[发明专利]活塞冲压自燃脉冲喷气发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机，具体的说是一种活塞冲压自燃脉冲喷气发动机。

背景技术

现在使用的各种发动机，都是将油、气转化为动力的功能。同时也都存在着燃油效率低，功率密度小等缺点和严重大气污染。一种高效率、大转矩、低油耗、低排放是未来发动机发展的趋势和人们多年的梦想；在当前能源逐步枯竭的形势下，对发动机的高效低耗要求更为迫切，特别是航空、航天、以及火箭等在民用和军用领域对大推重比、高效发动机的要求更加紧迫。

发明内容

本发明的目的在于满足当前航空航天的迫切需要，提供一种活塞冲压自燃脉冲喷气发动机，与爆振发动机相比具有几倍到十几倍的工质密度和更高的喷气压力。结构简洁、重量轻、推重比大、比冲大、热循环效率高、等容循环效率为0.47、单位燃油消耗率低、工作范围宽，可零速启动，启动加速性能好。并且只要把能产生一定压力的高压气体氧化剂切换到低压气体分配控制器就成了火箭运行模式，也可在氧气不足时补充部分氧气进行混合模式工作；是军用和航空航天运输领域的新概念发动机。自增压(阶梯自由活塞冲压)关联(先后顺次)燃烧枝术。更是有效解决了目前发动机燃烧枝术方面的不足，实现了经济可靠的气体增压，完全高效的油气燃烧，是传统概念发动机换代、航海、航空、航天、火箭等理想的高效环保发动机燃烧枝术。

本发明包括发动机的机体，所采用的具体方案如下：

将技术目的核心放在气缸上面，即在气缸的缸体内安装一个阶梯自由活塞，由此使缸体形成两个燃烧室，即一个先燃燃烧室和一个主燃烧室，并在主燃烧室的下端设置一个带压力控制开关的喷口，在缸体一侧设置燃油管和低压气管，在先燃燃烧室进气口和主燃烧室进气口，均安装有止回阀和燃油供给装置并由低压气体分配控制器控制，同时在缸体的下端内侧设置通气道。

上述技术方案包括：在低压气管的前端设有一个气体分配控制器。

在缸体外侧的阶梯自由活塞上套装一个磁性控制块，该磁性控制块可让阶梯自由活塞工作时位于前端能够与缸体相吸保证先燃燃烧室内的气体初始压力。

本发明通过上述这样一种方案的设置，由于将气缸的缸体通过阶梯自由活塞分隔成两个燃烧室，并在两个燃烧室的侧边各设一个进气口，工作状态时，先给先燃燃烧室内充满一定量的油气混合气，再给主燃烧室内充油气混合气；由于作用于先燃燃烧室活塞的有效面积S1小于主燃烧室活塞的有效面积S2(S1/S2＝1/3-3/4左右)，因此给主燃烧室充较低压力的气体先燃燃烧室内油气混合气即可达到点燃或压燃的条件即起到压气机增压的作用。一旦先燃燃烧室被点燃或压燃，就会通过阶梯自由活塞压燃主燃烧室内的油气混合气；当主燃烧室内压力超过设定值后打开喷口喷出气体，完成一个循环过程。当循环达到一定次数，大于80赫兹，产生持续的推力。

由于主燃烧室内的压力可达到15-20MP以上，喷流工质可直接提供推力而无需动力涡轮，因此发动机对前端气体压缩比要求有所降低，结构简化、重量轻、推重比大、比冲大、热循环效率高、等容循环效率为0.47、单位燃油消耗率低、工作范围宽，可零速启动，启动加速性能好。并且只要把能产生一定压力的高压气体氧化剂切换到低压气体分配控制器就成了火箭运行模式，也可在氧气不足时补充部分氧气进行混合模式工作；并且启动和停止非常简单，可多次启动和停止。由于自燃速度快、效率高、可实现富氧稀薄燃烧，燃烧温度低，因而污染物低。并可使用汽油、柴油、醇类、氢气、天燃气等多种燃料，多方解决能源问题，保障能源安全。也可以在二个燃烧室喷入不同的燃油，以解决单一燃油的缺点。冲击力减小，阶梯活塞基本是一个自由活塞，在一定程度可起到缓冲作用；分二次燃烧也大大降低了冲击和噪声。多个发动机组合时可两两对置，进一步降低振动。简化结构并小型化即可与现有多型通用发动机组合，构成高效节能、尾气排放低的新型发动机广泛应用。也可以与现在的燃气轮机组合，充当燃烧室部分，既可降低前端压气机的气体压缩比，简化结构，又提高了燃油效率和功率。当主燃烧室不加燃油，改变先燃燃烧室排气口，就成了一台高压压气机。因此有效解决了目前发动机燃烧枝术方面的不足，实现了经济可靠的气体增压，完全高效的油气燃烧。是航海、航空、航天、火箭等理想的全新高效环保发动机燃烧枝术。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。

图1为本发明的结构示意图。

图中：1、缸体，2、阶梯自由活塞，3、先燃燃烧室，4、主燃烧室，5、喷口，6、压力开关，7、燃油管，8、进气口，9、低压气管，10、气体分配控制器，11、通气口，12、磁性控制块。

具体实施方式