某型发动机燃油喷嘴流量调试技术探究

1、某型发动机燃油喷嘴流量调试技术探究摘要：航空发动机制造技术是机械制造技术中的核心部 分，燃油喷嘴是航空发动机燃烧室的重要零件。文章通过对 燃油喷嘴的结构及其工作原理进行介绍，对影响燃油喷嘴流 量的因素进行分析，确定了燃油喷嘴不同状态下流量试验不 合格时的调试方法，对燃油喷嘴的制造具有重要的指导意 义。关键词：燃油喷嘴；调试技术；喷嘴结构；喷嘴流量中图分类号:v233文献标识码：a文章编号:1009-2374(2012) 30-0027-031概述燃油喷嘴是航空发动机的重要零件之一，它的主要功用 是按照发动机不同的工作状态，供给燃烧室合适数量的、具 有良好雾化质量的燃油。其中喷嘴的供油量是保证发

2、动机推 力要求、影响燃烧效率和性能的一个主要指标。所以，发动 机在装配试车之前，必须将单个喷嘴的流量调试到符合设计 要求，且每台发动机必须装用同一组流量的喷嘴，以保证出 口温度场的均匀。本文根据流体力学的基础知识以及加工过程中积累的 经验，对某型发动机燃油喷嘴流量的调试进行了较为全面的 分析和探讨。2燃油喷嘴结构及工作原理某型发动机燃油喷嘴属单油路离心式喷嘴，工作时，来 自总管的燃油经支管进入壳体和油滤形成的环形空间，油滤 体内设有纵向铳切槽，其中的两条将燃油引入油滤，燃油沿 着油滤的螺旋槽进入喷嘴壳体的通道，过滤后的燃油沿壳体 的通道输送到由分流杆、涡流器、喷口组成的雾化组件，然 后由喷口喷

3、出。燃油经过涡流器上的四个切向槽时得到很大的扭矩，并 以较高的切向速度进入涡流室，燃油受喷嘴圆形壁面作用形 成了旋转流动，同时，以较小的径向速度和轴向速度向喷嘴 内中心孔流动，燃油到达喷口边缘时，开始以较高的轴向速 度从喷口喷出。3影响燃油喷嘴流量的因素分析上面对燃油喷嘴的工作原理进行了说明，下面对影响喷 嘴流量的因素进行分析：3. 1燃油喷嘴几何特性与流量的关系基本假设：燃油为理想流体；不考虑摩擦；零件质量符 合设计图纸要求。根据该喷嘴的结构和工作原理可知：燃油在涡流室中的 流动可看作是轴向运动与自由旋涡表面合成的螺旋运动。燃 油在喷口中心形成一个空气涡，且这个空气涡的尺寸能保证 喷嘴稳定工

4、作时流量最大。切向进口通道面积增加，喷嘴几何特性参数k增加（呈 线性关系），从而使流量系数p增加，流量增加；涡流室面 积增加，喷嘴几何特性参数k减小（呈方根关系），从而使 流量系数u减小，流量减小；喷口出口中心孔面积增加， 喷嘴几何特性参数k减小（呈方根关系），流量系数u减小; 但由公式（1）可知，流量与中心孔面积呈线性关系增加， 因此最终流量仍将增加，不过不是呈线性关系。对某型发动机燃油喷嘴而言：=4bh （b、h分别为切向槽 的宽度和深度尺寸），二"，二口。所以，涡流器切向槽宽度b、深度h、涡流室半径r及 喷口中心孔半径rc都直接影响喷嘴的流量。3. 2零件表面质量对流量的影响上

5、面介绍了喷嘴结构对流量的影响，而实际调试过程 中，零件表面粗糙度及喷嘴内局部状态对流量的影响也不容 忽视。零件表面粗糙度对流量的影响：当涡流器与喷口结合处 表面有拉沟、划伤或有缺口时，燃油除从4个切向槽进入涡 流室中外，同时也从拉沟、划伤或缺口处渗入，也就等于增 大了进口通道面积，从而使流量变大。喷嘴内局部状态对流量的影响：上面的分析考虑的是理 想流体，而实际流体因粘度的变化，对喷嘴流量的影响也不 容忽视。喷嘴内局部状态不同，因燃油粘性产生的局部损失 不同，所以使喷嘴前后压降不一样，即喷嘴流量发生改变。喷口的状态直接影响了燃油在喷嘴内流动时产生的局 部损失的大小。由流体力学知识可知：当e处为锐

6、边时，局 部损失系数较大，因而流量较小，而b处呈光滑圆角时，局 部损失系数较小，近似为零，流量就增大。另外，涡流器4个切向槽的表面质量对流量的影响也很 大，由于没有这么小的铳刀，这4个槽只能用电火花加工， 而电火花加工的表面不光滑，所以流量局部损失较大。3.3喷口、涡流器加工的形位误差对流量的影响燃油经涡流器的4个切向槽进入圆形壁面内，如果涡流 器的大外圆对端面的垂直度0. 015达不到，那么涡流器与 喷口就不能很好地贴合，此时燃油除从4个切向槽进入外， 同时也从结合面进入，也就增大了进口通道面积，从而使流 量值变得很大。另外，燃油在圆形壁面作用下产生旋转运动，然后从 01.35孔喷出。如果1

7、.35孔为椭圆，则a2变大，从而也会使流量值变大。4某型发动机燃油喷嘴流量调试方法在实际工作中，应该具体情况具体分析，并采取相应的 调试方法。在保证供油压力和试验温度符合要求的前提下， 按前面分析的尺寸b、h、r、rc的大小对流量的影响，在进 行流量调试时，改变上述几何参数来达到设计规定的流量要 求。4. 1燃油喷嘴流量偏大时的调试4.2燃油喷嘴流量偏小时的调试另一种增大流量值的方法是：因喷口转接处为锐边或近 似锐边，若将转接处修成光滑圆角，则可使流量增大。当对 流量为1210ml/min的喷嘴修研喷口转接处后，流量可达到 1270ml/mino为了减少流量调试的难度，更好地保证零件的加工质

8、量，我们在加工涡流器的4个切向槽时，将槽宽和槽深的尺 寸加工至上差，且尺寸公差尽量控制在0.01mm范围内，以 保证流量试验时流量值偏上差，又不至于超过太多。4.3燃油喷嘴流量值出现异常时的调试当燃油喷嘴流量值出现异常时（与合格流量相差几百毫 升每分钟），此时切不可盲目地按照上述方法进行修理，而 应该仔细地分析其产生原因。若比合格流量大几百毫升每分钟，则需将喷嘴分解，目 视检查涡流器与喷口相结合表面的质量，检查表面是否有拉 沟、划伤或缺口等，如果有，则必须研磨涡流器或喷口的表 面；如果没有，则可能是涡流器未装到底引起，重新装到底 即可；如果确信已装到底，则可能是涡流器端面与大外圆不 垂直造成，必须采用专用工装校正。若比合格流量小几百毫升每分钟，则可能是零件组合时 支管与油滤的纵向铳切槽未对准造成，此时只需重新组合好 就可以了。5结语通过前面的讨论，我们对某型发动机燃油喷嘴流量的调 试有了比较全面的认识。加工者调试时只需针对不同的情况 进行修磨就可以了，这样就大大地提高了生产效率，同时也 杜绝了因盲目修理而造成零件报废，节省了生产成本。在实 际调试过程中，在保证喷嘴流量的同时，还要保证喷嘴的雾 化质量，这也就使得喷嘴的调试工作更加复杂。参考文献1 张春霞航