燃用负碳燃料的水平对置二冲程航空发动机油泵驱动机构制造技术

本发明专利技术公开了一种燃用负碳燃料的水平对置二冲程航空活塞发动机油泵驱动机构，包括油泵安装座、凸轮轴组件、摆臂机构、单体泵组件、高压油管、喷油器，油泵安装座为长方形，设置在水平对置航空活塞发动机曲轴箱上，单体泵组件配合连接在油泵安装座上；油泵安装座垂直曲轴的两个端面，分别设有两个轴承安装孔，二冲程航空活塞发动机不采用单独的凸轮轴，由于二冲程航空活塞发动机凸轮轴转速与曲轴转速相同，因此将航空活塞发动机的曲轴延长，作为燃油供给系统的凸轮轴，曲轴延长轴从轴承安装孔中间穿过；本发明专利技术缩短了喷油泵出油阀螺母与喷油器之间的距离和高压油管的长度、减小了二次喷射的可能，能够增加航空器的续航时间。能够增加航空器的续航时间。能够增加航空器的续航时间。

【技术实现步骤摘要】
燃用负碳燃料的水平对置二冲程航空发动机油泵驱动机构


[0001]本专利技术涉及航空发动机
，尤其涉及一种水平对置的航空活塞发动机燃油供给系统，具体为一种燃用负碳燃料的水平对置二冲程航空活塞发动机的燃油供给系统驱动机构。

技术介绍

[0002]近年来，航空活塞发动机在小型航空器和无人机中占据越来越重要的地位。随着传统燃油资源的持续短缺，以及全球碳排放问题的日益严峻，选用传统航空煤油的替代品作为航空活塞发动机的燃料供给成为了新的趋势。如CN103890146所提到的，是指在制造时从大气除去的二氧化碳多于从燃烧排放的二氧化碳以及因用以制造所述燃料的工艺而添加的二氧化碳的燃料(J.A.Mathews,“Carbon
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negative biofuels”,Energy Policy36(2008)第940
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945页)。区别于传统化石燃料，负碳生物燃料源自藻类等植物，是一种清洁的、可持续替代柴油的燃料，且比起传统燃料具有密度低、热值高、十六烷值高、粘度低的特点，来源广泛且可再生，从生物燃料的生产加工到燃烧排放整个生命周期的碳排放总量为负。随着负碳燃料技术的成熟，将负碳燃料应用于通航活塞发动机替代传统的煤油或者柴油是解决航空运输业污染的重要途径。
[0003]目前现有的缸内直喷发动机都需要安装高压燃油泵，为发动机提供高压力的燃油。由于负碳燃料与柴油、煤油等化石燃料相比粘度较大，并且航空活塞发动机燃料的的使用环境温度较低，负碳生物燃料容易受冻产生析蜡现象，燃油在高压油泵、油管内沿程压力损失较大，采用现有的机械式单体泵燃油供给系统泵送负碳生物燃料，发动机缸内燃油喷射压力下降，缸内雾化效果差，不利于与汽缸中的高温、高压的空气混合燃烧，降低了航空活塞发动机的性能。
[0004]在现有技术中，水平对置的航空活塞发动机高压燃油泵一般安装在两个位置，一个位置是安装在发动机前端的轮系周围，依靠皮带轮或链轮的转动来带动高压燃油泵工作，另一个位置是发动机气缸盖处，布置在气缸盖上的凸轮轴的中部，依靠凸轮轴的转动来带动高压燃油泵工作。为了克服泵送负碳生物燃料导致的喷油器端喷油压力下降的问题，让活塞发动机在低温环境中能够正常工作，通常采用改变凸轮型线增加柱塞速度以提高泵端供油压力或者缩短高压油管长度降低沿程压力损失等措施。但是现有上述方法存在有如下缺陷：
[0005]1.当高压燃油泵安装在发动机前端的轮系周围时，所需的油管长度很长，在工作过程中，高压油管中压力波的叠加容易引起喷油器的二次喷射。
[0006]2.当高压燃油泵安装在气缸盖附近时，需要在缸盖处安装凸轮轴，并在凸轮轴中部安装驱动挺柱的凸轮，由于挺柱的体积较大，导致气缸盖的内部结构出现很多限制，影响其它部件的安装。将凸轮轴安装在航空活塞发动机的气缸盖上，气缸盖与动力输出轴之间传动距离过长，采用带传动降低了航空活塞发动机的可靠性，采用齿轮、链轮传动增加了航空活塞发动机的重量，因此将凸轮轴安装在水平对置的航空活塞发动机上不适用于航空活
塞发动机对重量方面的需求。
[0007]公开号为CN113006993A的专利技术专利“一种高压燃油泵驱动结构”提出一种提高泵端压力的高压燃油泵驱动结构。该专利技术既能够满足350Bar以下高压燃油泵的驱动及润滑需求，又能够适应500Bar以上的高压燃油泵的驱动及润滑需求，并降低功耗，提升可靠性，延长使用寿命，然而该技术方案容易导致油泵柱塞所受的侧向力较大，柱塞偏磨的问题。且该发动机为汽车发动机，其凸轮轴采用链轮的连接方式，不适用于航空活塞发动机。
[0008]公开号为CN202325947U的技术专利“缸内直喷发动机用高压燃油泵驱动机构”提出了一种缸内直喷发动机用高压燃油泵驱动机构。该专利技术将燃油凸轮轴安装在气缸盖上，高压燃油泵的挺柱端面与凸轮结构接触。虽然该专利将高压燃油泵驱动结构布置在缸内直喷发动机的后端，不受凸轮轴的长短及气缸盖结构的限制，但是从曲轴动力输出端到凸轮轴的传动距离过长，若采用带传动，则降低了航空活塞发动机的可靠性；若采用齿轮传动，则增加了航空活塞发动机燃油供给系统的重量。
[0009]因此，现有高压燃油泵的驱动机构不能够完全适应负碳燃料在水平对置二冲程航空活塞发动机上的应用，难以同时保证航空活塞发动机的喷油器压力、以及航空活塞发动机的功重比等方面的问题。

技术实现思路

[0010]为解决以上技术问题，本专利技术公开了一种燃用负碳燃料的水平对置二冲程航空活塞发动机油泵驱动机构。能够弥补由于负碳燃料粘度的增加导致的高压油管内沿程压力损失增加，提升负碳燃料在喷油器端的喷射压力，并且不会增加燃油供给系统的重量。
[0011]本专利技术完整的技术方案包括：
[0012]一种燃用负碳燃料的水平对置二冲程航空活塞发动机油泵驱动机构，
[0013]包括油泵安装座1、凸轮轴组件、摆臂机构、单体泵组件、高压油管、喷油器，
[0014]所述油泵安装座1为长方形，设置在水平对置航空活塞发动机曲轴箱上，单体泵组件配合连接在油泵安装座上；
[0015]所述油泵安装座垂直曲轴的两个端面，分别设有两个轴承安装孔，所述二冲程航空活塞发动机不采用单独的凸轮轴，由于二冲程航空活塞发动机凸轮轴转速与曲轴转速相同，因此将航空活塞发动机的曲轴延长，作为燃油供给系统的凸轮轴，曲轴延长轴22从轴承安装孔中间穿过；
[0016]所述凸轮轴组件包括曲轴延长轴22、安装在曲轴延长轴22上面的凸轮21，曲轴延长轴22上安装有凸轮周向限位键4和限位卡簧2，所述凸轮周向限位键4限制凸轮21绕曲轴延长轴22周向转动，限位卡簧2限制凸轮21轴向移动；
[0017]油泵安装座上安装有摆臂支架9，摆臂机构套在摆臂支架上，所述摆臂机构包括套在摆臂销轴8上的摆臂20，摆臂20绕摆臂销轴8周向摆动，还包括设于摆臂上的凸轮滚轮销5和凸轮滚轮6组件，以及挺柱滚轮18和挺柱滚轮销19组件，所述凸轮滚轮6与凸轮接触；
[0018]所述单体泵组件包括挺柱17、出油阀压紧螺母13、出油阀37、柱塞35和柱塞套36，所述挺柱17与挺柱滚轮18接触；油泵柱塞采用平面挺柱，摆臂一个滚轮被压紧在油泵挺柱上，一个滚轮被压紧在油泵凸轮上，滚轮能够绕摆臂上面的销轴旋转。
[0019]发动机工作时，曲轴延长轴22将动力通过凸轮周向限位键4传递到凸轮滚轮6，凸
轮滚轮6通过凸轮滚轮销5传递给摆臂20，摆臂将力传递给挺柱滚轮销5，挺柱滚轮销5将力传递给挺柱滚轮8，挺柱滚轮8推动挺柱17平端面做往复运动，挺柱17推动柱塞35在柱塞套36内将燃油加压，实现单体泵的泵油功能，然后高压燃油通过出油阀37并从出油阀压紧螺母13中心孔流向高压油管，从高压油管输送到喷油器，从喷油器喷孔喷入缸内雾化燃烧。
[0020]所述油泵安装座内端面上有与航空活塞发动机曲轴箱连通的光孔3，曲轴箱的油雾通过光孔3进入油泵安装座，对燃油供给系统的运动副进行润滑。
[0021]二冲程航空活塞发动机工作时，机油从连通曲轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃用负碳燃料的水平对置二冲程航空活塞发动机油泵驱动机构，其特征在于，包括油泵安装座(1)、凸轮轴组件、摆臂机构、单体泵组件、高压油管、喷油器，所述油泵安装座(1)设置在水平对置航空活塞发动机曲轴箱上，单体泵组件配合连接在油泵安装座上；所述油泵安装座垂直曲轴的两个端面，分别设有两个轴承安装孔，将二冲程航空活塞发动机的曲轴延长形成曲轴延长轴(22)，从轴承安装孔中间穿过；所述凸轮轴组件包括曲轴延长轴(22)、安装在曲轴延长轴(22)上面的凸轮(21)，曲轴延长轴(22)上安装有凸轮周向限位键(4)和限位卡簧(2)，所述凸轮周向限位键(4)限制凸轮(21)绕曲轴延长轴(22)周向转动，限位卡簧(2)限制凸轮(21)轴向移动；油泵安装座上安装有摆臂支架(9)，摆臂机构套在摆臂支架上，所述摆臂机构包括套在摆臂销轴(8)上的摆臂(20)，摆臂(20)绕摆臂销轴(8)周向摆动，还包括设于摆臂上的凸轮滚轮销(5)和凸轮滚轮(6)组件，以及挺柱滚轮((18))和挺柱滚轮销(19)组件，所述凸轮滚轮(6)与凸轮接触；所述单体泵组件包括挺柱(17)、出油阀压紧螺母(13)、出油阀(37)、柱塞(35)和柱塞套(36)，所述挺柱(17)与挺柱滚轮(18)接触；发动机工作时，曲轴延长轴(22)将动力通过凸轮周向限位键(4)传递到凸轮滚轮(6)，凸轮滚轮(6)通过凸轮滚轮销(5)传递给摆臂(20)，摆臂将力传递给挺柱滚轮销(5)，挺柱滚轮销(5)将力传递给挺柱滚轮(8)，挺柱滚轮(8)推动挺柱(17)平端面做往复运动，挺柱(17)推动柱塞(35)在柱塞套(36)内将燃油加压，实现单体泵的泵油功能，然后高压燃油通过出油阀(37)并从出油阀压紧螺母(13)中心孔流向高压油管，从高压油管输送到喷油器，从喷油器喷孔喷入缸内雾化燃烧。2.根据权利要求1所述的一种燃用负碳燃料的水平对置二冲程航空活塞发动机油泵驱动机构，其特征在于，所述油泵安装座内端面上有与航空活塞发动机曲轴箱连通的光孔(3)，曲轴箱的油雾通过光孔(3)进入油泵安装座，...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁水汀，周煜，邵龙涛，徐征，蒲文峥，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：