航空重油发动机及航空器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种航空重油发动机及航空器，活塞的顶面形成相对于活塞顶面下陷的凹形引导部，外侧面沿径向向外的最外点超过或平齐于燃油喷射组件的燃料喷射方向，引出面径向向内超过中心火花塞的点火位置，本实用新型专利技术活塞的顶面与燃油喷射组件的喷射方向相对应的相对于活塞顶面下陷的凹形引导部，将喷入的燃料引导至火花塞点火区域，优化了活塞顶面，从而优化了燃烧室，改变压缩比，降低爆震风险，同时增强滚流效果，能够使得重油实现较为充分的雾化混合，在良好的混合后形成均匀的燃烧混合气，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。

Aviation Heavy Oil Engine and Aircraft

The utility model discloses an aircraft heavy oil engine and an aircraft. The top surface of the piston forms a concave guide part which is sagged relative to the top surface of the piston. The outermost point of the outer surface along the radial direction outwards exceeds or is even in the direction of fuel injection of the fuel injection assembly, and the outward surface radially outwards exceeds the ignition position of the central spark plug. The top surface of the piston and the injection of the fuel injection assembly of the utility model are provided. Relative to the concave guide part of the piston, the injection fuel is directed to the spark plug ignition area, and the piston top surface is optimized. The combustion chamber is optimized, the compression ratio is changed, the detonation risk is reduced, and the roll effect is enhanced. The heavy oil can be atomized and mixed sufficiently, and a uniform combustion mixture can be formed after good mixing. It can organize the efficient combustion of fuel, ensure the power, economy and emission of heavy oil in the engine, and realize the energy saving, environmental protection and low cost of heavy oil in the engine.

【技术实现步骤摘要】
航空重油发动机及航空器
本技术涉及发动机及应用，特别涉及一种航空重油发动机及航空器。
技术介绍
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。但是，由于重油的自身性质问题，无法达到一般油品的雾化程度，并且与燃烧空气之间无法均匀混合，在进行点燃发动时无法采用原始的电喷点燃方式；即使采用了点燃方式进行运行，则也会由于燃烧不充分而导致一系列发动机问题，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和均匀的混合，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。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种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和均匀的混合，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。本技术的航空重油发动机，包括缸体、缸头和活塞组件，燃烧室由缸头上加工的燃烧室面形成，即发动机的燃烧室为由缸头的燃烧室面和活塞组件的活塞顶面围成的空间构成，如图所示，活塞组件的活塞位于缸体内；所述缸头上设有将燃料喷入燃烧室的燃油喷射组件；活塞的顶面形成相对于活塞顶面下陷的凹形引导部；所述凹形引导部与燃油喷射组件的燃料喷射方向相对应，包括沿径向由外向内依次平滑过渡的外侧面、底部和引出面，所述外侧面沿径向向外的最外点超过或平齐于燃油喷射组件的燃料喷射方向，所述引出面径向向内超过中心火花塞的点火位置；即所述燃油喷射组件将燃料喷向凹形引导部后由凹形引导部将燃料引导至火花塞点火区域；凹形引导部的设置位置需位于燃油喷射组件相对的部位，燃料喷射时凹形引导部利用反射并形成引导，利于形成滚流，利于进一步形成冲击雾化和混合，且该结构改变压缩比，降低爆震风险。进一步，所述引出面由底部向上呈基本竖直或稍向凹形引导部外侧倾斜，外侧面、底部和引出面的过渡结构，引流效果顺畅；由于引出面已经超过了中心火花塞的点火区域，在燃料被喷射撞击引出面后直接形成较大的滚流，在引出面的约束下向上到达中心火花塞的点火区域，使得整个凹形引导部内的燃料充分点火燃烧，具有较好的引导效果，进一步混合并细化燃料，并利于点火的顺利进行；基本竖直指的是可以允许具有一定的误差的条件下竖直设置，也可以是竖直设置的曲面、不平滑面等等，允许具有较小的倾斜等，均在上述基本竖直的范围内；哨向外侧倾斜指的是允许具有一定小角度的倾斜，属于本领域技术人员在加工过程中能够确认的数据参数。进一步，还包括相对于活塞顶面下陷的第二凹形引导部，所述第二凹形引导部位于所述凹形引导部径向相对的一侧，且第二凹形引导部通过一平缓的斜面与凹形引导部的引出面的上边沿平滑过渡，所述第二凹形引导部具有第二引出面，所述第二引出面与所述平缓的斜面之间位于第二凹形引导部的底部圆滑过渡；气流在喷射至凹形引导部后会反射出并进入第二凹形引导部，而第二凹形引导部利于进一步形成滚流的同时，提供顺利点火的条件，特别是第二凹形引导部一般应用于双火花塞结构，位于另一火花塞的点火区域，形成双火花塞顺利而均匀的点火燃烧。进一步，所述第二引出面由第二凹形引导部的底部向上呈基本竖直或稍向第二凹形引导部外侧倾斜；基本竖直的结构在燃料被喷射撞击第二引出面后直接形成较大的滚流，在第二引出面的约束下向上到达点火区域，使得整个凹形引导部内的燃料充分点火燃烧，具有较好的引导效果，进一步混合并细化燃料，并利于点火的顺利进行。进一步，所述引出面的上边沿高于活塞顶面，该结构可将喷入的燃料进一步约束引导向上，保证了积聚于中心火花塞的点火区域，并利于滚流的充分实现；外侧面的上边沿与活塞顶面平滑过渡，引出面的上边沿与外侧面的上边沿之间沿两侧相接平滑过渡；第二凹形引导部的底部通过一平缓的斜面与凹形引导部的引出面的上边沿平滑过渡，所述第二引出面与所述平缓的斜面之间位于第二凹形引导部的底部圆滑过渡；第二引出面的上边沿到活塞顶面的径向边沿向上平缓倾斜过渡；所述第二凹形引导部由两侧对凹形引导部形成半包围；该半包围结构可使得喷射进入凹形引导部的燃料进行初步的混合、滚流后，部分燃料通过两侧流出，并在较高的引出面的分流下由两侧进入第二凹形引导部，通过第二引出面的撞击形成充分混合后进入点火区域，利于充分混合以及顺利点火。进一步，还包括燃油喷射组件，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(也就是空气压缩系统的压缩空气出口)，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，所述火花塞Ⅰ为中心火花塞；所述油气混合喷嘴与火花塞Ⅱ分列于火花塞Ⅰ两侧；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，基本共面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的理解；在通过该共面的截面上，所述油气混合喷嘴的喷射方向由上到下向中心倾斜；所述引出面的上边沿在活塞顶面上的径向位置向内超过火花塞Ⅰ的点火位置，所述第二引出面的上边沿在活塞顶面上的径向位置向外超过火花塞Ⅱ的点火位置；引出面和第二引出面的位置使得所述油气混合喷嘴喷射的燃料基本正对凹形引导部且凹形引导部和第二凹形引导部将燃料充分滚流并引入点火区域；实际上外侧面和引出面分别形成凹形引导部的前后侧面(按照气流总体方向)，而第二引出面位于与火花塞Ⅱ的对应处，在第二凹形引导部中，气流由两侧进入并在第二凹形引导部的约束下到达第二引出面后顺着第二引出面冲向点火区域，具有较好的滚流效果，充分给出将燃料引入点火区域的空间，混合均匀，利于点火且充分均匀燃烧，防止爆震。进一步，所述火花塞Ⅰ和火花塞Ⅱ由上到下相向倾斜，缸头上的燃烧室面在中间附近向下凸出且该下凸出部位与火花塞Ⅰ对应形成与其轴线基本垂直的斜面，基本垂直指的是允许具有一定误差的垂直，保证了安装稳定性和制造的工艺性，且该斜面对于引出面引出的混合气具有一定的引导作用，使得火花塞具有较好的点火效果；所述引出面的上边沿沿径向不超过火花塞Ⅰ，利于充分延长燃料的引出流程，利于燃料聚于点火区域。进一步，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°；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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航空重油发动机，包括缸体、缸头和活塞组件，其特征在于：所述缸头上设有将燃料喷入燃烧室的燃油喷射组件；活塞的顶面形成相对于活塞顶面下陷的凹形引导部；所述凹形引导部与燃油喷射组件的燃料喷射方向相对应，包括沿径向由外向内依次平滑过渡的外侧面、底部和引出面，所述外侧面沿径向向外的最外点超过或平齐于燃油喷射组件的燃料喷射方向，所述引出面径向向内超过中心火花塞的点火位置。

【技术特征摘要】
1.一种航空重油发动机，包括缸体、缸头和活塞组件，其特征在于：所述缸头上设有将燃料喷入燃烧室的燃油喷射组件；活塞的顶面形成相对于活塞顶面下陷的凹形引导部；所述凹形引导部与燃油喷射组件的燃料喷射方向相对应，包括沿径向由外向内依次平滑过渡的外侧面、底部和引出面，所述外侧面沿径向向外的最外点超过或平齐于燃油喷射组件的燃料喷射方向，所述引出面径向向内超过中心火花塞的点火位置。2.根据权利要求1所述的航空重油发动机，其特征在于：所述引出面由底部向上呈基本竖直或稍向凹形引导部外侧倾斜。3.根据权利要求2所述的航空重油发动机，其特征在于：还包括相对于活塞顶面下陷的第二凹形引导部，所述第二凹形引导部位于所述凹形引导部径向相对的一侧，所述第二凹形引导部具有第二引出面。4.根据权利要求3所述的航空重油发动机，其特征在于：所述第二引出面由第二凹形引导部的底部向上呈基本竖直或稍向第二凹形引导部外侧倾斜。5.根据权利要求4所述的航空重油发动机，其特征在于：所述引出面的上边沿高于活塞顶面，外侧面的上边沿与活塞顶面平滑过渡，引出面的上边沿与外侧面的上边沿之间沿两侧相接平滑过渡；第二凹形引导部的底部通过一平缓的斜面与凹形引导部的引出面的上边沿平滑过渡，所述第二引出面与所述平缓的斜面之间位于第二凹形引导部的底部圆滑过渡；第二引出面的上边沿到活塞顶面的径向边沿向上平缓倾斜过渡；...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟明明，石晓东，唐程，刘小林，闪颂武，罗晏，林成，
申请(专利权)人：重庆隆鑫发动机有限公司，隆鑫通用动力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50