一种脉冲爆震转子发动机制造技术

本发明专利技术涉及一种脉冲爆震转子发动机，包括燃料雾化混合装置；混合燃气配气装置；爆震发生装置；爆震波能量输出装置；燃料雾化混合装置主要包括超声波液体雾化器、电磁气阀、进气喉管、热交换燃气混合腔，燃料雾化后通过电磁气阀进入进气喉管与空气混合并在热交换燃气混合腔混匀。混合燃气配气装置主要为两个共轴的特制三通阀，该三通阀能够保证左右两个爆震腔及连接爆震腔的预爆管进气孔轮流进气，爆震波能量输出装置主要为一个气动机装置，能将爆震波的能量转化为气动机转轴转动的机械能。本发明专利技术的脉冲爆震转子发动机可以形成稳定传播的爆震波，并将爆震波的能量转化为转轴转动的机械能，使其成为一种可广泛应用的原动机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发动机
，尤其涉及一种脉冲爆震转子发动机。
技术介绍
脉冲爆震发动机是一种基于爆震燃烧的新概念发动机，其利用爆震波产生推力做功，爆震发动机结构简单，自重轻，热效率高，相对其他等压燃烧发动机以等容燃烧工作的脉冲爆震发动机效率可达47％(定压燃烧热效率为27％)，因此在无人机、导弹等领域有很好的应用前景。国内外对脉冲爆震发动机进行了大量研究，美国NASA、AMES等研究中心也提出了单管电磁阀控制爆震发动机，国内的西北工业大学、南京航空航天大学等单位也进行了脉冲爆震发动机的基础研究工作。但目前对于脉冲爆震发动机的研究主要集中在利用爆震波产生推力，作为航空航天飞行器的推进装置，如2015年1月7日公布的中国专利申请公布号为CN104265506A的专利文献公开了一种脉冲爆震发动机。将爆震波的推力转换为转轴旋转机械能的研究较少，通常的解决办法是在爆震管的出口加装涡轮，以爆震燃烧波驱动涡轮，如2009年1月7日公布的中国专利申请号为CN101338702A的专利文献公开的一种脉冲爆震转子轴发动机，但该设计仍有一些缺陷，如爆震循环易受涡轮影响，进而影响爆震波的产生，此外该设计还面临爆震波功率提取困难、燃料均匀雾化困难、难以产生稳定持续的爆震波、爆震腔排清废气困难等不利因素。
技术实现思路
本专利技术是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供提供一种脉冲爆震转子发动机，能形成稳定的爆震波并将爆震波的能量平稳转化转轴转动的机械能；其爆震腔爆震波的形成不依赖高能点火装置，不需复杂的雾化装置即能将燃料和空气混合均匀；在无外加压气机的前提下，自行完成吸气排气的做功过程，且能将已燃烧废气和新进入的混合燃气隔离开来。为了达到以上目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种脉冲爆震转子发动机，包括燃料雾化混合装置、混合燃气配气装置，爆震发生装置和爆震波能量输出装置；所述燃料雾化混合装置包括至少两个空气过滤装置和至少两个进气喉管；空气过滤装置安装在进气喉管前端，用于过滤进入进气喉管的空气；相邻的进气喉管之间连接有电磁气阀；电磁气阀下端连接有超声波液体雾化器；电磁阀设置在超声波液体雾化器和进气喉管之间，以控制雾化燃料进入进气喉管；进气喉管的下端连接有热交换燃气混合腔；热交换燃气混合腔下端与混合燃气配气装置相配合连接。作为本专利技术的一种优选方案，所述混合燃气配气装置包括三通阀套和三通阀芯；三通阀套上连接有预爆管、爆震腔、导气管；三通阀芯上连接有步进马达；步进马达带动三通阀芯转动。作为本专利技术的一种优选方案，所述三通阀套的下端从左到右依次布设有预爆管进气孔、进气孔和爆震腔出气孔；该预爆管进气孔、进气孔和爆震腔出气孔分别连接预爆管、连接导气管和爆震腔；该预爆管进气孔、进气孔和爆震腔出气孔分别由三通阀芯转动不同位置控制其开启和闭合。作为本专利技术的一种优选方案，所述三通阀套的上端对应的三个孔分别为预爆管气孔、导气管气孔和爆震腔气孔；与此相对应的，所述三通阀芯上布设有与三通阀套的上端三个孔相对应的两个水平腰鼓型气孔和一个垂直腰鼓型气孔；步进马达带动三通阀芯转动，使得水平腰鼓型气孔和垂直腰鼓型气孔贯通和闭合。作为本专利技术的一种优选方案，所述三通阀芯安装有与水平腰鼓型气孔和一个垂直腰鼓型气孔相对应的密封环，用于保证充分润滑条件下三通阀套的气密性。作为本专利技术的一种优选方案，所述预爆管气孔和导气管气孔所对应的两个水平腰鼓型气孔位置形状相同；三通阀套上的预爆管气孔开孔与三通阀芯接触的位置与三通阀芯圆心呈30度角。作为本专利技术的一种优选方案，所述爆震发生装置，包括火花塞、预爆管、爆震腔和导气管；预爆管一端连接三通阀套上的预爆管进气孔上，火花塞安装在预爆管进气孔与预爆管内的连接处，预爆管的另一端连接在爆震腔底端；导气管连接三通阀套上的进气孔；导气管长度靠近爆震腔的底端与预爆管和爆震腔的连接的位置水平。作为本专利技术的一种优选方案，所述预爆管的长径比大于8。作为本专利技术的一种优选方案，所述爆震波能量输出装置，包括气动机叶轮和转轴；气动机叶轮安装在转轴上，将爆震波的能量转化成转轴转动的机械能。本专利技术的有益效果是：通过特殊设计的六位三通阀将各个物理过程分离，混合燃气在进入预爆管和爆震腔之前就雾化混合均匀，避免了燃气混合不匀的情况。另外在小口径预爆管用电火花点火，在预爆管另一端出口产生小规模爆震波，利用该爆震波引爆爆震腔内的混合燃气，产生大规模的爆震波，使得本发动机不依赖高能点火系统，能够产生稳定的爆震波。且由于爆震波产生后爆震腔内维持一定时间的密闭状态再打开出气孔，使高温高压的燃气喷出爆震腔，推动气动机工作，这有利于爆震波功率的均匀输出和功率提取。另外，本专利技术独特设计的六位三通阀以及导气管，能够在阀芯转动180度的过程中实现爆震腔和预爆管内混合燃气的进入、爆震高温气体的排出、新鲜空气的进入及混合燃气的进入，从而维持爆震发动机的顺利运转；使其在无外加压气机的前提下，自行完成吸气排气的做功过程，且能将已燃烧废气和新进入的混合燃气隔离开来。本专利技术使用两个同轴气动机，将爆震腔内高温气体的能量转化为转轴转动的机械能，当一侧爆震腔做功推动转轴转动时，另一侧爆震腔能进行排气和吸气过程，两个爆震腔间歇轮流发生爆震，从而有利于发动机的平稳运转和爆震波功率提取。附图说明图1为本专利技术实施例的结构示意图。图2为本专利技术实施例六位三通配气阀的工作原理图。图3为本专利技术实施例六位三通配气阀的结构示意图。图4为本专利技术实施例左侧爆震腔工作的结构示意图。图5为本专利技术实施例右侧爆震腔工作的结构示意图。图中附图标记：空气过滤装置1，进气喉管2，电磁气阀3，超声波液体雾化器4，热交换燃气混合腔5，转轴6，气动机叶轮7，三通阀芯8，火花塞9，预爆管10，爆震腔11，导气管12，步进马达13，三通阀套14，新鲜空气15，净化空气16，燃料蒸汽17，燃气18，爆震波20，预爆管气孔21，导气管气孔22，爆震腔气孔23，水平腰鼓型气孔24，垂直腰鼓型气孔25，预爆管进气孔26，进气孔27，爆震腔出气孔28，密封环29。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施例作详细说明。实施例：如图1所示，本实施例公开了一种脉冲爆震转子发动机，包括燃料雾化混合装置，混合燃气配气装置，爆震发生装置，爆震波能量输出装置，燃料雾化混合装置由空气过滤装置1、进气喉管2、电磁气阀3、超声波液体雾化器4、热交换燃气混合腔5构成，超声波液体雾化器4连接一个两位两通电磁气阀3，电磁气阀3出气孔分别连接左右两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲爆震转子发动机，其特征在于：包括燃料雾化混合装置、混合燃气配气装置，爆震发生装置和爆震波能量输出装置；所述燃料雾化混合装置包括至少两个空气过滤装置(1)和至少两个进气喉管(2)；空气过滤装置(1)安装在进气喉管(2)前端，用于过滤进入进气喉管(2)的空气；相邻的进气喉管(2)之间连接有电磁气阀(3)；电磁气阀(3)下端连接有超声波液体雾化器(4)；电磁阀(3)设置在超声波液体雾化器(4)和进气喉管(2)之间，以控制雾化燃料进入进气喉管(2)；进气喉管(2)的下端连接有热交换燃气混合腔(5)；热交换燃气混合腔(5)下端与混合燃气配气装置相配合连接。

【技术特征摘要】
1.一种脉冲爆震转子发动机，其特征在于：包括燃料雾化混合装置、混合燃气配气装置，爆
震发生装置和爆震波能量输出装置；所述燃料雾化混合装置包括至少两个空气过滤装置(1)
和至少两个进气喉管(2)；空气过滤装置(1)安装在进气喉管(2)前端，用于过滤进入进
气喉管(2)的空气；相邻的进气喉管(2)之间连接有电磁气阀(3)；电磁气阀(3)下端
连接有超声波液体雾化器(4)；电磁阀(3)设置在超声波液体雾化器(4)和进气喉管(2)
之间，以控制雾化燃料进入进气喉管(2)；进气喉管(2)的下端连接有热交换燃气混合腔
(5)；热交换燃气混合腔(5)下端与混合燃气配气装置相配合连接。
2.根据权利要求1所述的一种脉冲爆震转子发动机，其特征在于：所述混合燃气配气装置包
括三通阀套(14)和三通阀芯(8)；三通阀套(14)上连接有预爆管(10)、爆震腔(11)、
导气管(12)；三通阀芯(8)上连接有步进马达(13)；步进马达(13)带动三通阀芯(8)
转动。
3.根据权利要求2所述的一种脉冲爆震转子发动机，其特征在于：所述三通阀套(14)的下
端从左到右依次布设有预爆管进气孔(26)、进气孔(27)和爆震腔出气孔(28)；该预爆
管进气孔(26)、进气孔(27)和爆震腔出气孔(28)分别连接预爆管(10)、连接导气管
(12)和爆震腔(11)；该预爆管进气孔(26)、进气孔(27)和爆震腔出气孔(28)分别
由三通阀芯(8)转动不同位置控制其开启和闭合。
4.根据权利要求2所述的一种脉冲爆震转子发动机，其特征在于：所述三通阀套(14)的上
端对应的三个孔分别为预爆管气孔(21)、导气管气孔(22)和爆震腔气孔(23)；与此相
对应的，所述三通阀芯(8)上布设有与三通阀套...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕晓文，
申请(专利权)人：吕晓文，
类型：发明
国别省市：浙江;33