r>[0026]本发明的工作原理:中心值班级单元采用预膜式空气雾化方式，油膜在值班级内外两级不同速度的旋流空气作用下发生破碎，形成富油扩散燃烧。主燃级燃油通过多点喷射形成的燃油射流在主燃级外级径向旋流作用下与空气进行快速混合，然后再受到主燃级内级轴向反向旋流空气的作用，使燃油在主燃级预混通道内混合更加均匀，实现主燃级预混燃烧。这种燃烧方式可以兼顾高温升燃烧室在低功率下燃烧稳定性和大功率下排气不可见冒烟。燃烧室火焰筒上没有开设主燃孔和掺混孔，只有冷却孔，目的是为了增加头部进气量，降低头部当量比，进一步控制燃烧室出口排气冒烟。
[0027]中心值班级单元在慢车等低功率状态下启动，采用富油的扩散燃烧方式，避免高温升燃烧室由于头部进气量增加导致的燃烧不稳定问题。当发动机功率增加时，开始启动外围主燃级单元，由于外围主燃级单元采用的是预混燃烧方式，燃烧室主燃区的总当量比低于1.2，避免高温升燃烧室由于油气比较高可能出现的排气可见冒烟问题。
[0028]虽然从燃烧组织上值班级采用扩散燃烧、主燃级采用预混燃烧可以解决高温升燃烧室中出现的低功率与高功率工作状态下的矛盾，但主燃级油气混合的均匀性是影响高温升燃烧室在大工况下是否出现可见冒烟的直接因素。主燃级采用两级组合式旋流器结构，可以有效避免由于旋流组织单一导致的燃烧室内局部富油区域，使燃油与空气混合更加均匀。
[0029]由于高温升燃烧室头部进气量较大，火焰筒上不开设主燃孔和掺混孔，采用值班级强旋流主燃级弱旋的设计思路，由值班级来主导燃烧室内的回流，有利于将主燃级内层空气卷吸至值班级回流区中，强化值班级油气混合，降低值班级温度峰值，从而改善无掺混孔进气燃烧室出口温度分布。
[0030]本发明与现有技术相比的优点如下:
[0031]1.本发明的主燃级采用两级组合式旋流器结构，主燃级燃油在主燃级外级径向旋流器叶片通道下游喷射，与径向旋流空气进行初次混合，在主燃级两级旋流器之间的分层隔板之后，油气混合物与主燃级内级轴向旋流空气再次混合，加强了主燃级预混通道内燃油与空气的混合，有效避免局部富油区域的出现。
[0032]2.本发明的主燃级内外两级旋流器之间的气量分配根据实际油气混合效果调整至最佳比例。主燃级燃油喷射孔孔径、数目以及径向位置也可根据实际油气混合效果调整。
[0033]3.本发明的值班级两级轴向旋流器气流旋转方向相同或相反，调整值班级内外两级旋流器之间的气量分配，使值班级形成强旋流；主燃级内级轴向旋流器与外级径向旋流器的气流旋转方向相反，使主燃级形成弱旋流，实现由值班级主导燃烧室内回流。
[0034]4.本发明的燃烧室燃烧所需空气全部从头部进入，火焰筒上不开设主燃孔和掺混孔，以便降低主燃区平均当量比，避免大工况下冒烟。
[0035]5.本发明的值班级扩散燃烧与主燃级预混燃烧的分层燃烧方式，兼顾了高温升燃烧室低功率下的稳定工作和高功率下的不可见排气冒烟。
【附图说明】
[0036]图1为高温升燃烧室结构示意图；
[0037]图2为头部旋流器的放大示意图；
[0038]图3为主燃级燃油喷射孔径向位置示意图。
【具体实施方式】
[0039]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
[0040]图1是一个高温升高油气比燃烧室10的示意图，该燃烧室为直流型单环腔结构，10包括扩压器11，外机匣12，内机匣13，帽罩14，头部端壁15，外火焰筒16，内火焰筒17和头部旋流器18。高压空气经扩压器11减速扩压后分为三路，第一路空气通过头部旋流器18与燃油混合后进入燃烧区19参与燃烧，二、三路空气分别流过外机匣12与外火焰筒16和内机匣13与内火焰筒17之间的两个环腔，进入外火焰筒16和内火焰17上开设的冷却孔(图中未示意)，用于冷却火焰筒壁面，保证燃烧室寿命。内外火焰筒壁面上未开设任何主燃孔和掺混孔，只有冷却孔。第一路气量占燃烧室进气量的75%?85%，目的是为了降低燃烧区19的平均当量比，避免大工况下出现冒烟。图2是图1中头部旋流器18的放大视图，结构上包括中心值班级单元20和外围主燃级单元21。中心值班级单元20气量占燃烧室进气量的10%?20%，外围主燃级单元21气量占燃烧室进气量的65%?75%。
[0041]中心值班级单元20包括由内到外且同轴布置的中心导流锥体201、值班级内级轴向旋流器22、值班级油膜喷嘴202和值班级外级轴向旋流器23，参见图2，中心导流锥体201包括位于气流进口侧的圆柱段和靠近气流出口侧的圆锥段，值班级内级轴向旋流器22套设于中心导流锥体201的圆柱段上；值班级油膜喷嘴202为带有夹层的环形套筒结构，包括依次连接的进口段、过渡段和出口段，其中进口段的尺寸大于出口段的尺寸；值班级油膜喷嘴202的内壁面和中心导流锥体201之间的空间构成第一气流通道，该气流通道进口段的直径大于其出口段的直径；值班级油膜喷嘴202中的夹层构成值班级供油通道，夹层包括基本位于值班级油膜喷嘴进口段上的值班级油腔25以及位于值班级油膜喷嘴过渡段和出口段上的值班级油路26，该值班级油路26 —端与值班级油腔25联通，另一端与设置在值班级油膜喷嘴202出口段内壁面上的狭缝联通，该狭缝构成值班级油膜喷口。值班级外级轴向旋流器23套设于值班级油膜喷嘴202的出口段上。
[0042]外围主燃级单元21包括过渡环形套筒211、环形主燃级供油板212、外围环形套筒213、主燃级内级轴向旋流器20和主燃级外级径向旋流器31，过渡环形套筒211套设在值班级油膜喷嘴202的出口段上，二者之间设置值班级外级轴向旋流器23，过渡环形套筒211内壁面构成第二气流通道，过渡环形套筒211进口段的内壁面和值班级油膜喷嘴202出口段的外壁面之间的空间构成第二气流通道的进口段，该气流通道的出口段与中心轴线具有一定的夹角；过渡环形套筒211超出值班级油膜喷嘴202之外的内壁面部分构成第二气流通道的扩张段。
[0043]环形主燃级供油板212包括设置于其内圆周处的主燃级分层隔板30、位于其背侧的主燃级油腔33和位于其外侧表面且与主燃级油腔连通的主燃级燃油喷射孔34 ;主燃级内级轴向旋流器29设置于过渡环形套筒211进口段和主燃级分层隔板30之间的第三气流通道中；主燃级外级径向旋流器31设置于环形主燃级供油板212和外围环形套筒213之间的第四气流通道中。主燃级内级轴向旋流器29和主燃级外级径向旋流器31之间由主燃级分层隔板30隔开；外围环形套筒30的内壁面构成主燃级预混通道36。
[0044]值班级燃油24进入值班级油腔25，流过较长的值班级油路26后沿周向形成油膜，油膜在值班级内级轴向旋流器22和值班级外级轴向旋流器23旋流剪切作用下发生破碎，并在值班级扩张通道28内形成一定锥角的值班级油雾。随着值班级强旋流作用，油雾扩散至燃烧区19燃烧。
[0045]外围主燃级21包括主燃级内级轴向旋流器29、主燃级分层隔板30、主燃级外级径向旋流器31。主燃级燃油32进入主燃级油腔34，燃油从多个主燃级燃油喷射孔34射出，在主燃级外级径向旋流器叶片通道40下游形成多股主燃级燃油射流35，在主燃级外级径向旋流器31旋流空气作用下燃油与空气进行初次混合，当油气混合物流过主燃级分层隔板之后，主燃级内级轴向旋流器23旋流空气参与主燃级21内的油气混合，使主燃级预混通道36内的燃油分布更加均匀，有效避免了由于局部富油导致的排气冒烟。
[0046]对于既无主燃孔也无掺混孔的燃烧室而言，采用值班级强旋流主燃级弱旋流设计，目的是为了由值班级旋流来形成燃烧室内的回流，有利于将主燃级部分空气卷吸至中心富油燃烧区域，加强该区域内油气混合，降低值班级温度峰值，从而改善燃烧室出口温度分布。因此，值班级内级轴向旋流器22与值班级外级轴向旋流