專利名稱：一種抽吸式消除燃燒振蕩的吸氣式發(fā)動機燃燒室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種吸氣式發(fā)動機結(jié)構(gòu)，具體地說，涉及一種通過抽吸作用能夠消除 燃燒振蕩的吸氣式發(fā)動機燃燒室。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有吸氣式發(fā)動機中，為了實現(xiàn)穩(wěn)定點火和高效燃燒通常在燃燒室入口處使用 突擴結(jié)構(gòu)。但是，這種突擴結(jié)構(gòu)容易在燃燒室中引起縱向低頻的燃燒振蕩，嚴重地影響吸氣 式發(fā)動機的性能?，F(xiàn)有公開文獻“低頻振蕩燃燒研究綜述”(《推進技術(shù)》，Vol. 17，No. 4， 1996,47-53)和“液體火箭發(fā)動機燃燒不穩(wěn)定性”(科學出版社，2001年)文中描述了消除 燃燒振蕩的通常方法是在燃燒室內(nèi)設(shè)置隔板和聲腔。但是在燃燒室內(nèi)設(shè)置隔板和聲腔會過 多的增加發(fā)動機的消極重量，也會對熱防護帶來一定的困難，并且這種方法只對高頻燃燒 振蕩起作用，對低頻燃燒振蕩的消除作用不明顯，也很難滿足使用要求。上述文獻中還公開 了使用音頻輸出裝置和二次燃燒噴射進行燃燒振蕩的主動控制方法，由于信號檢測和控制 作用裝置過于龐大，使得這些控制技術(shù)實現(xiàn)起來難度也較大，目前難以在工程實踐中使用。本發(fā)明針對上述情況，根據(jù)形成低頻燃燒振蕩的基本原理，通過將燃燒室突擴結(jié) 構(gòu)中的部分燃氣抽出，利用閥門控制抽出時刻和抽出量，實現(xiàn)破壞該處產(chǎn)生的反向旋渦的 作用，從而起到消除吸氣式發(fā)動機燃燒室的低頻燃燒振蕩的作用。實現(xiàn)吸氣式發(fā)動機穩(wěn)定 點火和保持高效穩(wěn)定燃燒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，利用閥門控制抽出燃燒室內(nèi)突擴結(jié)構(gòu)中的少量燃 氣，并控制其抽出時刻和抽出量，將其以一定方式排出燃燒室，破壞原本在該處產(chǎn)生的反向 旋渦，利用高速的燃氣抽出形成對旋渦的擾動作用，從而起到消除燃燒振蕩的作用。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的發(fā)動機燃燒室結(jié)構(gòu)的布局除了控制閥門及其所連 接的管道外，整個發(fā)動機采用軸對稱式布局。該發(fā)動機包括噴油環(huán)、閥門及其管道、突擴形 式結(jié)構(gòu)和發(fā)動機燃燒室等部分。其中，噴油環(huán)、突擴結(jié)構(gòu)和燃燒室可根據(jù)使用環(huán)境選用耐高 溫高強鋼。噴射控制閥門選用具有耐高溫功能的閥門實現(xiàn)燃氣的抽出。所述的發(fā)動機殼體與其前端的進氣道可以通過一體化制造，焊接或螺紋連接加工 成為一個整體。燃燒室入口上游設(shè)置有噴油環(huán)，提供燃油噴射。噴射控制閥門所連接的管 道的抽氣端設(shè)置于突擴結(jié)構(gòu)的中部，其排出端根據(jù)需要設(shè)置在發(fā)動機或機身的一處，控制 閥門位于靠近突擴結(jié)構(gòu)的一端?？刂崎y門及其管道通過焊接方式與其它部件固定連接。本發(fā)明提出的通過抽吸作用消除燃燒振蕩的吸氣式發(fā)動機燃燒室，是在發(fā)動機出 現(xiàn)不穩(wěn)定燃燒時控制閥門開啟抽吸燃氣，通過將燃燒室突擴結(jié)構(gòu)內(nèi)的少量燃氣抽出，破壞 燃燒室突擴結(jié)構(gòu)處產(chǎn)生的旋渦，在發(fā)動機工作過程中能夠有效地消除低頻燃燒振蕩，其結(jié) 構(gòu)簡單，效果明顯，提高了燃燒室的工作性能和可靠性。閥門控制的吸氣量約為燃燒室內(nèi)總 燃氣量的 2%左右。


下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明抽吸式消除燃燒振蕩的吸氣式發(fā)動機燃燒室 作進一步詳細的說明。圖1為本發(fā)明抽吸式消除燃燒振蕩的吸氣式發(fā)動機燃燒室結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明抽吸式消除燃燒振蕩的吸氣式發(fā)動機燃燒室與普通燃燒室燃燒振 蕩程度對比曲線圖。1.噴油環(huán) 2.閥門 3.突擴結(jié)構(gòu) 4.燃燒室
具體實施例方式圖1為本發(fā)明抽吸式消除燃燒振蕩的吸氣式發(fā)動機燃燒室結(jié)構(gòu)圖。該抽吸式消除 燃燒振蕩的吸氣式發(fā)動機包括噴油環(huán)1、閥門2及其管道、突擴結(jié)構(gòu)3和燃燒室4等部分。 抽吸式消除燃燒振蕩的吸氣式發(fā)動機燃燒室結(jié)構(gòu)除了控制閥門及其所連接的管道外，整個 發(fā)動機采用軸對稱式布局。發(fā)動機殼體與其前端的進氣道可以通過一體化制造，焊接或螺 紋連接加工成為一個整體。燃燒室4入口上游設(shè)置有噴油環(huán)1，提供燃油噴射。噴射控制閥 門2所連接的管道的抽氣端設(shè)置于突擴結(jié)構(gòu)3的中部，其排出端口根據(jù)需要設(shè)置在發(fā)動機 或機身的一處，控制閥門2位于靠近突擴結(jié)構(gòu)3的一端。控制閥門2及其管道通過焊接方 式與其它部件固定連接。噴射控制閥門2選用具有耐高溫功能的閥門實現(xiàn)燃氣的抽出。本發(fā)明在發(fā)動機出現(xiàn)不穩(wěn)定燃燒時控制閥門2開啟抽吸燃氣，閥門控制的吸氣量 約為燃燒室內(nèi)總?cè)細饬康?2%左右。所述的燃燒室殼體采用30CrMnSiA材料，燃燒室殼體厚度可以根據(jù)需要選取，在 本實施例中選取為10mm，燃燒室內(nèi)直徑可以根據(jù)實際需要選取，在本實施例中取為60mm。 燃燒室4入口的前端設(shè)置有噴油環(huán)1，噴油環(huán)上設(shè)置4個均布的支撐點焊接在發(fā)動機殼體 上，噴油環(huán)1采用30CrMnSiA材料。在燃燒室突擴面上均勻分布4個直徑為4mm的小孔，直 徑為4mm的金屬管的一端焊接在與其相對應的4個小孔上。金屬管的另一端與耐高溫控制 閥門2相連接，控制閥門2的另一端為燃氣排氣口，燃氣排氣口設(shè)置在發(fā)動機或機身的外殼 上。當燃燒室4工作后出現(xiàn)燃燒振蕩時打開耐高溫控制閥門2，由于燃燒室壓強高于環(huán)境壓 強，有一部分燃氣通過排氣口排出。突擴面上燃氣被抽吸會干擾大尺度旋渦的形成，從而實 現(xiàn)消除燃燒振蕩的作用。圖2為本發(fā)明提出的抽吸式消除燃燒振蕩的吸氣式發(fā)動機燃燒室與普通燃燒室 燃燒振蕩程度對比曲線圖。通過對比驗證可以發(fā)現(xiàn)，使用本發(fā)明提出的抽吸式消除燃燒振 蕩的吸氣式發(fā)動機燃燒室燃燒振蕩幅度遠小于普通燃燒室，可以能較好地消除了低頻燃燒 振蕩。本發(fā)明所提出的通過抽吸作用消除燃燒振蕩的吸氣式發(fā)動機燃燒室，是通過將燃 燒室突擴結(jié)構(gòu)內(nèi)的少量燃氣抽出，破壞燃燒室突擴結(jié)構(gòu)處產(chǎn)生的旋渦，其結(jié)構(gòu)簡單，效果明 顯。在發(fā)動機工作過程中能夠有效地消除低頻燃燒振蕩，提高發(fā)動機燃燒室的工作性能和 可靠性。
權(quán)利要求
一種使用閥門抽氣消除燃燒振蕩的吸氣式發(fā)動機燃燒室，包括由30CrMnSiA材料制成的噴油環(huán)(1)、突擴結(jié)構(gòu)(3)和燃燒室(4)，其特征在于它還包括一個耐高溫且具有高頻控制功能的閥門(2)及其管道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽氣消除燃燒振蕩的吸氣式發(fā)動機燃燒室，，其特征在于燃 燒室(4)入口的前端設(shè)置有噴油環(huán)(1)，噴油環(huán)(1)上設(shè)置4個均布的支撐點焊接在發(fā)動機 殼體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽氣消除燃燒振蕩的吸氣式發(fā)動機燃燒室，其特征在于所 述燃燒室(4)突擴面上均勻分布4個直徑為4mm的小孔，直徑為4mm的金屬管的一端焊接 在與其相對應的4個小孔上，金屬管的另一端與耐高溫控制閥門(2)相連接，控制閥門(2) 的另一端為燃氣排氣口，燃氣排氣口設(shè)置在發(fā)動機或機身的外殼上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽氣消除燃燒振蕩的吸氣式發(fā)動機燃燒室，其特征在于在 發(fā)動機出現(xiàn)不穩(wěn)定燃燒時控制閥門(2)開啟抽吸燃氣，閥門控制的吸氣量約為燃燒室內(nèi)總 燃氣量的 2%之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抽吸式消除燃燒振蕩的吸氣式發(fā)動機燃燒室，它由噴油環(huán)1、閥門2及其管道、突擴結(jié)構(gòu)3和燃燒室4等部分構(gòu)成。發(fā)動機燃燒室結(jié)構(gòu)除了控制閥門及其所連接的管道外，采用軸對稱式布局。發(fā)動機殼體與其前端的進氣道可以通過一體化制造，焊接或螺紋連接加工成為一個整體。其根據(jù)形成低頻燃燒振蕩的基本原理，通過利用閥門控制抽出燃燒室內(nèi)突擴結(jié)構(gòu)中的少量燃氣，并控制其抽出時刻和抽出量，將其以一定方式排出燃燒室，實現(xiàn)破壞原本在該處產(chǎn)生的反向旋渦，利用高速的燃氣抽出形成對旋渦的擾動作用，從而起到消除燃燒振蕩的作用，保持高效穩(wěn)定燃燒。
文檔編號F02K9/62GK101907042SQ20091002286
公開日2010年12月8日 申請日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者何國強, 劉洋, 呂翔, 李強, 秦飛, 陳劍, 魏祥庚 申請人:西北工業(yè)大學