航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃油噴嘴

I.燃燒室的根本類型

單管燃燒室環(huán)管燃燒室環(huán)形燃燒室

結(jié)

每個(gè)圓管火焰筒有各自的外

構(gòu)把幾個(gè)單獨(dú)的火焰筒放在火焰筒和殼體都是同心

殼,組成一個(gè)中.管。各

特個(gè)環(huán)形外殼內(nèi)?；鹧嫱仓h(huán)形結(jié)構(gòu).無(wú)需聯(lián)

個(gè)陋管燃燒室之間彳聯(lián)

點(diǎn)j

間有聯(lián)焰管進(jìn)行傳焰焰管

焰管進(jìn)行傳焰。

1,調(diào)試用氣量少；1.迎風(fēng)面枳最??；1.與壓氣機(jī)配合獲得

2.單個(gè)噴嘴容易與氣流配2.用含1?3個(gè)火焰筒的試件最佳的氣動(dòng)設(shè)計(jì)，

主合達(dá)到要求；就可以做試驗(yàn),無(wú)需很大壓力損失最?。?/p>

要3.單獨(dú)的小燃燒室本身強(qiáng)的氣源2.空間利用率最高.

優(yōu)度和剛性好；3.供油和供氣匹配較好;迎風(fēng)面枳最?。?/p>

點(diǎn)4.裝拆維護(hù)方便。4.外殼是承力件，有利于提3.可得到均勻的出口

高發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)度和剛性。周向溫度場(chǎng)：

4.無(wú)需聯(lián)焰管，點(diǎn)火

時(shí)容易傳焰。

1.迎風(fēng)面積最大，空間利1.氣動(dòng)布局較差，擴(kuò)壓器設(shè)1.調(diào)試時(shí)需要大型氣

用率低.質(zhì)量城大；計(jì)較困難；源；

2.與軸流壓氣機(jī)出口環(huán)形2.也有聯(lián)焰管，點(diǎn)火性能不2.采用單個(gè)燃油噴嘴

氣流配合不好,很難得好；，燃油一空氣匹配

到周向均勻的溫度場(chǎng)：3.出口燃?xì)庵芟驕囟葓?chǎng)不加不夠好;

3.需要聯(lián)焰管,空中點(diǎn)火環(huán)形燃燒室好：3.火焰筒剛性差：

起動(dòng)性能最差；4.比環(huán)形燃燒室結(jié)構(gòu)質(zhì)量大4.裝拆維修困難35

4.壓力損失最大。O

1.單管燃燒室〔無(wú)燃油噴嘴〕

單管燃燒室由多個(gè)（一般是8?16個(gè)）單個(gè)燃燒室組成。匕們之間有聯(lián)焰管相聯(lián)，起傳播火焰

和均壓的作用。在早期的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)用得較多，與離心式壓氣機(jī)配合使用，在結(jié)構(gòu)上比

擬簡(jiǎn)單?？梢詥为?dú)的拆換，維護(hù)比擬方便。缺點(diǎn)主要是它的空間利用率低；在重量上不僅本

身比擬重，而且因?yàn)樗荒軅鬟f渦輪和壓氣機(jī)殼體上的扭矩，還要增加其他結(jié)構(gòu)部件（軸承機(jī)

匣）的重量。

燃油導(dǎo)管發(fā)動(dòng)機(jī)防火封產(chǎn)捱

2.聯(lián)管燃燒室〔無(wú)燃油噴嘴〕

與單管燃燒室相同的是：聯(lián)管燃燒室也是有單獨(dú)的火焰筒。但是這些火焰筒被包容在一個(gè)

共同的環(huán)形腔道里。聯(lián)管燃燒室的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比擬緊湊，外殼可傳遞扭矩，因而有利于減

輕發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)重量。此外，它的火焰筒與單管燃燒室相似，因而對(duì)設(shè)計(jì)調(diào)試仍較方便。

3.環(huán)形燃燒室〔現(xiàn)代主流燃燒室，有一圈燃油噴嘴〕

由四個(gè)同心的圓筒組成。在火焰筒的頭部裝有一圈燃油噴嘴和火焰穩(wěn)定裝置。與壓氣機(jī)出

口和渦輪進(jìn)口的環(huán)形氣流通道可以有很好的氣動(dòng)配合，可以減少流動(dòng)損失，縮短燃燒室頭

部的擴(kuò)壓段c可以得到較均勻的出口周向溫度場(chǎng)c空間利用率最高.殼體結(jié)構(gòu)有利于扭矩

和力的傳遞。更有利于減輕重量。缺點(diǎn)首先是沿圓周均勻分布的各個(gè)離心噴嘴噴油所形成

的燃油分布和環(huán)形通道的進(jìn)氣不易配合好。設(shè)計(jì)調(diào)試比擬困難，需要有大型的氣源設(shè)備。

使用中裝拆維護(hù)也比擬復(fù)雜。

火焰前

燃油吸嘴

壓氣器機(jī)匣

安裝邊

環(huán)形燃燒室〔含噴嘴位置〕清晰圖

FLAMETUBECOMBUSTION

OUTERCASINGTURBINE

NOZZLEGUIDE

VANES

HRCOMPRESSOROUTLET

GUIDEVANES

COMBUSTIONINNER

CASING

TURBINECASINGMOUNTING

COMPRESSORCASINGDILUTIONFLANGE

MOUNTINGFLANGEAIRHOLES

II.燃燒室的氣動(dòng)原理和技術(shù)指標(biāo)

根據(jù)氣流走燃燒室內(nèi)的流動(dòng)方式,環(huán)形燃燒室又可以進(jìn)一步分為直流式、折流式和回流式。

3當(dāng)量比①

a

Mo

。=1恰當(dāng)

仆1富油

夕<1貧油

余氣系數(shù)Q

1油氣比住

m1實(shí)際空震量

a=——--

叫嬴.」理論需要空震量

。7—完全燃燒IKg燃油理論上需要的空氣量

化學(xué)恰當(dāng)油氣比f(wàn)。：按化學(xué)平衡式遂行的燃燒反應(yīng)中.燃

燒劑與氧化劑之比。a=l恰當(dāng)a>1貧油

航空煤油與空氣的化學(xué)恰當(dāng)油氣比：a<1富油

f=O.O681

oa與f的關(guān)系：〃=為「

富油；f<fo貧油

III.燃油噴嘴

一、離心式噴嘴油路副油路

離心式噴油嘴內(nèi)裝有一個(gè)旋流器,

其工作原理是燃油從切向孔進(jìn)入旋

流室內(nèi)，在旋流室內(nèi)作急速的旋轉(zhuǎn)

運(yùn)動(dòng)，燃油從噴孔噴出后，因受慣

性力和空氣撞擊的作用破裂成無(wú)數(shù)

細(xì)小的油晉，從而獲得良好的霧化

結(jié)果。常用的旋流器結(jié)構(gòu)有：切向

槽旋流器、切向孔旋流器、螺旋槽

旋流器及旋流片等。

為了保證霧化質(zhì)量，噴嘴前的最低燃油壓力為:

39X104?49義104帕。噴嘴前的最高壓力取決于燃油泵

的能力，一般最高油壓近于98X105帕。最高油壓約為最

低油壓的二十倍。由于噴嘴的供油量與油壓的平方根成正

比，故普通單路離心噴嘴供油量的變化范圍為4?5之間，

但是，由于發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速下工作時(shí)，所需油量的變

化很大，大轉(zhuǎn)速時(shí)的供油量，一般比小轉(zhuǎn)速時(shí)的供日量大

一九至幾十倍，只有一條通路面積的單路噴油嘴就不能滿

足要求，所以目前有的發(fā)動(dòng)機(jī)使用雙路離心噴嘴。

雙路離心噴嘴乂可分為雙路雙室雙噴口噴嘴、雙路

衛(wèi)室單噴口噴嘴、以及雙路雙室單噴口噴嘴等。

二、氣動(dòng)噴嘴

右圖所示為氣動(dòng)式噴油嘴，題洽進(jìn)口

氣動(dòng)式噴油嘴的出現(xiàn)，克服了

離空聲噴油嘴以下兩個(gè)缺點(diǎn)：

噴油與噴油霧化質(zhì)量都直接

與供油壓力相關(guān)；在大供油量

時(shí)，由于霧化質(zhì)量好，大部分

是小直徑的油珠，由于其動(dòng)量

小，都聚集在噴油嘴附近，容

易形成積炭。而氣動(dòng)式噴油嘴

油量的改變是依靠供油壓力，

而霧化質(zhì)量則依靠另外的氣動(dòng)

因素。

氣動(dòng)噴嘴的優(yōu)缺點(diǎn)

氣動(dòng)噴噴的優(yōu)點(diǎn)是：油氣混合均勻，避免了主燃

區(qū)的局部富油區(qū)，減少了冒煙和積炭；火焰呈蘭色，

輻射熱量少，使火焰筒壁溫較低，氣動(dòng)噴嘴不要求很

高的供油壓力，而且在較寬的工作范圍內(nèi)，領(lǐng)霧錐角

大致保持不變，所以容易使燃燒室出口溫度場(chǎng)分布比

較均勻、穩(wěn)定；簡(jiǎn)化供油管道，僅用單管供油。氣動(dòng)

噴嘴的缺點(diǎn)是：由于油氣充分摻混，貧油熄火極限大

大降低，使燃燒室穩(wěn)定工作范圍變窄；在起動(dòng)時(shí)，氣

流速度較低，壓力較小，霧化不良。

三、蒸發(fā)管噴嘴

在裝有蒸發(fā)管的燃燒室內(nèi)，油氣的混合提前在蒸發(fā)管內(nèi)

進(jìn)行。燃油首先噴入處于高溫燃?xì)饬髦袩霟岬恼舭l(fā)管內(nèi)，迅

速吸熱并蒸發(fā)為燃油蒸汽，與進(jìn)入蒸發(fā)管內(nèi)的少量空氣初步

混合成油氣，然后從蒸發(fā)管噴入火焰筒的主燃區(qū)內(nèi)，與大量

空氣混合后燃燒。實(shí)踐證明使用蒸發(fā)管的燃燒室燃燒效率較

高，不冒煙，出口溫度場(chǎng)較穩(wěn)定，這種蒸發(fā)管式的供油裝置

與環(huán)形燃燒室相配合，得到廣泛的應(yīng)用。

蒸發(fā)管噴嘴具有氣動(dòng)噴嘴類似的優(yōu)點(diǎn)，它在早期

航空發(fā)動(dòng)機(jī)上就得到采用。但是，蒸發(fā)管噴嘴仍然存

在著燃燒室穩(wěn)定工作范圍較窄，蒸發(fā)管本身冷卻困難;

管內(nèi)預(yù)混油氣存在自燃問(wèn)題；需要輔助起動(dòng)供油系統(tǒng)

等等點(diǎn)。因此蒸發(fā)管噴嘴發(fā)展緩慢。隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)

的用益發(fā)展，壓比和渦輪前溫度不斷提高，并要求在

整個(gè)飛行范圍內(nèi)，提高燃燒效率，縮短燃燒室長(zhǎng)度、

解決冒煙污染。在上述問(wèn)題上，環(huán)形蒸發(fā)燃燒室具有

顯著的優(yōu)點(diǎn)，所以，近年來(lái)這類燃燒室的研究又有了

較大的進(jìn)展，不少發(fā)動(dòng)機(jī)上采用了蒸發(fā)式燃燒室。

四、甩油噴嘴

甩油噴嘴在高轉(zhuǎn)速、小流量的

折流環(huán)形燃燒室中得到采用。燃油

在用油盤油孔中形成油膜，離開噴

口后，離心力曾油膜破裂為油珠，

在氣動(dòng)力作用下，油珠變成更小的