[发明专利]缸内直喷的航空重油发动机及航空器

说明书

本发明公开了一种缸内直喷的航空重油发动机及航空器，包括缸体、活塞组件、缸头、燃油喷射组件和压缩空气系统，燃油喷射组件包括燃油喷嘴、预混室和油气混合喷嘴，预混室内有燃油喷嘴的喷油口以及压缩空气入口，所述油气混合喷嘴8连通预混室将燃油和压缩空气在预混室内形成的雾化后的混合油气送入发动机的燃烧室；本发明发动机采用辅助空气雾化以及预混的结构，能够使得重油实现较为充分的雾化，在良好的混合后形成均匀的燃烧混合气，还能够高效的组织燃烧，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。

技术领域

本发明涉及发动机及应用，特别涉及一种缸内直喷的航空重油发动机及航空器。

背景技术

重油作为发动机的燃料，将成为中小型航空器的动力趋势；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；其中电控燃油喷射采用辅助空气，利用高压空气对燃油颗粒进行冲击，实现燃油的充分雾化，效果优于前两种方式。但是，没能优化空气加入的时机、总体结构和空气参与程度，结构上依然是原始的电喷方式，则无法实现重油的可靠雾化以及无法组织混合燃料高效的燃烧，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雾化，并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。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种缸内直喷的航空重油发动机以及航空器，能够使得重油实现较为充分的雾化，并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。

本发明的缸内直喷的航空重油发动机，包括缸体、活塞组件、缸头、燃油喷射组件和压缩空气系统，所述燃油喷射组件包括燃油喷嘴、预混室和油气混合喷嘴，所述预混室内有燃油喷嘴的喷油口以及压缩空气入口，所述油气混合喷嘴连通预混室将燃油和压缩空气在预混室内形成的雾化后的混合油气送入发动机的燃烧室；采用辅助低压空气在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；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；燃油喷嘴一般采用电喷方式，在此不再赘述。

进一步，所述缸头上安装由火花塞Ⅰ和火花塞Ⅱ形成的双火花塞，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，适合于航空器使用。

进一步，所述油气混合喷嘴与火花塞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，所述压缩空气系统包括压缩机和恒压装置，所述压缩机的压缩空气出口通过恒压装置连通于所述预混室，保证压力的稳定性，从而保证发动机的稳定运行。

进一步，所述压缩机由曲轴驱动；通过曲轴直接驱动，利于压缩机根据发动机的运行状况提供压缩空气，保证了油气混合燃料的自动控制；曲轴的驱动方式一般采用皮带传动、链传动等通常的机械传动方式；还包括曲轴通过凸轮直接驱动压缩机的结构，在此不再赘述。