一种适用于高空工作的宽范围燃油喷嘴结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种适用于高空工作的宽范围燃油喷嘴结构，包括喷嘴壳体、分油衬筒、副油路喷口、主油路喷口、喷嘴螺帽及垫圈A和垫圈B，所述分油衬筒安装在喷嘴壳体内部，所述副油路喷口安装在喷嘴壳体内部，并紧靠分油衬筒端面，所述主油路喷口套装在副油路喷口外侧，垫圈A和垫圈B依次安装在主油路喷口外侧，并通过喷嘴螺帽压紧，副油路喷口的内腔构成副油路旋流室，所述副油路喷口上设置的副油路喷口外锥面和主油路喷口的内腔共同构成主油路旋流室，所述喷嘴螺帽上还设置有冷却空气流道。本实用新型提高副油路工作压力，保证高空小流量燃油雾化良好，从而改善燃油的雾化和掺混质量，满足高空低雷诺数条件下燃烧室高效稳定燃烧的要求。
【专利说明】
一种适用于高空工作的宽范围燃油喷嘴结构
技术领域
[0001]本实用新型属于发动机设备技术领域，涉及一种燃油喷嘴，尤其是涉及一种适用于高空工作的宽范围燃油喷嘴结构。
【背景技术】
[0002]燃油喷嘴是一种为航空发动机提供雾化燃料的装置。为了适应航空发动机宽广的工作范围，往往采用供油范围宽，各个状态雾化质量好和贫油熄火极限宽的双油路燃油喷嘴来给燃烧室供油。但当采用双油路双喷口结构形式的燃油喷嘴给燃烧室供油时，由于受主、副喷□结构限制以及被燃油中污物堵塞的限制，在规定的供油压力条件下，难以保证和提高燃油供应量及加大喷雾锥角。
[0003]为克服上述不足，公开号为CN103134079A的中国专利公开了一种双油路燃油喷嘴。主要由喷嘴壳体、主油路喷口、主油路旋流器和副油路旋流器组成。主油路旋流器与主油路喷口的内腔构成主油路旋流室;副油路旋流器的头部锥形体与主油路旋流器内腔收敛锥角构成副油路旋流室；主油路喷口上设计有冷却空气流道。使得航空发动机燃烧室供油范围宽，并使燃油喷嘴喷雾锥角增加了 10° _15°。
[0004]但是，当发动机在高空工作时，喷嘴工作条件发生了较大变化，喷嘴主油路内燃油压力极低，从主喷口喷出的主油路内燃油不能形成伞状喷雾锥，严重影响了燃油的雾化效果；同时，从喷嘴副喷口喷出的伞状喷雾锥的喷雾锥角小，也不利于副油路燃油的雾化及与空气的掺混。此时从喷嘴喷出的燃油的雾化及与空气掺混的效果极差，极大地影响了燃烧室的燃烧效率和燃烧稳定性，严重时会造成发动机空中停车，因此，发动机的工作范围不够宽广，当发动机需要在高空工作时，现有燃油喷嘴就不能满足发动机的工作要求，需要一种适宜在高空工作的宽范围的燃油喷嘴。
[0005]另外，上述双油路燃油喷嘴的主油路旋流槽是设计在主油路旋流器的圆柱面上；副油路旋流槽是设计在副油路旋流器的锥形体上。这种结构，旋流槽形状不规则，流量调整受结构限制较多，流量偏大后无法调小。而且组成副油路旋流室的副油路旋流器外锥面与主油路旋流器的内锥面贴合程度要求很高，否则影响副油路喷口性能。主油路旋流器外圆柱面与主油路喷口内圆柱面要求也很严，这些因素增加了喷嘴的加工难度和生产成本。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于针对现有燃油喷嘴不能满足发动机在高空工作时的要求，提供了一种适用于高空工作的宽范围燃油喷嘴结构，从而扩大发动机的工作范围，满足发动机的高空工作要求。
[0007]本实用新型通过以下技术方案予以实现。
[0008]—种适用于高空工作的宽范围燃油喷嘴结构，包括喷嘴壳体、分油衬筒、副油路喷口、主油路喷口、喷嘴螺帽及垫圈A和垫圈B，所述分油衬筒安装在喷嘴壳体内部，所述副油路喷口安装在喷嘴壳体内部，并紧靠分油衬筒端面，所述主油路喷口套装在副油路喷口外侧，垫圈A和垫圈B依次安装在主油路喷口外侧，并通过喷嘴螺帽压紧，所述副油路喷口的内腔构成副油路旋流室，所述副油路喷口上设置的副油路喷口外锥面和主油路喷口的内腔共同构成主油路旋流室，所述喷嘴螺帽上还设置有冷却空气流道。
[0009]所述副油路喷口和主油路喷口的端面分别设置有副油路喷口切向进油道和主油路喷口切向进油道。
[0010]所述副油路喷口端面的切向进油道的高度为0.2?0.4mm。
[0011 ]所述副油路喷口内腔形成的旋流室内锥角度为30°。
[0012]所述副油路喷口出口端设置成副油路喷口出口圆柱面，且副油路喷口出口圆柱面的直径为1.75_。
[0013]所述副油路喷口出口圆柱面的出口端设置成副油路喷口出口锥面。
[0014]本实用新型的有益效果在于:
[0015]与现有技术相比，本实用新型具有如下显著优点:
[0016](I)采用本实用新型所述的燃油喷嘴，发动机在高空工作时可切断喷嘴主油路供油，提尚副油路工作压力，保证尚空小流量燃油雾化良好；
[0017](2)本实用新型通过对副油路喷口的改进设计，避免了现有燃油喷嘴不能满足发动机高空工作时供油量和喷雾锥角要求的不足，从而保证了喷射燃油的雾化质量；
[0018](3)本实用新型通过对主油路喷口旋流室改进设计，避免了喷嘴主、副油路同时工作时两个伞状喷雾锥的相互干涉；
[0019](4)采用本实用新型所述的燃油喷嘴结构，不但简化了喷嘴螺帽的设计，而且达到了冷却喷嘴和吹除喷口表面积碳以及辅助燃油雾化的效果；
[0020](5)通过地面试验和高空试验表明了本实用新型所述燃油喷嘴的喷雾质量能够满足高空条件下燃烧室高效稳定燃烧的要求，从而达到发动机工作范围变宽的目的。
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型的结构不意图；
[0022]图2是本实用新型中副油路嗔口的结构不意图；
[0023]图3是本实用新型中主油路喷口漩涡室的结构示意图；
[0024]图4是本实用新型中燃油及空气流向示意图。
[0025]图中:1_喷嘴壳体，2-分油衬筒，3-副油路喷口，4-主油路喷口，5-喷嘴螺帽，6-垫圈A，7_垫圈B，8_旋流室内锥角度，9-副油路喷口切向进油道，10-副油路喷口出口圆柱面，11-副油路喷口出口锥面，12-副油路喷口外锥面，13-主油路喷口出口圆柱面，14-主油路喷口喷口切向进油道，15-冷却空气流道。
【具体实施方式】
[0026]下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0027]如图1至图3所示，本实用新型所述的一种适用于高空工作的宽范围燃油喷嘴结构，包括喷嘴壳体1、分油衬筒2、副油路喷口 3、主油路喷口 4、喷嘴螺帽5及垫圈A6和垫圈B7，所述分油衬筒2安装在喷嘴壳体I内部，所述副油路喷口 3安装在喷嘴壳体I内部，并紧靠分油衬筒2端面，所述主油路喷口 4套装在副油路喷口 3外侧，垫圈A6和垫圈B7依次安装在主油路喷口 4外侧，并通过喷嘴螺帽5压紧，所述副油路喷口 3的内腔构成副油路旋流室，所述副油路喷口 3上设置的副油路喷口外锥面12和主油路喷口 4的内腔共同构成主油路旋流室，所述喷嘴螺帽5上还设置有冷却空气流道15。有冷却喷嘴、吹除喷口表面积碳和辅助燃油雾化的效果。本技术方案采用低空双油路同时工作、高空单油路工作的方式为发动机提供燃油。SP:在中、低空条件下，为满足发动机供油量大的需求，主油路和副油路同时供油;在高空条件下，发动机需要的供油量小，切断喷嘴前主油路供油，改由副油路单独供油，同时通过改进副喷口来增大喷嘴副油路燃油流量和喷雾锥角，从而改善燃油的雾化和掺混质量，满足高空低雷诺数条件下燃烧室高效稳定燃烧的要求。
[0028]在本技术方案中，所述副油路喷口外锥直径增大，避免了喷嘴主、副油路同时工作时两个伞状喷雾锥之间的相互干涉。
[0029]所述垫圈A6和垫圈B7设置在喷嘴螺帽5内侧，起到密封作用。其中垫圈B7起到调整空气作用在伞状喷雾锥上的位置并增加一股旋转气流作用在喷雾锥上辅助雾化燃油。
[0030]所述副油路喷口 3和主油路喷口 4的端面分别设置有副油路喷口切向进油道9和主油路喷口切向进油道14。
[0031 ]如图2所示，所述燃油喷嘴副对油路喷口 3进行改进设计:增大副油路喷口 3端面的副油路喷口切向进油道9的高度0.2?0.4mm、旋流室内锥角度8为30°、副油路喷口出口圆柱面10的直径为1.75mm，并在副油路喷口出口圆柱面10的出口端设置成副油路喷口出口圆锥面11，从而增大了喷嘴副油路单独供油时的供油量以及伞状喷雾锥的喷雾锥角，保证了燃油的雾化质量。上述三个值是根据高空条件下副油路喷口单独工作时满足喷嘴供油量和喷雾锥角的要求而确定的。
[0032]如图3所示，所述的燃油喷嘴进行主油路喷口旋流室改进设计:主油路喷口旋流室由副油路喷口外锥面12和主油路喷口 4的内腔构成，通过增大副油路喷口外锥面12的直径来增大从喷嘴主油路口 4喷出的伞状喷雾锥的喷雾锥角，从而避免喷嘴主、副油路同时工作时两个伞状喷雾锥之间的相互干涉。所述主油路口 4的出口端设置成主油路喷口出口圆柱面13。
[0033]所述的燃油喷嘴进行喷嘴螺帽改进设计:取消喷嘴螺帽5端面上的屏板;这样不仅简化了喷嘴螺帽5的设计，同样达到了有冷却喷嘴、吹除喷口表面积碳和辅助雾化燃油的效果O
[0034]如图1、图4所示，本实用新型所述燃油喷嘴的工作流程为:增加主油路燃油总管供油压力，燃油通过喷嘴分油衬筒2的内部通道及主油路喷口4端面的主油路喷口喷口切向进油道14进入主油路旋流室，进行周向旋转运动，并通过主油路喷口 4以伞状喷雾锥的形状喷射进入燃烧室进行雾化，与空气掺混并燃烧;增加副油路燃油总管供油压力，燃油通过分油衬筒2的外圈通道及副油路喷口 3端面的副油路喷口切向进油道9进入副油路旋流室，进行周向旋转运动，并通过副油路喷口 3以伞状喷雾锥的形状喷射进入燃烧室进行雾化，并与空气掺混并燃烧;空气经喷嘴螺帽5上的进气孔进入，并由端面气孔以及垫圈切向进气槽流出，冷却燃油喷嘴、吹除喷嘴外表面的积碳并辅助燃油雾化。
[0035]与现有技术相比，本实用新型通过对空气流道进行改进，将空气流道设计成与喷嘴轴线有一角度，使得内排空气孔角度更大，不仅起冷却喷嘴和吹除积碳的作用，也起到辅助雾化燃油的作用。通过设置在整喷嘴螺帽5内的垫圈B7可以调整喷嘴螺帽5和喷嘴壳体I端面的距离，起到调整空气作用在伞状喷雾锥上的位置的作用。同时垫圈B7端面上开有切向进气槽，增加一股旋转气流作用在喷雾锥上辅助雾化燃油。此种结构对高空副油路喷口单独工作时改善燃油雾化效果有益。
[0036]本实用新型所述喷嘴，主、副油路喷口的结构有较大的改进，主、副油路喷口的配合方式也不一样。主、副油路喷口采用端面开矩形切向进气槽的方法，进气槽形状规整，调整自由度大，调整燃油流量非常方便，而且主、副油路旋流室的构造简单，显著地减少了产品成本，燃油分布均匀性得到改进，特别适宜于高、低空条件下流量变化范围宽的燃油喷嘴。
【主权项】
1.一种适用于高空工作的宽范围燃油喷嘴结构，其特征在于:包括喷嘴壳体(I)、分油衬筒(2)、副油路喷口(3)、主油路喷口(4)、喷嘴螺帽(5)及垫圈A(6)和垫圈B(7)，所述分油衬筒(2)安装在喷嘴壳体(I)内部，所述副油路喷口(3)安装在喷嘴壳体(I)内部，并紧靠分油衬筒(2)端面，所述主油路喷口(4)套装在副油路喷口(3)外侧，垫圈A(6)和垫圈B(7)依次安装在主油路喷口(4)外侧，并通过喷嘴螺帽(5)压紧，所述副油路喷口(3)的内腔构成副油路旋流室，所述副油路喷口(3)上设置的副油路喷口外锥面(12)和主油路喷口(4)的内腔共同构成主油路旋流室，所述喷嘴螺帽(5)上还设置有冷却空气流道(15)。2.根据权利要求1所述的一种适用于高空工作的宽范围燃油喷嘴结构，其特征在于:所述副油路喷口(3)和主油路喷口(4)的端面分别设置有副油路喷口切向进油道(9)和主油路喷口切向进油道(14)。3.根据权利要求2所述的一种适用于高空工作的宽范围燃油喷嘴结构，其特征在于:所述副油路喷口(3)端面的副油路喷口切向进油道(9)的高度为0.2?0.4mm。4.根据权利要求1所述的一种适用于高空工作的宽范围燃油喷嘴结构，其特征在于:所述副油路喷口(3)内腔形成的旋流室内锥角度(8)为30°。5.根据权利要求1所述的一种适用于高空工作的宽范围燃油喷嘴结构，其特征在于:所述副油路喷口( 3)出口端设置成副油路喷口出口圆柱面1，且副油路喷口出口圆柱面1的直径为I.75mm。6.根据权利要求5所述的一种适用于高空工作的宽范围燃油喷嘴结构，其特征在于:所述副油路喷口出口圆柱面1的出口端设置成副油路喷口出口锥面11。
【文档编号】F23R3/38GK205619380SQ201620451827
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】刘永忠, 王智华
【申请人】贵州航空发动机研究所