專利名稱：一種噴射式消除燃燒振蕩的沖壓發(fā)動機燃燒室的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種沖壓發(fā)動機結構，特別是涉及一種使用控制閥門噴射空氣消除燃 燒振蕩的沖壓發(fā)動機燃燒室。
背景技術：
現(xiàn)有沖壓發(fā)動機為了實現(xiàn)高效可靠的點火和提高燃燒效率，通常在燃燒室入口處 使用突擴結構。但是這種突擴結構在某些工作情況下會在燃燒室中引起縱向低頻的燃燒 振蕩。現(xiàn)有公開文獻“低頻振蕩燃燒研究綜述”(《推進技術》，Vol. 17，No. 4,1996,47-53) 禾口 “Closed-Loop Active Control of Combustion Instabilities Using Subharmonic Secondary Fuel Injection，，( ((Journal of Propulsion and Power))Vol. 15,No. 4,1999, 584-590)文中描述了消除燃燒振蕩的通常方法是在燃燒室內設置隔板和聲腔。但是在燃燒 室內設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。 上述公開文獻中還提到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，這些控制技術實現(xiàn)難度較大，目前難以在工程 實踐中使用。本發(fā)明針對這種情況，根據形成低頻燃燒振蕩的基本原理，通過將進氣道中的部 分空氣引入到燃燒室進行噴射，同時利用閥門控制噴射時間和噴射量，實現(xiàn)將其以持續(xù)噴 射的方式引入到燃燒室的后向臺階中，破壞該處產生的大尺度旋渦，從而起到消除沖壓發(fā) 動機燃燒室的低頻燃燒振蕩的作用。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種使用控制閥門噴射空氣來消除燃燒振蕩的 沖壓發(fā)動機燃燒室。在利用閥門控制對進氣道中附面層內的空氣進行少量的抽吸，并控制 其噴注時刻，將其以持續(xù)噴射的方式引入到燃燒室的后向臺階中，利用高速空氣噴射對大 尺度旋渦形成擾動，從而起到消除燃燒振蕩的作用。為解決上述技術問題，本發(fā)明噴射式消除燃燒振蕩的沖壓發(fā)動機包括進氣道、噴 油環(huán)、噴射控制閥門及其管道和燃燒室等部分。除了噴射控制閥門及所連接的管道外，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。所述燃燒室入口上游設置有噴油環(huán)，提供燃油噴射。噴射控制閥門所連 接的管道前端位于進氣道中部，其后端位于燃燒室突擴結構的后向臺階中部，控制閥門位 于管道后部，靠近燃燒室。噴射控制閥門及其管道通過焊接方式與其它部件固定連接。本發(fā)明提出的使用控制閥門噴射空氣消除燃燒振蕩的沖壓發(fā)動機燃燒室，是在沖 壓發(fā)動機出現(xiàn)不穩(wěn)定燃燒時控制閥門打開，通過將進氣道內的少量空氣噴射進燃燒室，破 壞燃燒室內后向臺階處產生的旋渦，在發(fā)動機工作過程中能夠有效地消除低頻燃燒振蕩， 提高了燃燒室的工作性能和可靠性。其結構簡單，效果明顯。其通過控制閥門的空氣量為進氣道總進氣量的3% 5%之間。


下面結合附圖和實施方式對本發(fā)明噴射式消除燃燒振蕩的沖壓發(fā)動機燃燒室作 進一步詳細的說明。圖1是本發(fā)明噴射式消除燃燒振蕩的沖壓發(fā)動機燃燒室結構示意圖。圖2是本發(fā)明噴射式消除燃燒振蕩的沖壓發(fā)動機燃燒室與普通燃燒室燃燒振蕩 程度對比曲線圖。1.進氣道 2.噴油環(huán) 3.控制閥門 4.燃燒室
具體實施例方式如圖1所示，為本發(fā)明噴射式消除燃燒振蕩的沖壓發(fā)動機燃燒室的結構圖。該沖 壓發(fā)動機包括進氣道1、噴油環(huán)2、噴射控制閥門3及其管道和燃燒室4部分，除了噴射控制 閥門3及所連接的管道外，沖壓發(fā)動機采用軸對稱式布局。發(fā)動機殼體與進氣道1可以通 過一體化制造，焊接或螺紋連接加工成為一個整體。燃燒室入口上游設置有噴油環(huán)2，提供 燃油噴射。噴射控制閥門3所連接的管道前端位于進氣道1中部，其后端位于燃燒室4突 擴結構的后向臺階中部，控制閥門位于管道后部，靠近燃燒室4。噴射控制閥門3及其管道 通過焊接方式與其它部件固定連接。在發(fā)動機出現(xiàn)不穩(wěn)定燃燒時控制閥門3打開，通過控制閥門3的空氣量為進氣道 總進氣量的3% 5%之間。噴射控制閥門3選用具有快速響應功能的閥門實現(xiàn)空氣的噴射。本發(fā)明提出的噴射式消除燃燒振蕩的沖壓發(fā)動機燃燒室的進氣道1、噴油環(huán)2和 燃燒室4可根據使用環(huán)境選用耐高溫高強鋼。噴射控制閥門選用具有快速響應功能的控制 閥門3實現(xiàn)空氣的噴射。本發(fā)明燃燒室殼體采用30CrMnSiA材料，燃燒室殼體厚度可以根 據需要選取，在本實施例中選取為10mm，燃燒室內直徑可以根據實際需要選取，在本實施例 中取為60mm。燃燒室入口前端設置有噴油環(huán)2，噴油環(huán)上設置4個均布的支撐點焊接在發(fā) 動機殼體上，噴油環(huán)2采用30CrMnSiA材料。在燃燒室突擴面上均勻分布2個互為180° 的、直徑為3mm的小孔，在進氣道1內均布2個直徑為3mm的小孔，直徑為3mm的金屬管一 端焊接在這2個小孔上。另一端與噴射控制閥相連接，噴射控制閥的另一端連接金屬管，金 屬管的另一端與燃燒室4上的小孔固定焊接。當燃燒室4工作后出現(xiàn)燃燒振蕩時打開噴射 控制閥，由于進氣道1壓強高于燃燒室4壓強，有一部分空氣通過噴射控制閥噴射進入燃燒 室4突擴面處。高速空氣射流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)明提出的噴射式消除燃燒振蕩的沖壓發(fā)動機燃燒室與普通燃燒室燃 燒振蕩程度的對比曲線，通過對比驗證可以發(fā)現(xiàn)使用本發(fā)明提出的沖壓發(fā)動機燃燒室燃燒 振蕩幅度遠小于普通燃燒室，成功地消除了低頻燃燒振蕩。本發(fā)明提出的噴射式消除燃燒振蕩的沖壓發(fā)動機燃燒室，是通過使用控制閥門噴 射將進氣道內的少量空氣噴射進入燃燒室，破壞燃燒室內后向臺階處產生的旋渦，在發(fā)動 機工作過程中能夠有效地消除低頻燃燒振蕩，保持其穩(wěn)定燃燒，提高了燃燒室的工作性能 和可靠性，其結構簡單，效果明顯。
權利要求
一種使用閥門噴射空氣消除燃燒振蕩的沖壓發(fā)動機燃燒室，包括進氣道、噴油環(huán)和燃燒室，其特征在于它還包括一個具有高頻控制功能的噴射控制閥門(3)及其管道。
2.根據權利要求1所述的噴射空氣消除燃燒振蕩的沖壓發(fā)動機燃燒室，其特征在于 噴射控制閥門(3)所連接的管道前端位于進氣道(1)中部，其后端位于燃燒室(4)突擴結 構的后向臺階中部，控制閥門位于管道后部，靠近燃燒室(4)。噴射控制閥門(3)及其管道 通過焊接方式與其它部件固定連接。
3.根據權利要求1所述的噴射空氣消除燃燒振蕩的沖壓發(fā)動機燃燒室，其特征在于 所述燃燒室突擴面上均勻分布2個互為180°的、直徑為3mm的小孔，在進氣道1內均布2 個直徑為3mm的小孔，與控制閥門(3)及其管道焊接。
4.根據權利要求1所述的噴射空氣消除燃燒振蕩的沖壓發(fā)動機燃燒室，其特征在于 在發(fā)動機出現(xiàn)不穩(wěn)定燃燒時控制閥門打開，通過控制閥門的空氣量為進氣道總進氣量的 3% 5%之間。
5.根據權利要求1所述的噴射空氣消除燃燒振蕩的沖壓發(fā)動機燃燒室，其特征在于 所述的燃燒室殼體采用30CrMnSiA材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種噴射式消除燃燒振蕩的沖壓發(fā)動機燃燒室，其根據形成低頻燃燒振蕩的基本原理，通過使用控制閥門噴射將進氣道內的少量空氣噴射進入燃燒室。同時利用閥門控制噴射時間和噴射量，實現(xiàn)將其以持續(xù)噴射的方式引入到燃燒室的后向臺階中，破壞燃燒室內后向臺階處產生的旋渦，在發(fā)動機工作過程中能夠有效地消除低頻燃燒振蕩，提高了燃燒室的工作性能和可靠性。其結構簡單，效果明顯。
文檔編號F02K7/10GK101907038SQ20091002286
公開日2010年12月8日 申請日期2009年6月5日 優(yōu)先權日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