[发明专利]重油发动机的双火花塞缸头总成及航空发动机

说明书

本发明公开了一种重油发动机的双火花塞缸头总成及航空发动机，包括缸头，所述缸头上安装由火花塞Ⅰ和火花塞Ⅱ形成的双火花塞，本发明具有较高的点火能量，特别是配合以充分雾化和均匀混合后的重油燃料，能够使得重油实现较为充分的高效的组织燃烧，利于重油的高效燃烧，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，更能体现出高效、环保的特性。

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双火花塞缸头总成及航空发动机。

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；传统的重油发动机基本采用压燃的燃烧方式，需要缸体承受较大的压力，从而增加缸体的整体重量，笨重的总体并不能适用于无人机等小型飞行机械；同时，无法实现重油的高效的燃烧，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高效的组织燃烧，减轻重油发动机的整体重量，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，适用于无人机等小型飞行机械。

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双火花塞缸头总成以及航空重油发动机，具有较高的点火能量，能够使得重油实现较为充分的高效的组织燃烧，减轻重油发动机的整体重量，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，适用于无人机等小型飞行机械。

本发明的重油发动机的双火花塞缸头总成，包括缸头，所述缸头上安装由火花塞Ⅰ和火花塞Ⅱ形成的双火花塞；大大提高点火能量，利于重油的高效燃烧，特别是配合以充分雾化和均匀混合后的重油燃料，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，更能体现出高效、环保的特性。

进一步，所述缸头上还加工有预燃烧室，所述预燃烧室为沿着火花塞点火方向的拉瓦尔喷管结构，所述拉瓦尔喷管结构的喷射口连通燃烧室；预燃烧室工作过程是，在混合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。

进一步，所述火花塞Ⅰ位于燃烧室顶部的中间位置或附近，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，还包括用于向燃烧室内直接喷射燃油的燃油喷射组件；缸内直喷的结构结合双火花塞点火方案，在保证后期直喷进入燃烧室后形成较为更充分的雾化后，较高的点火能量利于实现重油的充分燃烧和利用。

进一步，所述燃油喷射组件与火花塞Ⅱ分列于火花塞Ⅰ两侧；所述油气混合喷嘴的喷射方向为16°-20°；火花塞Ⅱ的点火夹角为40°-50°；该结构使得缸内直喷进入的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；油气混合喷嘴的喷射方向更能适应于重油的雾化性质以及适应双火花塞的点火方式，利于组织点火以及最终得充分燃烧。