本發(fā)明屬于航空發(fā)動機噴嘴領域，具體涉及一種焊接結構式發(fā)動機燃油噴嘴。

背景技術：

航空發(fā)動機是一種高度復雜和精密的熱力機械，為航空器提供飛行所需動力的發(fā)動機。作為飛機的心臟，被譽為“工業(yè)之花”，它直接影響飛機的性能、可靠性和經(jīng)濟性，是一個國家科技、工業(yè)和國防實力的重要體現(xiàn)。

燃油噴嘴作為航空發(fā)動機燃燒室的重要組成部分，其高品質和穩(wěn)定可靠的性能對于航空發(fā)動機都具有重要意義，其工作性能直接影響發(fā)動機的功率、燃油經(jīng)濟性以及可靠性。作為燃油噴射系統(tǒng)的終端，噴嘴的結構和幾何參數(shù)是影響燃油流動特性、性能指標、噴霧質量的關鍵因素，最終影響發(fā)動機燃燒室效率和性能指標。

目前在發(fā)動機噴嘴領域應用最廣的是雙路雙室離心式燃油噴嘴，但是這類噴嘴殼體都是采用鑄造成型，其加工成本高，加工時的廢品率也高，同時制造周期長，而且產(chǎn)品的使用壽命短。并且噴嘴打開時間長，造成霧化所需油壓較高，噴嘴霧錐的穩(wěn)定性較差，同時噴嘴的噴霧錐角隨燃油流量增大而減小，造成噴嘴的噴霧效率降低，尤其是在壓力霧化式噴嘴中尤為明顯。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是現(xiàn)有雙路雙室離心式燃油噴嘴的鑄造成型噴嘴殼體重量重，制造周期長，成本高，而且噴嘴打開時間長，造成霧化所需油壓較高，噴嘴霧錐的穩(wěn)定性較差，噴嘴的噴霧效率降低，因此設計了一種焊接結構式發(fā)動機燃油噴嘴，該燃油噴嘴的噴嘴接頭與噴嘴主體分別使用棒料機加成型，再通過焊接得到噴嘴殼體，降低成本，噴嘴殼體重量輕，且強度、壽命、材料內部質量遠優(yōu)于同等材料的精鑄件，有效降低燃油噴嘴制造難度和縮短制造周期減少，霧錐打開時間短，霧化所需油壓低，噴嘴霧錐穩(wěn)定性較好，能夠克服壓力霧化式噴嘴的噴霧錐角隨燃油流量增大而減小的缺點。

本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種焊接結構式發(fā)動機燃油噴嘴，包括噴嘴殼體，所述噴嘴殼體上設置有與噴嘴殼體內部連通的噴口組件，噴口組件上安裝有用于壓緊噴口組件并提供吹除噴口表面積碳和冷卻作用的壓緊機構，所述噴口組件中設置有若干條貫穿噴口組件內外壁且呈傾斜狀并形成螺旋結構的旋流槽。目前在發(fā)動機噴嘴領域應用最廣的是雙路雙室離心式燃油噴嘴，這類燃油噴嘴的噴嘴殼體雖然也包括噴嘴主體以及噴嘴接頭，但是噴嘴主體和噴嘴接頭都是直接為整體結構，采用鑄造的方式成型，即便是采用精鑄件，其重量也重，鑄造件由于工藝質量以及材料成型特點等原因，在強度、壽命以及材料內部質量等方面都受到限制，同時由于噴嘴殼體的結構復雜，鑄造成型難度大，制造周期長，一般都只能大批量制造才能降低成本，而雙路雙室離心式燃油噴嘴的使用有時候是小批量，這樣制造成本太高就降低了產(chǎn)品的競爭力，噴口組件是燃油噴嘴的現(xiàn)有部件，其用于實現(xiàn)將燃油形成霧錐噴出，但是在噴嘴中燃油引出時會與壁面進行碰撞，其引出位置單一，燃油與引出通道本身也存在碰撞，存在阻擋作用，進一步降低了燃油引出壓力，最終形成的旋流會隨著旋流路徑而產(chǎn)生減緩，造成霧錐結構不穩(wěn)定，打開時間較長，尤其是在壓力霧化式噴嘴中還容易存在加大燃油量后反而噴霧錐角隨燃油流量增大而減小的現(xiàn)象，造成得不償失，進一步影響航空發(fā)動機工作效率，存在很大的安全隱患。而本方案設計的焊接結構式發(fā)動機燃油噴嘴，噴嘴接頭與噴嘴主體分別使用棒料機加成型，再通過焊接得到噴嘴殼體，噴嘴殼體重量低于精鑄件，且強度、壽命、材料內部質量遠優(yōu)于同等材料的精鑄件，有效降低燃油噴嘴制造難度和縮短制造周期減少，尤其在小批量制造具有顯著成本優(yōu)勢。焊接的方式能夠將各個部件形成流水線分別加工，解決了整體鑄造時結構復雜難以成型的缺陷，焊接采用滿焊的方式，將焊點連接形成噴嘴接頭與噴嘴主體焊縫無間隙，這樣在燃油通過時不會從焊縫處泄漏，同時還將主噴口、副噴口和主旋流器形成的噴口組件中，主旋流器與副噴口構成副路旋流室，主噴口和副噴口構成主路旋流室，旋流槽設置在主旋流器上，并貫穿主旋流器的內外壁，還將旋流槽與主旋流器外壁貫穿的端頭同時與主旋流器的頂端連通，而旋流槽的數(shù)量優(yōu)選為四條，將四條旋流槽沿著主旋流器的中心線均勻分布在主旋流器上。旋流槽的具體數(shù)量根據(jù)實際需求進行設定，但是至少為兩條，旋流槽為兩條時其沿著主旋流器的中心線對稱設置，旋流槽為兩條以上時，就需要將旋流槽沿著主旋流器的中心線均勻分布在主旋流器上，這樣形成的旋流在各處能夠保持很強的力度，獲得油壓補償，形成較大的內外壓差，獲得穩(wěn)定的霧錐，其霧化所需油壓低，霧錐打開時間較短，噴霧錐角不會隨燃油流量增大而減小。旋流槽作為將燃油從右路引入旋流室的通道，最終要將燃油在旋流室內形成一股強旋流，如果僅僅是開設幾個通槽，其雖然能夠形成引流通道，在燃油自身沖擊力的作用下能夠形成旋流，但是旋流的強度不強，同時隨著旋轉路徑以及與壁面的碰撞，旋轉在旋流室中將逐漸減弱，造成霧錐打開的時間長同時不穩(wěn)定，而本方案將旋流槽設計為貫穿主旋流器內外壁且呈傾斜狀并形成螺旋結構，根據(jù)實際對燃油進行引導時的狀態(tài)分析，在旋流槽的傾斜角度為13°至19°范圍內且旋流槽的螺旋狀態(tài)為等速螺旋時，才能達到本方案所需要的效果，超過這個范圍，其效果不明顯，與普通槽起到的作用無區(qū)別，而等速螺旋通過極坐標表達，其計算公式為：R＝aθ，其中R為極徑，θ為極角，α為常數(shù)。本方案通過將旋流槽設計為斜向與螺旋結合的結構，從而能夠實現(xiàn)將燃油進行引導，與主旋流器壁面形成相切，能夠將從油路中引導出燃油的同時對燃油形成幫助，隨著燃油流動方向形成旋流，多個旋流槽使得燃油進行旋流室內部形成不同方位的補償，從而使得旋流室中獲得穩(wěn)定的高壓力旋流，能夠形成穩(wěn)定且高壓的霧錐，將霧錐快速打開，同時由于旋流槽自身對燃油壓力進行了補償，減少了沖擊損耗，在同等流量系數(shù)要求下，其霧化所需油壓低，旋流槽的螺旋參數(shù)能根據(jù)需要進行調整，即使是增大燃油量，其噴霧錐角也是隨之增大，而不會出現(xiàn)噴霧錐角隨燃油流量增大而減小的現(xiàn)象，進一步保證了航空發(fā)動機的使用安全性。

還在噴嘴接頭遠離噴嘴主體的一端內腔中均安裝有卡簧和機濾，機濾設置在卡簧和噴嘴主體之間?？ɑ珊蜋C濾都是現(xiàn)有結構，機濾的作用是對來自油底殼的機油中有害雜質進行濾除，以潔凈的機油供給噴嘴，卡簧也叫擋圈或扣環(huán)，屬于緊固件的一種，供裝在機器、設備的軸槽或孔槽中，起著阻止軸上或孔上的零件軸向運動的作用。本方案中卡簧是用于防止機濾在噴嘴接頭中移動。

壓緊機構為霧化螺母，其通過螺紋旋合在噴嘴殼體上，將主旋流器進行壓緊。霧化螺母也稱為霧化器螺母，其主要作用是起到壓緊噴口組件并提供吹除噴口表面積碳和冷卻，同時還在噴嘴殼體和壓緊機構之間設置有起密封和定位作用的鎖片。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

(1)本發(fā)明將噴嘴接頭與噴嘴主體分開加工制造，采用棒料機加形式替代傳統(tǒng)噴嘴殼體的鑄造成型，大大減少加工成本，縮短制造周期，增加產(chǎn)品的使用壽命；

(2)本發(fā)明在燃油噴嘴的旋流器上設有四個均布的、帶斜度、螺旋狀的旋流槽，在同等測試條件下，霧錐打開時間顯著短于常規(guī)結構旋流器；

(3)本發(fā)明在同等流量系數(shù)要求下，其霧化所需油壓低于常規(guī)結構結構旋流器；

(4)本發(fā)明在同等結構類型的副路旋流室，噴嘴霧錐穩(wěn)定性較好；

(5)本發(fā)明在同等結構類型的副路旋流室通過調節(jié)特定的螺旋參數(shù)，可在一定程度上克服壓力霧化式噴嘴的噴霧錐角隨燃油流量增大而減小的缺點。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的剖視圖；

圖3為噴嘴殼體的結構示意圖；

圖4為主旋流器的側視圖；

圖5為主旋流器的俯視圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1-霧化螺母，2-副噴口，3-主噴口，4-主旋流器，5-噴嘴殼體，6-機濾，7-卡簧，8-鎖片，9-進油口一，10-進油口二，11-噴嘴主體，12-焊接處，13-噴嘴接頭，14-旋流槽。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例：

如圖1至圖5所示，一種焊接結構式發(fā)動機燃油噴嘴，包括噴嘴殼體5，所述噴嘴殼體5包括噴嘴主體11以及噴嘴接頭13，而噴嘴接頭13數(shù)量有兩根，每根噴嘴接頭13分別與噴嘴主體11焊接固定，同時要對應與噴嘴接頭13中的一路燃油通道連通，其中焊接處12位于噴嘴主體11的外壁，焊縫為滿焊。每根噴嘴接頭13的空腔中都安裝有卡簧7和機濾6，油濾6由卡簧7固定在兩接頭的入口處，機濾6設置在卡簧7和噴嘴主體11之間。將其中一根噴嘴接頭13的入口命名為進油口一9，另一根噴嘴接頭13的入口命名為進油口二10，在燃油通道的末端安裝有噴口組件，噴口組件包括主噴口3、副噴口2和主旋流器4，且主旋流器4與副噴口2構成副路旋流室，主噴口3和副噴口2構成主路旋流室，四條呈13°至19°斜度并形成等速螺旋線狀的旋流槽14設置在主旋流器4上，并每條旋流槽14貫穿主旋流器4的內外壁，同時旋流槽14與主旋流器4外壁貫穿的端頭同時與主旋流器4的頂端連通，將四條旋流槽14沿著主旋流器4的中心線均勻分布在主旋流器4上。

在噴嘴殼體5上設置有與其采用螺紋旋合方式固定的霧化螺母1作為壓緊機構，霧化螺母1用于壓緊噴口組件并提供吹除噴口表面積碳和冷卻作用，將主旋流器4的底部套在霧化螺母1內部，還在噴嘴殼體5和霧化螺母1之間設置有鎖片8，鎖片8起密封和定位作用，防止油霧從噴嘴殼體5和霧化螺母1間溢出。

工作時，燃油從噴嘴兩接頭進油口進入，經(jīng)過卡簧7、油濾6進入到噴口組件內，經(jīng)過主旋流器4上四個均布的帶斜度的旋流槽14進入旋流室內，形成一股強旋流，最后在內外壓差的推動下，以錐形油膜形式從噴口噴孔噴入燃燒室內。

本發(fā)明的性能指標高、制造難度較低，能夠有效改善噴嘴霧化質量和性能指標并可降低小批量的制造成本，通過將噴嘴殼體分開加工制造，采用棒料機加形式替代傳統(tǒng)噴嘴殼體的鑄造成型，噴嘴殼體重量略低于精鑄件，且強度、壽命、材料內部質量遠優(yōu)于同等材料的精鑄件，大大減少加工成本，縮短制造周期，增加產(chǎn)品的使用壽命，尤其在小批量制造具有顯著成本優(yōu)勢。而在燃油噴嘴的旋流器上設有四個均布的、帶斜度、螺旋狀的旋流槽，在同等測試條件下，霧錐打開時間顯著短于常規(guī)結構旋流器；在同等流量系數(shù)要求下，其霧化所需油壓低于常規(guī)結構結構旋流器；在同等結構類型的副路旋流室，噴嘴霧錐穩(wěn)定性較好；在同等結構類型的副路旋流室通過調節(jié)特定的螺旋參數(shù)，可一定程度上克服壓力霧化式噴嘴的噴霧錐角隨燃油流量增大而減小的缺點。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。