[发明专利]一种流量定位同轴可调针栓喷注器的液流试验方法

权利要求书

1.一种流量定位同轴可调针栓喷注器的液流试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将流量定位同轴可调针栓喷注器推力室中的燃烧室更换为液流试验用反压仓，同时在针阀上预留连接接口；

步骤2、将位移测量工装通过针阀上预留连接接口连接，使位移测量工装与针阀同步运动；

步骤3、计算针阀上的作用力；

3.1、计算针阀在弹簧作用下产生的向下作动力F0：

F0＝K(Δt+Δt_o) (1)

其中，K为弹簧刚度；Δt为弹簧压缩量；Δt_o为弹簧初始压缩量；

3.2、计算环境压力产生的向上作动力F1：

其中，P_b为发动机工作状态的环境压强；D5为针阀密封槽上端直径；D6为针阀大端外径；

3.3、计算外圈推进剂喷前腔压力产生的向上作动力F2：

其中，P_ihf为外圈推进剂喷前腔压强；D2为针阀喷注直径；D3为针阀密封槽下端直径；

3.4、计算燃烧室压产生的向上作动力F3：

其中，P_c为燃烧室的压强；D1为针阀小端内径；

3.5、计算环境压力产生的向下作动力F4：

其中，D4为针阀大端内径；

步骤4、选取包含发动机工作中的最高工况点、最低工况点及其他不少于5个的工况点进行液流试验，液流试验按从最高工况到最低工况再到最高工况的顺序连续进行，计算发动机在其中一个工况点下弹簧的压缩量Δt；

步骤5、利用反压仓模拟发动机工作的工况，使反压仓压强等于发动机工作时工况点的发动机燃烧室压强P_c，进行液流试验，计算液流试验时弹簧的压缩量Δt＇；

步骤6、比较发动机工作状态下弹簧压缩量Δt与液流试验时弹簧压缩量Δt＇，判断液流试验中针阀的位置与实际工作状态时是否相同；

若Δt＝Δt＇，则P_a＝P_b，液流试验中针阀的位置与实际工作状态时相同，完成发动机在该工况点的液流试验，执行步骤8；

P_a为液流试验时环境压强；P_b为发动机工作状态的环境压强；

如Δt≠Δt＇，则P_a≠P_b，执行步骤7；

步骤7、增加反压仓的压力，使得液流试验中针阀的位置与实际工作状态时相同，完成发动机在该工况点的液流试验；

步骤8、返回步骤4，直至完成发动机所有工况点的液流试验。

2.根据权利要求1所述的流量定位同轴可调针栓喷注器的液流试验方法，其特征在于，步骤4具体为：

4.1、发动机工作状态下，随工况调节燃烧室压力变化，引起F2、F3作动力变化，针阀受力不平衡，在不平衡力驱动下针阀发生运动，针阀运动引起弹簧压缩量Δt变化，当弹簧压缩量调整到针阀受力平衡，满足：

F0+F4＝F1+F2+F3 (6)

将公式(1)～(5)代入公式(6)中，可得：

4.2、由于外圈推进剂喷前腔压强P_ihf为燃烧室的压强P_c和外圈喷注压强变化量ΔP_ihf之和，即：

P_ihf＝P_c+ΔP_ihf (8)

代入公式(7)可得：

代入已知数据，可计算得到发动机工作状态下，弹簧压缩量Δt。

3.根据权利要求2所述的流量定位同轴可调针栓喷注器的液流试验方法，其特征在于，步骤5具体为：

液流试验时环境压强为P_a，针阀受力平衡时满足：

代入已知数据，可计算得到液流试验时弹簧压缩量Δt＇。