專利名稱：燃油預(yù)成膜空氣霧化噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴嘴，特別是一種燃油預(yù)成膜空氣霧化噴嘴。
背景技術(shù)：
脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)(PDE)作為一種利用脈沖式爆震波產(chǎn)生推力的新概念發(fā)動(dòng)機(jī)，由于
其在性能上的顯著優(yōu)勢(shì)，世界許多國(guó)家的研究機(jī)構(gòu)對(duì)此展開了廣泛深入的研究。到目前
為止仍有許多關(guān)鍵技術(shù)尚未突破，其中兩相流燃料與氧化劑的高速噴射、霧化與混合就
是亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。
目前許多研究機(jī)構(gòu)已利用了各種噴射裝置來解決燃油的霧化與混合問題，其中采用
較多的是直射式噴嘴和離心式噴嘴，直射式噴嘴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其噴射出的燃油粒徑較大，
霧化效果較差；離心式噴嘴雖然噴射出的燃油粒徑較小，但其霧化主要是依靠燃油的供
油壓力，這就需要附加一套增壓系統(tǒng)，增加了質(zhì)量和復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠有效地減小燃油霧化粒度，提高霧化效果，且不需 附加裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便的燃油預(yù)成膜空氣霧化噴嘴。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為 一種燃油預(yù)成膜空氣霧化噴嘴，包括外環(huán)和內(nèi) 環(huán)，內(nèi)環(huán)包括小尾椎、中心體、小尾椎位于中心體的前方，兩者通過螺栓連接，所述的 外環(huán)包括大尾椎、滑動(dòng)筒、噴油架、左蓋罩和右蓋罩，大尾椎位于滑動(dòng)筒的前方，噴油 架位于滑動(dòng)筒的上部，噴油架左端凸起部分卡在大尾錐與滑動(dòng)筒之間的凹槽中，滑動(dòng)筒 與噴油架之間形成燃油通道，滑動(dòng)筒和噴油架的右端出口形成唇口，左蓋罩與右蓋罩分 別位于噴油架上部的左右兩側(cè)，與噴油架一起共同形成切向旋流進(jìn)油通道，內(nèi)環(huán)與外環(huán) 之間通過滑動(dòng)筒和中心體之間的鍵槽連接。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明燃油預(yù)成膜空氣霧化噴嘴只需要原有 空氣輔助霧化噴嘴的基礎(chǔ)上，對(duì)外環(huán)部分進(jìn)行改造，即在外環(huán)部分加入了滑動(dòng)筒，通過 調(diào)整燃油通道的縫隙高度，達(dá)到調(diào)整燃油從唇口流出的初始液膜厚度的目的，實(shí)現(xiàn)了燃 油初始液膜的可調(diào)性，因而加工工藝簡(jiǎn)單，加工成本低廉。與以往的脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)用直射式和離心式噴嘴相比，不僅降低了燃油霧化粒度，提高了燃油霧化效果，提高了燃 油的燃燒效率，降低了燃油的使用量，減少了不充分燃燒的廢氣對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)降 低了設(shè)備的復(fù)雜性，具有很好的市場(chǎng)前景。


圖1是本發(fā)明燃油預(yù)成膜空氣霧化噴嘴的三維結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明燃油預(yù)成膜空氣霧化噴嘴的前視剖面圖。 圖3是本發(fā)明燃油預(yù)成膜空氣霧化噴嘴的右視剖面圖。 圖4是本發(fā)明燃油預(yù)成膜空氣霧化噴嘴與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)位置關(guān)系圖。 圖5是本發(fā)明燃油預(yù)成膜空氣霧化噴嘴的滑動(dòng)筒和大尾錐采用螺母絲杠連接方式的 結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本發(fā)明直射式噴嘴燃油霧化粒度測(cè)試結(jié)果圖。 圖7是本發(fā)明離心式噴嘴燃油霧化粒度測(cè)試結(jié)果圖。 圖8是本發(fā)明燃油預(yù)成膜式空氣霧化噴嘴霧化粒度測(cè)試結(jié)果圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
結(jié)合圖l、圖2、圖3，本發(fā)明公開了一種燃油預(yù)成膜空氣霧化噴嘴，包括外環(huán)和內(nèi) 環(huán)，內(nèi)環(huán)包括小尾椎l、中心體2，小尾椎1連接于中心體2的前方，所述的外環(huán)包括 大尾椎3、滑動(dòng)筒4、噴油架5、左蓋罩6和右蓋罩7，大尾椎3位于滑動(dòng)筒4的前方， 大尾椎3與滑動(dòng)筒4通過螺栓或螺母絲杠的方式連接。噴油架5位于滑動(dòng)筒4的上部， 噴油架5左端凸起部分卡在大尾錐3與滑動(dòng)筒4之間的凹槽中，滑動(dòng)筒4與噴油架5之 間形成燃油通道8，滑動(dòng)筒4和噴油架5的右端出口形成唇口 9，滑動(dòng)筒4右端面與噴 油架5右端面唇口 9的縫隙高度可調(diào)范圍為0-1500 y m。左蓋罩6與右蓋罩7分別位于 噴油架5上部的左右兩側(cè)，與噴油架5—起共同形成切向旋流進(jìn)油通道，左蓋罩6與右 蓋罩7通過小螺釘或鉚釘連接，內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間通過滑動(dòng)筒4和中心體2之間的鍵槽連 接?；瑒?dòng)筒4下端有一個(gè)凸起的部分，中心體2外側(cè)有一個(gè)凹槽，形成與滑動(dòng)筒4下端 的鍵相配合的鍵槽，用來連接外環(huán)和內(nèi)環(huán)。
4本發(fā)明的燃油預(yù)成膜空氣霧化噴嘴位于脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道入口處，當(dāng)大尾椎 3與滑動(dòng)筒4通過螺栓方式連接時(shí)，螺距為0.5 2mm。如圖4所示，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道13， 工作前先調(diào)節(jié)滑動(dòng)筒4與大尾錐3之間的螺紋，當(dāng)滑動(dòng)筒4的右端面與噴油架5的右端 面處于同一水平線時(shí)，唇口 9縫隙高度為30ixm，螺紋間距為lmm，右旋螺紋，可以按 照需求繼續(xù)縮小唇口縫隙高度，左旋螺紋，可以適當(dāng)增大唇口縫隙高度，考慮到我們所 需要的燃油初始液膜厚度〖《30um，因此我們?cè)诓僮鬟^程中，右旋螺紋，直到滑動(dòng)筒4 的右端面與噴油架5的右端面處于同一水平線時(shí)為止，調(diào)整完畢將噴嘴通過連接法蘭16 與進(jìn)氣道13連接。開始工作時(shí)，先通過供氣系統(tǒng)向發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道13內(nèi)提供滿足要求的 進(jìn)氣速度，本實(shí)施例為50m/s，然后通過供油系統(tǒng)向噴嘴內(nèi)供入燃油(此處我們選擇汽 油)，油壓為300KPa，燃油通過通道8從唇口 9噴出，其初始液膜厚度為30y m，前方 氣流通過噴嘴后分為兩路， 一路從噴嘴內(nèi)外環(huán)之間的第一通道15流出，另一路從外環(huán) 與進(jìn)氣道之間的第二通道14流出，兩路氣流由于經(jīng)過收斂通道，因此氣流速度均加快， 由入口的50m/s加速到70 80m/s,由唇口 9噴出的液膜在噴嘴出口處即唇口 9處受到 兩路高速氣流的剪切力作用繼續(xù)加速變薄，同時(shí)又在內(nèi)外兩路氣流的粘性力作用和由于 兩路氣流方向不同而引起的沖擊作用下，于燃油粒徑的要很快破裂霧化形成油霧，從而 使得燃油粒徑進(jìn)一步縮小，滿足脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)求。
結(jié)合圖5，本發(fā)明還公開了另一種實(shí)施例，該實(shí)施例的各部件位置結(jié)構(gòu)關(guān)系與前一 實(shí)施例基本相同，只是將滑動(dòng)筒4與大尾錐3之間的連接方式由螺紋連接改為螺母絲杠 連接方式，調(diào)節(jié)時(shí)通過旋轉(zhuǎn)絲杠ll，帶動(dòng)與之相配的螺母10運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)將絲杠的旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為螺母的直線運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)筒4與螺母座12。固定在一塊，從而實(shí)現(xiàn)了將螺母的 直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑動(dòng)筒的直線運(yùn)動(dòng)，這樣通過旋轉(zhuǎn)絲杠就可以帶動(dòng)滑動(dòng)筒前后運(yùn)動(dòng)，來 調(diào)節(jié)滑動(dòng)筒4與噴油架5之間的燃油通道8縫隙的高度，從而達(dá)到調(diào)整燃油從唇口 9流 出的初始液膜厚度的目的。與前述實(shí)施例相比，該方案結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，再加上空間較小， 調(diào)整時(shí)，操作起來不太方便，而且也增加了加工成本。
針對(duì)本實(shí)施例說明本發(fā)明裝置的工作過程如下該燃油噴射裝置在脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī) 內(nèi)的位置與前一實(shí)施例相同，工作前也要先調(diào)節(jié)噴油架5與滑動(dòng)筒4之間的燃油通道8 的縫隙高度，在本實(shí)施例中通過旋轉(zhuǎn)絲杠11，帶動(dòng)與之相配的螺母IO運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而又帶固定在一起的滑動(dòng)筒運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了將絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑動(dòng)筒 的直線運(yùn)動(dòng)，同樣當(dāng)滑動(dòng)筒4的右端面與噴油架5的右端面處于同一水平線時(shí)，停止調(diào) 節(jié)，以保證燃油從唇口 9流出的初始液膜厚度〖《30um。其后續(xù)操作過程與前一實(shí)施 例相同。與前一實(shí)施例相比，該實(shí)施例方案結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加工成本稍高，再加上空間 較為狹小，調(diào)整時(shí)，操作起來不太方便。
結(jié)合圖6，利用LS-2000激光噴霧粒度分析儀對(duì)直射式噴嘴時(shí)的燃油霧化粒度結(jié)果 進(jìn)行測(cè)試，從圖中可以看出，釆用此種噴射方式時(shí)，燃油的平均粒徑大概在400iim左 右，由此可見采用直射式噴嘴燃油粒徑還是比較大的。
結(jié)合圖7，利用LS-2000激光噴霧粒度分析儀對(duì)離心式噴嘴的燃油霧化粒度結(jié)果進(jìn) 行測(cè)試，從圖中可以看出，采用此種噴射方式時(shí)，燃油的平均粒徑大概在30 50um之 間，由此可見采用離心式噴嘴燃油粒徑較直射式噴嘴相比大大減小。
結(jié)合圖8，利用LS-2000激光噴霧粒度分析儀對(duì)本發(fā)明的燃油預(yù)成膜式空氣霧化噴 嘴霧化粒度結(jié)果進(jìn)行測(cè)試，從圖中可以看出，采用此種噴射方式時(shí)，燃油的平均粒徑大 概在10 30um之間，由此可見采用燃油預(yù)成膜式空氣霧化噴嘴燃油粒徑較直射式噴嘴 和離心式噴嘴均有所減小，其霧化效果基本能滿足脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)要求。
權(quán)利要求
1、一種燃油預(yù)成膜空氣霧化噴嘴，包括外環(huán)和內(nèi)環(huán)，內(nèi)環(huán)包括小尾椎[1]、中心體[2]，小尾椎[1]連接于中心體[2]的前方，其特征在于所述的外環(huán)包括大尾椎[3]、滑動(dòng)筒[4]、噴油架[5]、左蓋罩[6]和右蓋罩[7]，大尾椎[3]位于滑動(dòng)筒[4]的前方，噴油架[5]位于滑動(dòng)筒[4]的上部，噴油架[5]左端凸起部分卡在大尾錐[3]與滑動(dòng)筒[4]之間的凹槽中，滑動(dòng)筒[4]與噴油架[5]之間形成燃油通道[8]，滑動(dòng)筒[4]和噴油架[5]的右端出口形成唇口[9]，左蓋罩[6]與右蓋罩[7]分別位于噴油架[5]上部的左右兩側(cè)，與噴油架[5]一起共同形成切向旋流進(jìn)油通道，內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間通過滑動(dòng)筒[4]和中心體[2]之間的鍵槽連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油預(yù)成膜空氣霧化噴嘴，其特征在于所述的大尾椎 [3]與滑動(dòng)筒[4]通過螺栓或螺母絲杠的方式連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃油預(yù)成膜空氣霧化噴嘴，其特征在于所述的大尾椎 [3]與滑動(dòng)筒[4]通過螺栓方式連接時(shí)，螺距為0.5 2mm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油預(yù)成膜空氣霧化噴嘴，其特征在于所述的滑動(dòng)筒 [4]右端面與噴油架[5]右端面唇口 [9]的縫隙高度為0~1500 u m。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油預(yù)成膜空氣霧化噴嘴，其特征在于所述的左蓋罩 [6]與右蓋罩[7]通過小螺釘或鉚釘連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油預(yù)成膜空氣霧化噴嘴，其特征在于所述滑動(dòng)筒[4] 下端有一個(gè)凸起的部分，中心體[2]外側(cè)有一個(gè)凹槽，形成與滑動(dòng)筒[4]下端的鍵相配 合的鍵槽，用來連接外環(huán)和內(nèi)環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃油預(yù)成膜空氣霧化噴嘴，包括外環(huán)和內(nèi)環(huán)，內(nèi)環(huán)包括小尾錐、中心體、小尾錐連接于中心體的前方，所述的外環(huán)包括大尾錐、滑動(dòng)筒、噴油架、左蓋罩和右蓋罩，大尾錐位于滑動(dòng)筒的前方，噴油架位于滑動(dòng)筒的上部，噴油架左端凸起部分卡在大尾錐與滑動(dòng)筒之間的凹槽中，滑動(dòng)筒與噴油架之間形成燃油通道，滑動(dòng)筒和噴油架的右端出口形成唇口，左蓋罩與右蓋罩分別位于噴油架上部的左右兩側(cè)，與噴油架一起共同形成切向旋流進(jìn)油通道，內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間通過滑動(dòng)筒和中心體之間的鍵槽連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便，可有效的提高燃油霧化效果，具有很好的市場(chǎng)前景。
文檔編號(hào)F02K1/00GK101537397SQ20091002923
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月7日
發(fā)明者陵 余, 國(guó)艷麗, 姜日紅, 波 孫, 宇 張, 武曉松, 棟 王, 羅明宇, 蔡文祥 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)