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。
(一)活塞式发动机的主要组成
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)活塞式发动机的工作原理
这个冲程是使发动机能够工作而获得动力的唯一冲程。其余三个冲程都是为这个冲程作准备的。
第四个冲程是“排气冲程”。工作冲程结束后,由于惯性,曲轴继续旋转,使活塞由下死点向上运动。这时进气门仍旧关闭,而排气门大开,燃烧后的废气便通过排气门向外排出。 当活塞到达上死点时,绝大部分的废气已被排出。然后排气门关闭,进气门打开,活塞又由上死点下行,开始了新的一次循环。
从进气冲程吸入新鲜混合气体起,到排气冲程排出废气止,汽油的热能通过燃烧转化为推动活塞运动的机械能,带动螺旋桨旋转而作功,这一总的过程叫做一个“循环”。这是一 种周而复始的运动。由于其中包含着热能到机械能的转化,所以又叫做“热循环”。
活塞航空发动机要完成四冲程工作,除了上述气缸、活塞、联杆、曲轴等构件外,还需要一些其他必要的装置和构件。
(三)活塞式航空发动机的辅助工作系统
发动机除主要部件外,还须有若干辅助系统与之配合才能工作。主要有进气系统(为了改善高空性能,在进气系统内常装有增压器,其功用是增大进气压力)、燃油系统、点火系统(主要包括高电压磁电机、输电线、火花塞)、起动系统(一般为电动起动机)、散热系统和润滑系统等。
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