CN108757203A - 重油发动机的双火花塞缸头总成及航空发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重油发动机的双火花塞缸头总成及航空发动机，包括缸头，所述缸头上安装由火花塞Ⅰ和火花塞Ⅱ形成的双火花塞，本发明具有较高的点火能量，特别是配合以充分雾化和均匀混合后的重油燃料，能够使得重油实现较为充分的高效的组织燃烧，利于重油的高效燃烧，保证发动机在各种工况和条件下可靠安全的点火，相对于传统的重油压燃式发动机，进一步减小发动机体积和重量，适合于无人机使用，更能体现出高效、环保的特性。
Description
技术领域
本发明涉及发动机及应用，特别涉及一种重油发动机的双火花塞缸头总成及航空发动机。
背景技术
重油作为发动机的燃料，将成为中小型无人机的动力趋势；但重油黏度高，低温流动性差，导致雾化效果要比普通的轻质油差，影响了燃烧效果，甚至导致发动机启动困难以及排放不达标。
现有技术中，为了保证重油发动机能够具有良好的雾化以及启动，具有采用化油器+辅助预热技术、机械喷射(燃油直喷)、电控燃油喷射等供油方式；传统的重油发动机基本采用压燃的燃烧方式，需要缸体承受较大的压力，从而增加缸体的整体重量，笨重的总体并不能适用于无人机等小型飞行机械；同时，无法实现重油的高效的燃烧，也就使得重油应用于发动机的动力性、经济性和排放性无法达到期待的效果，从而使重油的应用无法大范围普及。
因此，需要对现有的重油发动机进行改进，能够使得重油实现较为充分的高效的组织燃烧，减轻重油发动机的整体重量，保证重油在应用于发动机的动力性、经济性和排放性，实现重油应用于发动机后的节能、环保以及低成本，适用于无人机等小型飞行机械。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种重油发动机的双火花塞缸头总成以及航空重油发动机，具有较高的点火能量，能够使得重油实现较为充分的高效的组织燃烧，减轻重油发动机的整体重量，保证重油在应用于发动机的动力性、经济性和排放性，实现重油应用于发动机后的节能、环保以及低成本，适用于无人机等小型飞行机械。
本发明的重油发动机的双火花塞缸头总成，包括缸头，所述缸头上安装由火花塞Ⅰ和火花塞Ⅱ形成的双火花塞；大大提高点火能量，利于重油的高效燃烧，特别是配合以充分雾化和均匀混合后的重油燃料，保证发动机在各种工况和条件下可靠安全的点火，相对于传统的重油压燃式发动机，进一步减小发动机体积和重量，适合于无人机使用，更能体现出高效、环保的特性。
进一步，所述缸头上还加工有预燃烧室，所述预燃烧室为沿着火花塞点火方向的拉瓦尔喷管结构，所述拉瓦尔喷管结构的喷射口连通燃烧室；预燃烧室工作过程是，在混合燃料被喷入燃烧室后，同时进入预燃烧室，被火花塞(点火点位于拉瓦尔喷管的进气端，该进气端是相对于拉瓦尔喷管而言，而不是与燃烧室连通的口)点火后，膨胀并通过拉瓦尔喷管急速喷出(比燃烧***更高的速度)，对进入燃烧室的混合燃料进一步冲击具有使气体充分混合的作用，利于形成均匀的燃烧混合气，同时，预燃烧室可加速火焰的传播，提高燃烧效率，提升发动机功率并降低爆震风险，还能够组织燃料高效的燃烧，保证重油在应用于发动机的动力性、经济性和排放性，实现重油应用于发动机后的节能、环保以及低成本。
进一步，所述火花塞Ⅰ位于燃烧室顶部的中间位置或附近，预燃烧室设置于火花塞Ⅰ处且所述火花塞Ⅰ点火电极伸入预燃烧室；主火花塞处于燃烧室中部或附近，预燃烧室喷出的燃烧气体更利于对整个燃烧室的混合气形成扰动以及充分燃烧。
进一步，还包括用于向燃烧室内直接喷射燃油的燃油喷射组件；缸内直喷的结构结合双火花塞点火方案，在保证后期直喷进入燃烧室后形成较为更充分的雾化后，较高的点火能量利于实现重油的充分燃烧和利用。
进一步，所述燃油喷射组件与火花塞Ⅱ分列于火花塞Ⅰ两侧；所述油气混合喷嘴的喷射方向为16°-20°；火花塞Ⅱ的点火夹角为40°-50°；该结构使得缸内直喷进入的混合气与火花塞的点火方位相对应，在火花塞附近形成浓燃气混合区，利于与燃烧空气进一步混合，从而组织燃料高效的燃烧；油气混合喷嘴的喷射方向更能适应于重油的雾化性质以及适应双火花塞的点火方式，利于组织点火以及最终得充分燃烧。
进一步，所述火花塞Ⅰ位于燃烧室顶部的中间位置或附近；所述火花塞Ⅰ的中心线、火花塞Ⅱ的中心线和油气混合喷嘴的中心线基本共面，且该共面与进排气门所在的平面在空间上基本垂直，共面布置指的是油气混合喷嘴、火花塞Ⅱ和火花塞Ⅰ的中心轴线位于同一面上，进、排气门所在的平面指的是进排气门的轴线位于同一平面，基本共面和基本垂直是指允许具有一定的误差，比如较小的倾斜和错位，并不影响对本方案共面以及垂直的理解；该结构保证了缸头上各个部件的简单布置，同时利于进气与燃气的充分混合，利于形成滚流而进一步雾化，保证了均匀高效的燃烧。
本发明还公开了一种重油航空发动机，所述重油航空发动机安装有所述的重油发动机的双火花塞缸头总成。
本发明的有益效果：本发明的重油发动机的双火花塞缸头总成及航空发动机，具有较高的点火能量，特别是配合以充分雾化和均匀混合后的重油燃料，能够使得重油实现较为充分的高效的组织燃烧，利于重油的高效燃烧，，保证发动机在各种工况和条件下可靠安全的点火，相对于传统的重油压燃式发动机，进一步减小发动机体积和重量，适合于无人机使用，更能体现出高效、环保的特性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的缸头总成安装于发动机结构示意图。
具体实施方式
如图所示：本实施例的重油发动机的双火花塞缸头总成，包括缸头2，所述缸头上安装由火花塞Ⅰ3和火花塞Ⅱ4形成的双火花塞；大大提高点火能量，利于重油的高效燃烧，特别是配合以充分雾化和均匀混合后的重油燃料，保证发动机在各种工况和条件下可靠安全的点火，相对于传统的重油压燃式发动机，进一步减小发动机体积和重量，适合于无人机使用，更能体现出高效、环保的特性。
本实施例中，所述缸头上还加工有预燃烧室17，所述预燃烧室17为沿着火花塞点火方向(指的是火花塞轴线方向)的拉瓦尔喷管结构形成，所述拉瓦尔喷管结构的喷射口连通燃烧室；预燃烧室工作过程是，在混合燃料被喷入燃烧室后，同时进入预燃烧室，被火花塞(点火点位于拉瓦尔喷管的进气端，该进气端是相对于拉瓦尔喷管而言，而不是与燃烧室连通的口)点火后，膨胀并通过拉瓦尔喷管急速通过喉部由拉瓦尔喷管的喷射口喷出(比燃烧***更高的速度)，对进入燃烧室的混合燃料进一步冲击具有使气体充分混合的作用，利于形成均匀的燃烧混合气，同时，预燃烧室可加速火焰的传播，提高燃烧效率，提升发动机功率并降低爆震风险，还能够组织燃料高效的燃烧，保证重油在应用于发动机的动力性、经济性和排放性，实现重油应用于发动机后的节能、环保以及低成本。
本实施例中，预燃烧室设置于火花塞Ⅰ3处且所述火花塞Ⅰ3点火电极伸入预燃烧室；主火花塞处于燃烧室中部或附近，预燃烧室喷出的燃烧气体更利于对整个燃烧室的混合气形成扰动以及充分燃烧。
使用时，缸头上还安装燃油喷射组件a，如图所示，所述燃油喷射组件a包括燃油喷嘴6、预混室7和油气混合喷嘴8，预混室内实现预混并进一步雾化燃油喷嘴喷出的燃油，保证后期直喷进入燃烧室后形成较为更充分的雾化，从而实现重油的充分燃烧和利用；这种预混雾化不同于现有技术的单纯的压力空气的冲击雾化，不但保证了燃油雾滴的进一步雾化，还能保证辅助空气与雾滴之间的均匀混合，进入燃烧室后能够均匀燃烧；结合双火花塞的高能点火特性，使得重油能够充分燃烧。
如图所示，活塞组件5的活塞安装于缸体1，缸头2上安装由火花塞Ⅰ3和火花塞Ⅱ4形成的双火花塞，火花塞的安装结构为伸入燃烧室进行点火，安装结构在此不再赘述，采用双火花塞提供点火，具有高能点火的特性，结合前述的空气辅助雾化以及预混方案，保证发动机在各种工况和条件下可靠安全的点火，相对于传统的重油压燃式发动机，进一步减小发动机体积和重量，适合于无人机使用。
本实施例中，所述油气混合喷嘴8(燃油喷射组件a)与火花塞Ⅱ4分列于火花塞Ⅰ3两侧，所述油气混合喷嘴的喷射方向为16°-20°，优选18°；火花塞Ⅱ的点火夹角为40°-50°，优选45°，点火夹角是指火花塞的轴线方向的夹角；这里的夹角指的都是与缸体中心线的夹角，在此不再赘述；该结构使得缸内直喷进入的混合气经活塞顶部与缸体壁面导流后，与火花塞的点火方位相对应，在火花塞附近形成浓燃气混合区，且利于与燃烧空气进一步混合，从而形成高效的组织燃烧；油气混合喷嘴的喷射方向更能适应于重油的雾化性质以及适应双火花塞的点火方式，利于组织点火以及最终得充分燃烧。
本实施例中，所述火花塞Ⅰ3位于燃烧室顶部的中间位置或附近，由于火花塞Ⅰ3位于中间位置或附近，该结构保证了火花塞Ⅱ4和油气混合喷嘴8结构布置上也位于中线，喷射以及点火后利于充分混合以及充分的燃烧。
本实施例中，所述火花塞Ⅰ3的中心线、火花塞Ⅱ4的中心线和油气混合喷嘴8的中心线基本共面，且该共面与进、排气门所在的平面在空间上基本垂直，共面布置指的是油气混合喷嘴8、火花塞Ⅱ4和火花塞Ⅰ3的中心轴线位于同一面上，进、排气门所在的平面指的是进排气门的轴线位于同一平面，基本共面和基本垂直是指允许具有一定的误差，比如较小的倾斜和错位，并不影响对本方案共面以及垂直的理解；该结构保证了缸头上各个部件的简单布置，同时利于进气与燃气的充分混合，利于形成滚流而进一步雾化，保证了均匀高效的燃烧。
本发明还公开了一种重油航空发动机，所述重油航空发动机安装有所述的重油发动机的双火花塞缸头总成，如图所示，还包括活塞组件5的活塞安装于缸体1，该发动机适用于航空器(无人或者有人驾驶)。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种重油发动机的双火花塞缸头总成，其特征在于：包括缸头，所述缸头上安装由火花塞Ⅰ和火花塞Ⅱ形成的双火花塞。
2.根据权利要求1所述的重油发动机的双火花塞缸头总成，其特征在于：所述缸头上还加工有预燃烧室，所述预燃烧室为沿着火花塞点火方向的拉瓦尔喷管结构，所述拉瓦尔喷管结构的喷射口连通燃烧室。
3.根据权利要求2所述的重油发动机的双火花塞缸头总成，其特征在于：所述火花塞Ⅰ位于燃烧室顶部的中间位置或附近，预燃烧室设置于火花塞Ⅰ处且所述火花塞Ⅰ点火电极伸入预燃烧室。
4.根据权利要求1所述的重油发动机的双火花塞缸头总成，其特征在于：还包括用于向燃烧室内直接喷射燃油的燃油喷射组件。
5.根据权利要求4所述的重油发动机的双火花塞缸头总成，其特征在于：所述燃油喷射组件与火花塞Ⅱ分列于火花塞Ⅰ两侧；所述油气混合喷嘴的喷射方向为16°-20°；火花塞Ⅱ的点火夹角为40°-50°。
6.根据权利要求5所述的重油发动机的双火花塞缸头总成，其特征在于：所述火花塞Ⅰ位于燃烧室顶部的中间位置或附近；所述火花塞Ⅰ的中心线、火花塞Ⅱ的中心线和油气混合喷嘴的中心线基本共面，且该共面与进、排气门所在的平面在空间上基本垂直。
7.一种航空重油发动机，其特征在于：所述发动机安装有权利要求1至6任一权利要求的重油发动机的双火花塞缸头总成。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113909016A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-01-11 | 水利部杭州机械设计研究所 | 一种多燃烧室大功率高效率超音速火焰热喷涂喷枪及其热喷涂装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2058910A (en) * | 1979-09-06 | 1981-04-15 | Fiat Auto Spa | Spark-ignition internal combustion engine adapted to operate with lean mixtures |
| DE4123592A1 (de) * | 1991-07-17 | 1993-01-21 | Daimler Benz Ag | Gemischverdichtende brennkraftmaschine |
| JP2001193465A (ja) * | 2000-01-17 | 2001-07-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ディーゼルエンジン |
| US20040079322A1 (en) * | 2002-10-29 | 2004-04-29 | Hitachi, Ltd. | Control apparatus for internal combustion engine and control method for internal combustion engine combustion method for internal combustion engine and direct injection engine |
| CN2893176Y (zh) * | 2006-02-06 | 2007-04-25 | 王雪松 | 收缩扩张型喷管预燃室分隔式燃烧室柴油内燃机 |
| JP2008151000A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
| CN106762127A (zh) * | 2017-02-09 | 2017-05-31 | 天津内燃机研究所（天津摩托车技术中心） | 二冲程缸内直喷发动机 |
| CN208763763U (zh) * | 2018-05-29 | 2019-04-19 | 重庆隆鑫发动机有限公司 | 重油发动机的双火花塞缸头总成及航空发动机 |
-
2018
- 2018-05-29 CN CN201810534902.1A patent/CN108757203A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2058910A (en) * | 1979-09-06 | 1981-04-15 | Fiat Auto Spa | Spark-ignition internal combustion engine adapted to operate with lean mixtures |
| DE4123592A1 (de) * | 1991-07-17 | 1993-01-21 | Daimler Benz Ag | Gemischverdichtende brennkraftmaschine |
| JP2001193465A (ja) * | 2000-01-17 | 2001-07-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ディーゼルエンジン |
| US20040079322A1 (en) * | 2002-10-29 | 2004-04-29 | Hitachi, Ltd. | Control apparatus for internal combustion engine and control method for internal combustion engine combustion method for internal combustion engine and direct injection engine |
| CN2893176Y (zh) * | 2006-02-06 | 2007-04-25 | 王雪松 | 收缩扩张型喷管预燃室分隔式燃烧室柴油内燃机 |
| JP2008151000A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
| CN106762127A (zh) * | 2017-02-09 | 2017-05-31 | 天津内燃机研究所（天津摩托车技术中心） | 二冲程缸内直喷发动机 |
| CN208763763U (zh) * | 2018-05-29 | 2019-04-19 | 重庆隆鑫发动机有限公司 | 重油发动机的双火花塞缸头总成及航空发动机 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113909016A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-01-11 | 水利部杭州机械设计研究所 | 一种多燃烧室大功率高效率超音速火焰热喷涂喷枪及其热喷涂装置 |
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