均匀，工作振动大。所以在曲轴后端安装了一个质量较大的飞轮，作功时飞轮吸收储存能量，其余三个行程则依靠飞轮惯性维持转动。 （2）冲程与活塞行程： 冲程：指发动机的类型； 行程S：指活塞在上、下两个止点之间距离； 气缸工作容积V s：一个活塞在一个行程中所扫过的容积。 式中V s——工作容积（m3）； D——气缸直径（mm）； S——活塞行程（mm）。 发动机的排量V st：一台发动机所有气缸工作容积之和。 式中V st——发动机的排量（L）； i——气缸数。 （3）压缩行程的作用 一是提高进入气缸内混合气的压力和温度（压缩终了的气缸内气体压力可达0.6~1.2MPa，温度达600K~700K），为混合气迅速着火燃烧创造条件； 二是可以有效提高发动机的燃烧热效率η。由热力学第一定律 当混合气被压缩程度提高时，发动机混合气燃烧所达到的最高温度（T1）升高，而排气的温度（T2）降低，导致热效率提高。 1860年，法国人Lenoir（勒努瓦）研制成功的世界第一台内燃机，没有压缩行程，热效率仅4.5%；1876年，德国人奥托（Otto）制造出第一台四冲程内燃机，采用压缩行程，虽然压缩比只有2.5，但热效率却提高到12%，有力地证明了科学是第一生产力这个真理。 压缩比ε：气缸内气体被压缩的程度。 式中V a——气缸总容积（活塞处于下止点时，活塞顶部以上的气缸容积）；

(完整版)汽车构造(发动机原理)试卷及标准答案

发动机构造试卷 考号姓名专业 装订线 一词语解释（14×1=14分） 1．EQ6100――1型汽油机 2．压缩比 3．发动机的工作循环 4．活塞环端隙 5．轴瓦的自由弹势 6．干式缸套 7．气门重叠角 8．配气相位 9．空燃比 10．发动机怠速 11．多点喷射 12．压力润滑 13．冷却水大循环 14．废气涡轮增压 二、选择（12×1=12分） 1．汽车用发动机一般按（C ）来分类。 A．排量B．气门数目C．所用燃料D．活塞的行程 2．气缸工作容积是指（C ）的容积。 A．活塞运行到下止点活塞上方B．活塞运行到上止点活塞上方C．活塞上、下止点之间D．进气门从开到关所进空气 3．湿式缸套上平面比缸体上平面（ A ） A．高B．低C．一样高D．依具体车型而定，有的高有的低。 4．为了限制曲轴轴向移动，通常在曲轴采用（ A ）方式定位。 A．在曲轴的前端加止推片B．在曲轴的前端和后端加止推片C．在曲轴的前端和中部加止推片D．在曲轴的中部和后端加止推片5．液力挺柱在发动机温度升高后，挺柱有效长度（ B ）。 A．变长B．变短C．保持不变D．依机型而定，可能变长也可能变短。 6．排气门在活塞位于（ B ）开启。 A．作功行程之前B．作功行程将要结束时C．进气行程开始前D．进气行程开始后 7．发动机在冷启动时需要供给（ A ）混合气。 A．极浓B．极稀C．经济混合气D．功率混合气 8．在电喷发动机的供油系统中，油压调节器的作用是（ C ）。 A．控制燃油压力衡压B．在节气门开度大时燃油压力变小C．燃油压力与进气管压力之差保持恒定D．进气管压力大时燃油压力小9．在柴油机燃料供给系中，喷油压力的大小取决于（ D ）。 A．发动机的转速B．节气门开度的大小C．喷油泵的柱塞行程D．喷油器弹簧的预紧力 共2页第1页 10．当节温器失效后冷却系（ A ）。

涡喷发动机的工作原理

1.涡喷发动机的工作原理？ 涡喷发动机以空气为介质，进气道将所需的的外界空气以最小的流动损失送到压气机；压气机通过高速旋转的叶片对空气压缩做功，提高空气的压力；空气在燃烧室内和燃油混合燃烧，将燃料化学能转变成热能，生成高温高压燃气；燃气在涡轮内膨胀，将热能转为机械能，驱动涡轮旋转，带动压气机；燃气在喷管内继续膨胀，加速燃气，燃气以较高速度排出，产生推力。 2.涡轮发动机的特征，什么是燃气涡轮发动机的特性？发动机特性分哪几种？ 特征：发动机作为一个热机，它将燃料的热能转变为机械能，同时作为一个推进器，它利用所产生的机械能使发动机获得推力。 发动机的特性：燃气涡轮发动机的推力和燃油消耗率随发动机转速、飞行高度和飞行速度的变化规律叫发动机特性。发动机特性分为：保持飞机高度和飞机速度不变的情况下，发动机推力和燃油消耗率随发动机转速的变化规律叫发动机转速特性。在给定的调节规律下，保持发动机的转速和飞机速度不变时，发动机的推力和燃油消耗率随飞机的高度的变化规律叫高度特性。在给定的调节规律下，保持发动机的转速和飞行高度不变时，发动机的推力和燃油消耗量随飞机速度（或马赫数）的变化规律叫速度特性。 3.净推力和总推力 根据牛顿第2，第3定律，气流进入发动机和离开发动机的动量发生变化，产生推力。 净推力：取决于离开发动机的燃气动量与进来的空气动量加进来的燃油动量。净推力还包括喷管出口的静压超过周围空气的静压产生的推力。Fn=Qma(Vj-Va)+Aj(Pj-Pam) 总推力：是指当飞机静止时发动机排气产生的推力，包括排气动量产生的推力和喷口静压和环境空气静压之差产生的附加推力。Fg=Qma(Vj)+Aj(Pj-Pam)。 正常飞行时，压气机、扩压器、燃烧室、排气锥产生向前推力，涡轮、尾喷口产生向后的推力。 4.影响热效率的因素？ 热效率表明，在循环中加入的热量有多少变为机械功。影响因素有：加热比（涡轮前燃气总温），压气机增压比，压气机效率和涡轮效率。加热比、压气机效率和涡轮效率增大，热效率也增大。压气机增压比提高，热效率增大，当增压比等于最经济增压比时，热效率最大，继续提高增压比，热效率反而下降。热效率也称做内效率。 5.进气道的作用？什么是进气道总压恢复系数？ 一是尽可能多的恢复自由气流的总压并输送该压力到压气机，这就是冲压恢复或压力恢复；二是提供均匀的气流到压气机使压气机有效地工作。进气道出口截面的总压与进气道前方来流的总压比值，叫做进气道总压恢复系数，该系数是小于1的数值，表示进气道的流动损失。 6.进气道冲压比的定义，影响冲压比的因素？ 进气道的冲压比是：进气道出口处的总压与远方气流静压的比值。冲压比越大，说明空气在压气机前的冲压压缩程度越大，影响冲压比因素：流动损失，飞行速度和大气温度。（大气密度、高度、发动机转速）：当大气温度和飞行速度一定时，流动损失大，则冲压比下降；当大气温度和流动损失一定时，飞行速度越大，则冲压比增加；当飞行速度和流动损失一定时，大气温度上升，则冲压比下降。 7.压气机分哪两种？目前燃气涡轮发动机中常采用哪一种，为什么？ 离心式和轴流式。目前燃气涡轮发动机中常采用轴流式压气机。这是因为轴流式压气机具有下述优点：总的增压比高，压气机效率高，单位面积的流通能力高，迎风面积小，阻力小。缺点：单级增压比低，结构复杂 离心式优点：单级增压比高，压气机稳定工作范围宽，结构简单可靠，重量轻，长度短，起动功率小，缺点：流动损失大，效率低，单位面积的流通能力低，迎风面积大，阻力大 8.进口导向叶片的功能是什么？决定进入压气机叶片气流攻角的因素是什么？ 为了保证压气机工作稳定，有的在第1级工作叶轮前还有一排不动的叶片称为进口导向叶片。其功能是引导气流的流动方向产生预旋，使气流以合适的方向流入第1级工作叶轮。决定因素是：工作叶轮进口处的绝对速度（包括大小和方向），压气机的转速。 9.简要说明空气在多级压气机中的流动。 基元级的叶栅通道均是扩张形的。在叶轮内，绝对速度增大，相对速度减小。同时，总压、静压和总温、静温都升高；在整流器内，绝对速度减小；静压和静温升高，总压略有下降，总温保持不变。由此可见，空气流过基元级时，不仅在叶轮内受到压缩，而且在整流器内也受到压缩。

航空发动机原理与构造知识点

航空发动机原理与构造知识点 1.热力系 2.热力学状态参数 3.热力学温标表示方法 4.滞止参数在流动中的变化规律 5.连续方程、伯努利方程 6.激波 7.燃气涡轮发动机分类及应用 8.燃气涡轮喷气发动机即使热机也是推进器 9.涡喷发动机结构、组成部件及工作原理 10.涡扇发动机结构、组成部件及工作原理 11.涡桨发动机结构、组成部件及工作原理 12.涡轴发动机结构、组成部件及工作原理 13.EPR、EGT、涡轮前燃气总温含义 14.喷气发动机热力循环（理想循环、实际循环） 15.最佳增压比、最经济增压比 16.热效率、推进效率、总效率 17.喷气发动机推力指标 18.发动机中各部件推力方向 19.喷气发动机经济指标 20.涡扇发动机中N1、涡扇发动机涵道比的定义 21.涡扇发动机的优缺点及质量附加原理 22.发动机的工作原理（涡喷、涡扇、涡轴和涡桨） 23.发动机各主要部件功用和原理，各部件热力过程和热力循环 24.进气道的分类及功用 25.总压恢复系数和冲压比的定义 26.超音速进气道三种类型 27.超音速进气道工作原理（参数变化） 28.离心式压气机组成部件 29.离心式压气机增压原理 30.离心式压气机优缺点 31.轴流式压气机组成部件 32.轴流式压气机优缺点 33.压气机叶片做成扭转的原因 34.压气机基元级速度三角形及基元级增压原理 35.扭速 36.多级轴流式压气机特点 37.喘振现象原因及防喘措施（原因） 38.轴流式压气机转子结构形式、优缺点 39.鼓盘式转子级间连接形式 40.叶片榫头类型、优缺点

41.减振凸台的作用以及优缺点 42.压气机级的流动损失 43.多级轴流压气机流程形式，机匣结构形式 44.压气机喘振现象、根本原因、机理过程 45.压气机防喘措施、防喘措施原理 46.燃烧室的功用和基本要求 47.余气系数、油气比、容热强度的定义 48.燃烧室出口温度分布要求 49.燃烧室分类及优缺点 50.环形燃烧室的分类及区别 51.燃烧室稳定燃烧的条件和如何实现 52.燃烧室分股进气作用 53.燃烧室的组成基本构件及功用 54.旋流器功用 55.涡轮的功用和特点（与压气机比较） 56.涡轮叶片的分类和结构 57.一级涡轮为何可以带动更多级压气机 58.提高涡轮前温度措施 59.带冠叶片优缺点 60.间歇控制定义、发动机在起动巡航、停车时间隙变化情况 61.如何实现涡轮主动间隙控制 62.涡轮叶片冷却方式 63.喷管功用 64.亚音速喷管工作原理（参数变化） 65.亚音速喷管三种工作状态（亚临界、临界和超临界）的判别 66.超音速喷管形状 67.发动机噪声源及解决措施 68.发动机的基本工作状态 69.发动机特性（定义、表述） 70.涡喷发动机稳态工作条件（4个）举例说明如何保持稳态工作 71.稳态下涡轮前温度随转速变化规律 72.剩余功率的定义 73.发动机加速的条件 74.联轴器的分类及作用 75.封严装置的作用、基本类型 76.双转子、三转子支承方案 77.中介支点、止推支点作用 78.封严件作用和主要类型 79.燃油系统功用和主要组件功用 80.燃油泵分类和特点 81.燃油喷嘴分类和特点 82.发动机控制系统分类 83.滑油系统功用、主要部件及分类，滑油性能指标 84.起动过程的定义

飞行学院《航空发动机原理与构造》复习

飞行学院《航空发动机原理与构造》复习资料 第一部分：航空发动机构造 一、单项选择题（每题2分） 1.涡喷涡扇涡桨涡轴发动机中,耗油率或当量耗油率的关系是（A） 2.A．sfc涡喷>sfc涡扇>sfc涡桨>sfc涡轴B．sfc涡扇>sfc涡桨>sfc涡轴>sfc涡喷 3.C．sfc涡桨>sfc涡轴>sfc涡喷>sfc涡扇D．sfc涡轴>sfc涡喷>sfc涡扇>sfc涡桨 4.发动机转子卸荷措施的目的是（B）。 5.A．减少发动机转子负荷，降低了发动机推力，以提高发动机运行可靠性 6.B．减少发动机转子轴向力，减少止推轴承数量，提高转子工作可靠性 7.C．减少发动机转子负荷，提高发动机推力 8.D．减少发动机转子负荷，降低转子应力水平，提高转子结构强度 9.涡扇发动机中，忽略附件传动功率，涡轮转子与压气机转子扭矩之间的关系是（D）。 10.A．M涡轮＞－M压气机B．M涡轮＜－M压气机 11.C．M涡轮＝M压气机D．M涡轮＝－M压气机 12.压气机转子结构中，加强盘式转子是为了（B）。 13.A．加强转子强度，提高转子可靠性 14.B．加强转子刚度，提高转子运行稳定性 15.C．加强转子冷却效果，降低温度应力 16.D．加强转子流通能力，提高压气机效率 17.压气机转子结构中（B）。 18.A．鼓式转子的强度＞盘式转子的强度 19.B．鼓式转子的强度＜盘式转子的强度 20.C．鼓式转子的强度＝盘式转子的强度 21.D．鼓式转子与盘式转子强度比较关系不确定 22.压气机转子结构中的刚度（A） 23.A．盘鼓混合式转子＞盘式转子 24.B．盘鼓混合式转子＜盘式转子 25.C．盘鼓混合式转子＝盘式转子 26.D．盘鼓混合式与盘式转子刚度大小关系不确定

汽车发动机构造与原理概要

汽车发动机构造原理Automobile engine configuration principle (申请学位) 专业：汽车制造与装调技术专业 学生：x x x 指导教师：x x x教授 二零一一年七月

独创性声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得xxxxxxx学校或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 论文作者签名：签字日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本论文作者完全了解XXXX学校有关保留、使用论文的规定。特授权XXXX 学校可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。 （保密的论文在解密后适用本授权说明） 论文作者签名：导师签名： 签字日期：年月日签字日期：年月日

中文摘要 发动机是汽车的心脏，为汽车的行走提供动力，汽车的动力性、经济性、环保性。简单讲发动机就是一个能量转换机构，即将汽油（柴油)或天然气的热能，通过在密封汽缸内燃烧气体膨胀时，推动活塞做功，转变为机械能，这是发动机最基本原理。发动机所有结构都是为能量转换服务的，发动机伴随着汽车走过了100多年的历史，无论是在设计上、制造上、工艺上还是在性能上、控制上都有很大的提高，但其基本原理仍然未变，这是一个富于创造的时代，那些发动机设计者们，不断地将最新科技与发动机融为一体，把发动机变成一个复杂的机电一体化产品，使发动机性能达到近乎完善的程度，各世界著名汽车厂商也将发动机的性能作为竞争亮点，现在的汽车发动机不仅注重汽车动力的体现，更加注重能源消耗、尾气排放等与环境保护相关的方面。使得人们在悠闲的享受汽车文化的同时，也能保护环境，节约资源 关键词：发动机构造、工作原理、分类、

各种喷气式发动机简介

涡轮喷气发动机的诞生 二战以前，活塞发动机与螺旋桨的组合已经取得了极大的成就，使得人类获得了挑战天空的能力。但到了三十年代末，航空技术的发展使得这一组合达到了极限。螺旋桨在飞行速度达到800千米/小时的时候，桨尖部分实际上已接近了音速，跨音速流场使得螺旋桨的效率急剧下降，推力不增反减。螺旋桨的迎风面积大，阻力也大，极大阻碍了飞行速度的提高。同时随着飞行高度提高，大气稀薄，活塞式发动机的功率也会减小。 这促生了全新的喷气发动机推进体系。喷气发动机吸入大量的空气，燃烧后高速喷出，对发动机产生反作用力，推动飞机向前飞行。 早在1913年，法国工程师雷恩·洛兰就提出了冲压喷气发动机的设计，并获得专利。但当时没有相应的助推手段和相应材料，喷气推进只是一个空想。1930年，英国人弗兰克·惠特尔获得了燃气涡轮发动机专利，这是第一个具有实用性的喷气发动机设计。11年后他设计的发动机首次飞行，从而成为了涡轮喷气发动机的鼻祖。 涡轮喷气发动机的原理 涡轮喷气发动机简称涡喷发动机，通常由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。部分军用发动机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧

室。 涡喷发动机属于热机，做功原则同样为：高压下输入能量，低压下释放能量。 工作时，发动机首先从进气道吸入空气。这一过程并不是简单的开个进气道即可，由于飞行速度是变化的，而压气机对进气速度有严格要求，因而进气道必需可以将进气速度控制在合适的范围。 压气机顾名思义，用于提高吸入的空气的的压力。压气机主要为扇叶形式，叶片转动对气流做功，使气流的压力、温度升高。 随后高压气流进入燃烧室。燃烧室的燃油喷嘴射出油料，与空气混合后点火，产生高温高压燃气，向后排出。 高温高压燃气向后流过高温涡轮，部分内能在涡轮中膨胀转化为机械能，驱动涡轮旋转。由于高温涡轮同压气机装在同一条轴上，因此也驱动压气机旋转，从而反复的压缩吸入的空气。 从高温涡轮中流出的高温高压燃气，在尾喷管中继续膨胀，以高速从尾部喷口向后排出。这一速度比气流进入发动机的速度大得多，从而产生了对发动机的反作用推力，驱使飞机向前飞行。

发动机的组成及工作原理

发动机的组成及工作原理 一、组成： 总的来说，目前发动机由两大机构、五大系统组成 1、曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。 2、配气机构 配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。进、排气门的开闭由凸轮轴控制。凸轮轴由曲轴通过齿形带或齿轮或链条驱动。进、排气门和凸轮轴以及其他一些零件共同组成配气机构 3、燃料供给系 汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去； 4、润滑系 润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。 5、冷却系 冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。 6、点火系 在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。 火花塞有一个中心电极和一个侧电极，两电极之间是绝缘的。当在火花塞两电极间加上直流电压并且电压升高到一定值时，火花塞两电极之间的间隙就会被击穿而产生电火花，能够在火花塞两电极间产生电火花所需要的最低电压称为击穿电压；能够在火花塞两电极间产生电火花的全部设备称为发动机点火系。 7、起动系 理解这个并不难，要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动

发动机原理

1.涡轮喷气发动机与活塞式发动机的比较 相同之处（（11））均以空气和燃气作为工作介质。（（22））它们都是先把空气吸进发动机，经过压缩增加空气的压力，经过燃烧增加气体的温度，然后使燃气膨胀作功。燃气在膨胀过程中所作的功要比空气在压缩过程中所消耗的功大得多。这是因为燃气是在高温下膨胀的，于是就有一部分富余的膨胀功可以被利用。 不同之处（1）进入活塞式发动机的空气不是连续的；而进入燃气轮机的空气是连续的。（2）活塞式发动机中喷油燃烧是在一个密闭的固定空间里，称为等容燃烧，而燃气轮机则在前后畅通的流动过程中喷油燃烧，若不计流动损失，则燃烧前后压力不变，故称为等压燃烧。 （3）涡喷发动机的推力在相当大的飞行速度范围内是随飞行速度增加而增加的。活塞式发动机的功率决定于气缸的尺寸和数目，可以认为与飞行速度无关。 2涡轮发动机主要性能指标 (1) 推力F单位推力每公斤空气流量所能产生的推力。Fs＝F/Wa (2) 单位燃油消耗率（sfc）燃油流量：单位时间内消耗的燃料质量（Wf）；耗油率：1小时每产生1牛顿推力所消耗的燃油量。（sfc＝3600Wf/F)－(kg/N.s、kg/daN (3)推质比F/M每公斤质量所能产生的推力。 (4)单位迎面推力（Fa＝F/A）单位横截面积所能产生的推力，与阻力相关。

(5)使用性能：a. 起动可靠性b. 加速性（5～18s)c. 工作安全可靠性d. 寿命 e. 维护性、噪声、污染排放、成本等 3.涡轴发动机主要性能指标 (1)功率（N＝Wa××L＝流量××动力涡轮轴功）－（kw) (2)单位功率（Ns＝N/Wa）－（kw.s/kg) (3)耗油率sfc（sfc＝3600Wf/N) －(kg/kw.s、kg/kw.h.h)1小时每产生1kw功率所消耗的燃油量。(4) 功重比N/G －(kw/kg)

涡扇发动机原理及图片

涡扇发动机原理 涡扇发动机是喷气发动机的一个分支，从血缘关系上来说涡扇发动机应该算得上是涡喷发动机的变种。从结构上看，涡扇发动机只不过是在涡喷发动机之前（之后）加装了风扇而已。然而正是这区区的几页风扇把涡喷发动机与涡扇发动机严格的区分开来。涡扇发动机仗着自已身上的几页风扇也青出于蓝。 现代的军用战斗机要求越来越高的机动性能，较高的推重比能赋予战斗机很高的垂直机动能力和优异的水平加速性能。而且在战时，如果本方机场遭到了对方破坏，战斗机还可以利用大推力来减少飞机的起飞着陆距离。比如装备了 F-100-PW-100的F-15A当已方机机的跑道遭到部分破坏时，F-15可以开全加力以不到300米的起飞滑跑距离起飞。在降落时可以用60度的迎角作低速平飞，在不用减速伞和反推力的情况下，只要500米的跑道就可以安全降落。 更高的推重比是每一个战斗机飞行员所梦寐以求的。但战斗机的推重比在很大和度上是受发动机所限--如果飞机发动机的推重比小于6一级的话，其飞机的空战推重比就很难达到1，如果强行提高飞机的推重比的话所设计的飞机将在航程、武器挂载、机体强度上付出相当大的代价。比如前苏联设计的苏-11战斗机使用了推重比为4.085的АЛ-7Ф-1-100涡喷发动机。为了使飞机的推重比达到1，苏-11的动力装置重量占了飞机起飞重量的26.1%。相应的代价是飞机的作战半径只有300公里左右。 而在民用客机、运输机和军用的轰炸机、运输机方面。随着新材料的运用飞机的机身结构作的越来越大，起飞重量也就越来越大，对发动机的推力要求也越来越高。在高函道比大推力的涡扇发动机出现之前，人们只能采用让大型飞机挂更多的发动机的方法来解决发动机的推力不足问题。比如B-52G轰炸机的翼下就挂了八台J-57-P-43W涡喷发动机。该发动机的单台最大起飞推力仅为6237公斤（喷水）。如果B-52晚几年出生的话它完全可以不挂那么多的发动机。在现在如果不考虑动力系统的可靠性，像B-52之类的飞机只装一台发动机也未尝不可。 而涡扇发动机的诞生就是为了顺应人们对航空发动机越来越高的推力要求而诞生的。因为提高喷气发动机的推力最简单的办法就是提高发动机的空气流量。

喷气发动机的种类及其原理

[编辑]涡轮喷气式发动机 完全采用燃气喷气产生推力的喷气发动机是涡轮喷气发动机。这种发动机的推力和油耗都很高。适合于高速飞行。也是最早的喷气发动机。 [编辑]离心式涡轮喷气发动机 使用离心叶轮作为压气机。这种压气机很简单，适合用比较差的材料制作，所以在早期应用很多。但是这种压气机阻力很大，压缩比低，并且发动机直径也很大，所以现在已经不再使用这种压气机。 [编辑]轴流式涡轮喷气发动机 使用扇叶作为压气机。这样的发动机克服了离心式发动机的缺点，因此具有很高的性能。缺点是制造工艺苛刻。现在的高空高速飞机依然在使用轴流式涡喷发动机。 [编辑]涡轮风扇发动机 一台涡扇发动机的一级压气机 主条目：涡轮风扇发动机 在轴流式涡喷发动机的一级压气机上安装巨大的进气风 扇的发动机。一级压气机风扇因为体积大，除了可以压 缩空气外，还能当作螺旋桨使用。 涡轮风扇发动机的燃油效率在跨音速附近比涡轮喷气发 动机要高。 [编辑]涡轮轴发动机

涡轮喷气发动机(Turbojet)（简称涡喷发动机）[1]是一种涡轮发动机。特点是完全依赖燃气流产生推力。通常用作高速飞机的动力。油耗比涡轮风扇发动机高。 涡喷发动机分为离心式与轴流式两种，离心式由英国人弗兰克·惠特尔爵士于1930年取得发明专利，但是直到1941年装有这种发动机的飞机才第一次上天，没有参加第二次世界大战，轴流式诞生在德国，并且作为第一种实用的喷气式战斗机Me-262的动力参加了1944年末的战斗。 相比起离心式涡喷发动机，轴流式具有横截面小，压缩比高的优点，但是需要较高品质的材料——这在1945年左右是不存在的。当今的涡喷发动机均为轴流式。 一个典型的轴流式涡轮喷气发动机图解（浅蓝色箭头为气流流向） 图片注释: 1 - 吸入, 2 - 低压压缩, 3 - 高压压缩, 4 - 燃烧, 5 - 排气, 6 - 热区域, 7 - 涡轮机, 8 - 燃烧室, 9 - 冷区域, 10 - 进气口

发动机原理与构造习题解答

发动机原理与构造习题解答 一、发动机的工作原理和总体构造 1、汽车发动机通常是由哪些机构与系统组成？它们各有什么功用？ (1) 曲柄连杆机构：进行热功转换。曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。 (2) 配气机构：控制进、排气门的开启时刻及延续时间。配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。 (3) 燃料供给系统： 汽油机：由化油器向气缸供给由汽油与空气混合的混合气。 柴油机：由喷油泵提供雾状柴油，通过喷油器喷入气缸。汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。 (4) 润滑系统：减少相对运动部件的摩擦阻力，减轻磨损。 润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。 (5) 冷却系统：降低气缸及高温部件的高温，使发动机保持正常的工作温度。 冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。 (7) 点火系统：（汽油机独有）在压缩行程接近上止点时，点火系即在火花塞电极间产生电火花以点燃混合气。 在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸