[发明专利]主副油路一体化设计的双油路离心喷嘴结构

摘要

本发明属于小型弹/无人机用涡轮发动机技术领域，具体涉及一种主副油路一体化设计的双油路离心喷嘴结构，其包括主油管、副油管、喷嘴杆、锁片、固定螺母、副油路旋流器、主油路喷口和副油路喷口。上述技术方案的本发明结构简单可靠，试验结果表明主油路开启点设置合理，双油路喷嘴能满足大流量调节比的要求，主副油路喷雾锥角合理，且在发动机工作全程主副油路燃油雾化均满足使用需要。

主权项

1.一种主副油路一体化设计的双油路离心喷嘴结构，其特征在于，其包括：主油管(1)、副油管(2)、喷嘴杆(3)、锁片(4)、固定螺母(5)、副油路旋流器(6)、主油路喷口(7)和副油路喷口(8)；主油路和副油路的燃油分别从主油管(1)和副油管(2)流入到喷嘴杆(3)中；喷嘴杆(3)中开有主油道和副油道两个油道，其中，副油道是倾斜的，主油道是平直的，在出口端面设有一个环形的槽道；副油道一端的圆心正对着副油管的轴线，另一端圆心正对着副油路旋流器(6)的腔室的轴线；而主油道则一端正对着主油管，另一端环形槽道正对着副油路喷口(8)端面上的两个进油孔；最终副油路燃油从副油路喷口(8)的中心喷出，而主油路燃油从主油路喷口(7)和副油路喷口(8)形成的燃油腔出口喷出；副油路在发动机工作全程都一直工作，主油路只在发动机慢车转速以上才开启工作，主油路开启点为1.4Pa；喷嘴在装配时，在固定螺母(5)内部空腔内依次装入主油路喷口(7)、副油路喷口(8)、副油路旋流器(6)，然后再从左至右顶入喷嘴杆(3)；固定螺母(5)后端内表面和喷嘴杆(3)前端内表面设有相互匹配的螺纹，将螺纹拧紧产生压紧力，从而将上述零件依次压紧，且由于喷嘴杆(3)、主油路喷口(7)和副油路喷口(8)的接触端面粗糙度很小，端面光滑，当螺纹压紧力将各零件压紧后实现密封，从而达到将主副油路隔开的目的；喷嘴杆(3)外表面设有台阶结构，固定螺母(5)通过该台阶结构套于喷嘴杆(3)上；另外，为了避免双油路喷嘴在长时间工作的过程中螺纹发生松动，在喷嘴杆(3)和固定螺母(5)之间设置锁片(4)；该锁片(4)为一环体结构，环体上部一定高度处设有第一水平弯折区域(D)，环体下部设有由环体下端向下方延伸突出的突出部，该突出部作为第二水平弯折区域(C)，为便于所述第一水平弯折区域(D)和第二水平弯折区域(C)弯折，所述所述第一水平弯折区域(D)和第二水平弯折区域(C)各自与环体结合部位处打有线形孔；在喷嘴杆(3)和固定螺母(5)之间的螺纹拧紧到位后，将锁片(4)的第一水平弯折区域(D)向逆着燃油流向的方向弯折贴紧喷嘴杆(3)上部表面，将锁片(4)的第二水平弯折区域(C)沿着燃油流向正向弯折贴紧固定螺母(5)下部表面，从而达到锁紧的目的；为保证固定螺母(5)和喷嘴杆(3)螺纹拧紧，固定螺母(5)与喷嘴杆(3)结合部位的下部末端处加工为外六角，供对应的第二水平弯折区域(C)贴合，而喷嘴杆(3)在与固定螺母(5)结合的上部端面处加工出一个凹面段，供对应的第一水平弯折区域(D)贴合，方便拧紧；副油路旋流器(6)在副油路喷口(8)内位置固定，二者采用过盈配合加热装的方式固定；副油路旋流器(6)设置为一个台阶状的结构，当副油路旋流器(6)安装到位顶紧副油路喷口(8)内壁的顶端面后，副油路旋流器(6)台阶结构前端较细的部位外表面与副油路喷口(8)内壁之间形成第一环腔(B)；第一环腔(B)由副油路喷口(8)内壁的顶端面和竖直壁面、副油路旋流器(6)的台阶面和竖直壁面组成；而当螺纹拧紧，将主油路喷口(7)和副油路喷口(8)压紧后，依靠副油路喷口(8)的竖直壁面和上下壁面、主油路喷口(7)的竖直壁面形成第二环腔(A)；燃油从副油路流经喷嘴杆(3)流入到副油路旋流器(6)的腔室(6a)内，再从副油路旋流器(6)端面周向均布的3个小孔(6b)流到副油路旋流器(6)与副油路喷口(8)之间的第一环腔(B)中，然后燃油再从副油路旋流器(6)端面的2个切向的平行的旋流槽(6c)流出进入到旋流室(6d)内；由于燃油在流经旋流槽(6c)后会在旋流室(6d)内高速旋转从而使喷嘴轴中心形成低压区，外界空气在逆压差的作用下进入副油路喷口(8)，在副油路喷口(8)的出口中心产生空气芯，燃油在出口形成环形液膜，最终形成空心雾锥喷出；其中副油路喷口(8)的出口端采用拉法尔喷管的形状，在流道的轴向方向的中间部位处存在一最小截面，直径为0.3mm～0.4mm，而最小截面入流端张角50°～55°，出射端张角为82°～90°；燃油从主油路流经喷嘴杆(3)时，由于在喷嘴杆(3)出口端面设有一个环形槽(3a)，燃油在环形槽(3a)内经过整流，再通过副油路喷口(8)的下壁面上周向均布的两个进油孔(8a)流入到主油路喷口(7)和副油路喷口(8)之间的第二环腔(A)内，燃油再经过副油路喷口(8)上壁面的旋流槽(8b)后产生旋转最终从主油路喷口(7)和副油路喷口(8)之间的出口流出；由于主油路一般只在大工况时开启，且为避免主油喷雾与副油喷雾相互干扰，主油喷雾角度较大，为105°；为形成该喷雾角度，将主油路喷口(7)和副油路喷口(8)的出口设计为平直角，且主油路喷口(7)出口端面较副油路喷口(8)出口端面长0.5～1mm。