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航空发动机及发动机零配件分类
2018/6/28 21:33:27  转载自: 互联网  
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1.发动机分类:火箭发动机和飞机发动机——活塞式(二行程、四行程(直列式、对列式、星型)(吸气式、增压式))、喷气式(冲压式(冲压式、脉动冲压式)、涡轮式(涡喷、涡轴、涡桨、涡扇(后风扇,即桨扇;前风扇(长外函、短外函)))。
2.涡喷发动机特点:结构简单、重量轻、推力大、推进效率高,一般推力随飞行速度增加而增加。
3.目前涡扇发动机的涵道比大约在1-7的范围内。
4.涡扇发动机的推力等于内涵道与外涵道推力之和。涵道比越高,外涵道推力所占的比例越大。
5.涡扇发动机特点:推力大、推进效率高、噪音低、燃油消耗率低、结构复杂、速度特性差。
6.单转子涡喷发动机组成部分:进气道、压气机、燃烧室、涡轮、喷管。
7.燃气发生器:压气机、燃烧室、涡轮。
8.涡轮前燃气总温的高低表示了发动机性能的高低;发动机排气温度EGT反映涡轮前总温的高低,EGT高则涡轮前温度高,EGT超限则涡轮前温度超限,EGT的变化反映发动机性能的变化。
9.发动机压力比EPR:低压涡轮后的总压与低压压气机进口处的总压之比。EPR高,表明涡轮后燃气的总压高,燃气具有较高的做功能力,所以发动机推力就大。另一个表征发动机推力的参数是N1。
10.燃气涡轮喷气发动机的理想循环:布莱顿循环或定压加热循环。四个热力过程:绝热压缩、定压加热、绝热膨胀、定压放热。
11.空气流量越大,推力越大;喷气速度越大,推力越大。
12.影响发动机世纪循环热效率的三个因素:涡轮前燃气温度、增压笔、压气机效率和涡轮效率。它们均与热效率成正比。
13.推进效率取决于发动机的排气速度与飞行速度的比值,这个比值越大,推进效率越低。
14.总效率等于热效率和推进效率的乘积。
15.喷气发动机的性能指标:推力指标(推力、单位推力、推重比)、经济指标(燃油消耗量、燃油消耗率)。
16.空气流量越多,推力越大;单位推力越大,推力越大;推重比越大越好;单位推力不变时,油气比越大,燃油消耗率越高;油气比不变时,单位推力越大,燃油消耗率越低;飞行马赫数不变时,燃油消耗率和总效率成反比;可根据燃油消耗量和排气温度的变化判断发动机性能衰退的情况和故障。
17.进气道功用:在各种状态下,将足够量的空气,以最小的流动损失,顺利地引入发动机。
18.进气道分为亚音速进气道和超音速进气道。亚音速的是稍扩张后的收敛型。
19.进气道内所进行的能量转换时动能转变为压力位能和热能。
20.进气道的参数:总压恢复系数、冲压比。
21.总压恢复系数通常为0.94-0.98,流动损失越大,总压恢复系数越小。
22.大气温度和飞行速度一定,流动损失大,则总压恢复系数小,冲压比小;大气温度和流动损失一定,飞行速度越大,冲压比越高;飞行速度和流动损失一定,大气温度越高,冲压比越低。
23.进气道结冰会减少进气量、引起发动机性能损失,导致发动机故障。
24.进气道需要防冰的部位:进气整流罩、前整流锥、压气机IGV。热空气防冰、电加温防冰、热空气电加温混合防冰。
25.压气机分为轴流式和离心式压气机。
26.离心式压气机组成:导流器、叶轮、扩压器、导气管等。叶轮利用扩散增压和离心增压来提高空气的压力。
27.离心式压气机特点:单级增压比高4-5、稳定工作、结构简单可靠、重量轻、启动功率小、流量损失大、效率低、迎风面积大、阻力大、不利于多级增压。
28.轴流式压气机由静子(内外整流环、叶片安装在机匣上)和转子(叶片装在鼓盘上构成的多个叶轮组成)组成。机匣由圆筒、分半式的圆筒组成。利用扩散增压原理提高空气压力。
29.叶片由叶身和榫头组成。榫头种类:销钉式、燕尾型式(尺寸小、重量轻、强度大、易加工、成本低)、棕树型。压气机转子分为:鼓式、盘式、鼓盘式;等内径、等外径、等中径。
30.轴流式压气机特点:单级增压比低1.15-1.35、多级增压比高、迎风面积小、阻力小、结构复杂。
31.压气机参数:增压比、压气机效率。流动损失:叶型损失(粘性摩擦损失、气流分离损失、尾流损失、尾流和主流的掺混损失、激波损失)、二次损失(叶尖导流损失、叶背叶盆潜流损失)。压气机流量特性?
32.压气机喘振:轴向低频高幅振荡;导致机械振动、热端超限、损坏部件。
33.喘振现象:尖哨声变低沉、振动加大、出口总压和流量波动、转速不稳定、推力下降、EGT升高超温、放炮熄火。
34.喘振原因:气流攻角过大,在大多数叶片的叶背出发生分离。
35.防喘措施:压气机中间级放气(改变相对速度大小和方向)、可调导向叶片(改变相对速度方向)和整流叶片、双转子或多转子设计(改变相对速度方向)。
36.喘振出现阶段:启动、加速、减速、反推。多转子加速时高压转子易进入喘振区,减速时低压转子易进入喘振区。
37.喘振的探测依据:压气机出口压力的下降率、转子的减速率。
38.对燃烧室的要求:点火可靠(油气比、余气系数)、燃烧稳定(燃烧时的气流速度等于火焰传播速度)、燃烧完全(燃烧效率)、总压损失小(总压恢复系数)、尺寸小(容热强度)、出口温度分布满足要求(距叶尖约三分之一处温度最高)、排气污染小。
39.余气系数表示富油和贫油的程度,《1富油,》1贫油。一般3.5-4.5。
40.燃烧室气流总压下降原因:扩压产生的流阻损失、摩擦损失、冷热掺混损失、加热燃烧的热阻损失。
41.燃烧室分类:管型、环型、管环型。由壳体、火焰筒、旋流器、喷油嘴、点火装置组成。
42.环型燃烧室特点:迎风面积小、重量轻、点火性能好、总压损失小、出口温度分布均匀、结构紧凑。
43.降低燃烧室空气流速:扩散器、旋流器、分股进气。
44.提高火焰传播速度:分股进气、燃/滑油热交换器加热、喷油嘴、旋流器。
45.燃烧时常见故障:局部过热(筒变形或安装不当破坏空气流动、喷油装置不正常喷雾化油)、熄火(贫油熄火、富油熄火)。
46.防空中熄火:按规定柔和操作、防喘、保证喷油雾化良好。
47.涡轮分类:径流式、轴流式(冲击式(叶片中厚边薄)、反力式(叶片前厚后薄)、冲击反力式)
48.带冠叶身特点:降低二次损失、减小扭弯变形、减振、相互摩擦吸热、利于间隙控制。
49.枞树型榫头特点:重量轻、强度大、对应力集中不敏感、应许受热膨胀、利用间隙通冷却气、拆装方便、加工精度要求高、容易出现裂纹。
50.涡轮冷却:叶片冷却、涡轮盘冷却、间隙控制(被动冷却式、主动冷却式)。
51.涡轮性能参数:落压比、涡轮功、涡轮效率0.91-0.94、涡轮功率。
52.涡轮常见故障:裂纹,〉热应力。常在或穿过前后缘,裂纹方向与叶片长度方向垂直。
53.喷管:亚音速(收敛)、超音速(先收敛后扩张)。亚音速喷管有排气管(壳体、整流锥、支板)和喷口组成。
54.提高喷气速度的方法:提高喷口进口总温(提高涡轮前燃气总温)、提高喷口进口总压(提高压气机的增压比)。
55.收缩喷管三种工作状态:亚临界(马赫数《1,出口静压=反压,完全膨胀,实际落压比=可用落压比);临界(马赫数=1,出口静压=反压=临界压力,完全膨胀,实际落压比=可用落压比=临界落压比);超临界(马赫数=1,出口静压=临界压力》反压,不完全膨胀,实际落压比《可用落压比)。
56.反推力装置:折流板式、格栅式。
57.噪音源:喷出气体与外界大气混合产生噪音;空气进入进气道及在发动机内流动产生噪音;发动机的振动产生噪音。主要来源于风扇和涡轮。
58.消音方法:降低喷气速度(纹形、瓣形消声器增大混合气面积)、利用吸引材料、改变振动频率。
59.消音部位;进气整流罩内壁面、风扇机匣内壁面、尾喷管内壁面。
60.转子支撑方案:常用三点、四点支撑方案。
61.每个转子只能有一个止推支点——除承受转子轴向、径向负荷外,还决定了转子对机匣的轴向位置。
62.联轴器分为刚性联轴器(套齿式、短螺栓连接式)和柔性联轴器。
63.轴承分类:滑动轴承、滚动轴承;滚珠轴承、滚棒轴承(圆柱、圆锥);向心轴承、推力轴承、向心推力轴承。组成部件:内圈、外圈、滚动体、保持架。
64.封严装置:篦齿式、浮动环(环型)、液压封严、石墨封严、刷式封严。
65.七种发动机工作状态,常用四种:起飞、最大连续、巡航、慢车。
66.推力和燃油消耗率随发动机的转速、飞行速度、飞行高度的变化规律叫做转速特性(节流特性)、速度特性、高度特性。
67.推力随转速增大而增大,燃油消耗率随转速增大先一直减小后稍增大;推力随高度增加而下降,燃油消耗率随高度增加而增加后不变;推力随飞行速度增加而下降或慢升,燃油消耗率上升;大气温度上升,推力下降,燃油消耗率增加;大气压力上升,推力增加,燃油消耗率不受影响;大气湿度上升,推力下降,燃油消耗率上升。
68.活塞发动机主要组成:气缸、曲拐机构(活塞、连杆、曲轴)、气门机构、机匣。
69.活塞涨圈分类:封严涨圈、挡油涨圈、刮油涨圈。
70.活塞发动机在上下2个死点间移动4个行程(进气行程、压缩行程、膨胀行程、排气行程)完成5个过程(进气、压缩、燃烧、膨胀、排气)。
71.活塞行程等于曲臂半径的两倍;气缸全容积与燃烧室容积之比为压缩比。
72.进气系统增压装置的功用:增加进入发动机的空气或混合气的压力,提高输出功率。
73.进气系统防冰部位:节气门、汽化器。
74.增压器分类:内增压器、外增压器。均是为了提高进气压力。
75.活塞发动机性能参数:功率(指示功率、机械损失功率或阻力功率、有效功率)、效率(机械效率、推进功率、有效燃油消耗率)。燃油消耗率吸气式0.19-0.30,增压式0.22-0.38。
76.活塞发动机特性:负荷特性(转速增加,有效功率先增大后减小,燃油消耗率一直增大)、螺旋桨特性或油门特性(转速增加,有效功率增加,燃油消耗率先减小后增大)、高度特性、增压特性。
77.燃油系统功用:将清洁、无蒸汽、经增压、计量好的燃油供给燃烧室,并对VBV、VSV、TCC进行控制。控制中要求:不喘振、不超温、不超转、不超扭、不熄火等。
78.控制装置的主要元件:敏感元件、放大元件、执行元件、供油元件。
79.闭环控制:偏离原理;精度高、抗干扰,修正能力强、不及时、滞后。
80.开环控制:补偿原理;及时、稳定、不抗干扰、精度不高。复合控制即开闭环控制。
81.发动机控制器:液压机械式、监控型电子式、全权限数字式或全功能数字式。
82.燃油控制器组成:计量系统(保持进出口压差,用流通面积控制油量)、计算系统(感受参数,控制计量系统的输出)。感受:转速、PLA、HPC进口总温(压)、转速等。
83.EEC辅助液压机械式控制器保证精确的推力控制;易与飞机接口、易于推力管理、状态监控、故障诊断、参数现实、事件记录;EEC由专用发电机供电;实现电液转换,液压机械式控制器可单独恢复全部控制。
84.FADEC:EEC和ECU是核心,所有控制计算由计算机执行,液压机械装置只是它的执行机构。
85.FADEC功能:推力管理、燃油量控制、控制VBV和VSV及TCC、对燃滑油进行控制、控制点火和反推、安全保护;优点:计算能力强、精度高、可靠、成本低、降低油耗、提高性能、改善维护、减轻人负担。
86.FADEC中EEC双通道互为备用,EEC可分别利用EPR和N!单独控制推力输出。
87.滑油系统功用:润滑、冷却、清洁、防腐、做工作介质、封严、故障诊断等。
88.好滑油性能:好粘度、高山点、高燃点、流动性好、抗氧化、抗泡沫、毒性小、不腐蚀金属。分为矿物基滑油和合成滑油。
89.油滤分为:网状油滤、杯型油滤、螺纹式油滤、篦齿型油滤。油滤标尺是微米或目。
90.滑油系统分类:单路正向循环式(冷油箱)、单路反向循环式(热油箱-好的工作性能和高空性能)。
91.滑油系统常见故障:压力高/低、温度高/低、压低温高。注意:毒、烫、加纯油。
92.需要使用起动机:燃烧不行,无气流;压气机功大于涡轮功,转动不起来。
93.起动三阶段:起动机驱动加速、起动机和涡轮共同驱动、涡轮驱动。
94.起动机分类:电动起动机、燃气涡轮起动机、空气涡轮起动机。
95.起动过程常见故障:假起动(只供油不点火——更换燃调、燃调排故后、燃油系统放气后、新发启封后)、热起动(EGT上升过快——不正确的油/气比造成,必须中止)、起动悬挂(燃调不当而富油、起动机扭矩不够、脱开转速低、供气不足、压气机/涡轮故障、场温高场压低)、冷转(不供油不点火——吹除积炭积液)
96.高能高值输出点火用于地面、空中起动时两个电嘴工作,高能低值用于起飞、着陆、恶劣天气、非稳定气流飞行,一个殿罪工作。
97.两套点火系统:两个变压器、两个点火激励器、两根高压导线、两根中间导线、两个电嘴。输入电源有直流电和交流电两种。
98.涡轮机与活塞机电火系统比较优点:启动点火-工作点火、高能-低能、不影响发动机性能-影响发动机性能。
99.点火装置分类:直流点火装置(断续器式、晶体管式)、交流点火装置。电嘴分类:收缩式或约束空气间隙式、分路表面发电式。用垫片调整电嘴伸入燃烧室的深度,更换电嘴用新垫片。
100.指示系统分为:模拟式、数字式。数字式优点;准确度高、灵敏度高、可靠、价格低廉。
101.温度测量方法:非电测法(填充式温度传感器-充气、充液、充蒸汽;双金属式温度传感器-常用作温度补偿元件)、电测法(电阻式温度传感器-采用惠斯登电桥电路测进气温度、燃/滑油温度;热电偶-热端测量冷端基准,电路电阻不能任意改,测EGT、涡轮轴承滑油温度)。
102.压力测量:机械测量方法(波纹管式压力表)、电测量方法(晶体震荡器)。
103.警告指示:绿色正常、黄色警戒、红色超限。
104.APU自动停车:低滑油压力、高滑油温度、超转、火警。
105.发动机状态监视系统包括:性能监控、滑油分析、振动分析、孔探、磁性金属屑探测器。监控参数:工况参数(表征推力的EPR、N1)、气动热力参数(EGT、FF、N1、N2)、机械性能参数(VIB、OILTEP、OIL PRERSS)。
106.发动机状态监视环节:飞行数据的采集、飞行数据的有效性检查、监控参数的换算、基线方程、监控数据的偏差、监控数据的初始化、发动机状态的趋势分析(指印图、趋势图)。
107.单一参数发生偏差可能是指示系统故障,所有参数同向发生偏差,可能是EPR、TAT指示故障,趋势分析不能作为拆换发的依据,要进一步检查、孔探确定故障。
108.光谱分析目的:了解发动机中相互运动部件的磨损情况,以评定发动机的技术状态。光的波长和位置识别特定金属,线的密度确定试样中金属的含量。
109.发动机安装节的作用:支撑重量、承受飞行载荷、传递推力。

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