[发明专利]一种高频电磁阀式脉冲爆震发动机供油装置

说明书

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其是一种应用于电磁阀式脉冲爆震发动机的供油装置。

背景技术

脉冲爆震发动机（Pulse detonation engine，简称PDE）是一种利用脉冲爆震波产生推力的新概念发动机。爆震波本质上是超声速激波和与其紧密耦合的薄火焰反应区组成。因而，它毋需采用压气机等旋转部件，便能达到30左右的压比。由于爆震波的传播速度可达马赫数4，其后的燃烧速度极快，燃烧效率可达49%，所以它的单位燃料燃烧效率也很低，正是基于这些源自工作原理的本质特性，它具有结构简单，制造成本低，重量轻，推重比大（大于20），比冲大（大于2100），工作范围宽，推力可调等诸多优点。因此作为新一代航空航天推进系统，脉冲爆震发动机具有重大研究价值。

由于工程需要，PDE需要使用液体燃料，作为整个爆震顺利进行的预准备系统，供油系统须提供稳定的油压和燃油流量，以达到合适的油气填充比和合理的雾化效果。供油压力要求趋于稳定，压力波动要在一定的范围内，同时燃料填充时间是爆震频率的主要影响因素，而爆震频率是关系到推力的重要性能参数之一，对爆震的成功起爆具有相当重要的作用。

目前，国内外公开文献中对PDE供油系统的研究匮乏，文献1：Frank K Lu, D.S. Jensen. Potential Viability of a Fast-Acting Micro-Solenoid Valve for Pulsed Detonation Fuel Injection[R]. AIAA-2003-0888.美国德州大学Frank K. Lu在不供油情况下对适用于PDE的高频电磁阀进行10Hz到150Hz不同频率的响应时间研究，但是没有测试供油过程中电磁阀的高频响应特性，该研究结论不具备实际应用依据。

文献2：专利申请CN100549399C. 专利中提出高压氮气直接挤压液体燃料，进行供给。其缺点在于：一方面，气体直接挤压燃油容易使得燃油中混入氮气，使得管道中产生高压气穴；另一方面，普通减压阀控制高压氮气，无法保证供油压力维持稳定压力；再者，电磁阀动作时，油路无法吸收压力脉动和削弱压力冲击。

综上所述，目前国内外主要采用单一高压油泵供油或是挤压供油方式，系统过于简单，不能很好地完成快速稳定供油。这种组合式的脉冲爆震发动机供油系统可以有效吸收压力脉动、削弱压力冲击，在油压稳定和雾化效果上具有很大优势，现有公开资料中并没有研究人员对从油压稳定和油压响应等特性角度去研究设计脉冲爆震发动机供油系统。

发明内容

本发明的目的在于针对现有电磁阀式脉冲爆震发动机液体燃料供给时所存在压力稳定困难和压力响应延迟等问题，提供一种电磁阀式脉冲爆震发动机供油装置，油路稳定供压，使燃油按照工作频率需求间隙性供油，同时能为离心式航空喷嘴提供稳定的进口压力，以使燃油雾化到非常细小的液滴（SMD<10μm），使发动机能够实现稳定、持续爆震。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种高频电磁阀式脉冲爆震发动机供油装置，包括油箱、低精度滤油器、高压燃油泵、压力表及压力表开关、溢流阀、高精度滤油器、第一手动阀和第二手动阀、高频电磁阀、涡轮流量计、压力变送器、离心式航空喷嘴和卸荷阀，其特征在于：还包括氮气挤压支路；油箱通过管路依次连接低精度滤油器、高压燃油泵、压力表及压力表开关、高精度滤油器、第一手动阀和第二手动阀、高频电磁阀、涡轮流量计、压力变送器和离心式航空喷嘴，形成开环油路；所述氮气挤压支路包括依次连接的高压氮气罐、止回阀、高精度定值减压阀和皮囊式蓄能器。 

本发明与现有技术相比，其显著优点：

（1）高压氮气与燃油通过蓄能器中皮囊隔离，不会因为氮气混入燃油使得管道产生高压气穴；

（2）由于电磁阀采用二位三通方式，卸荷阀调定为预定油压，使得喷油油路和卸荷回油路具有相同压力，吸收压力脉动；

（3）皮囊式蓄能器中皮囊可以有效削弱高频电磁阀换向时所产生的压力冲击，为离心式航空喷嘴提供稳定的压力，最终完成精细雾化，保证发动机工作需求。

附图说明

图1：本发明结构示意图。

图2：电磁阀底座剖面图。

图3：电磁阀底座剖面图的左视图。

 具体实施方式

现结合附图对本发明进一步描述。