CN108590871A - 重油发动机的缸头及航空发动机 - Google Patents

重油发动机的缸头及航空发动机 Download PDF

Info

Publication number
CN108590871A
CN108590871A CN201810535751.1A CN201810535751A CN108590871A CN 108590871 A CN108590871 A CN 108590871A CN 201810535751 A CN201810535751 A CN 201810535751A CN 108590871 A CN108590871 A CN 108590871A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cylinder head
engine
spark plug
precombustion chamber
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201810535751.1A
Other languages
English (en)
Inventor
石晓东
唐程
刘小林
翟明明
闪颂武
罗晏
林成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Longxin Engine Co Ltd
Loncin General Dynamics Co Ltd
Original Assignee
Chongqing Longxin Engine Co Ltd
Loncin General Dynamics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Longxin Engine Co Ltd, Loncin General Dynamics Co Ltd filed Critical Chongqing Longxin Engine Co Ltd
Priority to CN201810535751.1A priority Critical patent/CN108590871A/zh
Publication of CN108590871A publication Critical patent/CN108590871A/zh
Priority to PCT/CN2019/088893 priority patent/WO2019228376A1/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/242—Arrangement of spark plugs or injectors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

本发明公开了一种重油发动机的缸头及航空发动机，燃烧室由缸头上加工的燃烧室面形成，缸头上还加工有预燃烧室，预燃烧室位于火花塞点火处且具有连通于燃烧室的喷射口，本发明在火花塞的点火处设置预燃烧室，且预燃烧室具有连通于燃烧室的喷射口，预燃烧室内的燃了被点燃后由喷射口喷出，对进入燃烧室的混合燃料进一步冲击具有使气体充分混合的作用，利于形成均匀的燃烧混合气，同时，预燃烧室可加速火焰的传播，提高燃烧效率，提升发动机功率并降低爆震风险，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。

Description

重油发动机的缸头及航空发动机
技术领域
本发明涉及发动机及应用，特别涉及一种重油发动机的缸头及航空发动机。
背景技术
重油作为发动机的燃料，将成为中小型无人机的动力趋势；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。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种重油发动机的缸头以及重油发动机，燃烧室构造能够使得重油实现较为充分的混合，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。
本发明的重油发动机的缸头，所述缸头上加工有预燃烧室，所述预燃烧室具有连通于燃烧室的喷射口，且火花塞点火电极位于预燃烧室内，当然，火花塞的点火点位于预燃烧室内；采用预燃烧室结构，可利用预燃烧室内的燃烧气流进一步混合、雾化以及匀化混合燃料，配合以辅助低压空气雾化以及缸内直喷结构，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，最终能够均匀燃烧。
进一步，所述预燃烧室为拉瓦尔喷管结构，所述拉瓦尔喷管结构直接形成于缸头且喷射口连通燃烧室；预燃烧室工作过程是，在燃料被喷入燃烧室后，同时进入预燃烧室，被火花塞(点火点位于拉瓦尔喷管的进气端，该进气端是相对于拉瓦尔喷管而言，而不是与燃烧室连通的口)点火后，膨胀并通过拉瓦尔喷管急速通过喉部由拉瓦尔喷管的喷射口喷出(比燃烧爆炸更高的速度)，利于燃烧室内其他混合气的进一步充分混合以及燃烧，从而更利于且更适应于重油的燃烧。
进一步，所述预燃烧室为沿着火花塞点火方向的拉瓦尔喷管结构，结构上进一步适应燃烧及喷射过程，避免燃烧方向和喷射方向的不一致而干涉或者降低喷射效果。
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，适合于无人机使用；且所述火花塞Ⅰ位于燃烧室顶部的中间位置或附近；由于火花塞Ⅰ位于中间位置或附近，保证了火花塞Ⅱ也位于中线，点火后利于重油的充分混合以及充分的燃烧。
进一步，所述预燃烧室设置于火花塞Ⅰ处且所述火花塞Ⅰ点火电极伸入预燃烧室；主火花塞处于燃烧室中部或附近，预燃烧室喷出的燃烧气体更利于对整个燃烧室的混合气形成扰动以及充分燃烧。
进一步，所述火花塞Ⅱ的点火夹角为40°-50°；该结构使得进入的燃烧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。
进一步，所述火花塞Ⅰ和火花塞Ⅱ的中心线基本共面，且该共面与进、排气门所在的平面在空间上基本垂直，共面布置指的是火花塞Ⅱ和火花塞Ⅰ的中心轴线位于同一面上，进、排气门所在的平面指的是进排气门的轴线位于同一平面，基本共面和基本垂直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以及垂直的理解；该结构保证了缸头上各个部件的简单布置，同时利于进气与燃气的充分混合，利于形成滚流而进一步雾化，保证了均匀高效的燃烧。
本发明还公开了一种航空发动机，所述航空发动机安装有所述的重油发动机的缸头。
本发明的有益效果：本发明的重油发动机的缸头及航空发动机，在火花塞的点火处设置预燃烧室，且预燃烧室具有连通于燃烧室的喷射口，预燃烧室内的燃了被点燃后由喷射口喷出，对进入燃烧室的混合燃料进一步冲击具有使气体充分混合的作用，利于形成均匀的燃烧混合气，同时，预燃烧室可加速火焰的传播，提高燃烧效率，提升发动机功率并降低爆震风险，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。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的剖视图(安装于发动机)。
具体实施方式
如图所示：本实施例的重油发动机的缸头，所述缸头2上加工有预燃烧室17，所述预燃烧室17具有连通于燃烧室的喷射口，且火花塞点火电极位于预燃烧室内；采用预燃烧室结构，可利用预燃烧室内的燃烧气流进一步匀化混合燃料，配合以辅助低压空气雾化以及缸内直喷结构，保证后期直喷进入燃烧室后形成较为更充分的雾化的前提下实现重油的充分燃烧和利用；不但保证了辅助空气与雾滴之间在冲击力的条件下的均匀混合，最终能够均匀而充分的燃烧。
如图所示，燃烧室上还安装有燃油喷射组件，依次由燃油喷嘴6、预混室7和油气混合喷嘴8密封连接形成，燃油喷嘴6与油气混合喷嘴8之间通过安装座密封连接形成固定，而预混室直接形成于安装座内，结构简单紧凑。
本实施例中，所述预燃烧室17为拉瓦尔喷管结构，所述拉瓦尔喷管结构直接形成于缸头且喷射口连通燃烧室；预燃烧室工作过程是，在燃料被喷入燃烧室后，同时进入预燃烧室，被火花塞(点火点位于拉瓦尔喷管的进气端，该进气端是相对于拉瓦尔喷管而言，而不是与燃烧室连通的口)点火后，膨胀并通过拉瓦尔喷管急速通过喉部由拉瓦尔喷管的喷射口喷出(比燃烧爆炸更高的速度)，对进入燃烧室的混合燃料进一步冲击具有使气体充分混合的作用，利于形成均匀的燃烧混合气，同时，预燃烧室可加速火焰的传播，提高燃烧效率，提升发动机功率并降低爆震风险，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。
本实施例中，所述预燃烧室17为沿着火花塞点火方向的拉瓦尔喷管结构，结构上进一步适应燃烧及喷射过程，避免燃烧方向和喷射方向的不一致而干涉或者降低喷射效果。
缸头2上安装由火花塞Ⅰ3和火花塞Ⅱ4形成的双火花塞，火花塞的安装结构为伸入燃烧室(预燃烧室)进行点火，安装结构在此不再赘述，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，适合于无人机使用。
本实施例中，所述火花塞Ⅱ4的点火夹角为40°-50°；该结构使得采用缸内直喷的方式进入的混合气经活塞顶部与缸体壁面导流后，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，且利于与燃烧空气进一步混合，从而形成高效的组织燃烧；使用时，本发明适用于缸内直喷结构，缸头上设置依次由燃油喷嘴6、预混室7和油气混合喷嘴8密封连接形成的燃油喷射组件，且具有设定的喷射角。
本实施例中，所述火花塞Ⅰ3位于燃烧室顶部的中间位置或附近，由于火花塞Ⅰ3位于中间位置或附近，该结构保证了火花塞Ⅱ4和油气混合喷嘴8结构布置上也位于中线，喷射以及点火后利于充分混合以及充分的燃烧。
本实施例中，所述火花塞Ⅰ3的中心线和火花塞Ⅱ4(本实施例还包括油气混合喷嘴8的中心线也同面设置)的中心线基本共面，且该共面与进、排气门所在的平面在空间上基本垂直，共面布置指的是油气混合喷嘴8、火花塞Ⅱ4和火花塞Ⅰ3的中心轴线位于同一面上，进排气门所在的平面指的是进排气门的轴线位于同一平面，基本共面和基本垂直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；该结构保证了缸头上各个部件的简单布置，同时利于进气与燃气的充分混合，利于形成滚流而进一步雾化，保证了均匀高效的燃烧。
本实施例中，预燃烧室设置于火花塞Ⅰ3处且所述火花塞Ⅰ3的点火电极伸入预燃烧室；主火花塞处于燃烧室中部或附近，预燃烧室喷出的燃烧气体更利于对整个燃烧室的混合气形成扰动以及充分燃烧。
本发明还公开了一种航空发动机，如图所示，发动机包括缸头2、缸体1和活塞组件5，所述航空发动机安装有所述的重油发动机的缸头，且该发动机适用于无人机。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种重油发动机的缸头，其特征在于：所述缸头上加工有预燃烧室，所述预燃烧室具有连通于燃烧室的喷射口，且火花塞点火电极位于预燃烧室内。
2.根据权利要求1所述的重油发动机的缸头，其特征在于：所述预燃烧室为拉瓦尔喷管结构，所述拉瓦尔喷管结构直接形成于缸头且喷射口连通燃烧室。
3.根据权利要求2所述的重油发动机的缸头，其特征在于：所述预燃烧室为沿着火花塞点火方向的拉瓦尔喷管结构。
4.根据权利要求2所述的重油发动机的缸头，其特征在于：所述缸头上安装由火花塞Ⅰ和火花塞Ⅱ形成的双火花塞，且所述火花塞Ⅰ位于燃烧室顶部的中间位置或附近。
5.根据权利要求4所述的重油发动机的缸头，其特征在于：所述预燃烧室设置于火花塞Ⅰ处且所述火花塞Ⅰ点火电极伸入预燃烧室。
6.根据权利要求5所述的重油发动机的缸头，其特征在于：所述火花塞Ⅱ的点火夹角为40°-50°。
7.根据权利要求6所述的重油发动机的缸头，其特征在于：所述火花塞Ⅰ和火花塞Ⅱ的中心线基本共面，且该共面与进、排气门所在的平面在空间上基本垂直。
8.一种航空发动机，其特征在于：所述航空发动机安装有权利要求1至7任一权利要求的重油发动机的缸头。
CN201810535751.1A 2018-05-29 2018-05-29 重油发动机的缸头及航空发动机 Withdrawn CN108590871A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810535751.1A CN108590871A (zh) 2018-05-29 2018-05-29 重油发动机的缸头及航空发动机
PCT/CN2019/088893 WO2019228376A1 (zh) 2018-05-29 2019-05-28 重油发动机的缸头及航空发动机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810535751.1A CN108590871A (zh) 2018-05-29 2018-05-29 重油发动机的缸头及航空发动机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108590871A true CN108590871A (zh) 2018-09-28

Family

ID=63629604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810535751.1A Withdrawn CN108590871A (zh) 2018-05-29 2018-05-29 重油发动机的缸头及航空发动机

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN108590871A (zh)
WO (1) WO2019228376A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110185534A (zh) * 2019-05-16 2019-08-30 天津大学 一种火花辅助射流点火发动机
WO2019228376A1 (zh) * 2018-05-29 2019-12-05 隆鑫通用动力股份有限公司 重油发动机的缸头及航空发动机
CN112796869A (zh) * 2021-01-05 2021-05-14 东风柳州汽车有限公司 一种预燃室结构及燃烧发动机和汽车
CN116163865A (zh) * 2023-03-28 2023-05-26 北京中航智科技有限公司 一种点燃式重油发动机燃烧装置及点燃式重油发动机
CN116163865B (zh) * 2023-03-28 2024-04-30 北京中航智科技有限公司 一种点燃式重油发动机燃烧装置及点燃式重油发动机

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112177804B (zh) * 2020-09-16 2021-10-29 上海空间推进研究所 适用于空间装置的低温发动机

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2058910A (en) * 1979-09-06 1981-04-15 Fiat Auto Spa Spark-ignition internal combustion engine adapted to operate with lean mixtures
JPH094459A (ja) * 1995-06-21 1997-01-07 Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk 副燃焼室を持つ４サイクルエンジン
JPH10159567A (ja) * 1996-11-27 1998-06-16 Toyota Motor Corp 筒内噴射式火花点火機関
CN1807854A (zh) * 2006-02-06 2006-07-26 王雪松 收缩扩张型喷管预燃室分隔式燃烧室柴油内燃机
DE102012009333A1 (de) * 2012-05-10 2013-11-14 Konrad Weigel Zündkammer zur Umrüstung von Dieselmotoren auf den Betrieb mit Gas
CN208294663U (zh) * 2018-05-29 2018-12-28 重庆隆鑫发动机有限公司 重油发动机的缸头及航空发动机

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT516621B1 (de) * 2015-02-27 2016-07-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og Vorkammergasventil
US20170101923A1 (en) * 2015-10-07 2017-04-13 Caterpillar Inc. Multiple prechambers with interacting jets
US20170101922A1 (en) * 2015-10-07 2017-04-13 Caterpillar Inc. Prechamber insert for an internal combustion engine
US20160061095A1 (en) * 2015-11-06 2016-03-03 Caterpillar Inc. Fuel injection system for an engine
CN206054085U (zh) * 2016-08-24 2017-03-29 重庆潍柴发动机有限公司 大功率气体发动机斜置式预燃室火花塞快速燃烧装置
CN108590871A (zh) * 2018-05-29 2018-09-28 重庆隆鑫发动机有限公司 重油发动机的缸头及航空发动机

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2058910A (en) * 1979-09-06 1981-04-15 Fiat Auto Spa Spark-ignition internal combustion engine adapted to operate with lean mixtures
JPH094459A (ja) * 1995-06-21 1997-01-07 Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk 副燃焼室を持つ４サイクルエンジン
JPH10159567A (ja) * 1996-11-27 1998-06-16 Toyota Motor Corp 筒内噴射式火花点火機関
CN1807854A (zh) * 2006-02-06 2006-07-26 王雪松 收缩扩张型喷管预燃室分隔式燃烧室柴油内燃机
DE102012009333A1 (de) * 2012-05-10 2013-11-14 Konrad Weigel Zündkammer zur Umrüstung von Dieselmotoren auf den Betrieb mit Gas
CN208294663U (zh) * 2018-05-29 2018-12-28 重庆隆鑫发动机有限公司 重油发动机的缸头及航空发动机

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019228376A1 (zh) * 2018-05-29 2019-12-05 隆鑫通用动力股份有限公司 重油发动机的缸头及航空发动机
CN110185534A (zh) * 2019-05-16 2019-08-30 天津大学 一种火花辅助射流点火发动机
CN112796869A (zh) * 2021-01-05 2021-05-14 东风柳州汽车有限公司 一种预燃室结构及燃烧发动机和汽车
CN116163865A (zh) * 2023-03-28 2023-05-26 北京中航智科技有限公司 一种点燃式重油发动机燃烧装置及点燃式重油发动机
CN116163865B (zh) * 2023-03-28 2024-04-30 北京中航智科技有限公司 一种点燃式重油发动机燃烧装置及点燃式重油发动机

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019228376A1 (zh) 2019-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108590871A (zh) 重油发动机的缸头及航空发动机
WO2012000307A1 (zh) 内燃机多燃料预混合燃烧系统
CN107781026A (zh) 火花塞点燃式内燃机预混合压燃系统
CN109184898A (zh) 一种船用大缸径天然气发动机预燃室多孔射流引燃式高效燃烧系统
CN108547697A (zh) 一种采用高能点火技术的转子发动机
CN109026366B (zh) 一种可变点火位置的缸内直喷转子发动机喷射引燃系统
CN109441626A (zh) 一种采用主副喷油器和歧管多次喷射的双燃料发动机及其燃烧组织方法
CN2908805Y (zh) 燃气内燃机预燃室及其供气装置
WO2022141804A1 (zh) 一种空气辅助射流火焰点火装置及其点火方法
CN102322332A (zh) 一种cng发动机燃烧室结构及其燃料喷射方法
CN101440742A (zh) 火花点火甲醇缸内直喷复合导流分层燃烧系统
CN108468587A (zh) 复合喷射的航空重油发动机及航空器
CN105673281B (zh) 一种气/液双燃料缸内/缸外双喷射装置及控制方法
WO1993000504A1 (fr) Moteur a combustion interne a allumage par compression du type a injection directe
CN211666804U (zh) 一种具有夹气喷嘴的预燃系统及其内燃机
CN208763799U (zh) 重油发动机燃油喷射装置及航空发动机
CN107939517A (zh) 基于射流点火的发动机超高压缩比燃烧控制装置和方法
CN108468588A (zh) 航空重油发动机缸头总成及航空发动机
CN208763800U (zh) 缸内直喷的航空重油发动机及航空器
CN208294663U (zh) 重油发动机的缸头及航空发动机
CN108488018A (zh) 缸内直喷的航空重油发动机及航空器
CN208763745U (zh) 航空重油发动机缸头总成及航空发动机
CN208763763U (zh) 重油发动机的双火花塞缸头总成及航空发动机
CN102996223A (zh) 柴油机预混合燃烧系统
CN208793086U (zh) 复合喷射的航空重油发动机及航空器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20180928