[發明專利]一種噴射式消除燃燒振蕩的沖壓發動機燃燒室

無效

• 申請號: 200910022862.3
• 申請日: 2009-06-05
• 公開（公告）號: CN101907038A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 秦飛;何國強;李強;陳劍;呂翔;劉洋;魏祥庚
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F02K7/10
• 分類號: F02K7/10
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 楊國文

技術領域

本發明涉及一種沖壓發動機結構，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動機燃燒室。

背景技術

現有沖壓發動機為了實現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)和“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，這些控制技術實現難度較大，目前難以在工程實踐中使用。

本發明針對這種情況，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，實現將其以持續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動機燃燒室的低頻燃燒振蕩的作用。

發明內容

本發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，本發明噴射式消除燃燒振蕩的沖壓發動機包括進氣道、噴油環、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，整個發動機采用軸對稱式布局。發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，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。

本發明提出的使用控制閥門噴射空氣消除燃燒振蕩的沖壓發動機燃燒室，是在沖壓發動機出現不穩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。

附圖說明

下面結合附圖和實施方式對本發明噴射式消除燃燒振蕩的沖壓發動機燃燒室作進一步詳細的說明。

圖1是本發明噴射式消除燃燒振蕩的沖壓發動機燃燒室結構示意圖。

圖2是本發明噴射式消除燃燒振蕩的沖壓發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????3.控制閥門????4.燃燒室

具體實施方式

如圖1所示，為本發明噴射式消除燃燒振蕩的沖壓發動機燃燒室的結構圖。該沖壓發動機包括進氣道1、噴油環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，沖壓發動機采用軸對稱式布局。發動機殼體與進氣道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。

在發動機出現不穩定燃燒時控制閥門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空氣的噴射。