1. 活塞发动机的组成

活塞式航空发动机是一种燃烧汽油的往复式内燃机。带动螺旋桨高速转动而产生推力，主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、进气活门和排气活门等组成。

• 气缸：是发动机的工作腔，油气混合气体在气缸内燃烧，产生高温高压燃气推动活塞作直线运动，并带动曲轴旋转。

• 活塞：用于承受油气混合气体在燃烧时所产生的燃气压力，并将燃料燃烧后的内能转变为活塞运动的机械能。
  

• 连杆：将活塞和曲轴连接在一起，用于传递活塞和曲轴之间的运动。
  

• 曲轴：将活塞的往复运动变成自身的旋转运动，并带动螺旋桨转动，使发动机产生推力。

2. 活塞式发动机的工作原理

• 进气行程：活塞从上止点向下止点移动，进气门打开，排气门关闭，空气和燃油在化油器中形成的可燃混合气体经进气门进入气缸。直到活塞到达下止点，进气门关闭，进气行程结束。

• 压缩行程：活塞从下止点向上止点移动，进气门和排气门都关闭，气缸内的混合气体受到压缩，压力和温度上升。

• l膨胀行程：在压缩行程结束的瞬间，电嘴产生火花点燃混合气体，瞬时完成燃烧，压力和温度急剧上升。高温高压的燃气推动活塞下移对外做功，同时燃气的压力和温度不断下降，活塞达到下止点时膨胀行程结束。

• 排气行程：活塞从下止点向上止点移动，排气门打开，进气门关闭，排出废气，活塞到达上止点时排气行程结束。

从进气行程开始到排气行程结束，活塞移动四个行程（飞机上应用的就是四行程活塞发动机），完成5个过程（进气、压缩、燃烧、膨胀、排气），曲轴旋转2圈，发动机完成一个工作循环。然后重复上述四个行程，发动机不断的工作并对外做功。

为满足功率的要求，航空发动机一般都是由多气缸组合构成的。

l活塞式发动机的运转速度很高，气缸内每秒钟要点火燃烧几十次，高温高压的工作条件使得气缸壁温度很高，因此活塞发动机必须配备冷却系统。l气缸排列方式与气缸冷却方法有关，据此，活塞式发动机可分为直列式、对列式、V形、X形和星形等各类发动机。

3. 活塞式发动机的辅助系统

要保证活塞发动机的正常工作，需要一些必要的辅助系统，主要有：

⑴ 进气系统：内常装有增压器来增大进气压力，以此改善高空性能。

⑵ 燃料系统：由燃料泵、气化器或燃料喷射装置等组成。燃料泵将汽油压入气化器，汽油在此雾化并与空气混合进入气缸。

⑶ 点火系统：由磁电机产生的高压电在规定的时间产生电火花，将气缸内的混合气体点燃。

⑷ 冷却系统：作用就是将这些热量散发出去，以保证发动机的正常工作。

⑸ 启动系统：要将发动机发动起来，需借助外来动力，通常用电动机带动曲轴转动使发动机启动。

⑹ 定时系统：是由曲轴带动凸轮盘推动连杆和摇臂，定时将进气活门和排气活门开启和关闭的系统。

4. 活塞式发动机的主要性能指标

发动机功率：发动机可用与驱动螺旋桨的功率称为有效功率（kW）。（200kW~3 500kW）

功率重量比：发动机提供的功率和发动机重量之比（kW/kg）。功率重量比越大，越有利于改善飞机的飞行性能。（先进1.85 kW/ kg）

燃料消耗率（耗油率）：衡量发动机经济性的指标，产生1kW功率在每小时所消耗的燃料的质量（kg/(kW·h)）。（先进0.28 kg/(kW·h)）

活塞式发动机的功率主要取决于气缸的总工作容积，即气缸的直径和数目。拉力随飞行速度的增加而减小，在飞行速度达到800～850km/h时，螺旋桨的效率开始明显下降，这也是活塞式螺旋桨飞机无法突破音障的主要原因。飞行速度宜低于700km/h。

活塞式发动机耗油率低、结构简单、成本低廉，特别是在功率小时具有一定的优势。目前广泛应用在初级教练机、小型直升机、小型无人靶机以及农林用小型或轻型飞机上。