[發(fā)明專利]一種高頻電磁閥式脈沖爆震發(fā)動機(jī)供油裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110367875.1
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102562362A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 裴晨曦;武曉松;王棟;馬虎;曾嫚青;刁吉陽;陳潔
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: F02K9/46
• 分類號: F02K9/46
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種應(yīng)用于電磁閥式脈沖爆震發(fā)動機(jī)的供油裝置。

背景技術(shù)

脈沖爆震發(fā)動機(jī)（Pulse?detonation?engine，簡稱PDE）是一種利用脈沖爆震波產(chǎn)生推力的新概念發(fā)動機(jī)。爆震波本質(zhì)上是超聲速激波和與其緊密耦合的薄火焰反應(yīng)區(qū)組成。因而，它毋需采用壓氣機(jī)等旋轉(zhuǎn)部件，便能達(dá)到30左右的壓比。由于爆震波的傳播速度可達(dá)馬赫數(shù)4，其后的燃燒速度極快，燃燒效率可達(dá)49%，所以它的單位燃料燃燒效率也很低，正是基于這些源自工作原理的本質(zhì)特性，它具有結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，重量輕，推重比大（大于20），比沖大（大于2100），工作范圍寬，推力可調(diào)等諸多優(yōu)點(diǎn)。因此作為新一代航空航天推進(jìn)系統(tǒng)，脈沖爆震發(fā)動機(jī)具有重大研究價值。

由于工程需要，PDE需要使用液體燃料，作為整個爆震順利進(jìn)行的預(yù)準(zhǔn)備系統(tǒng)，供油系統(tǒng)須提供穩(wěn)定的油壓和燃油流量，以達(dá)到合適的油氣填充比和合理的霧化效果。供油壓力要求趨于穩(wěn)定，壓力波動要在一定的范圍內(nèi)，同時燃料填充時間是爆震頻率的主要影響因素，而爆震頻率是關(guān)系到推力的重要性能參數(shù)之一，對爆震的成功起爆具有相當(dāng)重要的作用。

目前，國內(nèi)外公開文獻(xiàn)中對PDE供油系統(tǒng)的研究匱乏，文獻(xiàn)1：Frank?K?Lu,?D.S.?Jensen.?Potential?Viability?of?a?Fast-Acting?Micro-Solenoid?Valve?for?Pulsed?Detonation?Fuel?Injection[R].?AIAA-2003-0888.美國德州大學(xué)Frank?K.?Lu在不供油情況下對適用于PDE的高頻電磁閥進(jìn)行10Hz到150Hz不同頻率的響應(yīng)時間研究，但是沒有測試供油過程中電磁閥的高頻響應(yīng)特性，該研究結(jié)論不具備實(shí)際應(yīng)用依據(jù)。

文獻(xiàn)2：專利申請CN100549399C.?專利中提出高壓氮?dú)庵苯訑D壓液體燃料，進(jìn)行供給。其缺點(diǎn)在于：一方面，氣體直接擠壓燃油容易使得燃油中混入氮?dú)猓沟霉艿乐挟a(chǎn)生高壓氣穴；另一方面，普通減壓閥控制高壓氮?dú)猓瑹o法保證供油壓力維持穩(wěn)定壓力；再者，電磁閥動作時，油路無法吸收壓力脈動和削弱壓力沖擊。

綜上所述，目前國內(nèi)外主要采用單一高壓油泵供油或是擠壓供油方式，系統(tǒng)過于簡單，不能很好地完成快速穩(wěn)定供油。這種組合式的脈沖爆震發(fā)動機(jī)供油系統(tǒng)可以有效吸收壓力脈動、削弱壓力沖擊，在油壓穩(wěn)定和霧化效果上具有很大優(yōu)勢，現(xiàn)有公開資料中并沒有研究人員對從油壓穩(wěn)定和油壓響應(yīng)等特性角度去研究設(shè)計脈沖爆震發(fā)動機(jī)供油系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有電磁閥式脈沖爆震發(fā)動機(jī)液體燃料供給時所存在壓力穩(wěn)定困難和壓力響應(yīng)延遲等問題，提供一種電磁閥式脈沖爆震發(fā)動機(jī)供油裝置，油路穩(wěn)定供壓，使燃油按照工作頻率需求間隙性供油，同時能為離心式航空噴嘴提供穩(wěn)定的進(jìn)口壓力，以使燃油霧化到非常細(xì)小的液滴（SMD<10μm），使發(fā)動機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定、持續(xù)爆震。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種高頻電磁閥式脈沖爆震發(fā)動機(jī)供油裝置，包括油箱、低精度濾油器、高壓燃油泵、壓力表及壓力表開關(guān)、溢流閥、高精度濾油器、第一手動閥和第二手動閥、高頻電磁閥、渦輪流量計、壓力變送器、離心式航空噴嘴和卸荷閥，其特征在于：還包括氮?dú)鈹D壓支路；油箱通過管路依次連接低精度濾油器、高壓燃油泵、壓力表及壓力表開關(guān)、高精度濾油器、第一手動閥和第二手動閥、高頻電磁閥、渦輪流量計、壓力變送器和離心式航空噴嘴，形成開環(huán)油路；所述氮?dú)鈹D壓支路包括依次連接的高壓氮?dú)夤蕖⒅够亻y、高精度定值減壓閥和皮囊式蓄能器。?

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)：

（1）高壓氮?dú)馀c燃油通過蓄能器中皮囊隔離，不會因?yàn)榈獨(dú)饣烊肴加褪沟霉艿喇a(chǎn)生高壓氣穴；

（2）由于電磁閥采用二位三通方式，卸荷閥調(diào)定為預(yù)定油壓，使得噴油油路和卸荷回油路具有相同壓力，吸收壓力脈動；

（3）皮囊式蓄能器中皮囊可以有效削弱高頻電磁閥換向時所產(chǎn)生的壓力沖擊，為離心式航空噴嘴提供穩(wěn)定的壓力，最終完成精細(xì)霧化，保證發(fā)動機(jī)工作需求。

附圖說明

圖1：本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2：電磁閥底座剖面圖。

圖3：電磁閥底座剖面圖的左視圖。

?具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步描述。