航空发动机燃油喷嘴
加工工艺对航空发动机燃油喷嘴性能的影响研究
（ ． ｈ ｎ ａ ｇＡｅｏｐ ｃ ｉｅｓｙ Ｓ ｅ ｙ ｎ １ １ ６Ｃｈｎ ； ． ｈ ｎ ａ ｇＬｍｉｇ １ Ｓ ｅ ｙ ｎ ｒ ｓａｅＵｎｖ ｒ ｔ， ｈ ｎ ａ ｇ １ ０ ３ ， ｉａ ２ Ｓ ｅ ｙ ｎ ｉ ｎ ｉ
ｑ ａｔｙ ｆｈ ｊｃ ｒｓ ｉ ｃ ｙ ｒｐｒｏ ａ ｔｑ ａｒｔ ｏ ｔｅｎｚｌ ｒｄｕ ｎ ｅ ｒｓ ｓｃ ｏ ｒａｏ ｅｓｉ ｒＴ ｅ ｏｚ ｎ ｉ ｒ ｕ ｎｉ ｅｉ ｅｔ ｒ ｔ ｏｏｔ ｎｌｏ ｕｄａ ｆｈ ｏｚ ｉｓ ｄｔ ｏｓ ｅｔ ｎａｅ ｆｈ ｗｌ ． ｈ ｚｌ ａｄｓ ｌ ｔ ｏ ｔ ｎ ｏ ｉｄ ｅ ｌ ｐ ｉ ｅ ｅａ ａ ｈｃ ｉ ｔ ｅ ｎ ｅ ｗｅ
第 ３ ８ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 第 １ 期
２１ ０ ２年 ２月
航 空 发 动 机
Ａｅ ｏ ｎ ｉ ｒ ｅ ｇｎｅ
Ｖ０３８ Ｎ０ １ １ ．
Ｆｅ ２ ２ ｂ． ０１
加工工艺对航 空发 动机燃油喷嘴
性 能 的影 响研究
刘 凯 张宝 诚 ’ 宋 文超 ， 洪安 ’ ， ， 马
（ ． 阳航空航天大学 ， 阳 １０ ３ ； ． 阳黎明航空发动机 （ 团） 限责任公司 ， 阳 １０ ４ ） １沈 沈 １１ ６ ２ 沈 集 有 沈 １０ ３
Ａ ｒｅｇ ｅ（ ｒｕ ）ｔ．Ｓ ｅｙｎ １０ ３ Ｃｈｎ） ｅｏｎ ｉ Ｇ ｏ ｐＬｄ， ｈｎ ａｇ１ ０４ ， ｉａ ｎ Ａ ｓｒｃ： ｈ ｃ ｎｃｌ ｅ ｕ ｅ ｎｓ ｎ ｅｍａｈｎｎ ｃｎ ｌ ｙｏ ｅｍａ ａ ｓｉ ｔｅｉ ｅｔｒ ｅｅｐｅｅｔｄ Ｔ ｅｆｅ ｆ ｗ ｂ ｔ ｔＴ ｅｔ ｈ ｉ ｑ ｉ ｍｅｔ ａ ｄｔ ｃｉｉｇｔ ｈ ｏ ｇ ｆ ｈ ｉ ｐａ ｎ ｈ ｊｃｏ ｒ ｒｓｎｅ． ｈ ｌ ｏ ａ ｅ ａｒ ｒ ｈ ｅ ｏ ｔ ｎ ｎ ｗ ｕ ｌ ｃａａｔｒｔ ｓ ｓｒ ｏｅａ ｇ ， ａｔｒＭｅｎＤ ａ ｅｅ （ＭＤ ｎ ｔ ｄｓｉｕｉｎｌ ｅｅｍ ａｕｅ ｙｔｅｔ ｔＦ ｒｔｅｐｅｓｒ ｈｒｃｅ ｓｃ， ｐａ ｃｎ ｎｌ Ｓ ｕｅ ａ ｉｍ ｔ ｉｉ ｙ ｅ ｒ Ｓ ）ａ ｄｉ ｉｒ ｔ ａ ｗ ｒ ｅｓｒｄｂ ｈ ｅ ． ｏ ｒ ｕｅ ｓ ｔｂ ｏ ｗ ｓ ｈ ｓ
航空发动机燃油喷嘴
航空涡轮发动机使用的喷油嘴有离心式喷油嘴、气动式喷油嘴、蒸发管式喷油嘴和甩油喷嘴。
离心式喷油嘴内装有一个旋流器，其工作原理如图所示。
燃油从切向孔进入旋流室内，在旋流室内作急速的旋转运动，燃油从喷孔喷出后，受惯性力和空气撞击力的作用破裂成无数细小的油珠，从而获得良好的雾化结果。
由于发动机在不同的转速下工作时，所需油量的变化很大。
大转速时的供油量，一般比小转速时的供油量大十几至几十倍。
只有一条通路面积的单路喷油嘴就不能满足要求，所以目前有的发动机使用双路离心喷油嘴。
离心喷嘴的优点是能够形成均匀的混合气保证燃烧室在宽广的混合比例范围内工作，工作可靠，结构坚固易于调试，在航空发动机中使用广泛。
其缺点是1，供油压力要求高2，存在高温富油区，易造成发烟污染3，出口温度场不均匀4，与环形燃烧室不协调。
气动式喷油嘴的出现,克服了离心式喷油嘴的以下两个缺点：喷油量与喷油雾化质量都直接与供油压力相关：在大供油量时,由于雾化质量好，大部分是小直径的油珠,由于其动量小,都聚集在喷油嘴附近,容易形成积炭。
而气动式喷油嘴油量的改变是依靠供油压力，而雾化质量则依靠另外的气动因素。
气动式喷嘴油气混合均匀，避免了主燃区的局部富油区，减少了冒烟和积碳；火焰呈蓝色，辐射热量少使火焰筒壁温较低，气动喷嘴不要求很高的供油压力，而且在较宽的工作范围内，喷雾锥角大致保持不变，所以容易使燃烧室出口温度场分布比较均匀稳定。
气动式喷嘴简化了供油管道仅用单管供油。
其缺点是：由于油气充分掺混贫油熄火极限大大降低，使燃烧室稳定工作范围变窄；在启动时，气流速度较低，压力较小，雾化不良。
在装用蒸发管的燃烧室内，油气的混合提前在蒸发管内进行，如图所示。
经在 T 型热管壁加热蒸发，进一步与这部分高温空气掺合。
实践证明使用蒸发管的燃烧室燃烧效率较高，不冒烟，出口温度场比较稳定。
这种蒸发管式的供油装置与环形燃烧室相回合,得到广泛的应用。
甩油喷嘴在高转速、小流量的折流环形燃烧室中得到广泛运用。
航空发动机的组成
航空发动机的组成航空发动机作为飞机的“心脏”，是飞机起飞、巡航和着陆不可或缺的重要组成部分。
它所拥有的强大动力能够使飞机在空中运转，并帮助飞机完成各种任务。
那么，航空发动机由哪些部分组成呢？下面将分步骤为大家阐述。
第一步：气体进口系统航空发动机的气体进口系统是航空发动机能量产生的源头，其主要组成部分有进气道、空气过滤器、鼓风机和燃油喷油嘴等。
进气道的作用是采集高速气流，将其传送到发动机内部。
空气过滤器的作用是保证进气口不收到杂质的影响。
鼓风机的作用是向进气道提供大量的气流，为燃烧提供支撑。
燃油喷油嘴的作用是将燃油雾化，并通过燃烧产生高温高压气体。
第二步：压气机系统航空发动机的压气机系统是负责将大气中的空气压缩成高压气体的部分。
压气机系统包括低压压气机、高压压气机和驱动压气机三部分。
低压压气机主要负责将气体压缩至1-2大气压力，而高压压气机则负责将气体压缩至15-20大气压力。
最后，驱动压气机将已经压缩后的气体压缩至更高的压力。
第三步：燃烧室系统燃烧室系统是航空发动机最重要的部分之一，负责将压缩后的气体和燃油混合并燃烧，进而释放出高温高压气体。
燃烧室的设计可以影响气体的高热效能和低燃油消耗率。
燃烧室中通常有喷油器、火花器、燃烧室壁、引导环等组成部分。
第四步：涡轮系统涡轮系统是航空发动机的最后一个组成部分。
它主要包括高压涡轮、低压涡轮和下行运动涡轮三部分。
它们的作用是将燃烧后的气体流向推出发动机，从而产生动力。
高压涡轮和低压涡轮之间通过轴连接。
下行运动涡轮则负责将燃烧后的气体排放出机外。
综上所述，航空发动机的组成由气体进口系统、压气机系统、燃烧室系统和涡轮系统四个部分组成。
它们各司其职，协作发挥着强大的动力，成为飞行的物理支撑。
随着科学技术的不断突破，航空发动机的组成也在不断更新升级，使得它们更加高效、可靠和安全。
航空发动机主要部件介绍
航空发动机主要部件介绍航空发动机是飞机的心脏，是实现飞行动力的关键部件。
它由众多主要部件组成，每个部件都发挥着重要的作用。
本文将从气缸、涡轮、燃烧室和喷嘴等几个方面介绍航空发动机的主要部件。
气缸是航空发动机中的重要组成部分之一。
气缸是发动机的燃烧室，通过气缸内的活塞来完成燃烧过程。
气缸内的燃料与空气混合后，被点燃产生高温高压气体，推动活塞运动，从而驱动发动机的转子。
气缸的材料通常采用高强度、高温耐受性的合金材料，以确保发动机在高温高压环境下的正常工作。
接下来是涡轮，也是航空发动机的重要组成部分之一。
涡轮是由多个叶片组成的旋转机构，通过高温高压气体的冲击，驱动涡轮旋转。
涡轮旋转时，带动压气机和涡轮机等部件的转动，从而实现发动机的工作。
涡轮的材料通常采用耐高温、高强度的合金材料，以确保发动机在高温环境下的可靠运转。
燃烧室是航空发动机中的关键部件之一。
燃烧室是将燃料和空气混合并点燃的场所，产生高温高压气体，推动活塞运动。
燃烧室需要具备高温耐受性和良好的密封性，以防止燃气泄漏和热量损失。
燃烧室的结构通常采用复杂的冷却系统和热隔离材料，以确保燃烧室内部的温度在可控范围内。
喷嘴是航空发动机中的重要部件之一。
喷嘴主要负责将高温高压气体排出发动机，并产生推力。
喷嘴的结构通常采用可调节的喷嘴喉道，使喷出的气体能够以最佳角度和速度排出，从而提高发动机的效率和推力。
喷嘴的材料通常采用高温耐受性和耐腐蚀性较好的合金材料。
除了以上介绍的部件外，航空发动机还包括压气机、燃油系统、冷却系统和控制系统等。
压气机用于将空气压缩，提供给燃烧室进行燃烧。
燃油系统负责将燃料供给燃烧室，确保燃料的正常燃烧。
冷却系统用于降低发动机中各部件的温度，保证其正常工作。
控制系统则负责监控和控制发动机的运行，确保其安全可靠。
航空发动机的主要部件包括气缸、涡轮、燃烧室和喷嘴等。
这些部件密切配合，共同完成发动机的工作。
它们的设计和制造需要考虑到高温高压的环境和复杂的工作条件，以确保发动机的性能和可靠性。
航空发动机燃油喷嘴的设计与优化
航空发动机燃油喷嘴的设计与优化航空飞行是人类最为直接、最为快捷的交通工具，而航空发动机则是飞机的“心脏”，决定着飞行的安全和性能。
燃油喷嘴作为航空发动机的其中一个重要组成部分，对于燃油的喷射和燃烧过程具有至关重要的作用。
因此，设计优化航空发动机的燃油喷嘴，一直是航空工程师们的研究重点之一。
一、航空发动机燃油喷嘴的设计燃油喷嘴是把燃料喷射到燃烧室内形成燃烧的散热器，其结构和性能直接决定了燃烧过程的效率和质量。
燃油喷嘴的设计要满足以下条件：1.燃料喷出速度要适中，在保证足够燃烧的前提下，尽量缩小燃料喷射速度，以减小燃油的分散程度，提高燃烧质量，同时，也能够减少冲击波的引起的噪声和振动。
2.燃料喷雾要均匀，这要求燃油喷嘴在喷出时，能够形成均匀的雾化效果，防止燃料出现滴状或流状现象。
3.燃油喷射角度要精确，航空发动机的燃烧室形状不同，对于不同的燃油喷嘴来说，其喷射角度也要有所调整，以确保燃料喷射到燃烧室的最优位置，尽可能地提高燃烧效率，减少废气排放。
二、航空发动机燃油喷嘴的优化航空发动机燃油喷嘴的设计需要重点考虑喷口径，喷口形状和喷油压力三个方面，优化这些因素可以提高其喷雾效果和喷射精度。
此外，为了使发动机燃料效率得到最大化，通过优化燃油喷嘴的设计，实现燃油喷射的匹配，进一步改进废气排放和燃油消耗的情况。
1. 喷口径的优化喷口径越小，则燃料能够更加均匀地喷到燃烧室中，使燃烧效率得到提高，同时还能减少喷口对空气流动的影响，使燃油消耗更加可控。
但是喷口径过小，则又会对燃油的流动和传输产生较大的阻力，需要更大的喷油压力才能达到所需要的喷射速度，此时就需要对喷油压力的控制精度加强。
2. 喷口形状的优化不同形状的喷口对于燃油喷射的效果是不同的。
一般而言，锥形燃油喷嘴的喷雾效果比较好，其射出的燃油雾滴分布相对均匀，因此，其燃烧效率更高。
同时，锥形喷嘴的流体外形结构相对简单，易于制造和维护，因此也更受航空发动机制造商的欢迎。
某型航空发动机燃油喷嘴试验及火焰筒头部的数值模拟
Ａｂｔａｔ Ｔｅ ｐｒｔ ｇｃａａｔｉｉ ｎ ｏ ｉ ｉ ｕ ｌ ｎａｒｅ＃ｎｆｅ ｎｚｅ ｅ ｐｒ ｅｔ ｎ ｖ — ｓ ｃ ： ｈ ｅ ｉ ｒｃ ｒ ｔｓ ｄａ ｍｚ ｏ ｑａｉ ｏ ｅ ｎ ｅｕｌ ｏｚ ｒ ｅ ｉ ｎ ｄａ ｉ ｅ ｒ ｏ ａｎ ｈ ｅ ｓｃ ａ ｔ ｔ ａ ｎ ｔ ｆａ ｙ ｏ ｌｗ ｅ ｘ ｍ ｅ ｄ ｎ ｓ ｅ
场不 均匀 ， 产生 局部 热 区 ， 影响 涡轮 寿命 。 （） ４ 喷雾锥 角过 大 ， 滴 打 到火 焰筒 头 部 壁 面 ， 油
会 造成头 部烧蚀 。
象， 在综 合试 验器 上 ， 深入 地测定 了该 喷嘴 的压力 较
（） ５ 喷雾 锥角过小 ， 使更多油滴集中在火焰筒 中心线燃 烧 ， 中心过 于富油 ， 易 冒烟 。 容 因此 ， 嘴 的雾 化 特性 对 燃 烧 室 的性 能 和 工 作 喷
寿命影 响很 大 ， 嘴 的设 计 和 试验 研 究 是 发动 机 研 喷
某旋流式燃油喷嘴流场分析
第2期2021年2月机械设计与制造Machinery Design&Manufacture107某旋流式燃油喷嘴流场分析易宗礼，侯力，游云霞，王友胜（四川大学制造科学与工程学院,四川成都610065）摘要:旋流式喷嘴是航空发动机进油系统和实现燃油雾化的重要部件。
为了探究一种旋流式喷嘴的雾化角度,文章介绍了一种旋流式喷嘴的结构特点和工作原理，运用VOF两相流方法与Realizable k-e模型模对喷嘴的内外部流场进行数值模拟。
结果显示:数值仿真可以较好的模拟喷嘴的雾化特性,随着供油压力增大,喷嘴出口流量和速度均增大，燃油喷射速度沿轴线中心对称分布,在靠近中心轴线处有锥形空气回流，空气回流速度随供油压力的增大而增大。
8种不同压力下的结果表明，雾化角度随进出口压差的增加而增大，供油压力0.3MPa时的雾化锥角为702。
,是满足喷嘴工况条件的适宜供油压力。
关键词:旋流式喷嘴;数值仿真;喷射锥角;速度分布中图分类号:TH16文献标识码:A文章编号:1001-3997(2021)02-0107-05Flow Field Analysis for a Pressure-Swirl NozzleYI Zong-li,HOU Li,YOU Yun-xia,WANG You-sheng(School of Manufacturing Science and Engineering,Sichuan University,Sichuan Chengdu610065,China)Abstract：77ie pressure-swirl nozzle is an important part of the aero engine intake system and fuel atomization.In order to explore the atomization angle of a pressure-swirl nozzle,the paper introduces the structure characteristics and working principle of a pressure-swirl nozzle.The VOF method and the Realizable k-e model are used to simulate the internal and external flow fields of the pressure—swirl nozzle.The results show that the numerical simulation can reasonably predict the atomization characteristics of t he nozzle.As the pressure increases,the nozzle outlet flow rate and velocity increase,the fuel injection velocity is syrnmetricaRy distributed along the center of axis,there is an air—cone near the central axis,and the conical air reflux velocity is increases as the supply pressure increases.Eight different pressures indicate that the atomization angle increases with the pressure difference.It is found that the atomization,cone angle is70.2°,when the oil supply pressure is0.3MPadvhich is the optimal oil supply pressure to meet the working conditions.Key Words:Swirl Nozzle；Numerical Simulation；Atomization Angle；Velocity Distribution1引言燃油喷嘴是航空涡轮发动机关键部件，旋流式喷嘴是其中一种常用的类型。
某型航空发动机燃油喷嘴对比试验研究
3、探索新型高性能燃油喷嘴材料的研究和应用，提高燃油喷嘴的耐高温、耐 腐蚀性能，以满足航空发动机更加严苛的工作需求。
4、加强国际合作与交流，共同推进航空发动机燃油喷嘴的研究与发展，提升 我国在航空领域的国际竞争力。
参考内容
引言
某型航空发动机燃油喷嘴是航空动力系统的重要组成部分，对于发动机的燃烧 效率和性能有着至关重要的影响。由于燃油喷嘴的设计和制造涉及到复杂的流 体动力学、热力学和材料科学等领域，因此需要通过试验研究来验证其工作性 能和稳定性。本次演示将对某型航空发动机燃油喷嘴进行试验研究，旨在深入 了解其工作原理和性能特点，为发动机的整体性能优化提供依据。
在当前的航空发动机燃油喷嘴研究中，如何实现喷嘴内燃油喷射的优化是一大 挑战。喷嘴内燃油的喷射受到多种因素的影响，如燃油压力、喷嘴结构、气动 性能等。这些因素之间的相互作用及其对燃油喷射的影响机制尚不明确，因此， 开展相关的研究工作具有重要意义。
为了深入探讨航空发动机燃油喷嘴耦合作用机制，本次演示采用实验研究与理 论分析相结合的方法。首先，设计并制作不同结构参数和几何形状的燃油喷嘴 模型，通过实验测试不同喷嘴的性能表现。然后，结合实验数据，运用数值模 拟方法对喷嘴内燃油的流动、雾化、混合过程进行详细分析，以揭示喷嘴结构 参数与燃油喷射性能之间的内在。
5、实验结束后，将实验数据进 行整理和分析。
1、开展更加细致的对比试验研究，综合考虑不同类型燃油喷嘴的性能、经济 性和环保性等多方面因素，为实际应用提供更加全面的理论依据。
2、加强燃油喷嘴的优化设计研究，通过采用先进的数值模拟方法和试验手段， 对燃油喷嘴的结构参数进行精细化调整和优化，以进一步提高燃油喷嘴的性能。
实验研究结果表明，燃油喷嘴的结构参数对燃油的喷射性能具有显著影响。具 体来说，喷嘴出口直径、出口角度和燃油压力对燃油的喷射范围、速度和雾化 效果具有决定性作用。同时，喷嘴内部流道的设计也对燃油流动和混合过程产 生重要影响。
3D打印燃油喷嘴LEAP航空发动机，让GE收获270亿美元大单
3D打印燃油喷嘴LEAP航空发动机，让GE收获270亿美元大单南极熊2017年6月23日讯/在正在火热进行中的巴黎航空展上，美国通用电气（GE）表现十分抢眼，收获了超过310亿美元的新业务。
而这其中，采用3D打印燃油喷嘴的LEAP发动机的大功臣—它总共得到了1658个新订单，加上其它型号发动机的订单，总价值达到了273亿美元。
由此，LEAP迄今为止得到的总订单数就超过了14000台。
另外值得一提的是，在这273亿美元中，中国企业贡献了24%之多。
其中中国东方航空公司为40亿美元，中国南方航空公司为15亿美元，中国工商银行子公司工银租赁为11亿美元。
LEAP是由GE与法国赛峰（Safran）集团各出资50%组建的合资企业CFM研制的新一代航空发动机，具有更好的燃油经济性和更低的二氧化碳排放量，现已广泛用于波音737、空客A320、以及我国的C919等单通道客机。
在2014年，由于改用了3D的燃油喷嘴，其性能得到了进一步提升（能更高效地混合与注入燃料），而这正是此次巴黎航展上它能获得如此青睐的重要原因之一。
除了3D打印的燃油喷嘴，LEAP还采用了另一种黑科技—超级陶瓷材料。
它与金属一样坚固，但重量更轻，同时能承受更高的温度（约1300℃）。
这就令LEAP成为了希望降低飞机飞行成本并提高其效率的航空公司的最理想选择。
最后，为您奉上这273亿美元发动机订单除中国企业以外的部分：GE Capital Aviation Services：29亿美元春秋航空：17亿美元CDB Aviation：13亿美元VEB租赁：12亿美元VEB Leasing：11亿元Aviall：10亿美元Air Lease Corp：7.25亿美元航空资本集团：5.8亿美元长荣航空：4亿美元全日空航空公司：4亿美元以色列阿基亚航空公司：2亿美元日本航空：7500万美元K5航空：2900万美元温馨提示：南极熊发布的《2017年中国3D打印格局》白皮书包含3份电子版资料：①《2017年中国3D打印格局》白皮书（158页）；②2016年、2017年全国部分3D打印招标中标信息汇总（总金额1.7566亿元人民币）；③《2017年中国3D打印产业报告》（85页）详细说明《南极熊被淘宝处罚，因为《2017年中国3D打印格局》白皮书销量暴增》。
LEAP-1A发动机燃油喷嘴设计缺陷及在翼解决措施
LEAP-1A发动机燃油喷嘴设计缺陷及在翼解决措施作者：梁勇孙军军来源：《航空维修与工程》2021年第11期摘要：本文介绍了LEAP-1A发动机燃油喷嘴的设计缺陷，分析了故障特点、原因，提出了解决措施及技术展望。
关键词：LEAP-1A发动机；燃油喷嘴；解决措施Keywords：LEAP-1A engine；fuel nozzle；solutions0 引言LEAP-1A型发动机由CFMI公司生产的新型民用航空发动机。
从2016年投入商业运营至2021年7月已生产了2123台，装备于965架A320neo飞机。
该型发动机与其同型号发动机（-1B、-1C）是下一个十年世界民用航空机队的主力发动机。
LEAP-1A型发动机在设计过程中，CFMI公司的母公司美国GE公司和法国赛峰公司投入了大量先进技术，使其相比CFM56型发动机在工作效率、燃油耗量、安全性以及改善碳排放、NOx排放量等方面都有显著提高，但由于过度强调节油性，该型发动机的燃油喷嘴存在重大设计缺陷。
本文介绍了LEAP-1A型燃油喷嘴的结构，分析了设计缺陷的原因，介绍目前厂家给出的在翼解决方案，并提出改进思路，为设计、维护该类型发动机提供借鉴。
1 燃油喷嘴简介LEAP-1A型发动机燃油喷嘴是3D打印构件，每台发动机有19个喷嘴，均布在燃烧室机匣前端。
与传统机加方法生产的燃油喷嘴相比结构更复杂，重量更轻（见图1）。
燃油喷嘴有两个进油口，其中与燃油次级总管相连的是喷嘴副值班油路（fuel pilot secondary circuit），与燃油主级总管相连的进油口在喷嘴内部分为喷嘴主油路（fuel main circuit）和主值班油路（fuel pilot primary circuit），副值班油路和主油路内有单向活门（check valve）和流量活门（flow divider valve）（见图2）。
受电子发动机控制组件（EEC）的控制，燃油喷嘴在不同的工作状态下有不同的工作油路和供油量，慢车、滑行、下降时，主油路不工作，主值班油路、副值班油路中供油量；起飞、爬升、巡航、反推工作时，主油路高供油量，主值班油路、副值班油路低供油量；进近时，主油路不工作，副值班油路高供油量，主值班油路低供油量。
航空发动机的工作原理
航空发动机的工作原理航空发动机是现代航空运输的关键组成部分，它通过将燃料的能量转化为推力，驱动飞机前进。
本文将详细介绍航空发动机的工作原理，并分点列出其各个部分的功能和作用。
一、航空发动机的基本原理航空发动机的工作原理可以简单描述为：将燃料与氧气混合燃烧产生高温高速气流，通过喷射气流产生的反作用力推动飞机向前飞行。
简言之，航空发动机的工作过程包括燃烧、喷射和推力三个主要步骤。
1. 燃烧过程：航空发动机中的燃料与氧气混合燃烧，产生高温高压气流。
燃料通过喷嘴进入燃烧室，在燃烧室中与大量进入的空气进行燃烧反应，释放出大量的热能。
这种燃烧反应通常采用燃料喷雾和点火器来实现。
2. 喷射过程：燃烧产生的高温高速气流通过航空发动机喷嘴喷射出来。
喷嘴是通过控制燃料进入燃烧室的速度和角度，将燃料转化为喷射气流并控制其流量和喷射方向。
喷射出的气流在航空发动机内部形成一个高速气流通道，产生推力。
3. 推力产生：喷射气流通过喷嘴的喷射作用产生反作用力，推动飞机向前飞行。
根据牛顿第三定律，喷射气流的反作用力将产生一个等大小、方向相反的推力，推动飞机向前。
推力的大小和方向可通过调节喷嘴的形状和喷射气流的速度来控制。
二、航空发动机的主要部分和功能1. 燃料系统：负责将燃料从油箱输送到燃烧室，并调节燃料的流量和喷射速度。
燃料系统由燃料泵、燃料喷嘴、调节阀等组成。
2. 压缩系统：将进入发动机的空气压缩至较高的压力，提供给燃烧室进行燃烧。
压缩系统包括多个级别的压缩机，通过旋转叶片的工作原理，将空气逐渐压缩并送入燃烧室。
3. 燃烧室：燃烧室是航空发动机中进行燃烧反应的地方。
燃烧室内的燃料喷嘴将燃料喷入燃烧室，并点燃燃料，使其与进入的空气混合燃烧。
4. 喷嘴系统：喷嘴系统是航空发动机中将燃烧产生的气流喷射出来产生推力的关键部分。
喷嘴通过控制燃料喷射速度和喷射角度，以及喷射气流的流量和方向来调节推力。
5. 涡轮系统：涡轮系统主要由压气机和涡轮机组成。
浅谈LEAP-1A发动机喷嘴结焦与关车后尾喷明火故障
浅谈LEAP-1A发动机喷嘴结焦与关车后尾喷明火故障摘要：LEAP-1A发动机作为 A320NEO 系列飞机备选发动机之一，自 2016年在全球投入运营以来，因设计缺陷导致的燃油喷嘴结焦一直备受行业内关注。
本文介绍了LEAP-1A燃油喷嘴工作原理及积碳失效现象并结合安全运行因素提出加强在翼监控，以供业内参考。
关键词：LEAP-1A、燃油喷嘴、结焦积碳、EGT一、背景：2022年7月10日某公司B-3XXX飞机在西宁短停，发动机关车后机务检查发现右发尾喷处有明火，因该现象现有手册无相关检查程序，询问机组无驾驶舱效应，参数正常。
现场进一步检查尾部附近区域部件无异常，无油液渗漏痕迹，打印航后报、SMR报及三类故障报均正常，报厂家待下一步措施，后续航班取消。
二、故障历史1、该公司自LEAP-1A发动机引入以来此前从未发生类似现象；2、国内LEAP某运营人曾经出现过一次，在该事件出现前发动机更换过全套燃油喷嘴，怀疑装机的喷嘴存在清洗质量问题；3、世界机队出现类似案例据厂家反馈有少数几。
三、故障分析CFM，LEAP-1A发动机因厂家设计缺陷，发动机关车后残留在喷嘴的燃油因发动机核心区域的散热导致碳化从而积碳。
LEAP-1A发动机有19个燃油喷嘴，每个喷嘴通过3个油路将燃油供给燃烧室，主油路Mains(MO)、初级油路Pilot Primary(PP)和次级油路Pilot Secondary(Pse)，在不同的飞行阶段，使用不同的油路对发动机进行供油，从而达到节油的目的。
喷嘴供油端两个接口内部有单项活门，发动机关车后整个燃烧室及涡轮区域温度会由于散热不及时而升高。
因内部机械故障或杂质（积碳）污染，单向活门存在未完全打开/关闭的可能，造成单向活门卡滞。
在发动机关车后活门如不能完全关闭，残余燃油会通过喷嘴渗漏进燃烧室，随着燃烧室内部温度的回升，燃油液体气化为燃油蒸汽。
在达到燃烧的条件时（合适的油气比及闪点），会在燃烧室及其下游涡轮区域形成局部火焰，若燃油蒸汽随部分空气流动到后部，可能会在靠近尾喷区域看见明火。
6.4 燃油喷嘴 课件
-1-西北工业大学航空发动机燃烧学课程组《航空发动机燃烧学》燃油喷嘴CONTENTS-2-1直射式喷嘴2离心式喷嘴3空气雾化喷嘴4蒸发管5甩油盘-3-燃油喷嘴0空气雾化压力喷雾（机械喷雾）液体加压后通过小孔喷出，将压力势能转换为动能，从而获得相对于环境空气更高的流动速度，在气、液两相之间强烈的剪切作用下，实现液体的雾化。
以空气为介质，使之与液体燃料之间发生撞击、挤压、剪切、撕裂等作用，最终将液体燃料破碎；雾化质量优于压力雾化，但需要消耗一定量的压缩空气。
喷嘴分类喷油杆喷油环喷射分顺喷、逆喷、或与气流方向呈任意角度的侧喷；当油束与气流相对速度超过100m/s时，采用逆喷或横喷的布局，雾化质量较好；•简单、分布灵活，但雾化不理想；•一般用于加力燃烧室和冲压发动机的燃烧室中。
221022f f f vvp p ρρ+=+1和0两截面间伯努利方程：10v v <<一般002()f fp p v ρ-=0f fp p p -=∆为供油压差考虑到燃油的粘性及流动损失等，需打一折扣，即速度系数=0.92~0.98φ02ffp v φρ∆=022f f c c f f c f fm F v F p F p ερεφρμρ==∆=∆流量公式:f m cF fρμεφ=——燃油质量；——喷油小孔面积；——燃油密度；——孔口流束收缩引起的流量损失系数，也称有效截面系数;——为流量系数，与喷口长径比有关：μμ当l/d ＝0.5~1时，＝0.6~0.65；＝0.75~0.85。
当l/d ＝2 ~ 3时，εf fm p ∝∆•燃油在一定的压力作用下，通过切向孔进入旋流室，并在其中作旋转运动，同时以一定的轴向速度向喷口方向推进；•由于离心作用，燃油并不充满旋流室，中间存在一个与外界大气相通的空心涡，因此燃油从喷口喷出时呈环状管膜。
离心式喷嘴•油膜呈圆锥型；•当喷嘴进口油压高于1.2MPa时，燃油在喷嘴出口就可以被雾化；•要求进油压力保持在1.5~2.5MPa左右。
一种基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710017856.3(22)申请日 2017.01.11(71)申请人 南方科技大学地址 518000 广东省深圳市南山区西丽学院大道1088号(72)发明人 韩品连 张坤 袁龙辉 (74)专利代理机构 深圳市科吉华烽知识产权事务所(普通合伙) 44248代理人 罗志伟(51)Int.Cl.F23R 3/28(2006.01)(54)发明名称一种基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法(57)摘要本发明提供了一种基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法，采用基于空心球单元的亚表面细网结构增材设计技术，在航空发动机燃油喷嘴的外周壁内部植入空心球单元，形成中空网络结构。
本发明的有益效果是：利用先进增材设计制造技术可在航空发动机燃油喷嘴现有功能结构的基础上快速实现再制造，大幅度缩减制造周期，降低制造难度和综合成本。
权利要求书1页 说明书2页 附图2页CN 106813263 A 2017.06.09C N 106813263A1.一种基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法，其特征在于：采用基于空心球单元的亚表面细网结构增材设计技术，在航空发动机燃油喷嘴的外周壁内部植入空心球单元，形成中空网络结构。
2.根据权利要求1所述的基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法，其特征在于：相邻的所述空心球单元之间呈相交、相切、相离中的任意一种。
3.一种基于增材设计的航空发动机燃油喷嘴再制造方法，其特征在于：S1、建立传统航空发动机燃油喷嘴的功能结构模型；S2、按照减轻重量、消除局部应力集中的再制造要求，对上述功能结构模型进行基于空心球单元的亚表面细网结构的增材设计，形成增材设计模型；S3、采用有限元分析工具对上述增材设计模型进行性能校核，如果性能校核达到设定的要求，即进入下一步；否则，返回上一步骤；S4、将分析校核好的增材设计模型导入增材制造设备完成增材再制造。
航空发动机喷嘴关键工序加工及装备
航空发动机喷嘴关键工序加工及装备张智秋;贾峰【期刊名称】《世界制造技术与装备市场》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】3页(P92-94)【作者】张智秋;贾峰【作者单位】哈尔滨东安实业发展有限公司;哈尔滨东安实业发展有限公司【正文语种】中文随着我国经济建设和航空工业的迅速发展，国家对航空发动机及其他航空产品的需求越来越大。
航空发动机是高技术产品，其组成的零部件多达几千种，品种繁多、技术复杂、要求高。
航空发动机喷嘴作为整个发动机的核心零件，加工精度和质量对燃油分布、雾滴尺寸、燃烧完全度、点火、出口温度场、润滑和排放污染等均有很大的影响。
本文主要对燃油喷嘴的加工进行论述。
1.产品特点及分类喷嘴分为滑油喷嘴和燃油喷嘴两大类。
孔径一般为φ0.3～0.8mm。
滑油喷嘴为各润滑系统中的末端零件，用于对润滑点或部位进行喷油，以保证运动部件的正常工作。
燃油喷嘴为各燃油系统中的末端零件，为发动机燃烧室提供燃油。
2.燃油喷嘴产品的特点燃油喷嘴的功用是将燃油雾化，加速混合气体的形成，保证稳定的燃烧和提高燃烧效率。
航空发动机的燃油喷嘴有：离心喷嘴、气动喷嘴、蒸发喷嘴和甩油盘式喷嘴。
燃油喷嘴中的两个重要件为启动喷嘴前部和旋流器。
如下图所示，旋流器起到旋流作用，燃油从两槽中进入旋流室内，从旋流室旋流，在压力的作用下产生离心力使燃油高速旋转到启动喷嘴前部的102°锥角内，燃油高速旋转通过φ0.32mm的中心孔，在压力的作用下产生雾化及雾化角。
雾化角的大小由启动喷嘴前端的80°锥角决定。
其工作原理是燃油在油压的作用下沿切向喷油槽进入喷嘴腔内，高速旋转，从喷口喷出时，在离心力的作用下雾化，形成旋转的圆锥油雾层，与来自涡流器的旋转气流相撞、混合形成混合气。
燃油喷嘴对发动机燃烧室工作性能有重大影响，所以燃油喷嘴的要求很严格，要求雾化程度、雾化角度、小压力下的雾化程度与角度、大压力下的喷嘴流量及喷嘴的燃油分布均匀度情况严格执行工艺。
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航空涡轮发动机使用的喷油嘴有离心式喷油嘴、气动式喷油嘴、蒸发管式喷油嘴和甩油喷嘴。
离心式喷油嘴内装有一个旋流器，其工作原理如图所示。
燃油从切向孔进入旋流室内，在旋流室内作急速的旋转运动，燃油从喷孔喷出后，受惯性力和空气撞击力的作用破裂成无数细小的油珠，从而获得良好的雾化结果。
由于发动机在不同的转速下工作时，所需油量的变化很大。
大转速时的供油量，一般比小转速时的供油量大十几至几十倍。
只有一条通路面积的单路喷油嘴就不能满足要求，所以目前有的发动机使用双路离心喷油嘴。
离心喷嘴的优点是能够形成均匀的混合气保证燃烧室在宽广的混合比例范围内工作，工作可靠，结构坚固易于调试，在航空发动机中使用广泛。
其缺点是1，供油压力要求高2，存在高温富油区，易造成发烟污染3，出口温度场不均匀4，与环形燃烧室不协调。
气动式喷油嘴的出现,克服了离心式喷油嘴的以下两个缺点：喷油量与喷油雾化质量都直接与供油压力相关：在大供油量时,由于雾化质量好，大部分是小直径的油珠,由于其动量小,都聚集在喷油嘴附近,容易形成积炭。
而气动式喷油嘴油量的改变是依靠供油压力，而雾化质量则依靠另外的气动因素。
气动式喷嘴油气混合均匀，避免了主燃区的局部富油区，减少了冒烟和积碳；火焰呈蓝色，辐射热量少使火焰筒壁温较低，气动喷嘴不要求很高的供油压力，而且在较宽的工作范围内，喷雾锥角大致保持不变，所以容易使燃烧室出口温度场分布比较均匀稳定。
气动式喷嘴简化了供油管道仅用单管供油。
其缺点是：由于油气充分掺混贫油熄火极限大大降低，使燃烧室稳定工作范围变窄；在启动时，气流速度较低，压力较小，雾化不良。
在装用蒸发管的燃烧室内，油气的混合提前在蒸发管内进行，如图所示。
经在 T 型热管壁加热蒸发，进一步与这部分高温空气掺合。
实践证明使用蒸发管的燃烧室燃烧效率较高，不冒烟，出口温度场比较稳定。
这种蒸发管式的供油装置与环形燃烧室相回合,得到广泛的应用。
甩油喷嘴在高转速、小流量的折流环形燃烧室中得到广泛运用。