1.渦軸發動工作原理機
渦輪軸發動機與渦輪螺旋槳發動機相似,曾經被劃入同一分類。它們都由渦輪噴氣發動機演變而來,渦槳發動機驅動螺旋槳,渦輪軸發動機則驅動直升機的旋翼軸獲得升力和氣動控制力。當然渦輪軸發動機也有自己的特色:通常帶有自由渦輪,而其他形式的渦輪噴氣發動機一般沒有自由渦輪。
渦輪軸發動機具有渦輪噴氣發動機的大部分特點,也有著進氣道、壓氣機、燃燒室和尾噴管等基本組件。其特有的自由渦輪位于燃燒室后方,高能燃氣對自由渦輪作功,通過傳動軸、減速器等帶動直升機的旋翼旋轉,從而升空飛行。自由渦輪并不像其他渦輪那樣要帶動壓氣機,它專門用于輸出功率,類似于汽輪機。做功后排出的燃氣,經尾噴管噴出,能量已經不大,產生的推力很小,包含的推力大約僅占總推力的十分之一左右。因此,為了適應直升機機體結構的需要,渦輪軸發動機噴口可靈活安排,可以向上,向下或向兩側,而不一定要向后。盡管渦輪軸發動機內,帶動壓氣機的燃氣發生器渦輪與自由渦輪并不機械互聯,但氣動上有著密切聯系。對這兩種渦輪,在氣體熱能分配上,需要隨飛行條件的改變而適當調整,從而取得發動機性能與直升機旋翼性能的最優組合。
2."渦輪發動機 的工作原理是什么
渦輪發動機其實就是附帶渦輪增加的發動機,渦輪增壓的英文單詞是Turbo,渦輪增加部分是發動機的一個附屬裝置,所以我們經常在一些汽車上看見T這個字母,比如帕薩特的1.8T、2.0T、甚至是出現Turbo這個單詞,這些就是帶了渦輪增壓的發動機,旨在提高發動機的功率和扭矩輸出,這個技術最早是應用在賽車和航空航天上,后來才大規模民用,這個技術可以使車子的輸出功率相對提高40%甚至更高,一般的車最起碼也在20-30%。
原理是這樣的:其實就是一個附帶的空氣壓縮器性質的裝置,利用排除的廢氣的能量和慣性沖擊和推動渦輪室里的渦輪,渦輪同時帶動同軸的葉輪,葉輪壓縮空氣使其增壓后進入氣缸,與此同時,油料或者燃氣也進入氣缸,現在的車一般都是電子控制空氣和油料比例的,進入更多的空氣也就進入更多的油料,這就能使發動機在同樣工作頻率下每個輸出循環的過程中燃燒更多的油料,輸出更多的功率和扭矩,但是發動機不超頻。此過程中,渦輪的轉速和廢氣的沖擊力是成比例的,而且相對于其輸出功率,其排氣量已相對下降,燃油利用率也相對提高。平時我們見大1.8T的發動機的輸出功率和2.4L的功率差不多,但是耗油量大于1.8的發動機卻小于2.4L的。
從上面也就能看出來,第一,帶渦輪增壓的發動機一般氣缸壓縮比比較小;第二,渦輪系統啟動后,耗油增多,但是相對輸出功率,耗油量實際下降;第三,渦輪發揮作用并不是車子一發動就開始增壓,而是要等發動機功率達到一定值才會增壓,安全駕駛下轉速越高效果越明顯,在渦輪增壓發揮作用的臨界轉速上,一腳油門下去,你能明顯感覺到車動力十足;第四,1.8T和2.4L的發動機雖然可以達到同樣的輸出功率,但是1.8T發動機的加速性能是絕對不如2.4L的,其加速過程因為是逐漸增加輸出功率和牽引力達到2.4L的水平,所以比2.4L的加速慢;第五,同配置下,渦輪增壓的要貴,而且帶渦輪增壓的發動機保養相對麻煩,一定的里程后一般需要更換渦輪,相對省了油錢但是增加了后續消費,畢竟他多了一個部件。
<a href="#0$" target="_blank">#0$</a>; 這是一個渦輪增壓發動機的簡易原理圖,紅色的是高溫高沖擊力的廢氣,藍色的氣體是葉輪需要壓縮并輸送進氣缸待燃燒的新鮮空氣,渦輪雖然和葉輪同軸相連,但是不是一根單軸,是個復合的軸,只有渦輪轉速大于葉輪本身轉速的時候,渦輪的扭矩才能作用到葉輪上使其轉速提高并與渦輪轉速同步,就像你想推一個原本就向前移動的物體往前走時,你的移動速度小于這個物體時你的推動實際無效,因為你連碰都沒碰到他。
3.渦噴工作原理
渦輪噴氣發動機主要由進氣道,壓氣機,燃燒室,燃氣渦輪和尾噴管組成。由壓氣機吸入空氣加壓后,進入燃燒室噴油燃燒,產生高溫高壓燃氣,推動渦輪轉動,然后以很高的速度從尾噴管噴出,產生飛行所需的推力。廣泛應用于高速飛行,軍用戰斗機。
它和渦扇發動機的主要區別是內外涵和單軸與多軸的關系。因為渦扇發動機包括兩套噴路,也就是內涵和外涵,內涵就是一套渦輪噴氣發動機,并且有多軸帶動的多級壓氣機,所以它產生的推力很大,巡航耗油低,多用于民航與軍用運輸機。
它們都使用航空煤油。
因為燃燒室內和前端的壓氣機壓力很高,可尾噴管是低壓端,流體當然是從高壓處流向低壓處了。還有一種利用超音速飛行速度來進行升壓,不使用壓氣機的沖壓式發動機,可想而知,它所產生的壓力有多大。
壓氣機其實就是一組渦輪扇葉,它和后面的燃氣渦輪同軸,所以動力來自于燃氣渦輪。旋轉時將空氣從進氣口吸入,產生壓力,渦扇發動機的壓氣機有好幾組葉片,所以產生的壓力更大。
4.我國對渦軸發動機的發展做出了什么樣的貢獻
渦輪噴氣發動機、渦輪風扇發動機、渦輪螺旋槳發動機和渦輪軸發動機均屬于燃氣渦輪發動機。
渦輪噴氣發動機(渦噴發動機)是出現最早的燃氣渦輪發動機,其構造相對簡單,主要由壓氣機、渦輪和燃燒室構成。在工作時,從前端吸入大量的空氣,經過壓氣機增壓后進入燃燒室,與燃料混合燃燒形成高溫高速的燃氣向后噴出,燃氣在經過渦輪時,一部分能量帶動渦輪葉片旋轉,再經傳動軸帶動壓氣機做功,其余大部分燃氣經由噴管向后噴出提供推力。
由于大多數情況下渦噴發動機的排氣速度超過音速,燃氣仍有相當一部分能量未被利用,而單純的提高渦輪前溫度會降低發動機熱效率,因此充分利用燃氣的剩余能量就顯得十分必要。由此出現的渦輪風扇發動機(渦扇發動機)實際上就是在渦噴發動機的后方再增加若干低壓(低速)渦輪,這些渦輪帶動一定數量的風扇,繼續消耗掉一部分渦噴發動機的燃氣排氣動能,從而進一步降低燃氣排出速度。而風扇吸入的氣流一部分如渦噴發動機一樣,送進壓氣機(術語稱“內涵道”)增壓燃燒做功,另一部分則直接從渦噴發動機殼外圍向外排出(“外涵道”)提供推力。所以,渦扇發動機的推力實際上就由兩部分組成:由內涵道流出的高壓燃氣和由外涵道流出的低壓空氣。二者混合以后既降低了排氣速度,提高了推進效率;又增大了流量,提高了推力,因而在綜合性能上比渦噴發動機有明顯提高。
盡管渦扇發動機提高了推進效率,但是在低速情況下,渦扇發動機的效率仍不及活塞發動機,因此有人想到利用渦輪來驅動螺旋槳,既提高了低速推進效率,又克服活塞發動機振動大的缺點。這就是渦輪螺旋槳發動機(渦槳發動機),它在推進原理上與活塞螺旋槳發動機相同,區別之處在于動力來源。渦槳發動機在構造上與渦扇發動機相似,不同之處在于渦槳發動機在渦輪處安裝有更多的葉片,從而通過燃氣獲得更多的能量來驅動螺旋槳。從某種意義上來說,渦槳發動機可以看做是外涵道無限大的渦扇發動機。另外,由于低壓渦輪的轉速很高,不能直接驅動螺旋槳,因此還需要安裝若干組減速齒輪,這要增加相當的重量代價。
渦輪軸發動機是從渦槳發動機演變而來的,渦槳發動機帶動的是螺旋槳,而渦軸發動機帶動的則是直升機的旋翼。區別在于渦軸發動機有一個特殊的自由渦輪,自由渦輪只向外輸出軸功率,不帶動壓氣機。
5.渦輪螺旋槳發動機的工作原理
原發布者:wangxiaoqi16
螺旋槳的工作原理上次課給大家介紹了船艇水阻力的三種主要成分的形成原因及影響其大小的主要因素。(那么這三種阻力是哪三種?選其中一種提問其成因)。我們知道,船艇在水中運動要受到阻力的影響。那么船艇為什么能在水中運動?它是靠什么推動的呢?它又是怎樣推動的呢?這就是我們這次課要給大家介紹的內容。我們把推動船艇運動的裝置稱為推進器。推進器的種類很多,我們常見的有明輪推進器、噴水推進器、平旋推進器和螺旋槳等。目前應用最廣泛的推進器是螺旋槳,它的特點是:推進效率高,結構簡單,工作可靠。下面我們就來看一看一、螺旋槳的結構、配置和螺旋槳水流(一)螺旋槳的結構螺旋槳由槳轂、槳葉和整流罩等組成,并通過槳轂與尾軸相連。一般螺旋槳有3~5個槳葉,有的則多達6個。下面給大家介紹幾個有關螺旋槳的幾何名詞。(結合幻燈片)螺距——螺旋槳繞軸旋轉一圈,沿軸向前進的幾何距離。(P)螺旋槳按旋轉方向可分為左旋螺旋槳和右旋螺旋槳兩種,從艇尾向前看,進車時順時針旋轉的稱右旋螺旋槳;反時針旋轉的稱左旋螺旋槳。我們怎樣判斷一個靜止的螺旋槳是左旋還是右旋呢?將螺旋槳平放,從側面看,槳葉向右上方傾斜的為右旋螺旋槳;槳葉向左上方傾斜的為左旋螺旋槳。
6.汽車渦輪發動機的運作原理
增壓的目的就是為了在不增加發動機排量的情況下增加發動機的輸出功率和扭矩,使汽車擁有更好的動力性能。
目前的增壓技術主要有兩種:機械增壓和渦輪增壓,但二者原理卻不同。 渦輪增壓的全稱為廢氣渦輪增壓,一般用“T”表示。
渦輪增壓是通過排氣管出來的高速氣體推動轉子旋轉,從而提高進氣管中氣流壓力的設備。增加氣流壓力以使更多的空氣,也就是更多的氧氣進入氣缸,這樣燃燒就會更加充分,動力也就更大。
增壓器的兩端一邊是渦輪,一邊則是壓氣機,廢器帶動葉片旋轉驅動壓器機工作,使它向進氣管更快,更大量地輸送空氣。渦輪增壓器借助的是高速廢氣的功能,這部分能量在普通發動機上是白白浪費掉的。
借助它的速度,渦輪壓器轉子可以獲得很高的轉速,最高轉速甚至達到150000rpm上下。 但渦輪增壓有個最大的缺點,就是有渦輪遲滯現象:就是在較低轉速下時,當踩下油門踏板,發動機不會有較大的動力提升,要等到轉速上升到一定程度(一般在2500-3000轉),渦輪增壓器才開始工作,此時會感覺動力突然上升,但這樣往往會影響汽車的乘坐舒適性! 而機械增壓卻不同:它的轉子不是由發動機的廢氣驅動,而是直接由皮帶連接發動機的曲軸,由發動機的曲軸來驅動。
而曲軸又是發動機的動力輸出軸,這樣機械增壓器既增了壓,但同時也消耗了一部分動力,所以一般機械增壓的增壓效率都不高。但是機械增壓的最大優點就是沒有渦輪增壓的渦輪遲滯現象,所以機械增壓在低轉速下的增壓效果比較明顯,但是缺點是隨著轉速的升高其效率也逐漸下降,這與渦輪增壓正好相反。
7.請介紹一下各種噴氣式發動機的工作原理,如渦噴 渦扇 渦軸渦槳 槳
擇其一講之。
渦噴的原理很簡單: 發動機的前段用渦輪風扇高速旋轉將空氣增壓后送至中間的燃燒室,噴入燃油,燃燒后的高溫高壓氣體將后面的渦輪盤吹動,由于后面的渦輪盤和前面的渦輪風扇連在一根軸上,于是帶動前面的風扇吸入空氣,形成一個動態自循環。 但是在啟動之需要外界提供電力幫助前渦輪轉動吸入空氣,之后發動機就可以形成自循環,不需要外界的動力,在關機時只要切斷燃油供應。
渦輪盤處于高溫燃氣的射流中,因此需要能耐很高的溫度,渦輪前溫度代表了發動機的性能水平。美國的發動機渦輪前溫度已經可以達到2000開。
溫度每提高100開,推重比就可以增加10%。
8.發動機的原理
航空發動機現在主要有渦輪噴氣發動機(渦噴)、渦輪風扇發動機(渦扇)、渦輪軸發動機(渦軸)、渦輪螺旋槳發動機(渦槳),另外民用的一些小型直升機上也會用活塞發動機。
航空發動機主要包括進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管,軍用飛機在渦輪后一般還會有加力燃燒室以提供短時間的更大動力。
渦噴發動機由起動機帶動啟動。空氣由進氣道被吸入,經壓氣機增壓進入燃燒室燃燒,燃燒完的高溫高壓燃氣推動渦輪旋轉產生帶動,渦輪帶動壓氣機。氣體經過渦輪后由尾噴管高速向后排出,產生向前的推力。
渦扇發動機原理與渦輪噴氣發動機類似,只是將空氣分為兩股:一股由內涵道進入壓氣機,這部分氣流和渦噴發動機中的氣體的工作過程是相同的;另一股進入外涵道,在尾噴管處與內涵道的氣體混合排出。這樣做可以提高燃油利用率。目前民航客機基本都采用大涵道比渦扇發動機。軍機也越來越多的采用渦扇發動機。但是,在超音速飛行時,渦噴發動機的燃油利用率反而更高。
渦軸發動機主要應用在直升機上。它是輸出旋轉軸功帶動旋翼旋轉。
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