[发明专利]一种活塞发动机的汽缸

说明书

技术领域

本发明涉及一种活塞发动机的汽缸，属于发动机技术领域。

背景技术

为了改善活塞发动机的性能，实现更大的功率输出、降低油耗以及提高稳定性，在热力学方面的主要方法就是不断提高发动机的压缩比，因此发动机各部件的工作负荷尤其是热负荷会越来越重，为保证发动机的可靠运行有拥有较长的寿命，需要采取有效措施对热端部件进行冷却，而活塞发动机热端部件的有效冷却与发动机的整体性能及重量的匹配在很大程序上成为了活塞发动机的发展瓶颈。

现有的冷却结构越来越复杂，但是冷却效果的提高幅度则相对缓慢得多。用燃料对发动机热端部件进行冷却是一种具有广阔应用前景的方案。采用柴油等吸热型碳氢燃料作为冷源具有非常巨大的优势，其热沉可分为两部分，一部分是物理吸热量，即显焓，另一部分是吸热化学反应引起的化学吸热量。

现有的发动机气缸，如图1所示，包括汽缸盖1、内壁2和外壁3，外壁3设置在内壁2外围，汽缸盖1与内壁2固定连接，以美国JP8军用航空煤油为例，1kg该煤油从常温298K加热到800K，吸热量达到1600kJ，吸热能力十分显著，而柴油的吸热能力则还要大一些。见He Huang，Louis J.Spadaccini，David R.sobel.[2004]，Fuel-Cooled ThermalManagement for Advanced Aeroengines.Journal of Engineering for Gas Turbinesand Power，Vlo.126，APRIL 2004。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有活塞发动机冷却结构复杂、能量利用率相对较低的问题，提出一种活塞发动机的汽缸。

本发明的一种活塞发动机的汽缸，包括汽缸盖、内壁和外壁，外壁设置在内壁外围，汽缸盖与内壁固定连接，在外壁和内壁之间设置冷却通道，所述的冷却通道加工再外壁，冷却通道的上端连接燃料进口，在冷却通道的下端连接燃料出口，所述的燃料出口和燃料进口均设置在外壁上，燃料从燃料进口进入冷却通道，流过冷却通道后，燃料温度增加，气缸温度降低，燃料从燃料出口流出。

所述冷却通道设置在外壁翅根的位置。

所述冷却通道呈螺旋状或者环状，当冷却通道为环状时候，将相邻的两个环之间连通。

所述的冷却通道的截面为矩形。

所述冷却通道的矩形截面宽为W，高为H，宽高比W∶H在0.3～1之间。

本发明的优点在于：

(1)本发明在汽缸外壁面采用螺旋或者环形槽进行换热可有效冷却发动机，使能量利用率提高10％以上；

(2)本发明中燃料在进入汽缸前被汽缸加热，提高燃料的雾化与气化性能，因而缩短了与空气的混合时间并提高混合水平，而混合的增强有助于促进点火和提高燃烧效率及功率输出，有效降低一氧化碳等有害气体的排放；

(3)汽缸与燃料通道的一体化有效减小活塞发动机的体积及重量，使微小型活塞发动机使用柴油等高热值的燃料成为可能。

附图说明

图1是背景技术中现有汽缸的结构示意图；

图2是本发明的汽缸结构示意图；

图3是本发明的汽缸的局剖结构示意图；

图4是图2中A部分的结构放大示意图。

图中：

1-汽缸盖    2-内壁    3-外壁    4冷却通道    5燃料出口6燃料进口

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明是一种活塞发动机的汽缸，如图2所示，包括汽缸盖1、内壁2和外壁3，外壁3设置在内壁2外围，汽缸盖1与内壁2固定连接，在外壁3与内壁2之间设置冷却通道4，所述的冷却通道4加工在外壁3上。冷却通道4呈螺旋状或者环状，当冷却通道4为环状时候，将相邻的两个环之间连通，如图3所示，在冷却通道4的上端连接燃料进口6，在冷却通道4的下端连接燃料出口5，所述的燃料出口5和燃料进口6均设者在外壁3上，燃料出口5与化油器联通。燃料从燃料进口6进入冷却通道4，流过冷却通道4后，从燃料出口5流出，进入化油器，所述的冷却通道4的截面为矩形，冷却通道4与汽缸外壁3整体加工，如图4所示，设矩形截面的宽为W，高为H，内壁2与外壁3之间的冷却通道4矩形截面的宽与高的比例根据发动机的整体性能而改变，截面尺寸W和H之比即宽高比对汽缸以及活塞发动机的整体使用性能等均会产生较大影响，本发明采用宽高比在0.3～1之间，得到非常有效的冷却效果，同时冷却通道4的燃料出口5的燃料温度也十分均匀，当宽高比大于2，冷却效果不明显。