简析四冲程航空活塞发动机

工作原理

活塞式航空发动机通过燃烧气体作用在活塞(与旋转的曲轴相连)上的压力产生动力。在一个典型的奥托循环(以该循环的发现和证明人命名)里，曲轴每转一圈火花塞就会点燃。

往复活塞式四冲程汽油机是德国人奥托在大气压力式发动机基础上，于1876年发明并投入使用的。

四冲程航空活塞发动机是由4个活塞行程组成，即进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程。

产品优势

目前主流的四冲程航空活塞发动机，比如LIMBACH-L2400DX等，普遍具有涡轮增压功能，因此具备较高的可靠性和良好的高空性能。L2400 DX型发动机是水平对置四汽缸、四冲程、汽缸头液冷、燃油电喷供油、双点火系统、自动高度补偿、涡轮增压、排量约2400毫升的活塞发动机。该型发动机压比为8:1，起飞功率为118kw，最大转速为3000rpm，冷却液温度限制为110℃，滑油温度限制为120℃，干重为86kg。

林巴赫L2400DX

与二冲程航空活塞发动机相比之下，四冲程航空活塞发动机分为进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程，燃油经济性比二冲程要好，功率也可以比二冲程航空活塞发动机功率更高。

技术发展

特别是得益于汽车工业技术的发展，小型高转速的废气涡轮增压器大量涌现，涡轮增压技术(和机械增压技术)也已经在四冲程航空活塞发动机得到应用，单级增压技术已经比较成熟。

涡轮增压技术的使用，提高了发动机的输出功率，实现了高海拔发动机的功率恢复，从而使无人机的飞行速度和实用升限得以明显提高。

研究表明，带一级增压的活塞发动机在5000米空中可以保持其最大功率持续工作，但超过8000米以上的高空运行仍无法满足进气需求量，造成动力输出不足甚至引发熄火。而二级增压则可以将这一高度提高到11000米(NASA研究的三级增压，甚至可以将航空活塞发动机的飞行高度提高到24000米)。

应用前景

据了解，未来十年，活塞发动机累计需求总量将超3.3万台，占60%以上通用飞机及无人机动力市场，总价值约30亿美元，而低空空域的开放也将进一步刺激通用飞机及无人机对涡轴、活塞等发动机的需求量。

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