CN105067268A - 一种涡轮活塞联合循环发动机引射系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种涡轮活塞联合循环发动机引射系统，包括引射器、辅助燃烧室和增压器，所述引射器的前端连接增压器的压气机出口，引射器后端连接辅助燃烧室的前端，所述辅助燃烧室后端与增压器的涡轮进口连接，辅助燃烧室前端也连接增压器的压气机出口；在引射器的喷嘴引流的作用下，增压器的压气机出口的一部分气体被引导入引射器和辅助燃烧室，并逐步使压气机出口与涡轮进口形成压力差。本发明具有以下优势：弥补了涡轮活塞联合循环发动机模拟验证系统低速起动的空白，通过本系统可以满足联合循环发动机的辅助燃烧室的点火和动力涡轮的起动要求，可以深入研究柴油机和动力涡轮的联合循环过程，实现涡轮活塞联合循环发动机的试验验证。

Description

一种涡轮活塞联合循环发动机引射系统

技术领域

本发明属于发动机技术领域，尤其是涉及一种涡轮活塞联合循环发动机引射系统。

背景技术

现代战争中陆军武器装备的发展，对装甲战斗车辆发动机的性能要求越来越高。需要发动机在车载武器系统工作时能够提供大幅度的超值功率。涡轮活塞联合循环发动机能满足高能武器系统等对车用动力的超值功率要求。

通过涡轮活塞联合循环发动机模拟验证系统进行试验验证研究，为解决系统难以低速起动的问题，需要建立一种引射辅助系统来实现低速起动。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种涡轮活塞联合循环发动机引射系统，以解决涡轮活塞联合循环发动机难以低速起动的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种涡轮活塞联合循环发动机引射系统，包括引射器、辅助燃烧室和增压器，所述引射器的前端连接增压器的压气机出口，引射器后端连接辅助燃烧室的前端，所述辅助燃烧室后端与增压器的涡轮进口连接，辅助燃烧室前端也连接增压器的压气机出口；在引射器的喷嘴引流的作用下，增压器的压气机出口的一部分气体被引导入引射器和辅助燃烧室，并逐步使压气机出口与涡轮进口形成压力差。

进一步的，所述引射器主要由喷嘴、喷嘴管路、引入管路和混合管路组成，所述喷嘴设置在喷嘴管路内，喷嘴管路一侧设置引入管路，喷嘴管路的输出端为混合管路；所述喷嘴管路、引入管路和混合管路的管路横截面均一致。

进一步的，所述引射器的管路的端面横截面积为喷嘴端面横截面积的4.5倍。

进一步的，所述引射器的管路端面横截面积为混合管路与喷嘴管路中间管路收缩处的横截面积的2倍。

进一步的，所述引射器的喷嘴的中心轴与引入管路的中心轴的夹角为40度。

进一步的，所述引射器的喷嘴的侧壁与中轴线的夹角为6度。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)本发明弥补了涡轮活塞联合循环发动机模拟验证系统低速起动的空白，通过本系统可以满足联合循环发动机的辅助燃烧室的点火和动力涡轮的起动要求，可以深入研究柴油机和动力涡轮的联合循环过程，实现涡轮活塞联合循环发动机的试验验证，为未来新型动力研究奠定基础；

(2)本发明系统结构简单，容易实现，制作成本低，可广泛推广应用。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的引射系统的结构原理图；

图2为本发明实施例所述的引射器的结构图。

附图标记说明：

1-引射器，2-辅助燃烧室，3-增压器，4-喷嘴，5-引入管路，6-混合管路，7-喷嘴管路。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种涡轮活塞联合循环发动机引射系统，如图1所示，包括引射器1、辅助燃烧室2和增压器3，所述引射器1的前端连接增压器3的压气机出口，引射器1后端连接辅助燃烧室2的前端，所述辅助燃烧室2后端与增压器3的涡轮进口连接，辅助燃烧室2前端也连接增压器3的压气机出口。

本发明所述引射器主要由喷嘴4、喷嘴管路7、引入管路5和混合管路6组成，如图2所示，所述喷嘴4设置在喷嘴管路7内，喷嘴管路7一侧设置引入管路5，喷嘴管路7的输出端为混合管路6；本发明所述喷嘴管路7、引入管路5和混合管路6的管路横截面均一致，管路直径均为D1，D1为100毫米；喷嘴4的端面直径的D2；所述喷嘴4的端面到混合管路6的端面的长度L3为190毫米，所述混合管路6的端面到与喷嘴管路7中间管路收缩处的横截面的长度L2为140毫米；所述引入管路5中轴线与喷嘴管路7中轴线的交点到喷嘴4端面的长度L1为40毫米。

本发明所述引射器1的管路端面横截面积为喷嘴4端面横截面积的4.5倍；所述引射器1的管路端面横截面积为混合管路6与喷嘴管路7中间管路收缩处的横截面积的2倍；所述引射器1的喷嘴4中心轴与引入管路5的中心轴的夹角α为40度；所述引射器1的喷嘴4的侧壁与中轴线的夹角β为6度。本发明系统引射器优选上述尺寸设置，引射效果最好。

本发明在引射器1的喷嘴引流的作用下，增压器3的压气机出口的一部分气体被引导入引射器1和辅助燃烧室2，并逐步使压气机出口与涡轮进口形成压力差，增压器3转速不断提高，系统能量损耗降低，确保辅助燃烧室2在系统切断外气源供气转入到自循环状态下不熄火。

本发明引射系统的作用在于通过引射器1的喷嘴4的引流作用可引导压气机气体沿正确方向流动，防止气体倒流，加速增压器3的转速上升，降低系统能量损耗，确保涡轮活塞联合循环发动机快速起动。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种涡轮活塞联合循环发动机引射系统，其特征在于：包括引射器(1)、辅助燃烧室(2)和增压器(3)，所述引射器(1)前端连接增压器(3)的压气机出口，引射器(1)后端连接辅助燃烧室(2)的前端，所述辅助燃烧室(2)后端与增压器(3)的涡轮进口连接，辅助燃烧室(2)前端也连接增压器(3)的压气机出口。

2.根据权利要求1所述的涡轮活塞联合循环发动机引射系统，其特征在于：所述引射器主要由喷嘴(4)、喷嘴管路(7)、引入管路(5)和混合管路(6)组成，所述喷嘴(4)设置在喷嘴管路(7)内，喷嘴管路(7)一侧设置引入管路(5)，喷嘴管路(7)的输出端为混合管路(6)；所述喷嘴管路(7)、引入管路(5)和混合管路(6)的管路横截面均一致。

3.根据权利要求2所述的涡轮活塞联合循环发动机引射系统，其特征在于：所述引射器(1)的管路横截面积为喷嘴(4)的端面横截面积的4.5倍。

4.根据权利要求2所述的涡轮活塞联合循环发动机引射系统，其特征在于：所述引射器(1)的管路端面横截面积为混合管路(6)与喷嘴管路(7)中间管路收缩处的横截面积的2倍。

5.根据权利要求2所述的涡轮活塞联合循环发动机引射系统，其特征在于：所述引射器(1)的喷嘴(4)的中心轴与引入管路(5)的中心轴的夹角为40度。

6.根据权利要求2所述的涡轮活塞联合循环发动机引射系统，其特征在于：所述引射器(1)的喷嘴(4)的侧壁与中轴线的夹角为6度。