[发明专利]一种脉冲爆震转子发动机

说明书

技术领域

本发明属于发动机技术领域，尤其涉及一种脉冲爆震转子发动机。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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；电磁气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。

作为本发明的一种优选方案，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。

作为本发明的一种优选方案，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。

作为本发明的一种优选方案，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。

作为本发明的一种优选方案，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。

作为本发明的一种优选方案，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。

作为本发明的一种优选方案，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。

作为本发明的一种优选方案，所述预爆管的长径比大于8。

作为本发明的一种优选方案，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。