[实用新型]一种夹气直喷重油发动机的燃烧室结构

说明书

本发明提供一种夹气直喷重油发动机的燃烧室结构，解决重油快速雾化混合、燃烧组织及爆震等问题，主要适用于小型无人机用点燃式二冲程重油发动机。该燃烧室结构主要由缸盖燃烧室、缸体中缸孔和活塞顶面组成。其中所述的缸盖燃烧室为弧形设计，由多段曲面组成，引导扫气气流的高效扫气，提高扫气效率。缸盖燃烧室上布置有夹气直喷喷油器安装孔和火花塞安装孔。所述的活塞顶面采用凸顶形结构，可降低燃烧室面容比，减小火焰传播距离，降低爆燃倾向，同时减小相对散热面积，降低热损失，提高发动机热效率。

技术领域

本发明涉及一种夹气直喷重油发动机的燃烧室结构，尤其涉及小型无人机用点燃式二冲程重油发动机，属于内燃机零部件。

背景技术

近几年，夹气直喷发动机因其重油雾化性能的优秀表现，使传统上只能用压燃燃烧方式的重油实现点燃燃烧方式，在保证了点燃式发动机的燃烧速度及热效率的同时大大减轻了发动机的整机重量，使其完美地适用于小型无人机。

燃烧室的结构直接影响着缸内气流运动特征，进排气道的布置形式决定了缸内的气流方向和涡流的形成，活塞顶和缸盖燃烧室的几何形状对缸内扫气流动有引导作用，这种引导作用会影响扫气效率和混合气的分布。其次燃烧室结构、喷油器和火花塞的布置对燃烧过程有着决定性的影响，合理的燃烧室结构有利于改善燃烧情况、提供燃烧效率。特别是对于点燃式夹气直喷重油发动机，由于一般重油的辛烷值为40左右，仅为汽油辛烷值的一半，轻质柴油的辛烷值则更低。低辛烷值燃料在点燃式活塞发动机上燃烧导致强烈的爆震发生，严重时会抑制功率输出，传统的燃烧系统难以满足航空重油燃烧要求，如何实现重油的快速雾化混合、高效的燃烧组织及抑制爆震的发生等成为点燃式重油活塞发动机的技术难点。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种夹气直喷重油发动机的燃烧室结构，解决重油快速雾化混合、燃烧组织及爆震等问题，主要适用于小型无人机用点燃式二冲程重油发动机。该燃烧室结构主要由缸盖燃烧室、缸体中缸孔和活塞顶面组成。其中所述的缸盖燃烧室为弧形设计，由多段曲面组成，引导扫气气流的高效扫气，提高扫气效率。缸盖燃烧室上布置有夹气直喷喷油器安装孔和火花塞安装孔。所述的活塞顶面采用凸顶形结构，可降低燃烧室面容比，减小火焰传播距离，降低爆燃倾向，同时减小相对散热面积，降低热损失，提高发动机热效率。

进一步的，所述的缸盖燃烧室采用弧形结构，由多段曲面组成，通过CAE分析得到最优的曲面尺寸，排气口侧的曲面曲率半径小于副扫气口侧的曲率半径，引导扫气气流快速流向燃烧室顶面，扫过夹气直喷喷油器和火花塞，并指向排气口，进行强制排气，减少夹气直喷喷油器和火花塞处的残余废气，提高火花塞点火可靠性和发动机扫气效率。

进一步的，所述的缸盖燃烧室整体采用弧形偏心式结构，在排气口方向中心轴线与气缸中心轴线组成的平面内，燃烧室上夹气直喷喷油器安装孔的中心线向排气口反方向偏移，在扫气口方向中心轴线与气缸中心轴线组成的平面内，燃烧室为对称结构。通过偏心式结构设计，缩短燃烧室弧形结构距离扫气距离，引导形成指向排气口方向的扫气气流，提高发动机扫气效率。

进一步的，所述的缸盖燃烧室偏心式结构，燃烧室上夹气直喷喷油器安装孔的中心线向排气口反方向偏移距离为发动机缸径的10%-15%。

进一步的，所述的缸盖燃烧室上夹气直喷喷油器安装孔布置在燃烧室中心位置，与气缸中心线平行，与火花塞安装孔成夹角布置，其中夹角为45°-60°。

进一步的，所述的夹气直喷喷油器和火花塞安装完成后其头部距离为9-12mm之间。

进一步的，所述的活塞顶面采用凸顶形结构，应保证燃烧室面容比≤2.5。

综上所述，本发明提供一种夹气直喷重油发动机的燃烧室结构，主要适用于小型无人机用点燃式二冲程重油发动机，通过缸盖燃烧室弧形偏心式结构设计，可有效解决重油快速雾化混合、燃烧组织及爆震等问题。

以下将结合附图和具体实施方式，对本发明进行详细说明。

附图说明