燃油流量可调试小锥角环缝喷嘴制造技术

本发明专利技术属于航空发动机技术领域，具体涉及一种燃油流量可调试小锥角环缝喷嘴。所述喷嘴包括：油路盖板、喷嘴本体、油路外套；其核心结构是喷嘴本体上的直射式小孔、小孔下游的减速腔及周向环缝，而油路盖板、喷嘴本体所形成的集油腔、油路盖板、油路外套外形等结构均可根据实际需要调整。与现有技术相比较，本发明专利技术提供的可调试小锥角环缝喷嘴方案，结构紧凑、加工简单、具有较好可调试性。采用此发明专利技术的主油路，可实现燃油周向均匀、小锥角的设计要求，为高性能主燃烧室方案设计提供借鉴。高性能主燃烧室方案设计提供借鉴。高性能主燃烧室方案设计提供借鉴。

【技术实现步骤摘要】
燃油流量可调试小锥角环缝喷嘴


[0001]本专利技术属于航空发动机
，具体涉及一种燃油流量可调试小锥角环缝喷嘴。

技术介绍

[0002]航空发动机对大推力的发展需求使得燃烧室油气比越来越高,燃烧室供油量增大，燃烧室逐渐采用双油路设计，其中，主油路承担大部分燃油供给作用。燃油流量的增大，带来了如下方面的问题：一是大流量喷嘴的设计及加工问题；二是喷嘴喷油均匀性问题；三是供油压力问题；四是喷嘴流量调试、维护问题。
[0003]当前，国内外大油量主油路喷嘴大多数采用图1(a)所示的周向多点直孔喷射及图1(b)所示的周向旋流斜槽喷射的方式。周向多点直孔喷射的特点是在旋流器集油槽处开有周向均布的多个直射式小孔，燃油经小孔直接喷入旋流流场中。而周向旋流斜槽喷射是在轴向布置离散的具有一定角度的油槽，燃油经油槽出来后，具有一定的切向速度，使得燃油周向均匀性有较好的提升。
[0004]尽管上述两种主油路喷嘴形式采用较多，但不难发现，上述方案均有明显缺陷：
[0005]周向多点直孔喷射直接采用直射式小孔，存在如下问题，首先，直射式小孔周向各处孔径较难保证，尤其是当小孔越多的时候，对加工精度要求较高；其次，直射式小孔周向呈离散分布，燃油周向均匀性较难保证；再者，燃油喷雾轨迹受油压影响较大。
[0006]周向多旋流斜槽喷射存在如下问题，首先，斜槽加工难度较大；其次，在喷嘴完成焊接后，燃油流量调试较为困难。再者，周向多旋流斜槽喷嘴存在如下矛盾：为保证燃油周向均匀性，一种方案是通过增加斜槽数目，使斜槽周向离散度较小，从而提升燃油均匀性。但该方式将增大斜槽流通面积，导致相同油量条件下油压大幅下降，从而存在燃油汽化的风险；另一种方案是增大斜槽角度，从而增大燃油切向速度，从而使得燃油周向均匀，但该方式将导致相同燃油流量条件下，燃油切向速度大幅增大，使得燃油出来后扩散锥角较大，从而偏离燃烧组织设计。因此，该喷嘴存在一定的技术缺陷，即无法同时满足周向均匀、锥角合适、调试性能好、加工简单等要求，

技术实现思路

[0007](一)要解决的技术问题
[0008]本专利技术要解决的技术问题是：如何提供一种燃油流量可调试小锥角环缝喷嘴，通过合理设计主油路结构，提升喷嘴可调试性,并根据需要调整燃油喷射锥角，从而燃烧室设计对燃油流量较大、周向均匀、喷射锥角合理的主油路设计需求。
[0009](二)技术方案
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种燃油流量可调试小锥角环缝喷嘴，所述喷嘴包括：油路盖板1、喷嘴本体2、油路外套3；
[0011]所述油路盖板1、喷嘴本体2、油路外套3同轴；
[0012]定义燃油来流方向为前，其下游为后，则沿轴向方向从前到后依次为油路盖板1、喷嘴本体2、油路外套3；
[0013]所述油路盖板1为一第一空腔圆柱体结构，其底部设有一圆环盖板；所述圆环盖板外径大于第一空腔圆柱体结构的外径，而内径小于第一空腔圆柱体结构的内径，从而在连接处的内侧形成一第一内台阶，在连接处的外侧形成一第一外台阶，该第一内台阶及第一外台阶用于油路盖板1与喷嘴本体2之间进行定位连接；
[0014]所述第一空腔圆柱体结构内部沿轴向，设有通孔，即为燃油进口；
[0015]所述喷嘴本体2的主体结构为双层环体空腔结构，所述双层环体空腔结构由两个同轴不同径的圆柱环构成，两个圆柱环之间形成用于容纳所述第一空腔圆柱体结构的第一空腔；
[0016]所述双层环体空腔结构的两个圆柱环的后端连接，用作双层环体空腔结构的底部，底部上沿轴向均匀布置有直射式小孔5；
[0017]当第一空腔圆柱体结构纳入到所述第一空腔内后，第一空腔开口处由所述圆环盖板封堵，且第一空腔圆柱体结构的端部、第一空腔的空腔内壁、双层环体空腔结构的底部之间形成一个第一环槽，定义其为集油腔4；
[0018]所述双层环体空腔结构与油路盖板1的结合部位处，双层环体空腔结构的外层圆柱环的端部外壁形成有向外突出的第二外台阶，双层环体空腔结构的外层圆柱环的端部内壁形成有向外凹陷的第二内台阶，双层环体空腔结构的内层圆柱环的端部外壁形成有向内凹陷的第三内台阶；所述第二内台阶用于与所述第一外台阶匹配定位，定位点为第一定位点15；所述第三内台阶用于与所述第一内台阶匹配定位，定位点为第二定位点；所述第二外台阶用于与油路外套3匹配定位，定位点为第三定位点16；
[0019]所述双层环体空腔结构的前端，设有第二空腔圆柱体结构，所述第二空腔圆柱体结构的外径向尺寸较双层环体空腔结构的外径向尺寸为小；所述油路盖板1的内部空腔、双层环体空腔结构的内层圆柱环的内部空腔、第二空腔圆柱体结构的内部空腔贯通；且双层环体空腔结构的内层圆柱环的内部空腔与第二空腔圆柱体结构的内部空腔内径相同；
[0020]所述油路外套3的主体部分为一第三空腔圆柱体结构，所述第三空腔圆柱体结构的内径尺寸与所述双层环体空腔结构的外径向尺寸相匹配，使得所述喷嘴本体2能够纳入到油路外套3中，并通过第三空腔圆柱体结构的前端端部与喷嘴本体2的第二外台阶相互匹配定位；
[0021]所述第三空腔圆柱体结构的后端底部10用于与双层环体空腔结构的后端端部定位配合，所述第三空腔圆柱体结构的后部为一同轴的第四空腔圆柱体结构，所述第四空腔圆柱体结构的内径尺寸小于第三空腔圆柱体结构的内径尺寸，且第四空腔圆柱体结构的内径尺寸大于第二空腔圆柱体结构的外径尺寸；
[0022]由此，第三空腔圆柱体结构与第四空腔圆柱体结构的结合部位处，即所述第三空腔圆柱体结构的后端底部10处形成有用于与双层环体空腔结构的后端端部，即与喷嘴本体2定位配合的定位台阶，定位点为第四定位点14；
[0023]同时，所述第三空腔圆柱体结构的后端底部10上还设有一第二环槽，所述第二环槽外径大于直射式小孔5所在圆直径，且小于双层环体空腔结构的外径；
[0024]由于第二环槽内径小于直射式小孔5所在圆直径，从而与双层环体空腔结构后端
端部之间形成减速腔6，确保燃油从直射式小孔5喷入减速腔6；定义第二环槽在径向上的两个壁面为外壁13和内壁12，其中，内壁12的轴向长度略短，由此内壁12与双层环体空腔结构后端端面之间形成有一定间距的缝隙，从而使得减速腔6内燃油可通过该缝隙流出；
[0025]并且，由于第四空腔圆柱体结构的内径尺寸大于第二空腔圆柱体结构的外径尺寸，从而两者之间形成一条与所述缝隙连接的环缝，该环缝构成预膜腔7，预膜腔7后部设有环缝出口8。
[0026]其中，所述油路外套3与喷嘴本体2通过第四定位点14定位，并在第三定位点16处连接。
[0027]其中，所述燃油流量可调试小锥角环缝喷嘴的工作过程如下：
[0028]步骤1：燃油经油路盖板1进入集油腔4，并填充满集油腔4；
[0029]步骤2：由于燃油进口面积远大于直射式小孔5面积，集油腔4很快填充满；然后，燃油经周向均布的直射式小孔5流入减速腔6内，一方面，燃油轴向速度迅速衰减，可避免燃油周向未均匀条件下喷出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃油流量可调试小锥角环缝喷嘴，其特征在于，所述喷嘴包括：油路盖板(1)、喷嘴本体(2)、油路外套(3)；所述油路盖板(1)、喷嘴本体(2)、油路外套(3)同轴；定义燃油来流方向为前，其下游为后，则沿轴向方向从前到后依次为油路盖板(1)、喷嘴本体(2)、油路外套(3)；所述油路盖板(1)为一第一空腔圆柱体结构，其底部设有一圆环盖板；所述圆环盖板外径大于第一空腔圆柱体结构的外径，而内径小于第一空腔圆柱体结构的内径，从而在连接处的内侧形成一第一内台阶，在连接处的外侧形成一第一外台阶，该第一内台阶及第一外台阶用于油路盖板(1)与喷嘴本体(2)之间进行定位连接；所述第一空腔圆柱体结构内部沿轴向，设有通孔，即为燃油进口；所述喷嘴本体(2)的主体结构为双层环体空腔结构，所述双层环体空腔结构由两个同轴不同径的圆柱环构成，两个圆柱环之间形成用于容纳所述第一空腔圆柱体结构的第一空腔；所述双层环体空腔结构的两个圆柱环的后端连接，用作双层环体空腔结构的底部，底部上沿轴向均匀布置有直射式小孔(5)；当第一空腔圆柱体结构纳入到所述第一空腔内后，第一空腔开口处由所述圆环盖板封堵，且第一空腔圆柱体结构的端部、第一空腔的空腔内壁、双层环体空腔结构的底部之间形成一个第一环槽，定义其为集油腔(4)；所述双层环体空腔结构与油路盖板(1)的结合部位处，双层环体空腔结构的外层圆柱环的端部外壁形成有向外突出的第二外台阶，双层环体空腔结构的外层圆柱环的端部内壁形成有向外凹陷的第二内台阶，双层环体空腔结构的内层圆柱环的端部外壁形成有向内凹陷的第三内台阶；所述第二内台阶用于与所述第一外台阶匹配定位，定位点为第一定位点(15)；所述第三内台阶用于与所述第一内台阶匹配定位，定位点为第二定位点；所述第二外台阶用于与油路外套(3)匹配定位，定位点为第三定位点(16)；所述双层环体空腔结构的前端，设有第二空腔圆柱体结构，所述第二空腔圆柱体结构的外径向尺寸较双层环体空腔结构的外径向尺寸为小；所述油路盖板(1)的内部空腔、双层环体空腔结构的内层圆柱环的内部空腔、第二空腔圆柱体结构的内部空腔贯通；且双层环体空腔结构的内层圆柱环的内部空腔与第二空腔圆柱体结构的内部空腔内径相同；所述油路外套(3)的主体部分为一第三空腔圆柱体结构，所述第三空腔圆柱体结构的内径尺寸与所述双层环体空腔结构的外径向尺寸相匹配，使得所述喷嘴本体(2)能够纳入到油路外套(3)中，并通过第三空腔圆柱体结构的前端端部与喷嘴本体(2)的第二外台阶相互匹配定位；所述第三空腔圆柱体结构的后端底部(10)用于与双层环体空腔结构的后端端部定位配合，所述第三空腔圆柱体结构的后部为一同轴的第四空腔圆柱体结构，所述第四空腔圆柱体结构的内径尺寸小于第三空腔圆柱体结构的内径尺寸，且第四空腔圆柱体结构的内径尺寸大于第二空腔圆柱体结构的外径尺寸；由此，第三空腔圆柱体结构与第四空腔圆柱体结构的结合部位处，即所述第三空腔圆柱体结构的后端底部(10)处形成有用于与双层环体空腔结构的后端端部，即与喷嘴本体(2)定位配合的定位台阶，定位点为第四定位点(14)；
同时，所述第三空腔圆柱体结构的后端底部(10)上还设有一第二环槽，所述第二环槽外径大于直射式小孔(5)所在圆直径，且小于双层环体空腔结构的外径；由于第二环槽内径小于直射式小孔(5)所在圆直径，从而与双层环体空腔结构后端端部之间形成减速腔(...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌文辉，雷鸣，赵自强，何悟，王伟利，贾立超，刘易安，薛永广，
申请(专利权)人：北京动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：