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DH4煤油发动机概况

本刊记者（以下简称记）：潘工，您好！目前贵公司研制有哪些型号的航空煤油发动机？

潘钟键工程师（以下简称潘）：主要是DH4系列发动机，根据匹配不同的增压器可分为160马力、180马力、200马力三种型号，其中的180马力发动机是主要型号。

记：你们的发动机取名为DH4，它代表着什么样的意义？

潘：DeltaHawk（三角鹰）公司的英文缩写，4代表的是发动机的气缸数。

记：发动机的研制周期都很长，你们研发的D H4煤油发动机研制周期有多长？有什么技术难点？

潘：DH4煤油发动机是我们公司和美国公司合作共同研发的。目前研发这款发动机美方已经花了近17年的时间，前期4缸研发主要由三角鹰公司完成，后期6缸及8缸系列的发动机将交由我公司研发。

它的技术难点在于DH4煤油发动机使用的材料和加工制造工艺的困难、发动机如何降低噪音等问题。对于这些技术难点，我们还需要慢慢的积累经验，然后进行逐步攻克。

军民两用市场广阔

记：目前你们研发的DH4煤油发动机在军（警）用方面有什么优势？

潘：主要在军用发动机领域和无人机领域都具有良好的发展前景。它的优势在于DH4煤油发动机可以垂直安装在直升机上，并采用价格较低的煤油（柴油）作为统一的燃料，由于煤油发动机采用压燃的方式进行燃烧，减少了复杂的电磁点火系统，进而可以避免在战争中使用电磁信号对通信系统的干扰，以及外界电磁信号对发动机的影响。

记：DH4煤油发动机在民用方面使用的范围有哪些？

潘：民用方面主要就是应用于航空领域。在发动机低功率使用范围内，DH4系列发动机可用于4座轻型运动类飞机，在高功率使用范围内可用于6座单发动机或12座双发动机固定翼飞行器及4座直升机。另外它也可用于船舶、便携式发电机、便携式泵、探矿装置及其他发动机体积和重量有严格限制的领域。

结构简单 设计精简

记：请您详细谈谈DH4煤油发动机是由哪几部分组成？它的体积、重量是多少？

潘：DH4煤油发动机由发动机主体部分、曲轴连杆机构、喷油系统、增压系统、冷却系统、润滑系统及其他附件等组成。该发动机长为524毫米、宽为586毫米、高为831毫米。如果把起动机、机油泵、燃油泵、水泵、涡轮增压器及发动机内部所有管路的重量都考虑在内，其总重量仅为148千克。

记：通过这样的结构设计，在减重方面取得了怎样的显著效果？

潘：我们研发的DH4煤油发动机具有尺寸较小，结构紧凑的特点，与其他同类型发动机相比零部件有所减少，这使得发动机在维护性和可靠性方面大幅度提升。与同类型汽油发动机相比，它的燃油消耗量可以减少为40%，与涡轮航空发动机相比，燃油消耗量可减少为75%，并且这款发动机在燃烧时不含铅元素。

记：DH4煤油发动机在降低损耗方面有没有独特之处？

潘：发动机的机械损耗主要由摩擦损耗和附件损耗两部分组成，而燃烧压力的分布和压力的传递形式是影响机械损耗的决定性因素。为了改善燃烧压力的分布情况，首先采用了国际上先进航空重油（重油是原油提取汽油、柴油后的剩余重质油，其特点是分子量大、粘度高）发动机的气口布置形式，其次对其气流和燃油喷雾通过计算机模拟与活塞头部的燃烧室进行合理的匹配设计，从而很好地优化换气效果和燃烧效果；为了改善压力的传递形式，我们优化了曲轴连杆长度，在润滑方面，发动机采用齿轮泵供油方式进行润滑，而齿轮泵采用干式油底壳系统，活塞由喷油进行冷却，因此不会缺乏对活塞和活塞销的润滑。

记：你们的发动机爬升高度大概能有多少？

潘：飞机爬升的高度与所搭载的机型、发动机型号有关系，因此不同型号的发动机，飞机的爬升高度也不同。由于航空煤油发动机普遍带涡轮增压器，因此具有很高的爬升率。目前160马力发动机搭载在某型号飞机上，满功率飞行高度可达5000多米。

油耗很低燃油经济性好

记：DH4煤油发动机在油耗使用方面很低，它是怎么做到的？

潘：DH4煤油发动机是一款使用煤油或者其他重油作为燃料的发动机，因此具有燃油经济性好的优势。为了提高燃烧效率，这就需要燃油喷射系统、进气系统和燃烧室结构三方面的匹配，以促进缸内混合气体的形成。燃油喷射系统包括一个燃油供油主泵和四个高压机械式喷油泵，主泵输出的燃油被压至喷油泵，这样就增加了燃油最终喷射的压力。为了提高发动机的可靠性，使每个循环内缸内喷油正常，喷油系统全部采用了机械控制的方式，另外，一些特殊的应用场合也可以更换为电磁控制喷油的方式。进气系统采用混合扫气的方式，这种扫气方式有利于在缸内形成小涡流驱赶燃烧废气，并促进燃油的雾化。燃烧室的形状近似“W”形，这种特殊的燃烧室形状有利于形成缸内紊流，促进燃油与空气混合，从而提高缸内燃烧效率，也就大大降低了发动机的油耗。

记：您公司为什么会选择煤油发动机作为研究对象？

潘：目前，国内航空发动机大多使用的都是价格昂贵的航空汽油，我们之所以选择煤油发动机作为研究对象是因为煤油燃点较低而且很容易获得，在安全方面具有很好的优势，价格也远低于航空汽油，因此具有很高的经济适用性。我们研制的DH4煤油发动机可以使用航空煤油以及柴油作为燃料，甚至在一些特殊场合可以使用生物燃油或者合成燃油作为燃料，因此对环境保护具有重要意义。

前景看好

记：未来像DH4煤油发动机会取代现今使用的航空汽油发动机吗？

潘：与汽油发动机相比，煤油发动机在燃油经济性、耐久性、可靠性、安全性等方面具有很大优势，可很好的满足小型无人直升机高空性和续航时间长等要求。目前，随着一些新技术、新材料的出现，如高压共轨技术、缸内直喷技术以及一些高性能复合材料的研发，煤油发动机的优势进一步明显，而航空汽油发动机在使用成本和使用场合等方面已经受到很多限制，因此，可以说在未来发展中煤油发动机取代航空汽油发动机是必然的趋势。

记：请您谈谈DH4煤油发动机的未来发展趋势是怎样的？

潘：目前，DH4煤油发动机的很多性能都已超越其他公司生产的同类型发动机，但是对于DH4煤油发动机来说还有很多提升的空间。首先在保证发动机轻量化的前提下提高发动机的可靠性能，保证发动机即使在恶劣的工作方式下各部件也能正常运行，而不会因强度问题破裂；其次，发动机增压系统的匹配也极为重要，目前DH4煤油发动机已经采用机械增压与涡轮增压相结合的增压方式，但是远远不及汽油发动机的爬升高度；第三，发动机喷雾燃烧技术的研究也极为重要，由于受到煤油自身粘度大、流动性差等影响，发动机的喷雾效果仍不够理想，这将会影响发动机的整体性能。因此对于DH4煤油发动机来说，要想让其性能达到最佳，除了需要对很多方面进行优化外，还需要让组成发动机系统的各个子系统实现良好的匹配，才能更大的发挥DH4煤油发动机的性能优势。

记：谢谢您接受我们的采访。