本發(fā)明涉及沖壓式發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

超燃沖壓式發(fā)動(dòng)機(jī)來流速度很快，燃料的駐留時(shí)間往往在毫秒級(jí)，對(duì)于液體碳?xì)淙剂希€要考慮液滴破碎、霧化和蒸發(fā)過程，這些都增加了燃料實(shí)現(xiàn)完全化學(xué)反應(yīng)所需要的時(shí)間和燃燒室長度。受發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、質(zhì)量等條件限制，燃燒室的長度不可能很長，因此，很難實(shí)現(xiàn)燃料與來流的完全摻混。超聲速燃燒一般為擴(kuò)散火焰，摻混效果直接決定了燃燒室的燃燒性能。因此，燃料的噴注與摻混技術(shù)一直是超燃沖壓式發(fā)動(dòng)機(jī)研究中的關(guān)鍵技術(shù)。

目前超燃沖壓式發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用的燃料噴注技術(shù)被分為被動(dòng)式摻混增強(qiáng)和主動(dòng)式摻混增強(qiáng)兩種。其中，被動(dòng)式摻混增強(qiáng)目前應(yīng)用相對(duì)廣泛，主要包括物理斜坡、凹腔、塔式結(jié)構(gòu)等方式，主要存在以下幾個(gè)問題：(1)能實(shí)現(xiàn)宏觀大尺度的湍流，但在微觀上的湍流不足以實(shí)現(xiàn)燃料與來流的高度摻混；(2)燃料與來流的混合有相對(duì)較長的過程，難以滿足要求；(3)難以控制由于熱釋放造成的壓力增長的影響。因此，基于各種大尺度強(qiáng)迫激勵(lì)的主動(dòng)摻混增強(qiáng)技術(shù)也是摻混增強(qiáng)技術(shù)的熱門研究方向。研究開發(fā)高頻率脈沖噴注裝置作為一種有效的燃料的噴注與摻混技術(shù)，能有效實(shí)現(xiàn)燃料與來流在分子水平的混合尤顯必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高頻率脈沖噴注裝置，它能有效地解決發(fā)動(dòng)機(jī)來流快速摻混的技術(shù)問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種高頻率脈沖噴注裝置，包括缸體和活塞，活塞桿通過四桿機(jī)構(gòu)與伺服電機(jī)連接。缸體的前端設(shè)有通孔，其整體為復(fù)合結(jié)構(gòu)，由整流筒和整流套相互契套構(gòu)成；活塞桿為空心柱狀結(jié)構(gòu)，上端與活塞焊接，底端密閉；活塞桿在靠近底端密閉位置處設(shè)有與柱狀空心相通的注油孔，注油孔上設(shè)有螺紋過渡接頭；活塞為帶空腔的盲孔結(jié)構(gòu)，該空腔與柱狀空心連通，活塞上設(shè)有環(huán)形三個(gè)凹槽，中間的凹槽為噴注孔槽，噴注孔槽中設(shè)有與空腔相通的噴注通孔一；整流筒兩端均設(shè)有外翻的擋檐，筒壁上設(shè)有等距分布的噴注通孔二，整流套的兩個(gè)端面與整流筒兩端的擋檐契合并通過螺栓緊固，整流筒外側(cè)對(duì)稱設(shè)有兩列截面為矩形的定位臺(tái)，同側(cè)的兩個(gè)定位臺(tái)之間設(shè)有與整流套相配合的整流槽一；整流筒筒壁設(shè)有均布的噴注通孔二，整流套內(nèi)壁設(shè)有均布的整流槽二，位于整流筒的同一圓周上的整流槽一和整流槽二相互貫通，并與整流筒筒壁上的噴注通孔二一一對(duì)應(yīng)，整流套設(shè)有成列均布的噴注通孔三，噴注通孔三與整流槽一、整流槽二相互貫通的。

所述整流筒筒壁上的噴注通孔二間距大于活塞上兩o型密封圈的最遠(yuǎn)距離。

所述活塞上的噴注孔槽在同一圓周上，但所有噴注通孔一孔徑之和小于噴注孔槽周長的1/2。

所述整流筒筒壁上的每個(gè)圓周所分布的噴注通孔二的個(gè)數(shù)與活塞上噴注通孔一的個(gè)數(shù)、孔徑相等。

所述的噴注通孔三在整流筒上的每個(gè)圓周上只有一個(gè)，且同列分布。

所述的整流槽一的槽寬、整流槽二的槽寬以及噴注通孔三的孔徑，三者的大小相同，且大于噴注通孔二和噴注通孔一的孔徑。

所述注油孔孔軸心線與柱狀空心孔軸心線垂直。

所述活塞上的環(huán)形三個(gè)凹槽，上、下兩凹槽為密封圈凹槽，各設(shè)有一個(gè)o型密封圈。

所述活塞上所分布的噴注通孔一的個(gè)數(shù)依據(jù)噴注量需求確定。

本發(fā)明的工作過程和原理：供油管通過螺紋過渡接頭連接注油孔，燃料通過注油孔高壓注入活塞桿內(nèi)部的柱狀空心中。外接伺服電機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過四連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)活塞桿進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，焊接在活塞桿上的活塞隨活塞桿進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使位于其上的噴注通孔一與噴注通孔二依次接通。已注入活塞桿內(nèi)部柱狀空心中的燃料流經(jīng)噴注孔一、噴注孔二、整流槽一、整流槽二，最終通過噴注孔三以一定頻率脈沖狀噴出，且因活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻率、噴注孔一的孔數(shù)及孔徑、噴注孔二的孔數(shù)及孔徑的差異，燃料噴注的脈沖頻率和噴注量會(huì)有差異。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：改進(jìn)了現(xiàn)有的燃料噴注與摻混技術(shù)，具有：

一、本發(fā)明體積小、形態(tài)狹長，可用于適用該形態(tài)的超燃沖壓式發(fā)動(dòng)機(jī)，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的緊湊。

二、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工難度不大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，滿足惡劣工況的使用要求，零部件具有較好的互換性，裝置整體易于維護(hù)與保養(yǎng)。

三、本發(fā)明有效地實(shí)現(xiàn)了燃料的脈沖噴注，可以通過調(diào)整伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速、四連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和桿長來改變活塞桿及活塞直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率，實(shí)現(xiàn)脈沖噴注頻率的改變。

這樣，本發(fā)明能提供高頻率的脈沖燃料噴注流，使之與航空器來流充分摻混，滿足超燃沖壓式發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒要求。

進(jìn)一步，在同一圓周上噴注通孔孔徑之和不超過該圓周周長1/2的情況下，的噴注通孔一、噴注通孔二的孔數(shù)可根據(jù)超燃沖壓式發(fā)動(dòng)機(jī)注油量的設(shè)計(jì)需要進(jìn)行調(diào)整。

這樣，本發(fā)明注油量有較大的調(diào)整范圍，能夠滿足絕大多數(shù)超燃沖壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)需求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的總裝結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖2為圖1的d-d的剖視圖；

圖3為圖1中a處的放大圖；

圖4為整流套的軸測(cè)局剖圖；

圖5為整流筒的軸測(cè)局剖圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖1-5示出，本發(fā)明的一種具體實(shí)現(xiàn)方式是：一種高頻率脈沖噴注裝置，包括缸體2和活塞9，活塞桿1通過四桿機(jī)構(gòu)與伺服電機(jī)連接,缸體2的前端設(shè)有通孔10，整體為復(fù)合結(jié)構(gòu)，由整流筒3和整流套15相互契套構(gòu)成；活塞桿1為空心柱狀結(jié)構(gòu)，上端與活塞9焊接，底端密閉；活塞桿1在靠近底端密閉位置處設(shè)有與柱狀空心6相通的注油孔17，注油孔17上設(shè)有螺紋過渡接頭18；活塞9為帶空腔12的盲孔結(jié)構(gòu)，該空腔12與柱狀空心6連通，活塞9上設(shè)有環(huán)形三個(gè)凹槽，中間的凹槽為噴注孔槽14，噴注孔槽14中設(shè)有與空腔12相通的噴注通孔一13；整流筒3兩端均設(shè)有外翻的擋檐11，筒壁上設(shè)有等距分布的噴注通孔二5，整流套15的兩個(gè)端面與整流筒3兩端外翻的擋檐11契合并通過螺栓緊固，整流筒3外側(cè)對(duì)稱設(shè)有兩列截面為矩形的定位臺(tái)7，同側(cè)的兩個(gè)定位臺(tái)7之間設(shè)有與整流套15相配合的整流槽一16；整流筒3筒壁設(shè)有均布的噴注通孔二5，整流套15內(nèi)壁設(shè)有均布的整流槽二19，同一圓周上的整流槽一16和整流槽二19、相互貫通，并與整流筒3筒壁上的噴注通孔二5一一對(duì)應(yīng)，整流套15成列設(shè)有均布的噴注通孔三4，噴注通孔三4與整流槽一16、整流槽二19相互貫通。

本例整流筒3筒壁上的噴注通孔二5間距大于活塞9上兩o型密封圈8的最遠(yuǎn)距離。

本例活塞9上的噴注孔槽14在同一圓周上，但所有噴注通孔一13孔徑之和小于噴注孔槽14周長的1/2。

本例整流筒3上的每個(gè)圓周所分布的噴注通孔二5的個(gè)數(shù)與活塞9上噴注通孔一13的個(gè)數(shù)、孔徑相等。

本例的噴注通孔三4在整流筒3上的每個(gè)圓周上只有一個(gè)，且同列分布。

本例的整流槽一16的槽寬、整流槽二19的槽寬以及噴注通孔三4的孔徑，三者的大小相同，且大于噴注通孔二5和噴注通孔一13的孔徑。

本例注油孔17孔軸心線與柱狀空心6孔軸心線垂直。

本例活塞9上的環(huán)形三個(gè)凹槽，上、下兩凹槽為密封圈凹槽，各設(shè)有一個(gè)o型密封圈8。

本例活塞9上所分布的噴注通孔一13的個(gè)數(shù)依據(jù)噴注量需求確定。