【简介:】本篇文章给大家谈谈《飞机发动机部件拆装流程》对应的知识点,希望对各位有所帮助。本文目录一览:
1、飞机发动机都有什么部件?它们是怎么工作的?
2、涡轮航空发动机主要零部件
本篇文章给大家谈谈《飞机发动机部件拆装流程》对应的知识点,希望对各位有所帮助。
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飞机发动机都有什么部件?它们是怎么工作的?
空气流进发动机后,沿进气道、压气机、燃烧室、涡轮到尾喷管喷出。
进气道
理论上说,在进气道中的流动是绝热等熵过程,气流的流动参数变化完全取决于进气道的通道界面变化规律。大多数民航发动机的高亚音速飞机,进气道时收敛形式或先扩散后收敛的,其目的是气体流进压气机时具有比较均匀的流场。先有点扩散,使气流速度略为降低,以提高静压;而后又有所收敛,使气流成为加速流动过程,保证进入压气机的流场的均匀性。总的来说,进气道中气流速度有所降低,因此,气流对进气道的轴向作用力是向前的。
压力机
压气机对空气施加作用力,将空气往后赶。由于压气机转子叶片对空气做功,作用在气流上的力使相对流速增大,提高气流的动能;气流通道本身呈扩散形,使气流的绝对速度降低,静压提高。在静子叶片扩散形的气流通道中,气流的绝对速度降低,静压提高。换句话说,空气压强沿压气机的流程逐步提高,流速则在压气机通道中发生不断地交替变化。但总趋势是流速逐步有所下降,温度逐步上升,密度也逐步增大。因此,无论静压或者动压,均使叶片受到气流的向前反作用力。故压气机部件受到的气流反作用力是轴向分力向前。
燃烧室
气体在燃烧室中发生燃烧反应,加热时等压过程(由于流动阻力等因素,压强略有下降),燃气温度急剧大幅度提高到1500K或更高。燃烧室中气体流动参数的变化是相当复杂的,在燃烧室中气体的流动是处于极为不均匀的流场状态。总的来说,由于燃气在离开燃烧室时的流速显著高于进口处的流速,因此,燃烧室所受到的气流反作用力也是向前的。
涡轮
燃气在涡轮中的流动参数的变化与在压气机中的流动相反。燃气流经涡轮喷嘴环和工作轮流程通道时,均为膨胀过程,密度降低,压强下降,温度也大幅度下降,流速则发生交替的巨大变化。
在喷嘴环中的燃气压力下降,速度大幅度提高,用来推动涡轮转子高速旋转。由于静压的显著下降,燃气作用在涡轮喷嘴环上的反作用力是向后的。在涡轮工作轮中,燃气的静压进一步下降,故而气流对涡轮转子的反作用力也是向后的。因此,燃气作用在涡轮部件上的反作用力均为向后的轴向力。
尾喷管
排气管道将排出的燃气引导为沿轴向流动的气流;燃气在尾喷管管内膨胀,尾喷口使气体以尽可能高的速度向后喷射,获得反作用推力。使发动机高速排气是靠足够的压力降,使燃气膨胀而获得的。压力下降造成的向后轴向力。然而,速度提高使喷管获得向前的反作用力超过了收缩喷口向后轴向力。因此,尾喷管所受到的反作用力是向前的轴向力。
涡轮航空发动机主要零部件有哪些?
空客A380波音737飞机上用的发动机均是涡轮风扇发动机,简称“涡扇”发动机。涡扇发动机由压气机风扇、低压压气机、高压压气机、燃烧室、高温涡轮、尾喷管几部分组成。
航空发动机的内部构造
发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机,还是柴油机;无论是四行程发动机,还是二行程发动机;无论是单缸发动机,还是多缸发动机。要完成能量转换,实现工作循环,保证长时间连续正常工作,都必须具备以下一些机构和系统。
(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。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
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
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
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) 点火系统
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。
(7) 起动系统
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,推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转,工作循环才能自动进行。因此,曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程,称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置,称为发动机的起动系。
飞机的发动机是用什么材料做成的
航空航天发动机上所用的材料。
一、合金
1、铝合金

铝合金具有比模量与比强度高、耐腐蚀性能好、加工性能好、成本低廉等突出优点,因此被认为是航空航天工业中用量最起着至关重要的作用。
主要应用位置:发动机舱、舱体结构、承载壁板、梁、仪器安装框架、燃料储箱等。
2、钛合金

与铝、镁、钢等金属材料相比,钛合金具有比强度很高、抗腐蚀性能良好、抗疲劳性能良好、热导率和线膨胀系数小等优点,可以在350~450℃以下长期使用,低温可使用到-196℃。
主要应用位置:航空发动机的压气机叶片、机匣、发动机舱和隔热板等。
3、超高强度钢

超高强度钢具有很高的抗拉强度和足够的韧性,并且有良好的焊接性和成形性。
主要应用位置:航天发动机壳体、发动机喷管、轴承和传动齿轮。
4
镁合金
镁合金是最轻的金属结构材料,具有密度小、比强度高、抗震能力强、可承受较大冲击载荷等特点。
主要应用位置:航天发动机机匣、齿轮箱等。
二、复合材料
航空发动机的发展之快,尤其是越来越严苛的温度和重量要求,渐进提高的传统材料已然不能满足,转而呼唤材料科学开辟新的体系,那就是复合材料。根据复合材料各自的特点,可用于发动机不同的零部件上。
1、碳碳复合材料

C/C基复合材料,即碳纤维增强碳基本复合材料,它把碳的难熔性与碳纤维的高强度及高刚性结合于一体,使其呈现出非脆性破坏。由于它具有重量轻、高强度,优越的热稳定性和极好的热传导性,是当今最理想的耐高温材料,特别是在 1000-1300℃的高温环境下,它的强度不仅没有下降,反而有所提高。是近年来最受重视的一种更耐高温的新材料。最显著的优点是耐高温(大约2200℃)和低密度,可使发动机大幅度减重,以提高推重比。
主要应用位置:碳碳复合材料如果能够解决表面以及界面在中温时的氧化问题,并能在制备时提高致密化速度,并降低成本,则有望在航空发动机中得到大量的实际应用。
目前已有部分应用,例如美国的F119发动机上的加力燃烧室的尾喷管,F100发动机的喷嘴及燃烧室喷管,F120验证机燃烧室的部分零件已采用C/C基复合材料制造。法国的M88-2发动机,幻影2000型发动机的加力燃烧室喷油杆、隔热屏、喷管等也都采用了C/C基复合材料。
2、陶瓷基复合材料

陶瓷基复合材料(CMC)由于其本身耐温高、密度低的优势,在航空发动机上的应用呈现出从低温向高温、从冷端向热端部件、从静子向转子的发展趋势。
CMC材料具有耐温高、密度低、类似金属的断裂行为、对裂纹不敏感、不发生灾难性损毁等优异性能,有望取代高温合金满足热端部件在更高温度环境下的使用,不仅有利于大幅减重,而且还可以节约甚至无须冷气,从而提高总压比,实现在高温合金耐温基础上进一步提升工作温度400~500℃,结构减重50%~70%,成为航空发动机升级换代的关键热结构用材。
主要应用位置:短期目标为尾喷管、火焰稳定器、涡轮罩环等;中期目标是应用在低压涡轮叶片、燃烧室、内锥体等;远期目标锁定在高压涡轮叶片、高压压气机和导向叶片等应用。
3、树脂基复合材料

先进树脂基复合材料是以高性能纤维为增强体、高性能树脂为基体的复合材料。与传统的钢、铝合金结构材料相比,它的密度约为钢的1/5,铝合金的1/2,且比强度与比模量远高于后二者。
主要应用位置:航空发动机冷端部件(风扇机匣、压气机叶片、进气机匣等)和发动机短舱、反推力装置等部件上得到广泛应用。
4、金属基复合材料

金属基复合材料主要是指以Al、Mg等轻金属为基体的复合材料。在航空和宇航方面主要用它来代替轻但有毒的铍。这类材料具有优良的横向性能、低消耗和优良的可加工性,已成为在许多应用领域最具商业吸引力的材料,并且在国外已实现商品化。
主要应用位置:适合用作发动机的中温段部件。
飞机发动机有哪些附件?
1、活塞式发动机
2、涡轮式发动机
(1)涡轮螺旋桨发动机
(2)涡轮风扇发动机
(3)涡轮喷气发动机
(4)涡轮轴发动机
3、冲压喷气发动机 [编辑本段]活塞式发动机(1)组成:由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等部件组成。
(2)工作原理:活塞顶部在曲轴旋转中心最远的位置叫上死点、最近的位置叫下死点、从上死点到下死点的距离叫活塞冲程。活塞式航空发动机大多是四冲程发动机,即一个气缸完成一个工作循环,活塞在气缸内要经过四个冲程,依次是进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。
发动机开始工作时,首先进入“进气冲程”,气缸头上的进气门打开,排气门关闭,活塞从上死点向下滑动到下死点为止,气缸内的容积逐渐增大,气压降低——低于外面的大气压。于是新鲜的汽油和空气的混合气体,通过打开的进气门被吸入气缸内。混合气体中汽油和空气的比例,一般是 1比 15即燃烧一公斤的汽油需要15公斤的空气。
活塞式发动机 进气冲程完毕后,开始了第二冲程,即“压缩冲程”。这时曲轴靠惯性作用继续旋转,把活塞由下死点向上推动。这时进气门也同排气门一样严密关闭。气缸内容积逐渐减少,混合气体受到活塞的强烈压缩。当活塞运动到上死点时,混合气体被压缩在上死点和气缸头之间的小空间内。这个小空间叫作“燃烧室”。这时混合气体的压强加到十个大气压。温度也增加到摄氏400度左右。压缩是为了更好地利用汽油燃烧时产生的热量,使限制在燃烧室这个小小空间里的混合气体的压强大大提高,以便增加它燃烧后的做功能力。
当活塞处于下死点时,气缸内的容积最大,在上死点时容积最小(后者也是燃烧室的容积)。混合气体被压缩的程度,可以用这两个容积的比值来衡量。这个比值叫“压缩比”。活塞航空发动机的压缩比大约是5到8,压缩比越大,气体被压缩得越厉害,发动机产生的功率也就越大。
压缩冲程之后是“工作冲程”,也是第三个冲程。在压缩冲程快结束,活塞接近上死点时,气缸头上的火花塞通过高压电产生了电火花,将混合气体点燃,燃烧时间很短,大约0.015秒;但是速度很快,大约达到每秒30米。气体猛烈膨胀,压强急剧增高,可达60到75个大气压,燃烧气体的温度到摄氏2000到2500度。燃烧时,局部温度可能达到三、四千度,燃气加到活塞上的冲击力可达15吨。活塞在燃气的强大压力作用下,向下死点迅速运动,推动连杆也门下跑,连杆便带动曲轴转起来了。
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。 装有活塞式发动机的飞机
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。
活塞式发动机的和涡轮式发动机最大区别是进气,活塞式发动机是间歇进气,涡轮式发动机是连续进气。
(3)活塞式发动机的应用
主要用于50年代以前的飞机、直升机、飞艇等航空器,用于带动螺旋桨或旋翼。后来逐渐被功率更大,高速性能更好的涡轮式发动机取代,目前主要用于小型飞机发动机。直升机及超轻型飞机。 [编辑本段]涡轮式发动机(1)组成:涡轮发动机都具备压缩机(Compressor)、燃烧室(Cumbustion)、涡轮机(Turbine,也就是涡轮发动机之名的来源)三大部件。
(2)部件组成公用:压缩机通常还分成低压压缩机(低压段)和高压压缩机(高压段),低压段有时也兼具进气风扇增加进气量的作用,进入的气流在压缩机内被压缩成高密度、高压、低速的气流,以增加发动机的效率。气流进入燃烧室后,由供油喷嘴喷射出燃料,在燃烧室内与气流混合并燃烧。燃烧后产生的高热废气,接著会推动涡轮机使其旋转,然后带著剩余的能量,经由喷嘴或排气管排出,至于会有多少的能量被用来推动涡轮,则视涡轮发动机的种类与设计而定,涡轮机会和压缩机一样分成高压段与低压段。
(3)工作原理:虽然涡轮发动机可能有许多不同的运作原理,但最简单的涡轮型式可以只包含一个“转子”(Rotor),例如一个带有中心轴的扇叶,将此扇叶放置在流体中(例如空气或水),流体通过时对扇叶施加的力量会带动整个转子开始转动,进而得以从中心轴输出轴向的扭力。风车与水车这类的装置,可以说是人类最早发明的涡轮发动机原型。
(4)涡轮式发动机的应用
涡轮螺旋桨发动机:
涡轮螺旋桨发动机主要用于时速低于800公里的飞机,如国产运8系列,新舟60(MA60)系列,美国C130系列等飞机,涡轮螺旋桨优点是经济性好,与涡轮风扇/喷气发动机相比较更省油,在低速飞行和低高度中使用涡轮螺旋桨的推进效率更高。缺点是噪声大,不适合高速飞行等等,同时涡轮螺旋桨的推进效率与飞行高度也有关。具体原理请参阅厂家技术手册规定。
涡轮风扇发动机:
涡轮风扇发动机主要用于速度大于800公里小于1000公里的飞机,如美国波音公司B737/747/757/767、空中客车公司的A300/310/320/330、国产ARJ21/运10、巴西的EMB145/190、俄罗斯的TU154/TU204/伊尔76/96等飞机,涡轮风扇发动机是目前民航客机的主流发动机,一般采用高涵道比(内涵道与外涵道空气流量之比)发动机,这种发动机与涡喷发动机相比更省油,在亚音速状态下推进效率比涡喷发动机高,低噪声。缺点是发动机迎风面积大,风阻较大,不适合高超音速飞行。
涡轮喷气发动机:
涡轮喷气发动机主要用于军机,但民用飞机也曾使用,如协和飞机使用的奥林帕斯593涡喷发动机;涡喷发动机应用的典型是前苏联SU-25飞机,使用留里卡设计局的涡喷发动机作为动力,曾经创下3.3马赫的战斗机速度纪录与37250米的升限纪录。与涡轮风扇发动机相比,高速/高空性能好是涡轮喷气发动机的一大特点。缺点是噪声大,耗油量大等问题,同时此类发动机不适合低速飞行,在低速飞行中容易造成发动机失速。
涡轮轴发动机:
主要用于直升机,与活塞发动机相比,涡轮轴发动机的功率重量比要大得多,所产生的功率也大得多。缺点主要是制造复杂,维护困难,特别是由于涡轮轴发动机的功率大,转速高,就需要更大的减速齿轮来进行减速,有时候甚至减速齿轮重量占了发动机一半。
涡轮轴发动机 [编辑本段]冲压喷气发动机(1)组成:进气道(又称扩压器)、燃烧室、喷管组成
(2)工作原理:冲压空气发动机与涡轮风扇发动机的一般区别就是冲压空气发动机没有压缩机(压气机),是依靠高速的空气进行冲压进气。一般冲压空气发动机需要早0.5马赫速度下才能启动。工作原理就是利用迎面空气进入发动机后减速,从而提高空气静压,再进入燃烧室进行燃烧,温度提高后经喷膨胀加速,最后经喷管喷出以提供推力。
冲压发动机(3)应用:冲压发动机构造简单,推力大,特别适用于高速高空飞行。由于不能自行起动和低速性能不好,限制了它在航空器上的应用,仅用在导弹火箭辅助发动机、无人机、大型飞机的辅助备用动力系统和在空中发射的靶弹上。冲压空气发动机优点是速度快(最快能达到6马赫以上),缺点是由于采用冲压进气,需要外部能源进行启动(通常为火箭助推)。不适合循环使用。
装有涡扇发动机的国航B747-400飞机 [编辑本段]典型的几种型号发动机1、CFM56-3系列发动机:由法国斯奈克玛公司和美国通用电气公司联合研制,于1979年投入使用,至今已交付15300多台,占世界100座级以上商业飞机发动机市场的半壁江山。属于高涵道比,双转子发动机,我国开始准备在运十上装此台发动机,后来由于各种原因该计划下马。主要用于中程客机(波音737-300/400/500 CL系列)
2、PW4000系列发动机:由普拉特·惠特尼公司生产,1986年7月获得推力24909daN级(即PW4052、PW4152)适航证,1988年4月获推力26690daN级(即PW4158)适航证。1987年7月首次交付使用,装备于B767-200、A310飞机。主要用于大中型客机发动机(波音747、767、空中客车A300、A330等机型)。
3、涡桨6:1969年中国政府为了提高部队运输和作战能力,要求研制中型运输机及其动力。南方航空动力机械公司于1969年8月开始为Y-8飞机研制动力装置涡桨6,1970年9月首次上台架运转,1973年4月首次上天试飞。1976年完成设计定型,并装备部队使用。主要用于国产运八系列飞机发动机。
装涡桨6的Y-8飞机4、太行发动机(涡扇10)由中国航空研究院606所研制,面对中国航空界的严峻局面,国家于八十年代中期决定发展新一代大推力涡扇发动机,涡扇10A正随歼十的预生产型进行边试飞边定型试验,2004年能够随歼十正式生产定型,2005年随机大批量入役。主要用于歼十飞机。
● 以上是鄙人工作之余综合各种资料,加上自己平时的理解进行的部分总结,有不到之处欢迎指正,我的目的只是希望大家对飞机发动机能有个初步认识,内容宽而不深,很多地方点到即止,如果大家需要更专业的指导,请咨询专业认识或查阅相关专业书籍,如实在有疑问,也可以给我发信息,谢谢大家。
关于《飞机发动机部件拆装流程》的介绍到此就结束了。