一种小功率等级航空活塞发动机的制作方法

1.本实用新型涉及发动机技术领域，尤其涉及一种航空重油活塞发动机。


背景技术：

2.活塞航空发动机是为航空器（飞机、直升机、气艇等）提供飞行动力的往复式内燃机，目前使用的压燃式航空重油活塞发动机基本都是四冲程，与汽油相比，重油具有粘度大、闪点高特点，运输和存储安全可靠，且在航空、舰载等军事领域油料通用，可简化保障。但重油粘度大，流动性能差，低温时雾化蒸发效果差，考虑航空发动机轻量化要求，四冲程发动机冷却采用风冷居多，以减少发动机内部型腔的复杂设计。合适的动力和功重比很重要， 两冲程活塞发动机大多采用化油器供油方式，而直接采用现有化油器很难保证重油的可靠雾化和合理燃烧。因此二冲程发动机机采用曲轴箱进气，并且采用润滑油掺入到燃油中对发动机进行润换，扫气、润滑、冷却等结构复杂，功重比较高，但仅限于小功率汽油航空发动机。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑，功重比高，可靠性好，可以为所有运动面供油润滑的活塞发动机。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种小功率等级航空活塞发动机，包括发动机机匣壳体，活塞，气缸筒、气缸头，所述机匣壳体为曲面过渡结构，其上设置有曲轴槽用于安装曲轴，机匣壳体内安装有齿轮驱动的启动电机、齿轮驱动的交流发电机和两个齿轮驱动的磁电机，所述曲轴通过曲轴齿连接有启动电机齿轮，所述曲轴上固定有四个曲柄，每个曲柄上安装连杆，每根连杆远离曲轴的一端安装有活塞，所述活塞，气缸筒、气缸头共同组成发动机的燃烧室，所述活塞一端伸入发动机气缸，所述发动机气缸有四个水平对置的气冷气缸；所述机匣壳体还设置有凸轮轴槽，用于安装凸轮轴，所述凸轮轴与液压挺柱连接，所述液压挺柱一端连接有顶杆，所述顶杆连接有摇臂，所述摇臂连接有气门，所述凸轮轴通过液压挺柱、顶杆、摇臂来控制气门开合。
5.所述曲轴槽中还设置有曲轴槽出油孔，油路中液压从曲轴槽出油孔进入曲轴与机匣壳体的连接处；所述凸轮轴槽中设置有凸轮轴槽出油孔，油路中液压从凸轮轴槽出油孔进入凸轮轴与机匣壳体的连接处。
6.所述机匣壳体内还设置有液压挺柱孔用于安装液压挺柱，所述液压挺柱孔内部还设置有液压挺柱出油孔，油路中液压从液压挺柱出油孔进入液压挺柱与机匣壳体的连接处；所述曲轴槽轴线下侧还设置有气缸孔，用于安装气缸，所述曲轴槽轴线上侧设置有液压挺柱孔及凸轮轴槽，所述曲轴槽，凸轮轴槽及液压挺柱孔之间的连接为曲面过渡连接。
7.所述发动机机匣壳体分为左匣体和右匣体。
8.所述左匣体和右匣体对称安装，形成四个水平对置的气缸孔，安装四个水平对置的气冷气缸。
9.所述气缸筒周围设置有散热翅片，所述气缸筒上部设置有连接螺纹，所述气缸筒下部设置有连接法兰，气缸筒上部内径小于下部内径，还包括导向内壁和气缸稳定壁，所述导向内壁用于限制活塞运动，所述气缸稳定壁用于稳定气缸头的运动。
10.所述气缸头周围缠绕设置有散热片，所述散热片为翅片结构，所述散热片上方设置有一进气口和一排气口，所述进气口与发动机进气管相连，所述排气口与发动机排气管相连；所述气缸头上部设置有一组气门孔，分别与进气口和排气口连通；所述气缸头主体上部还设置有摇臂支架，所述摇臂支架周围还设置有连接法兰，所述连接法兰上设置有一组顶杆孔。
11.本实用新型活塞发动机通过启动电机为曲轴提供初始动力，曲轴旋转后通过齿轮带动凸轮轴转动，凸轮轴通过液压挺柱、顶杆、摇臂来控制气门开合。同时曲轴通过连杆带动活塞在气缸里做往复运动。然后气缸通过吸气冲程、压缩冲程、动力冲程、排气冲程来为活塞提供动力。该发动机压缩比为8.5:1，活塞位移3.29l，该发动机结构紧凑，缩小了发动机的安装尺寸，功重比高。为了让曲轴、凸轮轴、摇臂这些有运动的部件与其他部件配合时摩擦力尽量减小，为发动机配备了液压泵，并配套了相应的油路，为所有运动面供油润滑。
附图说明
12.图1为本实用新型小功率等级航空活塞发动机结构示意图；
13.图2为本实用新型曲轴连杆机构结构示意图；
14.图3为本实用新型航空活塞发动机左、右机匣结构示意图（左右为对称结构）；
15.图4为本实用新型活塞结构示意图；
16.图5为本实用新型气缸筒结构示意图；
17.图6为本实用新型气缸头结构示意图；
18.图7为本实用新型液压挺柱装配结构图；
19.图8为本实用新型电机装配结构图；
20.图9为本实用新型气缸分布图；
21.图10为本实用新型气缸头剖面图；
22.图中：发动机机匣壳体-1，活塞-2，气缸筒-3，气缸头-4，曲轴槽-5，曲轴-6，启动电机齿轮-7、交流发电机齿轮-8，磁电机齿轮-9，曲柄-10，连杆-11，凸轮轴槽-12，凸轮轴-13，液压挺柱-14，顶杆-15，摇臂-16，气门-17，曲轴槽出油孔-18，凸轮轴槽出油孔-19，液压挺柱孔-20，气缸孔-21，气缸筒圆柱形本体-22，散热翅片-23，连接螺纹-24，连接法兰-25，气缸头主体-26，进气口-27，排气口-28，气门孔-29，发动机-30。
具体实施方式
23.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
24.如图1-8所示，一种小功率等级航空活塞发动机，包括发动机机匣壳体1，活塞2，气缸筒3、气缸头4，所述机匣壳体为曲面过渡结构，其上设置有曲轴槽5用于安装曲轴6，机匣
壳体内安装有齿轮驱动的启动电机、齿轮驱动的交流发电机和两个齿轮驱动的磁电机（图中显示的为启动电机齿轮7、交流发电机齿轮8，磁电机齿轮9），所述曲轴通过曲轴齿连接有启动电机齿轮，所述曲轴6上固定有四个曲柄10，每个曲柄上安装连杆11，每根连杆远离曲轴的一端安装有活塞2，所述活塞，气缸筒、气缸头共同组成发动机的燃烧室，所述活塞一端伸入发动机气缸，所述发动机气缸有四个水平对置的气冷气缸；所述机匣壳体还设置有凸轮轴槽12，用于安装凸轮轴13，所述凸轮轴13与液压挺柱14连接，所述液压挺柱14一端连接有顶杆15，所述顶杆15连接有摇臂16，所述摇臂连接有气门17，所述凸轮轴通过液压挺柱、顶杆、摇臂来控制气门开合。
25.所述曲轴槽5中还设置有曲轴槽出油孔18，油路中液压从曲轴槽出油孔进入曲轴与机匣壳体的连接处；所述凸轮轴槽12中设置有凸轮轴槽出油孔19，油路中液压从凸轮轴槽出油孔进入凸轮轴与机匣壳体的连接处。
26.所述机匣壳体内还设置有液压挺柱孔20用于安装液压挺柱，所述液压挺柱孔内部还设置有液压挺柱出油孔，油路中液压从液压挺柱出油孔进入液压挺柱与机匣壳体的连接处；所述曲轴槽轴线下侧还设置有气缸孔21，用于安装气缸，所述曲轴槽轴线上侧设置有液压挺柱孔及凸轮轴槽，所述曲轴槽，凸轮轴槽及液压挺柱孔之间的连接为曲面过渡连接。
27.所述发动机机匣壳体分为左匣体和右匣体，通过曲轴槽，凸轮轴槽及液压挺柱孔内部的油孔和油路连接设计，为发动机内所有运动处的部件提供润滑和冷却，曲轴槽，凸轮轴槽及液压挺柱孔之间的连接为曲面过渡连接形成基座，为发动机的所有部件提供基座，简化了设计结构，减轻了机匣重量。
28.所述左匣体和右匣体对称安装，形成四个水平对置的气缸孔，安装四个水平对置的气冷气缸。
29.所述气缸筒圆柱形本体22周围设置有散热翅片23，所述气缸筒圆柱形本体上部设置有连接螺纹24，所述气缸筒圆柱形本体下部设置有连接法兰25，气缸筒圆柱形本体上部内径小于下部内径，还包括导向内壁和气缸稳定壁，所述导向内壁用于限制活塞运动，所述气缸稳定壁用于稳定气缸头的运动。
30.如图10所示，所述气缸头主体26周围缠绕设置有散热片，所述散热片为翅片结构，所述散热片上方设置有一进气口27和一排气口28，所述进气口与发动机进气管相连，所述排气口与发动机排气管相连；所述气缸头主体上部设置有一组气门孔29，分别与进气口和排气口连通；所述气缸头主体上部还设置有摇臂支架（连接摇臂16），所述摇臂支架周围还设置有连接法兰，所述连接法兰上设置有一组顶杆孔，在发动机工作时，使液压挺柱形成了一个刚性结构，可以实时地消除磨损带来的传动链间隙，传递凸轮轴的信息，液压挺柱发动机未工作，（无滑油压力）此时液压挺柱处于弹性状态。
31.凸轮轴与曲轴通过齿轮连接获得动力，依次控制四个气缸的行程。
32.如图9所示，发动机30有四个水平对置的气冷气缸，两个在左侧，两个在右侧。在进气行程期间，航空燃料和空气被吸入气缸，汽油与空气混合物被点燃后，膨胀的气体使活塞在动力行程中向内移动，最后进行排气行程。
33.本实用新型活塞发动机通过启动电机为曲轴提供初始动力，曲轴旋转后通过齿轮带动凸轮轴转动，凸轮轴通过液压挺柱、顶杆、摇臂来控制气门开合。同时曲轴通过连杆带动活塞在气缸里做往复运动。然后气缸通过吸气冲程、压缩冲程、动力冲程、排气冲程来为
活塞提供动力。该发动机压缩比为8.5:1，活塞位移3.29l，该发动机结构紧凑，缩小了发动机的安装尺寸，功重比高。为了让曲轴、凸轮轴、摇臂这些有运动的部件与其他部件配合时摩擦力尽量减小，为发动机配备了液压泵，并配套了相应的油路，为所有运动面供油润滑。