[发明专利]一种两冲程高功重比重油活塞发动机进气缓冲器及其设计方法

说明书

本发明提供了一种应用于两冲程高功重比重油活塞发动机进气缓冲器及其设计方法，缓冲器位于扫气泵出口和气缸进气口之间，整体是一组长方体状的多个容腔，内部没有其他机械和运动部件，通过多组容腔间的结构截面结构设计，使发动机在扫气时有效地控制气缸内倒流燃气对新鲜进口空气的污染，将倒流出的燃气再次推入气缸内，扫气效率更高，扫气系数更大，发动机每循环的做功量更大。

技术领域

本发明涉及活塞发动机进气缓冲结构设计领域，具体涉及一种两冲程高功重比重油活塞发动机进气缓冲器设计方法。

背景技术

随着通用航空的发展，两冲程重油活塞发动机逐渐受到人们的重视。二冲程活塞发动机的性能受换气质量的影响较大，一种理想的换气系统，是尽可能在小的过量扫气系数的前提下，获得尽可能大的扫气系数，减少扫气完成之后气缸内的残余废气。

对于高功重比要求的航空活塞发动机来说，达到发动机目标功率的结构重量应尽可能低，这就要求在不大幅增加发动机结构重量的情况下优化发动机性能，有利于实现发动机的高功重比。

现有防倒流技术多采用各种设计、结构的单向阀体装置来实现流体的单向流动，这些结构由几种构件通过机械式的联动，例如微阻弹簧结构，结构复杂，设计困难，不仅会增加机械的结构重量，还会对流体的流动造成干扰。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种针对于二冲程高功重比重油活塞发动机扫气进气缓冲器及其设计方法，用于解决气缸燃气倒流污染新鲜进气的问题，同时在相同新鲜进气量的情况下获得较高的扫气系数。本发明通过进行理论计算，得出缓冲器的结构尺寸参数，而且该缓冲器结构与发动机的气缸为一体化设计，与曲轴箱一同铸造加工，在工艺上更加简便，在加工成本上更加低廉，在生产上更加容易实现。

本发明完整的技术方案包括：

一种发动机进气缓冲器，所述的缓冲器位于扫气泵出口和气缸进气口之间，并具有至少一个的结构容腔，所述的结构容腔在发动机换气时用以容纳气缸内倒流的燃气。

所述的发动机为二冲程重油活塞发动机。

所述的缓冲器具有多个结构容腔，相邻容腔的相交界面上开有孔作为容腔内气体的进出口，每个容腔沿气体流动方向上的截面面积大于容腔的进出口面积，使得缓冲器与进气口相交的截面、缓冲器中各相邻容腔相交的截面均存在突变。

所述的缓冲器包括第一容腔、第二容腔和第三容腔，其中第三容腔和第二容腔与扫气泵出口直接连通，且第三容腔和第二容腔之间通过孔连通，第二容腔与第一容腔之间也通过孔相连通，第一容腔一端连通第二容腔，另一端作为曲轴箱气体的出口。

所述第一容腔的截面积扫气时燃气倒流方向逐渐扩大。

所述进气缓冲器与曲轴箱一体化设计，进气缓冲器与发动机的曲轴箱一体铸造成型。

所述结构容腔的容积大小是气缸燃气倒流气体的体积2.5倍。

带有所述的缓冲器的二冲程重油活塞发动机。

利用所述的二冲程高功重比重油活塞发动机的进气缓冲器进行进气缓冲的方法，在发动机正常进气过程中，气缸中的燃气出现倒流，燃气沿着截面逐渐扩张的进气道到流出气缸，流动过程中燃气的速度逐渐减降低；

燃气流过曲轴箱与气缸相连接的出口进入曲轴箱后，首先流经缓冲器第一容腔，第一容腔的截面逐渐扩张，使倒流燃气的速度持续降低；燃气流过第一容腔之后通过第一容腔与第二容腔之间的孔流入第二容腔中，通过小孔产生节流效应，气体的压力降低，且流动损失增大，气体速度降低；

随后气体由第二容腔流入第三容腔时同样产生节流效应，使气体的压力和速度进一步降低；