專利名稱：新型脈沖噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是一種新型脈沖噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
無(wú)人機(jī)技術(shù)是21世紀(jì)軍事裝備技術(shù)的重要發(fā)展方向。在近10年來(lái)的幾次局部戰(zhàn)爭(zhēng)中，無(wú)人機(jī)都發(fā)揮了巨大威力，在世界范圍內(nèi)引起了對(duì)無(wú)人機(jī)技術(shù)的廣泛重視。推進(jìn)系統(tǒng)和處理器技術(shù)為無(wú)人飛行器系統(tǒng)的兩大關(guān)鍵技術(shù)。目前無(wú)人機(jī)廣泛采用的動(dòng)力裝置包括往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，以及渦噴、渦扇、渦槳和渦軸在內(nèi)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)；此外，還有在微型無(wú)人機(jī)中普遍使用的電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)等。脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)是一種利用脈沖式爆燃產(chǎn)生推力的吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)特的工作原理決定了它具有其它發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在由于沒(méi)有壓氣機(jī)、渦輪等轉(zhuǎn)動(dòng)部件，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、推重比大、生產(chǎn)成本低、與沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)不同，它可在地面靜態(tài)起動(dòng)。由上述脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)自身結(jié)構(gòu)和工作特點(diǎn)，使得它的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展和深化，如在無(wú)人機(jī)，靶機(jī)，導(dǎo)彈，航模等上有著潛在和廣泛的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，由進(jìn)氣到燃燒、排氣的循環(huán)過(guò)程進(jìn)行得很快，因此爆燃頻率很高。對(duì)于傳統(tǒng)脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)而言，大都使用花瓣形的單向閥，這種單向閥一般是用O. I O. 5_厚的薄彈簧鋼片制成，因其工作在高溫高壓下以很高的頻率振動(dòng)，所以單向閥的使用壽命通常比較短，容易發(fā)生斷裂和燒蝕。目前困擾脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的最大難題是脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)單向閥的使用壽命，不論什么形式的單向閥(當(dāng)然無(wú)閥的除外)都是依靠其本身的彈性來(lái)起到開啟和關(guān)閉作用的薄片式單向閥。我們將采用該結(jié)構(gòu)的脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)稱作傳統(tǒng)脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)。正因?yàn)閭鹘y(tǒng)脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)都采用該種結(jié)構(gòu)，因此他們都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，那就是單向閥的使用壽命都比較短。其主要的失效形式有兩種；一是閥片的斷裂，二是閥片的燒蝕。通過(guò)認(rèn)真分析，我們可以得出導(dǎo)致該問(wèn)題的原因是閥片自身振動(dòng)這一結(jié)構(gòu)固有的缺點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)有三個(gè)自身不可克服的因素I)由于是閥片自身振動(dòng)，所以在工作中閥片是以很高的頻率在高溫高壓環(huán)境下高頻的振動(dòng)，學(xué)過(guò)材料性能的人都知道，材料在周期性的載荷下可能發(fā)生疲勞斷裂，更不用說(shuō)在高溫高壓這樣的惡劣環(huán)境下工作了，我們也都有過(guò)這樣的常識(shí)，那就是想折斷一根較粗的鐵絲可以來(lái)回的沿相反的方向折幾次，用不了幾次就可以折斷了，單向閥片也很類似，所以斷裂是閥片常發(fā)生的失效形式。2)由于是閥片自身振動(dòng)，所以閥片不可以太厚，太厚了打開閥片的力就比較大，因而可能脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)的氣動(dòng)力不能將單向閥片打開，使其不能正常工作，所以一般閥片的厚度為O. 1-0. 5左右，這樣薄的閥片在高溫高壓下以很高的頻率在閥孔壁上撞擊，因此常常發(fā)生燒蝕而損壞。3)由于是依靠閥片自身振動(dòng)，其彈性力是閥片本身所固有的，如果閥片的彈性力不合適就會(huì)造成工作的不正常，解決的辦法只有換合適彈性的閥片了。并且閥片的彈性力在一定的范圍內(nèi)被動(dòng)的受溫度的影響。 以上三個(gè)主要的缺點(diǎn)都?xì)w結(jié)于閥片自身振動(dòng)的這種結(jié)構(gòu)。正是這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了傳統(tǒng)脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)壽命較短的原因。因此要想解決此難題就要改變這種結(jié)構(gòu)。[0010]實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)的新型脈沖噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是新型脈沖噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，包括油針、噴油嘴、整流罩、導(dǎo)流錐、單向閥板、火花塞、彈簧、機(jī)體殼、振動(dòng)軸、振動(dòng)軸鎖卡、雙頭螺栓和整體式單向閥片。整流罩固定在機(jī)體殼的前端。噴油嘴和油針插入到整流罩內(nèi)。導(dǎo)流錐處于整流罩內(nèi)。火花塞固定在機(jī)體殼上。彈簧、振動(dòng)軸和雙頭螺栓處于導(dǎo)流錐內(nèi)。單向閥板通過(guò)雙頭螺栓與導(dǎo)流錐連接。彈簧套在振動(dòng)軸的上端。振動(dòng)軸的下端穿過(guò)雙頭螺栓、單向閥板和整體式單向閥片伸出整流罩。振動(dòng)軸鎖卡插入到振動(dòng)軸末端的孔內(nèi)，將其固定。本實(shí)用新型將原有依靠閥片自身的彈性振動(dòng)結(jié)構(gòu)改為整體式的閥片結(jié)構(gòu)，其彈性依靠可調(diào)彈性的彈簧機(jī)構(gòu)來(lái)控制閥片的彈性開合，因此該結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)有較大的不同，可以很好的解決原有結(jié)構(gòu)的弊端，本實(shí)用新型的主要特點(diǎn)是
I)由于該結(jié)構(gòu)不依靠閥片本身的彈性振動(dòng)來(lái)起到開關(guān)的作用，閥片本身不彎曲，只是整體在振動(dòng)，起到單向閥開合的作用，因此一般不會(huì)發(fā)生閥片斷裂的現(xiàn)象。2)由于該結(jié)構(gòu)不依靠閥片本身的彈性振動(dòng)來(lái)起到開關(guān)的作用，閥片厚度可以適當(dāng)?shù)募雍?，即使在高溫、高壓下以很高的頻率撞擊也不容易發(fā)生燒蝕而損毀。材料可選用一些比較輕且耐高溫的材料，因?yàn)樵诠ぷ髦腥加突旌蠚饪善鸬揭欢ǖ慕禍刈饔茫詫?shí)際制作中可用稍厚點(diǎn)的圓形鋁片來(lái)代替。3)由于采用可調(diào)的彈簧結(jié)構(gòu)控制閥片的振動(dòng)，所以其閥片的彈性力在很大的一個(gè)范圍內(nèi)是可調(diào)的，通過(guò)試驗(yàn)可以找到脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能最好的彈性力范圍，對(duì)脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)的工作頻率也有一定的控制，因此其實(shí)用性是不言而喻的。
圖I是傳統(tǒng)脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)的花瓣形單向閥片結(jié)構(gòu)。圖2是傳統(tǒng)脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)單向閥結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的右視圖。圖4是本實(shí)用新型的整體式單向閥片結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型整體的結(jié)構(gòu)示意圖圖6是整流罩與單向閥板和整體式單向閥片連接的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是圖6的右視圖。
具體實(shí)施方式
如圖I-圖3所示傳統(tǒng)的脈沖噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，將花瓣形單向閥片覆蓋在單向閥板左側(cè)面的孔洞上，然后將單向閥片限位環(huán)緊貼花瓣形單向閥片并用緊固螺栓將以上部件連接起來(lái)。因?yàn)榛ò晷螁蜗蜷y片具有一定的彈性，該結(jié)構(gòu)可以使燃油混合氣從一側(cè)進(jìn)入而相反方向則不能，起到單向閥的作用。如圖4-圖7所示將噴油嘴4擰在整流罩3上固定好，將油針I(yè)穿過(guò)油針彈簧2也擰在整流罩3上，由于是通過(guò)螺紋連接所以可以通過(guò)調(diào)節(jié)油針I(yè)與噴油嘴4的距離來(lái)控制供油量的大小。將彈黃7套入振動(dòng)軸8上，將套上彈黃7的振動(dòng)軸8插入雙頭螺檢9的內(nèi)孔中，再用雙頭螺栓9將導(dǎo)流錐5和單向閥板6連接起來(lái)，將振動(dòng)軸8的右端從雙頭螺栓9的內(nèi)孔中拉出一段距離，把整體式單向閥片10插在雙頭螺栓9上面并用振動(dòng)軸鎖卡11將其卡住，防止整體式單向閥片10脫落?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)振動(dòng)軸鎖卡11在振動(dòng)軸8上不同孔的位置，來(lái)設(shè)定整體式單向閥片10的彈性力，因此其彈性力是可調(diào)的。單向閥結(jié)構(gòu)中的振動(dòng)軸8較長(zhǎng)一段距離是做成螺紋或軸徑方向打一定數(shù)量小孔的結(jié)構(gòu)，其作用是可以調(diào)節(jié)套在它上面彈簧7的彈性力以適應(yīng)脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作，如振動(dòng)軸8 一端做成螺紋結(jié)構(gòu)，那么就依靠擰在其上的倆個(gè)螺母來(lái)調(diào)節(jié)彈簧7的彈性力，如振動(dòng)軸8 一端做成軸徑方向打多個(gè)小孔的結(jié)構(gòu)，就依靠振動(dòng)軸鎖卡11穿過(guò)振動(dòng)軸8上不同的小孔來(lái)調(diào)節(jié)彈簧7的彈性力。
用螺釘15將單向閥板6和整流罩3固定在一起。把機(jī)體殼14擰在整流罩3上固定，將插入墊片13的火花塞12擰在機(jī)體殼14上。新型脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)的總體設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)的總體設(shè)計(jì)基本是相同的，因?yàn)樗麄兯揽康幕驹矶际窍嗤?，其總體設(shè)計(jì)思路和步驟大體也是相同的，只是在閥門系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路上有較大的區(qū)別，這也是為了解決傳統(tǒng)脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)本身所固有的缺點(diǎn)而提出的創(chuàng)新性的想法。正因?yàn)檫@些相同點(diǎn)使得不用再重新設(shè)計(jì)和制造新型脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)了，只需在傳統(tǒng)的脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)上對(duì)單向閥結(jié)構(gòu)做合理的改造設(shè)計(jì)即可達(dá)到對(duì)原有結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)的解決。將傳統(tǒng)脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)花瓣形的單向閥片改成如圖4的整體式單向閥片結(jié)構(gòu)，將彈簧7套入振動(dòng)軸8上，將套上彈簧7的振動(dòng)軸8插入雙頭螺栓9的內(nèi)孔中，再用雙頭螺栓9將導(dǎo)流錐5和單向閥板6連接起來(lái)，將整體式單向閥片10的內(nèi)孔插入振動(dòng)軸8的端部并用振動(dòng)軸鎖卡11將振動(dòng)軸8的端部卡住，防止整體式單向閥片10脫落。進(jìn)一步將傳統(tǒng)脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)的其余零件組裝起來(lái)，這樣就將一個(gè)傳統(tǒng)的脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)改變成為新型的脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)，別看就這么幾個(gè)小零部件的改變，但它實(shí)際上是將傳統(tǒng)脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)單向閥片的工作機(jī)理完全的改變了。這也就是為什么新型脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)具有不容易發(fā)生閥片斷裂、燒蝕和閥片工作彈性不好保證的嚴(yán)重缺陷。改進(jìn)后的新型脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)徹底解決了傳統(tǒng)脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)壽命較短這一制約其發(fā)展和應(yīng)用的難題。
權(quán)利要求1.新型脈沖噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，包括油針、噴油嘴、整流罩、導(dǎo)流錐、單向閥板、火花塞和機(jī)體殼，整流罩固定在機(jī)體殼的前端，噴油嘴和油針插入到整流罩內(nèi)，導(dǎo)流錐處于整流罩內(nèi)，火花塞固定在機(jī)體殼上，其特征在于還包括整體式單向閥片和處于導(dǎo)流錐內(nèi)的彈簧、振動(dòng)軸、雙頭螺栓；單向閥板通過(guò)雙頭螺栓與導(dǎo)流錐連接，彈簧套在振動(dòng)軸的上端，振動(dòng)軸的下端穿過(guò)雙頭螺栓、單向閥板和整體式單向閥片伸出整流罩，振動(dòng)軸鎖卡插入到振動(dòng)軸末端的孔內(nèi)，將其固定。
專利摘要新型脈沖噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，包括油針、噴油嘴、整流罩、導(dǎo)流錐、單向閥板、火花塞、彈簧、機(jī)體殼、振動(dòng)軸、振動(dòng)軸鎖卡、雙頭螺栓和整體式單向閥片。整流罩固定在機(jī)體殼的前端。噴油嘴和油針插入到整流罩內(nèi)。導(dǎo)流錐處于整流罩內(nèi)?；鸹ㄈ潭ㄔ跈C(jī)體殼上。彈簧、振動(dòng)軸和雙頭螺栓處于導(dǎo)流錐內(nèi)。單向閥板通過(guò)雙頭螺栓與導(dǎo)流錐連接。彈簧套在振動(dòng)軸的上端。振動(dòng)軸的下端穿過(guò)雙頭螺栓、單向閥板和整體式單向閥片伸出整流罩。振動(dòng)軸鎖卡插入到振動(dòng)軸末端的孔內(nèi)，將其固定。本實(shí)用新型將原有依靠閥片自身的彈性振動(dòng)結(jié)構(gòu)改為整體式的閥片結(jié)構(gòu)，其彈性依靠可調(diào)彈性的彈簧機(jī)構(gòu)來(lái)控制閥片的彈性開合，不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且使用壽命更長(zhǎng)。
文檔編號(hào)F02C7/232GK202370665SQ20112045829
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者白彥, 艾延廷 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)航空航天大學(xué)