CN212376778U - 一种航空发动机三点火气缸 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种航空发动机三点火气缸，包括缸体和缸盖，缸盖上安装有三个火花塞，每个火花塞分别独立地依次连接一个高压包和一个点火器，三个点火器的信号输入端合路后连接触发单元；缸盖内表面设有一凹陷空间，三个火花塞的中心电极对应凹陷空间的中心。本实用新型基于航空发动的特殊要求，提高了点火能量，使燃烧室内燃油燃烧速度快，功率提高，最终有效降低油耗；其选用的火花塞具有良好的清除积炭作用，三个火花塞的组合有效解决了积碳引起的断火和熄火问题；经检测，该气缸应用于无人机发动机上，功率提高3%，节油5%，特别是在点火可靠性方面，实现100%点火成功率。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机发动机领域，具体地说涉及一种航空发动机三点火气缸。
背景技术
传统点火系统一般包括火花塞、高压包、点火器、触发传感器等部件。航空发动机因可靠性、燃油经济性等方面的要求，往往需要对其具体结构进行改进。现有的航空发动机为提高点火可靠性，缸盖通常布置有一至两个火花塞用于发动机点火，由触发信号给点火器，点火器输出到高压包，再通过火花塞电极间隙放电，产生电火花，点燃发动机燃烧室内高压可燃气，从而驱动发动机运转做功。
但采用单火花塞点火能量小，容易积碳并引起发动机断火，点火可靠性差，造成发动机转速不稳甚至熄火。即使采用双火花塞设计，仍然存在点火可靠性不足的问题，不能满足发动机点火可靠性的要求。
发明内容
发明目的：本实用新型的目的是提供一种基于三火花塞点火，有效降低发动机启动和运行油耗并提高点火成功率的航空发动机气缸。
技术方案：为了实现上述发明目的，本实用新型的一种航空发动机三点火气缸，包括缸体和缸盖，所述缸盖上安装有三个火花塞，每个火花塞分别独立地依次连接一个高压包和一个点火器，三个点火器的信号输入端合路后连接触发单元；所述缸盖内表面设有一凹陷空间，三个点火器的中心电极对应凹陷空间的中心。所述的凹陷空间加厚了三个火花塞的安装高度，不仅有利于点火，而且可有效防止泄漏和机械干涉。
本实用新型的凹陷空间的设计为部分球面凹陷型，缸盖内表面呈球形弧面，所述三个火花塞安装于缸盖时呈一定倾角，使插入凹陷空间内的火花塞中心电极向中心聚拢个，极大地提高了点火成功率。同时，点火能量也会加倍增加，较强的点火能量会让混合气体燃烧充分，从而减少积碳产生，减少了维护次数和维护成本。本实用新型的火花塞与球面的切面呈垂直状态，从侧扫气道进来的混合气直接抵达火花塞中心，通过左中右三个火花塞同时点火，使得点火效率最高，点火能量最强，燃烧最充分，产生不合格废气最少。
所述三个火花塞呈直线排列，其中一个火花塞设于缸盖中心，另外两个火花塞对称安装于中心火花塞两侧。
进一步地，位于两侧的两个火花塞之间夹角为60-75°。优选地，位于两侧的两个火花塞之间夹角为68°，该角度结合前述凹陷空间的设计，有利于将三路脉冲高压电聚集在一处，有效提高了三火花塞点火效率。从纵剖面上来看，所述凹陷空间形成的弧面所在扇形角度与两侧火花塞夹角是相对应的。
所述火花塞的直径符合产品设计需求，优选热值≧8 类型的火花塞；更优选地，所述火花塞型号为NGK BR8HSA，该火花塞螺纹公径14mm，螺纹长度12.7mm，热值8的阻尼电阻型火花塞。
进一步地，所述触发单元包括无触点触发器和触发凸台。所述触发器为雅马哈ZY100T触发器；触发凸台设于磁电机转子上。触发器与触发凸台为无接触电磁感应连接，触发器内有缠绕线圈的磁铁，当凸台扫过触发器，引起磁场变化，感应线圈输出8~16V脉冲电压，作为点火器触发信号。
本实用新型的无触点触发器电磁感应到触发凸台后，输出触发信号给三路点火器，每一路点火器输出给同路的高压包变换为高压，输出到缸盖上对应的火花塞，产生点火火花，完成发动机点火。
有益效果：本实用新型的三点火气缸基于航空发动机的可靠性、燃油经济性等要求，提高了点火能量，使燃烧室内燃油燃烧速度快，功率提高，最终有效降低油耗；其选用的火花塞具有良好的清除积炭作用，凹陷空间和三个火花塞的组合有效解决了积碳引起的断火和熄火问题；经检测，该气缸应用于无人机发动机上，功率提高3%，节油5%，特别是在点火可靠性方面，实现100%点火成功率。
附图说明
图1是本实用新型发动机三点火气缸缸盖的侧视图；
图2是本实用新型发动机三点火气缸缸盖的俯视图；
图3是本实用新型发动机三点火气缸的点火结构连接示意图；
图4是本实用新型燃烧室上端的纵剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步说明。
实施例1
一种航空发动机三点火气缸，包括缸体1和缸盖2，缸盖2上安装有三个火花塞3，每个火花塞3分别独立地依次连接一个高压包4和一个点火器5，三个点火器5的信号输入端合路后连接触发单元；缸盖2内表面设有一凹陷空间6，三个火花塞3的中心电极对应凹陷空间6的中心。凹陷空间6加厚了三个火花塞3的安装高度，不仅有利于点火，而且可有效防止泄漏和机械干涉。
作为本实施例，三个火花塞3呈直线排列，其中一个火花塞3设于缸盖2中心，另外两个火花塞3对称安装于中心火花塞3两侧。除本实施例左右对称分布以外，在其他的实施例中，三个火花塞3还可以呈中心对称分布。
进一步地，位于两侧的两个火花塞3之间夹角为60-75°。优选地，位于两侧的两个火花塞3之间夹角为68°，该角度结合前述凹陷空间6的设计，有利于将三路脉冲高压电聚集在一处，有效提高了三火花塞3点火效率。从纵剖面上来看，凹陷空间6形成的弧面所在扇形角度与两侧火花塞3夹角是相对应的。
火花塞3的类型包括但不限于火花塞3螺纹直径小于15mm、热值≧8 类型的火花塞3，优选地，火花塞3型号为NGK BR8HSA，该火花塞3螺纹公径14mm，螺纹长度12.7mm，热值8的阻尼电阻型火花塞3。
触发单元包括无触点触发器7和触发凸台8。触发器7为雅马哈ZY100T原装触发器7；触发凸台8设于磁电机转子9上。触发器7与触发凸台8为无接触电磁感应连接，触发器7内有缠绕线圈的磁铁，当凸台扫过触发器7，引起磁场变化，感应线圈输出8~16V脉冲电压，作为点火器5触发信号。
点火原理：无触点触发器7电磁感应到触发凸台8后，输出触发信号给三路点火器5，每一路点火器5输出给同路的高压包4变换为高压，输出到缸盖2上对应的火花塞3，产生点火火花，完成发动机点火。
实施例2
利用转速传感器进行转速物理量的测量，单位时间内运行发动机对燃油的质量与容积进行测量得到单位时间内该发动机的容积油耗与质量油耗，进而得到其燃油消耗率，最后利用测功机测得该发动机各个转速下的功率。
利用实施例1所述的三点火气缸进行上述参数的测量，另选一组点火系，与实施例1的区别在于选用单火花塞点火，且气缸缸盖内表面没有凹陷空间，两者的对比实验数据参考表1、表2所示。
经检测，在上述实验条件下，基于实施例1的三点火气缸应用于无人机发动机上，与单点火气缸相比较，在不同转速条件下，其功率与燃油消耗率皆有不同程度的提升与改善，其中，功率提高幅度在2%-3%，节油效果提升5%左右，特别是在点火可靠性方面，实现100%点火成功率。
Claims (6)
1.一种航空发动机三点火气缸，包括缸体和缸盖，其特征在于：所述缸盖上安装有三个火花塞，每个火花塞分别独立地依次连接一个高压包和一个点火器，三个点火器的信号输入端合路后连接触发单元；所述缸盖内表面设有一凹陷空间，三个火花塞的中心电极对应凹陷空间的中心。
2.根据权利要求1所述的一种航空发动机三点火气缸，其特征在于：所述三个火花塞呈直线排列，其中一个火花塞设于缸盖中心，另外两个火花塞对称安装于中心火花塞两侧。
3.根据权利要求2所述的一种航空发动机三点火气缸，其特征在于：位于两侧的两个火花塞之间夹角为60-75°。
4.根据权利要求3所述的一种航空发动机三点火气缸，其特征在于：所述火花塞为热值≧8的阻尼电阻型火花塞。
5.根据权利要求1所述的一种航空发动机三点火气缸，其特征在于：所述触发单元包括无触点触发器和触发凸台。
6.根据权利要求5所述的一种航空发动机三点火气缸，其特征在于：触发凸台设于磁电机转子上。
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