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航空重油活塞发动机前景看好 但技术仍需突破

2021-01-06 18:56      责任编辑:何冰    来源:www.newsijie.com    点击:
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航空重油活塞发动机前景看好 但技术仍需突破

         发动机性能关乎飞机的整体性能。第二次世界大战前飞机动力无一不是活塞发动机,但主要是点燃式汽油机。航空汽油的燃烧性、雾化混合性以及低温流动性均较好,是目前航空活塞式发动机的主要燃料。但航空汽油的闪点低,饱和蒸气压高,易挥发,安全性较差。航空重油具有较高的闪点和挥发温度,安全性较高且易于存储和管理,因而航空重油的应用受到越来越高的重视,呈现快速发展的趋势。

        航空活塞式发动机的制造简单,使用经济,技术成熟,是250kW 以下轻小型航空器的主要动力装置。航空活塞式发动机目前使用的传统航空燃料包括航空汽油和航空重油。航空汽油的燃烧性、雾化混合性以及低温流动性均较好,是目前航空活塞式发动机的主要燃料。但航空汽油的闪点低,饱和蒸气压高,易挥发,遇明火及其它意外情况时很容易发生爆炸和燃烧,安全性较差,油料管理难度大,使其应用特别是在军用领域受到限制。

        新思界产业研究中心出具的《2020-2025年中国航空重油活塞发动机行业市场深度调研及发展前景预测报告 》显示,与传统的航空汽油活塞发动机相比,重油航空活塞发动机具有明显的优势:1、重油航空活塞发动机的安全性高。2、重油航空活塞发动机的燃料易得性好、后勤保障简易。3、重油航空活塞发动机的高度特性好。4、重油航空活塞发动机的通用性强、应用前景广阔。

        同时,热效率低、燃油消耗率高、震爆、启动困难、可靠性低等问题。点燃式活塞发动机热效率低,燃油消耗率和温室气体排放量较高。同时,重油的辛烷值较低,采用点燃式方案时会存在爆震问题。点燃式重油活塞发动机面临的另一个严峻问题是起动困难。最后,由于重油和汽油在运动粘度和挥发性等方面的差异,如仍采用原两冲程样机混合润滑的润滑方式,则活塞和气缸之间润滑不充分,易发生粘缸。

        其中,航空重油活塞发动机的技术难点主要集中在重油燃烧技术、爆震抑制技术和发动机冷起动技术3个方面。由于重油燃料固有的理化性质和航空活塞发动机的燃烧机理使航空重油活塞发动机的开发和研制工作也面临着很多的挑战。

        国内的研究机构当中,清华大学航空发动机研究院致力于压燃式重油航空活塞发动机的研发工作,坚持基础研究与整机设计并重,该研究院于2009年12月在华泰圣达菲SUV汽车(压燃式D4EA高压共轨发动机,2.0L)上燃用RP-3航空煤油进行了验证性实验。该车燃用纯的RP-3航空煤油或者燃用RP-3与柴油按照任意比例掺混而成的燃油时,其冷起动性能、动力性以及排放性能没有明显变化。
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