一种大推力发动机点火电嘴的制作方法

本发明属于发动机点火电嘴加工技术领域，具体涉及一种大推力发动机点火电嘴。

背景技术：

陶瓷沿面点火电嘴是利用绝缘体陶瓷沿面作为媒介，使高压电击穿中心电极4与侧电极1之间空气产生电火花点燃发动机燃烧室油-气混合气体的一种产品。

现有技术如图1所示，先将下壳体3与上壳体8焊接成一体，然后将侧电极1压入下壳体3底部，接着装入下绝缘体2，将中心电极4插入下绝缘体2中，填充玻璃料粉5，在加热玻璃料粉使其熔化后用上绝缘体7将其压实，将接触帽套6入中心电极4中通过氩弧焊使其连接，最后安装垫圈9然后将壳体8后部止口收口。

大推力发动机推力达到了13吨～16吨，相比较现有发动机(推力4吨～6吨)其燃烧室温度更高、气流压力更大，流速更快。点火电嘴安装在发动机燃烧室，功能是点燃发动机燃烧室油-气混合气体，因此大推力发动机点火电嘴工作环境是相当恶劣的。点火电嘴前端使用温度达到1100℃，最大压力(气压)达到4.2mpa。现有技术加工的点火电嘴耐温不超过800℃，耐压不超过2.45mpa，不能满足大推力发动机使用要求。

现有技术有以下几点缺陷难以避免：

a)在燃烧室压力4.2mpa气压下产品不漏气的指标不易保证，要求玻璃料粉完全熔化且与金属完全粘接保证密封性，由于玻璃胶与金属的热膨胀系数不一致，因此密封很难保证产品在压力下不漏气；

b)产品前段使用温度达到800℃以上时会使玻璃胶软化导致漏气；

c)陶瓷沿面放电电嘴放电端一般为凹陷式结构，放电产生的火花可喷射出端面1公分左右，但对电嘴结构的冲击力也很大，现有技术及结构零件均固定，导致绝缘体零件受到冲击易产生裂纹，导致产品失效；

d)接触帽与中心电极焊接导致其表面会有焊瘤产生，使接触帽与点火电缆的接触电阻增大，影响产品性能。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种大推力发动机点火电嘴，用于解决现有技术不能满足大推力发动机点火电嘴技术要求的问题。

本申请大推力发动机点火电嘴包括侧电极、下绝缘体、下壳体、中心电极、上绝缘体、上壳体，所述侧电极与下绝缘体安装在下壳体内，上绝缘体安装在上壳体内，上壳体与下壳体焊接，中心电极安装在上绝缘体与下绝缘体形成的筒体内，其中：

所述中心电极的中部外环面上设置有环板，所述上绝缘体为高铝瓷加工的中空筒体结构，其在内壁设置有台阶面，形成具有内径相对较小的第一部分及内径相对较大的第二部分，所述上绝缘体的台阶面上、及所述第二部分的与所述台阶面连接的接触部分上均电镀有金属镍，用于当将所述中心电极安装于所述绝缘体内时，上绝缘体的电镀有金属镍的部分与所述中心电极的环板焊接；

所述上绝缘体的第一部分与第二部分的外壁处形成有外台阶面，所述下绝缘体包括一段内径较大的搭接部分，用于包围在所述上绝缘体的第一部分之外，所述搭接部分的端面与所述上绝缘体的的外台阶面之间设置有压缩的弹簧。

优选的是，所述弹簧为圆柱弹簧，套接于所述上绝缘体的第一部分的筒体之外。

优选的是，所述上壳体的远离所述下壳体的一端设置有外螺纹，用于与点火电缆连接。

优选的是，所述上绝缘体的远离下绝缘体的一端，在其外环面上向内加工形成外径变小的固定端，该固定端与所述上壳体的内壁之间形成环槽，所述环槽内安装有衬套。

优选的是，所述上绝缘体的固定端处电镀有金属镍，用于与所述衬套焊接。

优选的是，上绝缘体与中心电极及衬套固定连接后，再装入所述上壳体中。

优选的是，所述绝缘体与中心电极及衬套固定连接后，进行4.2mpa气压下的漏气检测。

本申请通过对陶瓷表面进行金属化的技术使绝缘体陶瓷与金属形成一体结构，既保证了产品的密封性，也保证了产品结构的强度。另外，在产品内部加上高温合金弹簧，使结构具有弹性，消除点火爆燃对结构的冲击。本申请研制的大推力发动机点火电嘴密封性合格率高，结构稳定工艺性好，满足了大推力发动机复杂的高温、高压工况。

附图说明

图1是现有的点火电嘴结构示意图。

图2是本申请一实施方式的点火电嘴结构示意图。

其中，1-侧电极，2-下绝缘体，3-下壳体，4-中心电极，5-玻璃料粉，6-接触帽，7-上绝缘体，8-上壳体，9-垫圈，10-弹簧，11-衬套，71-台阶面，72-接触部分，73-固定端。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

大推力发动机点火电嘴要求产品在4.2mpa气压下不漏气，点火电嘴位于火焰筒内的发火端部分，最高工作环境温度为1100℃，位于燃烧室二股流道内的部分，最高工作环境温度为600℃，，点火能量不小于3.8j。本发明的目的就是要解决现有技术不能满足大推力发动机点火电嘴技术要求的问题。

本发明提出了一种大推力发动机点火电嘴，如图2所示，主要包括：侧电极1、下绝缘体2、下壳体3、中心电极4、上绝缘体7、上壳体8，所述侧电极1与下绝缘体2安装在下壳体3内，上绝缘体7安装在上壳体8内，上壳体8与下壳体3焊接，中心电极4安装在上绝缘体7与下绝缘体2形成的筒体内，其中：

所述中心电极4的中部外环面上设置有环板，所述上绝缘体7为高铝瓷加工的中空筒体结构，其在内壁设置有台阶面71，形成具有内径相对较小的第一部分及内径相对较大的第二部分，所述上绝缘体7的台阶面71上、及所述第二部分的与所述台阶面71连接的接触部分72上均电镀有金属镍，用于当将所述中心电极4安装于所述绝缘体7内时，上绝缘体7的电镀有金属镍的部分与所述中心电极4的环板焊接；

所述上绝缘体7的第一部分与第二部分的外壁处形成有外台阶面，所述下绝缘体2包括一段内径较大的搭接部分，用于包围在所述上绝缘体7的第一部分之外，所述搭接部分的端面与所述上绝缘体7的的外台阶面之间设置有压缩的弹簧10。

本发明的思路是弃用传统的用玻璃密封胶保证产品密封性的结构，通过对陶瓷表面进行金属化的技术使绝缘体陶瓷与金属形成一体结构，既保证了产品的密封性，也保证了产品结构的强度。另外，在产品内部加上高温合金弹簧，使结构具有弹性，消除点火爆燃对结构的冲击。具体如图2所示，下绝缘体2、上绝缘体7将中心电极4与下壳体2、下壳体8、侧电极1高度绝缘，点火电嘴利用绝缘体2前端沿面进行放电，侧电极1为圆片状耐腐蚀、耐氧化金属，中心电极4是将现有技术的中心电极4与接触帽6结合为一体，整体加工，使其与点火电缆的连接面平整、光滑。下绝缘体2和上绝缘体7是采用高铝瓷加工的圆柱形零件，作用是使中心电极4与下壳体3、上壳体5、侧电极1之间高度绝缘。下壳体3是耐高温的金属圆柱体，外形接口与发动机匹配；上壳体是封接合金金属圆柱体，外形有螺纹与点火电缆连接，内孔镀镍便于钎焊。弹簧10用高温合金加工的圆柱弹簧，在高温下保证弹性连接。衬套11是封接合金金属圆管。

本发明是将上绝缘体7内部结构做一个平台，在绝缘体7的平台(台阶面71)、内孔(接触部分72)及上绝缘体的外圆(固定端73)上部进行陶瓷金属化处理，使其表面镀一层金属镍。先将中心电极4、衬套11装入上绝缘体7，然后装入壳体8用工装定位后进行钎焊，检查在4.2mpa气压下不漏气后，将侧电极1压入下壳体3底部，接着装入下绝缘体2、弹簧5，将钎焊后的组件插入下绝缘体2，将上壳体8与下壳体3焊接后产品便装配完成了。

按本发明研制的某大推力发动机点火电嘴密封性合格率高，结构稳定工艺性好。中心电极与接触帽盖是一体加工的，上面没有焊瘤，使点火电嘴与点火电缆接触良好，在18kv高压下也不易产生飞弧影响产品放电性能。高温合金弹簧耐温800℃，其在电嘴的位置使用温度最高600℃，可以保证在高温下具有弹性性能，避免下绝缘体2受冲击产生裂纹从而影响放电性能。钎焊密封在电嘴的后部，温度在220℃～600℃之间，选用的银钎焊料熔点在860℃，可以满足使用要求。由于本发明采用的新方法、新结构使电嘴的密封的得以在电嘴后部温度较低的部分实现，因此满足了大推力发动机复杂的高温、高压工况。

按本发明方案研制的大型运输机发动机点火电嘴产品自研制以来性能稳定，在外场试车、试飞中从未出现故障。本申请根据点火电嘴要求的外形不同，可以调整绝缘体的形状和长度。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。