發(fā)動機原理課件完整版：第五章

1、第五章渦槳和渦軸發(fā)動機,2020/10/8,2,組成,渦槳發(fā)動機： 螺旋槳、減速器、進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪、尾噴管,2020/10/8,3,組成,渦軸發(fā)動機： 進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪、動力渦輪、輸出軸、尾噴管,2020/10/8,4,工作原理,渦槳發(fā)動機： 同參數(shù)條件下熱力循環(huán)與渦噴相同，熱效率相同； 將熱機獲取機械能中的絕大部分轉(zhuǎn)換為渦輪功（95%），少部分轉(zhuǎn)換為動能增量，排氣速度低，減小余速損失； 渦輪輸出功率帶動螺旋槳高速旋轉(zhuǎn)，使通過槳葉的氣流加速，氣流對葉片產(chǎn)生反作用力而使槳葉產(chǎn)生巨大的拉力。,2020/10/8,5,工作原理,渦軸發(fā)動機： 同參數(shù)條件下熱力循環(huán)與渦噴相同，

2、熱效率相同； 將熱機獲取機械能中的全部轉(zhuǎn)換為渦輪功輸出； 渦輪輸出功率帶動直升機旋翼和尾槳。,2020/10/8,6,比較,動力渦輪軸的輸出方向有不同的要求 渦槳發(fā)動機要求動力渦輪軸向發(fā)動機前方輸出，以便將螺槳安裝在發(fā)動機的前方 渦輪軸發(fā)動機，動力渦輪軸不一定從發(fā)動機前方輸出 兩種發(fā)動機的減速器各不相同 渦輪軸發(fā)動機所帶動的旋翼轉(zhuǎn)速很低，每分鐘僅200轉(zhuǎn)/分左右，減速比高，一般采用二個減速器，其中一個減速器安裝在發(fā)動機上，稱為“體內(nèi)減速器”，另一個減速器安裝在直升機上，稱為“體外減速器”。 渦輪軸發(fā)動機的工作環(huán)境往往離地面較近 容易將沙石等雜物吸入發(fā)動機內(nèi)，為了避免雜物損壞發(fā)動機，對渦輪軸發(fā)動

3、機的進氣道有特殊的要求。,2020/10/8,7,理想循環(huán),氣流理想循環(huán)熱力過程與渦噴發(fā)動機相同： 0 2： 等熵壓縮 2 3： 等壓加熱 3 3.1：等熵膨脹(帶動壓氣機) 3.14 ：等熵膨脹(輸出功率帶動負載) 4 9：等熵膨脹（氣體膨脹加速） 9 0：等壓放熱 負載 螺旋槳或旋翼,2020/10/8,8,理想循環(huán),渦槳發(fā)動機,渦軸發(fā)動機,2020/10/8,9,性能參數(shù),渦槳發(fā)動機 有效功率Pe (kw) 螺槳功率Pp 推進功率Pp 推進效率p 螺槳拉力Fp,2020/10/8,10,性能參數(shù),渦槳發(fā)動機 螺槳拉力Fp 噴氣推力Fe 總推力F 耗油率sfc,2020/10/8,11,性

4、能參數(shù),渦軸發(fā)動機 發(fā)動機功率Pe (kw) 單位功率Ps (kw.s/kg) 耗油率sfc (kg/kw.h) 起飛狀態(tài)：0.27kg/kw.h,2020/10/8,12,渦軸發(fā)動機部件特點,進氣裝置 因直升機起飛和著陸時通常不在專用機場，發(fā)動機特別容易受外來物侵襲，常在進氣裝置內(nèi)采取相應(yīng)措施，如慣性分離裝置等 壓氣機 因發(fā)動機尺寸小，大多采用離心式或軸流離心式組合壓氣機 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、抗外來物擊傷、抗高頻疲勞,2020/10/8,13,渦軸發(fā)動機部件特點,渦輪 小尺寸渦輪設(shè)計的主要問題是效率和冷卻問題 因葉片很短，葉尖間隙相對較大，漏氣損失增大導(dǎo)致效率降低 排氣裝置 動力渦輪后燃氣仍具有很高速度，但氣流壓力低于外界大氣壓 排氣噴管必須有擴壓作用 采用擴張形噴管，使氣流壓力增加，流速降低，到噴管出口氣流壓力與外界相同 減速器 動力渦輪轉(zhuǎn)速與直升機旋翼轉(zhuǎn)速相差近百倍 減速比大，需多級減速,2020/10/8,14,調(diào)節(jié)規(guī)律,渦槳： 調(diào)節(jié)燃油 燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)速 調(diào)節(jié)槳葉角 功率動力渦輪轉(zhuǎn)速 渦軸 調(diào)節(jié)燃油 燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)速 調(diào)節(jié)旋翼安裝角 功率自由渦輪