CN111535924A - 一种点燃式二冲程航空重油活塞发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种点燃式二冲程航空重油活塞发动机，发动机为二冲程发动机***，发动机***的燃料为航空重油，发动机***包括：机体组、曲柄连杆机构、燃油供给***、点火***、进排气***、冷却***、润滑***和起动发电***，起动发电***与曲柄连杆机构连接且带动曲柄连杆机构运动，燃油供给***、点火***、进排气***均与机体组连接，润滑***与机体组连接且用于对与机体组连接的曲柄连杆机构润滑。本发明的发动机通过匹配曲柄连杆机构及燃烧***使点燃式活塞发动机能够燃烧航空重油，并实现了发动机具有体积小、油耗低和高功重的优点，能够作为小型舰载无人机的新型动力源。

Description

一种点燃式二冲程航空重油活塞发动机
技术领域
本发明涉及内燃机技术领域，更具体地，涉及一种点燃式二冲程航空重油活塞发动机。
背景技术
在各类无人机动力***中，活塞发动机在航空领域占据了霸主地位，后因功率的限制难以在航空领域得到长足发展而被喷气式发动机取代，但活塞发动机因其体积小、燃油消耗率低、升功率高等优点而广泛应用于小型无人机及初级教练机等领域。
目前，市场上航空活塞发动机分为点燃式和压燃式两种，点燃式航空活塞发动机比压燃式航空活塞发动机的功重比高，因此，点燃式航空活塞发动机具有更广泛的应用，此外，采用重油燃料的航空活塞发动机具有较高的安全性、燃料容易获取、通用性强、后勤保障简单等优势，因此，单一燃料的重油使用将是未来无人机动力***发展的必然趋势，同时，由于重油具有较大的动力粘度，增加了雾化燃料的难度，由于重油的饱和蒸汽压低，需要在发动机上安装高压油泵等附加设备，而增大了发动机的体积，降低了发动机的功重比，因此，需要做相应的改进，设计一款功重比较高的发动机，同时，提升发动机的燃油经济性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种点燃式二冲程航空重油活塞发动机，其中，本发明的发动机通过匹配曲柄连杆机构及燃烧***使点燃式活塞发动机能够燃烧航空重油，并实现了发动机具有体积小、油耗低和高功重的优点，能够作为小型舰载无人机的新型动力源。
本申请的点燃式二冲程航空重油活塞发动机，发动机为二冲程发动机***，发动机***的燃料为航空重油，发动机***包括：机体组、曲柄连杆机构、燃油供给***、点火***、进排气***、冷却***、润滑***和起动发电***，起动发电***与曲柄连杆机构连接且带动曲柄连杆机构运动，燃油供给***、点火***、进排气***均与机体组连接，润滑***与机体组连接且用于对与机体组连接的曲柄连杆机构润滑；
机体组包括曲轴箱、气缸体、气缸盖和紧固零件，气缸体的数量为4个，气缸体的一侧与曲轴箱通过紧固零件固定连接，气缸体的另一侧与气缸盖通过紧固零件固定连接；
曲柄连杆机构包括曲轴、活塞和连杆，气缸体水平布设于曲轴两侧且曲轴两侧布设的气缸体数量相等，曲轴贯穿于曲轴箱上，活塞位于气缸体内且与连杆连接，连杆与曲轴转动连接；
燃油供给***包括燃油泵、气泵、夹气块、喷油器、供油道、供气道、吸气道、回油道和支架，支架固定在机体组上，燃油泵和气泵均与支架固定连接，燃油泵与供油道连接，供油道与夹气块连接，燃油泵通过供油道与夹气块连通，气泵与供气道连接，供气道与夹气块连接，气泵通过供气道与夹气块连通，夹气块与喷油器连接且连通，喷油器上设置有喷油嘴，喷油嘴通入气缸内；
点火***为双火花塞电感点火***，点火***包括点火控制器、点火线圈和火花塞，每个气缸盖上均连接有两个火花塞，每个火花塞均与1个点火线圈连接，点火控制器通过线束连接电源，点火控制器通过线束与点火线圈连接；
进排气***包括进气***、排气***和涡轮增压器，进气***用于向气缸体内充入新鲜空气，排气***用于排出气缸体内燃烧后的废气，进气***和排气***均与涡轮增压器连接；
其中，进气***依次设置有空气滤清器、进气管、稳压腔和进气歧管，空气滤清器为干式纸空气滤清器，涡轮增压器包括压气机、涡轮机和废气旁通阀，压气机上设置有压气机入口和压气机出口，涡轮机上设置有涡轮机入口和涡轮机出口，排气***依次设置有排气歧管、排气总管和消音器，压气机的入口与空气滤清器连接，压气机的出口与稳压腔通过进气管连通，稳压腔通向进气歧管，进气歧管通向节气门，节气门通向气缸体内，排气歧管与排气总管连接且连通，排气总管的出口与涡轮机入口连接，涡轮机的出口与消音器连接；
冷却***包括气缸体水冷***和气缸盖水冷***，冷却***包括冷却水泵、散热器、节温器、溢流壶和连接管路，冷却水泵设置在支架上，节温器支撑于机体组上且通过连接管路与气缸盖和冷却水泵连接，散热器设置于机体组上且与溢流壶连接，散热器还与节温器和冷却水泵均连接；
润滑***包括机油壶、机油泵和油管，油壶设置有进油口和出油口，机油壶的出油口与机油泵连接，机油泵与曲轴箱和气泵均连接，气泵与油壶的进油口连接；
起动发电***包括转子、线圈和轴承，线圈卡合在转子内且通过轴承与转子转动连接，位于转子的中心位置处设置有曲轴连接孔，转子通过曲轴连接孔与曲轴连接。
可选地，曲轴箱包括左曲轴箱和右曲轴箱且对称设置，左曲轴箱与右曲轴箱通过第一螺栓连接，曲轴箱与气缸体通过第二螺栓连接，第二螺栓包括长螺栓和短螺栓，位于曲轴箱一侧的长螺栓和短螺栓的数量相等，曲轴箱上设置有4个注油孔且用于注入润滑油，曲轴箱内部设置有轴承座且用于安装曲轴轴承。
可选地，气缸体上靠近曲轴箱的一侧设置有第一螺栓孔，气缸体上靠近气缸盖的一侧设置有第二螺栓孔，气缸盖通过第二螺栓孔匹配有缸盖紧固螺栓且与气缸体连接，气缸体上设置有用于冷却气缸体的冷却水道，气缸体侧面还设置有用于输入新鲜空气的进气口、用于排出废气的排气孔和用于与曲轴箱连通的四个扫气孔，扫气孔均位于气缸体的中部，扫气孔的轴向方向与气缸体周向方向设置有夹角，每个气缸体靠近曲轴箱的侧面上设置有用于气缸体进入冷却液的冷却水入口，每个气缸体连接气缸盖的面上设置有冷却水孔。
可选地，气缸盖上设置有火花塞孔、水温传感器孔、冷却水出水口、直喷孔、进气口、夹气安装孔和与气缸体连接的螺栓孔，火花塞孔与火花塞一一对应设置，冷却水出水口与冷却水孔连通，冷却水出水口用于气缸体冷却液排出，夹气块安装孔用于安装夹气块。
可选地，曲轴上依次设置有四个曲拐，分别为第一曲拐、第一曲拐、第三曲拐和第四曲拐，第一曲拐连接的活塞和第二曲拐连接的活塞工作相位相同，第三曲拐连接的活塞和第四曲拐连接的活塞工作相位相同，曲轴上设置有曲轴轴承，曲轴轴承位于轴承座上且与曲轴箱转动连接，曲轴上设置有曲柄销，曲柄销与连杆连接且用于带动连杆转动，曲轴的端部上还设置有转速信号齿轮，转速信号齿轮上垂直曲轴轴向的上下两端设置有转速传感器，曲轴上还设置有曲轴端固定元件，转子与曲轴通过曲轴端固定元件连接。
可选地，活塞位于气缸体内且与气缸体和气缸盖形成燃烧室，活塞上靠近气缸盖的一侧设置有活塞环槽，活塞环槽上卡合固定有活塞环，活塞上设置有活塞销孔且活塞销孔内装配有活塞销。
可选地，连杆包括连杆大头和连杆小头，连杆大头上设置有连杆大头轴承，连杆小头上设置有连杆小头轴承，连杆小头轴承套装在活塞销上且转动连接，连杆小头轴承与活塞销通过挡圈固定连接，连杆大头轴承套装在曲柄销上且转动连接。
可选地，夹气块上设置有用于调节油压的油压调节阀和用于调节气压的气压调节阀，夹气块上还设置有用于燃油进入的进油口和用于回收油的出油口，夹气块上还设置有通入气体的进气道。
可选地，燃油泵和气泵均通过螺栓连接孔固定在支架上，气泵上设置有冷却水进水孔且连接有冷却水进水道，气泵上还设置有供气孔且连接有供气道，气泵上还设置有吸气孔且用于吸入新鲜空气，气泵上还设置有冷却水出水孔且连接有冷却水出水道，气泵的一侧设置有皮带轮安装端且用于驱动气泵，气泵的侧面还连接有润滑油进油孔和润滑油出油孔。
可选地，冷却水泵上连接有水箱接口和用于带动水泵转动的皮带轮，节温器上连接有用于连接水泵的水泵连接口和用于连接散热器的散热器连接口，水泵连接口连接有汇流管且通过汇流管与气缸盖上的冷却水出口连接。
与现有技术相比，本发明提供的点燃式航空重油活塞发动机，至少实现了如下的有益效果：
1、本申请所提供的点燃式二冲程航空重油活塞发动机，通过使用航空重油作为燃油，相比于传统的汽油，具有更好的安全性和经济性，能满足各种场合的使用；
2、本申请所提供的点燃式二冲程航空重油活塞发动机，通过曲轴两侧设置的水平对置的4个气缸体，使发动机具有重心低和平衡性好的优点；
3、本申请所提供的点燃式航空重油活塞发动机，将燃油供给***设置为空气辅助缸内直喷的供油方式，保证航空重油的雾化效果和油压效果，保证各工况下的燃料需求；
4、本申请所提供的点燃式二冲程航空重油活塞发动机，采用冗余火花塞设计，双火花塞高能点火设计能够保证燃料充分的点火效果。
当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1示出了本申请实施例所提供的发动机内各***连接关系示意图；
图2示出了本申请实施例所提供的点燃式航空重油活塞发动机原理示意图；
图3示出了本申请实施例所提供的整机燃油供给***结构示意图；
图4示出了本申请实施例所提供的单缸燃油供给***结构示意图；
图5示出了本申请实施例所提供的发动机点火***结构示意图；
图6示出了本申请实施例所提供的进排气***结构示意图；
图7示出了本申请实施例所提供的冷却***结构示意图；
图8示出了本申请实施例所提供的冷却***原理示意图；
图9示出了本申请实施例所提供的润滑***结构示意图；
图10示出了本申请实施例所提供的起动发电***结构示意图；
图11示出了本申请实施例所提供的曲轴箱结构示意图；
图12示出了本申请实施例所提供的气缸体与曲轴箱装配结构示意图；
图13示出了本申请实施例所提供的气缸体结构示意图；
图14示出了本申请实施例所提供的气缸盖结构示意图；
图15示出了本申请实施例所提供的气缸盖俯视图；
图16示出了本申请实施例所提供的曲柄连杆机构结构示意图；
图17示出了本申请实施例所提供的曲轴结构示意图；
图18示出了本申请实施例所提供的活塞结构示意图；
图19示出了本申请实施例所提供的连杆结构示意图；
图20示出了本申请实施例所提供的气泵结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
以下将结合附图和具体实施例进行详细说明。
实施例一：
请参见图1，图1所示为本申请实施例所提供的发动机内各***连接关系示意图，本申请发动机为二冲程发动机***，发动机***的燃料为航空重油，发动机***包括：机体组64、曲柄连杆机构63、燃油供给***66、点火***65、进排气***67、冷却***68、润滑***69和起动发电***62，起动发电***与曲柄连杆机构63连接且带动曲柄连杆机构63运动，燃油供给***66、点火***65、进排气***67均与机体组64连接，润滑***69与机体组64连接且用于对与机体组64连接的曲柄连杆机构63润滑。
该步骤中，曲柄连杆机构63的部分安装于机体组64，起动发电***62与曲柄连杆机构63相连且驱动曲柄连杆机构63运动，燃油供给***用于为发动机提供燃油，点火***65用于点燃喷嘴喷出的燃油，进排气***67用于为发动机输送空气和用于排出发动机内燃烧后的废气。
机体组64是发动机的支架，是曲柄连杆机构63和发动机各***主要零部件的装配机体；曲柄连杆机构63是发动机的主要运动机构。
请参见图2，图2所示为本申请实施例所提供的点燃式航空重油活塞发动机原理示意图，机体组64包括曲轴箱2、气缸体10、气缸盖11和紧固零件，气缸体10的数量为4个，气缸体10的一侧与曲轴箱2通过紧固零件固定连接，气缸体10的另一侧与气缸盖11通过紧固零件固定连接。
具体地，发动机的4个气缸体10水平布设，气缸体10水平放置于曲轴箱2的两侧，气缸盖11用于密封气缸体10。
请继续参见图2，曲柄连杆机构63包括曲轴8、活塞5和连杆6，气缸体水平布设于曲轴两侧且曲轴两侧布设的气缸体10数量相等，曲轴8贯穿于曲轴箱2上，活塞5位于气缸体10内且与连杆6连接，连杆6与曲轴8转动连接。
具体地，气缸体10水平布设于曲轴8两侧且对置布设使发动机具有重心低和平衡性好的优点，横穿曲轴箱2上设置有曲轴8，曲轴8旋转运动通过连杆6转换为活塞5的水平方向往复运动。
请参见图1和图3-4，图3所示为本申请实施例所提供的整机燃油供给***结构示意图，图4所示为本申请实施例所提供的单缸燃油供给***结构示意图，燃油供给***66包括燃油泵、气泵33、夹气块13、喷油器12、供油道31、供气道30、吸气道29、回油道32和支架，支架固定在机体组64上，燃油泵和气泵33均与支架固定连接，燃油泵与供油道31连接，供油道31与夹气块13连接，燃油泵通过供油道31与夹气块13连通，气泵33与供气道30连接，供气道30与夹气块13连接，气泵33通过供气道30与夹气块13连通，夹气块13与喷油器12连接且连通，喷油器12上设置有喷油嘴25，喷油嘴25通入气缸内。
该步骤中，请继续参见图2，供油道上设置有油泵连接孔3101，回油道上设置有油箱连接孔3201。
需要说明的是，燃油供给***66根据发动机运转工况的需要，为发动机提供一定数量、清洁的、雾化良好的重油，以便与一定数量的空气混合形成可燃混合气体，燃油供给***66采用空气辅助缸内直喷的供油方式，燃油泵将重油泵入供油道31，通过油孔进入夹气块13为喷油器12供油，气泵33将具有一定压力的新鲜空气泵入供气道30，经过气孔进入夹气块13。
请参见图5，图5所示为本申请实施例所提供的发动机点火***结构示意图，点火***65为双火花塞电感点火***65，点火***65包括点火控制器、点火线圈44和火花塞45，每个气缸盖11上均连接有两个火花塞45，每个火花塞45均与1个点火线圈44连接，点火控制器通过线束连接电源，点火控制器通过线束与点火线圈44均连接。
具体地，请继续参见图5，点火控制器设置在电控单元安装支架46上，点火***65由24V电源供电，点火控制器分别与8套点火线圈44连接，8套点火线圈44分别与8个火花塞45连接且供8个火花塞45使用。
进排气***67包括进气***、排气***和涡轮增压器，进气***用于向气缸体10内充入新鲜空气，排气***用于排出气缸体10内燃烧后的废气，进气***和排气***均与涡轮增压器连接。
具体地，进排气***67用于排出气缸体10内燃烧后的废气且向气缸体10内充入新鲜气体。
请参见图6，图6所示为本申请实施例所提供的进排气***结构示意图，其中，进气***依次设置有空气滤清器52、进气管53、稳压腔54和进气歧管55，空气滤清器52为干式纸空气滤清器，涡轮增压器包括压气机51、涡轮机50和废气旁通阀49，压气机51上设置有压气机入口和压气机出口，涡轮机50上设置有涡轮机入口和涡轮机出口，排气***依次设置有排气歧管57、排气总管47和消音器48，压气机51的入口与空气滤清器52连接，压气机51的出口与稳压腔54通过进气管53连通，稳压腔54通向进气歧管55，进气歧管55通向节气门56，节气门56通向气缸体10内，排气歧管57与排气总管47连接且连通，排气总管47的出口与涡轮机50入口连接，涡轮机50的出口与消音器48连接，发动机的进排气过程靠活塞的往复运动完成，活塞下行过程中，先打开排气口进行自由排气，再打开扫气口进行回流扫气，并完成新鲜气体的充入，活塞上行过程中，依次关闭扫气口与排气口，关闭排气口后，发动机单循环的配气过程结束。
具体地，请继续参见图6，空气经过空气滤清器52进入进气***，由压气机51将空气压缩后进入稳压腔54，压缩的空气经过稳压腔54后进入进气歧管55，由节气门56进入气缸体10内，经过燃烧的废气由排气歧管57输送到涡轮机50，经过消音器48后排出，空气滤清器52为干式纸空气滤清器，压气机51将空气压缩，能够提高进入气缸体10内空气的密度，增加进气量。
请参见图7-8，图7所示为本申请实施例所提供的冷却***结构示意图，图8所示为本申请实施例所提供的冷却***原理示意图，冷却***68包括气缸体10水冷***和气缸盖水冷***，冷却***68包括冷却水泵36、散热器58、节温器37、溢流壶59和连接管路，冷却水泵36设置在支架上，节温器37支撑于机体组64上且通过连接管路与气缸盖11和冷却水泵36连接，散热器58设置于机体组64上且与溢流壶59连接，散热器58还与节温器37和冷却水泵均36连接。
具体地，请继续参见图8，冷却介质为水，冷却水从气缸体10下侧流入气缸体10，从气缸盖11流出经过汇流管进入节温器37进行下一个循环，此外，冷却水分支经过气泵冷却水入口进入气泵对气泵进行冷却，从气泵冷却水出口流出后经过汇流管进入节温器37，完成循环。
需要说明的是，溢流壶59通过一个压力阀与散热器58连接，冷却***68还设置有冷却水温度传感器孔3901。
请参见图9，图9所示为本申请实施例所提供的润滑***结构示意图，润滑***69包括机油壶60、机油泵61和油管，机油壶60设置有进油口和出油口，机油壶60的出油口与机油泵61连接，机油泵61与曲轴箱2和气泵均连接，气泵与油壶的进油口连接。
具体地，请继续参见图9，润滑***69为脉冲喷射润滑***69，由电控单元控制润滑油流入曲轴箱2的流量，润滑油由机油壶60进入到机油泵61增压后，分为三路，其中两路输送到曲轴箱2且用于为曲轴8润滑，另一路进入气泵，为气泵润滑后经气泵回油口留回机油壶60。
请参见图10，图10所示为本申请实施例所提供的起动发电***结构示意图，起动发电***62包括转子42、线圈41和轴承40，线圈41卡合在转子42内且通过轴承40与转子42转动连接，位于转子42的中心位置处设置有曲轴连接孔4201，转子42通过曲轴连接孔4201与曲轴8连接。
具体地，请继续参见图10，起动发电***62通过周布螺栓直接安装在曲轴8端部，起动发电***62集成起动机和发电机的功能，采用了电机理论的可逆变原理，在发动机起动过程中，给线圈41通电，驱动轴承40旋转从而带动曲轴8旋转，完成起动工作，此外，在进行发电时，曲轴8带动轴承40旋转，作切割磁感线运动，从而产生电流，电流经整流器转换为直流。
优选地，请参见图11-12，图11所示为本申请实施例所提供的曲轴箱结构示意图，图12所示为本申请实施例所提供的气缸体与曲轴箱装配结构示意图，曲轴箱2包括左曲轴箱2a和右曲轴箱2b且对称设置，左曲轴箱2a与右曲轴箱2b通过第一螺栓16c连接，曲轴箱2与气缸体10通过第二螺栓16连接，第二螺栓16包括长螺栓16a和短螺栓16b，位于曲轴箱2一侧的长螺栓16a和短螺栓16b的数量相等，曲轴箱2上设置有4个注油孔204且用于注入润滑油，曲轴箱2内部设置有轴承座且用于安装曲轴轴承。
需要说明的是，请继续参见图12，每个气缸体10通过4个第二螺栓中长螺栓16a和4个第二螺栓中短螺栓16b与曲轴箱2固定连接，保证机体组64的强度特性，曲轴箱2上还设置有与注油孔匹配的注油螺栓18。
具体地，请继续参见图11，曲轴箱上设置有第一曲轴轴承孔201、第二曲轴轴承孔202和第三曲轴轴承孔203。
优选地，请参见图13，图13所示为本申请实施例所提供的气缸体结构示意图，气缸体10上靠近曲轴箱2的一侧设置有第一螺栓孔1007，气缸体10上靠近气缸盖11的一侧设置有第二螺栓孔1004，气缸盖11通过第二螺栓孔1004匹配有缸盖紧固螺栓15且与气缸体10连接，气缸体10上设置有用于冷却气缸体10的冷却水道，气缸体10侧面还设置有用于输入新鲜空气的进气口1006、用于排出废气的排气孔1001和用于与曲轴箱连通4个扫气孔，扫气孔1003均位于气缸体10的中部，扫气孔1003的轴向方向与气缸体10周向方向设置有夹角，每个气缸体10靠近曲轴箱2的侧面上设置有用于气缸体10进入冷却液的冷却水入口1008，每个气缸体10连接气缸盖11的面上设置有冷却水孔1005。
具体地，请继续参见图13，气缸体10上设置有第一螺栓孔1007且匹配有第二螺栓16与曲轴箱2固定连接，气缸体10上设置有8个第二螺栓孔1004且匹配有缸盖紧固螺栓15与气缸盖11固定连接，气缸体10内部铸有冷却水道，并布设有4个扫气孔1003和1个排气孔1001，冷却水由气缸体10侧面的冷却水入口1008进入，由气缸盖11上的冷却水孔1005流出。
需要说明的是，请继续参见图11，气缸体10与曲轴箱2螺栓连接处设置有气缸体衬垫17。
优选地，请参见图13和图14-15，图14所示为本申请实施例所提供的气缸盖结构示意图，图15所示为本申请实施例所提供的气缸盖俯视图，气缸盖11上设置有火花塞孔、水温传感器孔1103、冷却水出水口1104、直喷孔1108、进气口1006和夹气块安装孔1105和与气缸体连接的螺栓孔，火花塞孔与火花塞45一一对应设置，冷却水出水口1104与冷却水孔1005连通，冷却水出水口1104用于气缸体10冷却液排出，夹气块安装孔1105用于安装夹气块13。
具体地，请继续参见图11-14，点火***65为冗余设计，因此，气缸盖11上设置第一火花塞孔1101和第二火花塞孔1102，第一火花塞孔1101和第二火花塞孔1102放置有火花塞45，水温传感器孔1103上匹配有传感器螺栓14，必要时将传感器螺栓14替换成水温传感器，直喷孔1108上安装有直喷嘴4且连通燃油供给***，请继续参见图14，气缸盖上设置有用于与气缸体连接的螺栓孔1106。
需要说明的是，请继续参见图2，直喷孔1108上匹配有直喷嘴4。
优选地，请参见图14-17，图16所示为本申请实施例所提供的曲柄连杆机构结构示意图，图17所示为本申请实施例所提供的曲轴结构示意图，曲轴8上依次设置有四个曲拐，分别为第一曲拐801、第一曲拐802、第三曲拐803和第四曲拐804，第一曲拐801连接的活塞5和第二曲拐802连接的活塞5工作相位相同，第三曲拐803连接的活塞5和第四曲拐804连接的活塞5工作相位相同，曲轴8上设置有曲轴轴承，曲轴轴承位于轴承座上且与曲轴箱2转动连接，曲轴8上设置有曲柄销，曲柄销与连杆6连接且用于带动连杆6转动，曲轴8的端部上还设置有转速信号齿轮24，转速信号齿轮24上垂直曲轴8轴向的上下两端设置有转速传感器23，曲轴8上还设置有曲轴端固定元件43，转子42与曲轴8通过曲轴端固定元件43连接。
具体地，请继续参见图17，第一曲拐801与第二曲拐802的运动同步，第三曲拐803与第四曲拐804的运动同步，第一曲拐801和第二曲拐802的工作相位与第三曲拐803与第四曲拐804的工作相位相差180°。
该步骤中，请继续参见图16，转速信号齿轮24上设置有缺齿，转速信号齿轮24上设置的转速传感器23用于接收和传递转速信号。
请继续参见图10，曲轴端固定元件43与曲轴8锥面过盈配合固定，轴承40与曲轴端固定元件43固定在一起，与曲轴8同轴旋转。
请继续参见图2，曲轴8与曲轴箱2通过第一曲轴轴承1、第二曲轴轴承3、第三曲轴轴承7和第四曲轴轴承9固定。
优选地，请参见图16和图18，图18所示为本申请实施例所提供的活塞结构示意图，活塞5位于气缸体10内且与气缸体10和气缸盖11形成燃烧室，活塞5上靠近气缸盖11的一侧设置有活塞环槽501，活塞环槽501上卡合固定有活塞环22，活塞5上设置有活塞销孔503且活塞销孔503内装配有活塞销21。
具体地，活塞5为平顶式结构，此外，缸盖与活塞顶部形成偏置球形燃烧室，可以更好的组织气流运动，达到更好的燃烧效果。
优选地，请参见图16和19，图19所示为本申请实施例所提供的连杆结构示意图，连杆6包括连杆大头602和连杆小头603，连杆大头602上设置有连杆大头轴承19，连杆小头603上设置有连杆小头轴承20，连杆小头轴承20套装在活塞销21上且转动连接，连杆小头轴承20与活塞销21通过挡圈21固定连接，连杆大头轴承19套装在曲柄销上且转动连接。
具体地，请继续参见图19，连杆小头603通过活塞销21与活塞5连接，采用压装润滑衬套的方式，连杆大头602与曲轴8的曲柄连接，连杆6在活塞5往复运动和曲轴8旋转运动的作用下作水平面上左右摆动的周期性平面运动。
优选地，请继续参见图3-4和图20，图20所示为本申请实施例所提供的气泵结构示意图，夹气块13上设置有用于调节油压的油压调节阀26和用于调节气压的气压调节阀27，夹气块13上还设置有用于来油进入的进油口1302和用于回收油的出油口1301，夹气块13上还设置有通入气体的进气道1304。
具体地，请继续参见图4，夹气块13上设置有压力参考孔1303，用于安装压力传感器，检测夹气块13内的气体压力。
优选地，请继续参见图20，燃油泵和气泵33均通过螺栓连接孔3301固定在支架上，气泵33上设置有冷却水进水孔3302且连接有冷却水进水道34，气泵33上还设置有供气孔3303且连接有供气道30，气泵33上还设置有吸气孔3304且用于吸入新鲜空气，气泵33上还设置有冷却水出水孔3305且连接有冷却水出水道28，燃油泵的一侧设置有皮带轮安装端3307且用于驱动气泵，气泵的侧面还连接有润滑油进油孔3308和润滑油出油孔3309。
具体地，请继续参见图3-4，气泵33从稳压腔54内泵入新鲜空气，并通过供气道30输送到夹气块13，燃油泵通过供油道31将燃油输送到夹气块13，燃油和空气在夹气块内实现雾化后，通过喷油嘴25将雾化后的混合气体输送到气缸体10内。
优选地，请继续参见图7-8，冷却水泵36上连接有水箱接口3601和用于带动水泵转动的皮带轮35，节温器37上连接有用于连接水泵的水泵连接口3701和用于连接散热器58的散热器连接口3702，水泵连接口3701连接有汇流管且通过汇流管与气缸盖11上的冷却水出口连接。
具体地，请继续参见图7，冷却水泵36通过皮带轮35与曲轴8上的减速器连接，冷却水泵36通过减速器驱动，汇流管包括第一汇流管38和第二汇流管39。
实施例二：
请继续参见图2，一种采用上述点燃式重油活塞发动机***进行发动机工作时的工作原理。
起动发电***62带动曲柄连杆机构63运动，曲柄连杆机构63中的曲轴8做旋转运动，带动连杆6作水平方向左右摆动周期性运动，同时带动活塞5在水平方向上做往复运动，空气由进排气***67中的空气滤清器52进入，由压气机51将空气压缩后进入稳压腔54，存储在稳压腔54中的压缩空气由燃油供给***66中的气泵33泵入夹气块13，燃油供给***66中的燃油泵将燃油泵入夹气块13，燃油和空气在夹气块13内混合形成混合气，实现雾化，混合气经过喷油器12上的喷油嘴25进入气缸体10，由节气门56进入气缸体10内，由点火***65中的火花塞45跳火，点燃气缸体10内混合气体，混合气体燃烧后产生高温高压的气体，高压气体推动活塞5运动，经过燃烧的废气由排气歧管57输送到涡轮机50，后经过消音器48排出，冷却***68中的冷却水从气泵流出从气缸体10下侧进入气缸体10，从气缸盖11流出经过汇流管进入节温器37进行下一个循环，此外，冷却水分支经过气泵冷却水入口进入气泵对气泵进行冷却，从气泵冷却水出口流出后经过汇流管进入节温器37，完成循环，润滑***69中的润滑油由机油壶60进入到机油泵61增压后，分为三路，其中两路输送到曲轴箱2且用于为曲轴8润滑，另一路进入气泵，为气泵润滑后经气泵回油口留回机油壶60。
具体地，燃油供给***66采用空气辅助缸内直喷的供油方式，既能有效组织燃烧、降低油束碰壁和减少排放，又能明显地提高发动机的功率指标。
需要说明的是，为满足高空功率的恢复，为发动机匹配了相应的涡轮增压***，利用舵机控制废气旁通阀49来控制废气能量的大小，涡轮增压***的压气机51将空气压缩后送入气缸，利用增压器来提高进入气缸内的空气密度，提高发动机输出功率。
优选地，发动机为二冲程发动机，包括进气、压缩、膨胀和排气四个过程，完成四个过程即完成一个工作循环，每完成一个工作循环，曲轴8转动一圈，发动机对外做功一次，其中进气、压缩、膨胀和排气的具体过程为：
二冲程发动机的进排气过程是同时进行的，当扫气口打开时，曲轴箱2内的气体进入气缸体10内，先进行气缸体内废气的扫除，再将新鲜空气充入气缸体，活塞5上行对废气进一步挤压排出，活塞未到达上止点，排气口在未关闭的情况下通过直喷嘴喷出混合气，火花塞45跳火，点燃气缸内的混合气体并释放热量，产生火焰，火焰在缸内气流的带动下，迅速在缸内扩展开，同时缸内压力也迅速升高，排气口在活塞到达上止点之前关闭，活塞5在越过上止点之后，在高温高压气体的推动下向下运动。
具体地，二冲程发动机换气过程是在活塞5接近上止点时完成的，此时，气缸体10中的废气不是被活塞5推出气缸体10而是由预先具有一定压力的空气扫除的。
膨胀过程，在膨胀过程初期，气缸内的燃料燃烧仍在进行，继续将燃油的化学能转化为热能，随着燃烧的进行，放热过程一直持续到燃烧结束，使的气缸内的温度和压力升高，推动活塞5向下止点运动，当活塞5到达下止点时，膨胀过程结束，扫气口和排气口打开，进行换气过程。
该步骤中，整个过程中，燃烧重油和空气的混合气体产生的热能通过活塞5的往复运动转化为机械能。
具体地，由于燃烧废气是高温气体，充入的重油和空气的混合气体以液滴的形式存在，利用燃烧废气中的热能对混合气体进行加热，有助于促进混合气体的蒸发，改善燃烧效果，其中，排出的废气进入涡轮增压***，燃烧废气在涡轮增压***中继续膨胀，转变为机械能并传递到涡轮增压***。
综上，本发明提供的点燃式航空重油活塞发动机，至少实现了如下的有益效果：
1、本申请所提供的点燃式二冲程航空重油活塞发动机，通过使用航空重油作为燃油，相比于传统的汽油，具有更好的安全性和经济性，能满足各种场合的使用；
2、本申请所提供的点燃式二冲程航空重油活塞发动机，通过曲轴两侧设置的水平对置的4个气缸体，使发动机具有重心低和平衡性好的优点；
3、本申请所提供的点燃式航空重油活塞发动机，将燃油供给***设置为空气辅助缸内直喷的供油方式，保证航空重油的雾化效果和油压效果，保证各工况下的燃料需求；
4、本申请所提供的点燃式航空重油活塞发动机，采用冗余火花塞设计，双火花塞高能点火设计能够保证燃料充分的点火效果。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种点燃式二冲程航空重油活塞发动机，所述发动机为二冲程发动机***，其特征在于，所述发动机***的燃料为航空重油，所述发动机***包括：机体组、曲柄连杆机构、燃油供给***、点火***、进排气***、冷却***、润滑***和起动发电***，所述起动发电***与曲柄连杆机构连接且带动曲柄连杆机构运动，所述燃油供给***、点火***、进排气***均与机体组连接，所述润滑***与机体组连接且用于对与机体组连接的曲柄连杆机构润滑；
所述机体组包括曲轴箱、气缸体、气缸盖和紧固零件，所述气缸体的数量为4个，所述气缸体的一侧与曲轴箱通过紧固零件固定连接，所述气缸体的另一侧与气缸盖通过紧固零件固定连接；
所述曲柄连杆机构包括曲轴、活塞和连杆，所述气缸体水平布设于曲轴两侧且曲轴两侧布设的气缸体数量相等，所述曲轴贯穿于曲轴箱上，所述活塞位于气缸体内且与连杆连接，所述连杆与曲轴转动连接；
所述燃油供给***包括燃油泵、气泵、夹气块、喷油器、供油道、供气道、吸气道、回油道和支架，所述支架固定在机体组上，所述燃油泵和气泵均与支架固定连接，所述燃油泵与供油道连接，所述供油道与夹气块连接，所述燃油泵通过供油道与夹气块连通，所述气泵与供气道连接，所述供气道与夹气块连接，所述气泵通过供气道与夹气块连通，所述夹气块与喷油器连接且连通，所述喷油器上设置有喷油嘴，所述喷油嘴通入气缸内；
所述点火***为双火花塞电感点火***，所述点火***包括点火控制器、点火线圈和火花塞，每个所述气缸盖上均连接有两个火花塞，每个所述火花塞均与1个所述点火线圈连接，所述点火控制器通过线束连接电源，所述点火控制器通过线束与点火线圈连接；
所述进排气***包括进气***、排气***和涡轮增压器，所述进气***用于向气缸体内充入新鲜空气，所述排气***用于排出气缸体内燃烧后的废气，所述进气***和排气***均与涡轮增压器连接；
其中，所述进气***依次设置有空气滤清器、进气管、稳压腔和进气歧管，所述空气滤清器为干式纸空气滤清器，所述涡轮增压器包括压气机、涡轮机和废气旁通阀，所述压气机上设置有压气机入口和压气机出口，所述涡轮机上设置有涡轮机入口和涡轮机出口，所述排气***依次设置有排气歧管、排气总管和消音器，所述压气机的入口与空气滤清器连接，所述压气机的出口与稳压腔通过进气管连通，所述稳压腔通向进气歧管，所述进气歧管通向节气门，所述节气门通向气缸体内，所述排气歧管与排气总管连接且连通，所述排气总管的出口与涡轮机入口连接，所述涡轮机的出口与消音器连接；
所述冷却***包括气缸体水冷***和气缸盖水冷***，所述冷却***包括冷却水泵、散热器、节温器、溢流壶和连接管路，所述冷却水泵设置在支架上，所述节温器支撑于机体组上且通过连接管路与气缸盖和冷却水泵连接，所述散热器设置于机体组上且与溢流壶连接，所述散热器还与节温器和冷却水泵均连接；
所述润滑***包括机油壶、机油泵和油管，所述油壶设置有进油口和出油口，所述机油壶的出油口与机油泵连接，所述机油泵与曲轴箱和气泵均连接，所述气泵与油壶的进油口连接；
所述起动发电***包括转子、线圈和轴承，所述线圈卡合在转子内且通过轴承与转子转动连接，位于所述转子的中心位置处设置有曲轴连接孔，所述转子通过曲轴连接孔与曲轴连接。
2.根据权利要求1所述的一种点燃式二冲程航空重油活塞发动机，其特征在于，所述曲轴箱包括左曲轴箱和右曲轴箱且对称设置，所述左曲轴箱与右曲轴箱通过第一螺栓连接，所述曲轴箱与气缸体通过第二螺栓连接，所述第二螺栓包括长螺栓和短螺栓，位于所述曲轴箱一侧的所述长螺栓和所述短螺栓的数量相等，所述曲轴箱上设置有4个注油孔且用于注入润滑油，所述曲轴箱内部设置有轴承座且用于安装曲轴轴承。
3.根据权利要求1所述的一种点燃式二冲程航空重油活塞发动机，其特征在于，所述气缸体上靠近曲轴箱的一侧设置有第一螺栓孔，所述气缸体上靠近气缸盖的一侧设置有第二螺栓孔，所述气缸盖通过第二螺栓孔匹配有缸盖紧固螺栓且与气缸体连接，所述气缸体上设置有用于冷却气缸体的冷却水道，所述气缸体侧面还设置有用于输入新鲜空气的进气口、用于排出废气的排气孔和用于与曲轴箱连通的四个扫气孔，所述扫气孔均位于气缸体的中部，所述扫气孔的轴向方向与气缸体周向方向设置有夹角，每个所述气缸体靠近曲轴箱的侧面上设置有用于气缸体进入冷却液的冷却水入口，每个所述气缸体连接气缸盖的面上设置有冷却水孔。
4.根据权利要求1所述的一种点燃式二冲程航空重油活塞发动机，其特征在于，所述气缸盖上设置有火花塞孔、水温传感器孔、冷却水出水口、直喷孔、进气口、夹气安装孔和与气缸体连接的螺栓孔，所述火花塞孔与所述火花塞一一对应设置，所述冷却水出水口与冷却水孔连通，所述冷却水出水口用于气缸体冷却液排出，夹气块安装孔用于安装夹气块。
5.根据权利要求1所述的一种点燃式二冲程航空重油活塞发动机，其特征在于，所述曲轴上依次设置有四个曲拐，分别为第一曲拐、第一曲拐、第三曲拐和第四曲拐，所述第一曲拐连接的活塞和第二曲拐连接的活塞工作相位相同，所述第三曲拐连接的活塞和第四曲拐连接的活塞工作相位相同，所述曲轴上设置有曲轴轴承，所述曲轴轴承位于轴承座上且与曲轴箱转动连接，所述曲轴上设置有曲柄销，所述曲柄销与连杆连接且用于带动连杆转动，所述曲轴的端部上还设置有转速信号齿轮，所述转速信号齿轮上垂直曲轴轴向的上下两端设置有转速传感器，所述曲轴上还设置有曲轴端固定元件，所述转子与曲轴通过曲轴端固定元件连接。
6.根据权利要求1所述的一种点燃式二冲程航空重油活塞发动机，其特征在于，所述活塞位于气缸体内且与气缸体和气缸盖形成燃烧室，所述活塞上靠近气缸盖的一侧设置有活塞环槽，所述活塞环槽上卡合固定有活塞环，所述活塞上设置有活塞销孔且活塞销孔内装配有活塞销。
7.根据权利要求6所述的一种点燃式二冲程航空重油活塞发动机，其特征在于，所述连杆包括连杆大头和连杆小头，所述连杆大头上设置有连杆大头轴承，所述连杆小头上设置有连杆小头轴承，所述连杆小头轴承套装在活塞销上且转动连接，所述连杆小头轴承与活塞销通过挡圈固定连接，所述连杆大头轴承套装在曲柄销上且转动连接。
8.根据权利要求1所述的一种点燃式二冲程航空重油活塞发动机，其特征在于，所述夹气块上设置有用于调节油压的油压调节阀和用于调节气压的气压调节阀，所述夹气块上还设置有用于燃油进入的进油口和用于回收油的出油口，所述夹气块上还设置有通入气体的进气道。
9.根据权利要求1所述的一种点燃式二冲程航空重油活塞发动机，其特征在于，所述燃油泵和气泵均通过螺栓连接孔固定在支架上，所述气泵上设置有冷却水进水孔且连接有冷却水进水道，所述气泵上还设置有供气孔且连接有供气道，所述气泵上还设置有吸气孔且用于吸入新鲜空气，所述气泵上还设置有冷却水出水孔且连接有冷却水出水道，所述气泵的一侧设置有皮带轮安装端且用于驱动气泵，所述气泵的侧面还连接有润滑油进油孔和润滑油出油孔。
10.根据权利要求1所述的一种点燃式二冲程航空重油活塞发动机，其特征在于，所述冷却水泵上连接有水箱接口和用于带动水泵转动的皮带轮，所述节温器上连接有用于连接水泵的水泵连接口和用于连接散热器的散热器连接口，所述水泵连接口连接有汇流管且通过汇流管与气缸盖上的冷却水出口连接。
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