CN111502861A - 一种发动机燃烧室 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机燃烧室，包括机匣、火焰筒、套筒、电嘴以及衬套，机匣设有第一安装座，第一安装座具有第一中孔；火焰筒设有第二安装座，第二安装座具有第二中孔；套筒安装于第一安装座并由第一中孔延伸至第二中孔；至少部分电嘴设于套筒内，并与套筒固定连接；衬套套设于套筒的外周，并活动连接于第二安装座。

Description

一种发动机燃烧室

技术领域

本发明总体来说涉及发动机技术领域，具体而言，涉及一种发动机燃烧室。

背景技术

点火性能是衡量发动机燃烧室的一个重要指标。影响燃烧室点火性能的因素除了与燃烧室本身的气动设计性能、点火时的工作环境有关外，还与点火结构设计有关。现有技术中的点火结构的电嘴在使用一段时间后，常常会因为振动、热补偿滑动等因素发生磨损而导致电嘴过早失效。

发明内容

本发明的一个主要目的在于提供一种电嘴不易磨损的发动机燃烧室。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种发动机燃烧室，包括机匣、火焰筒、套筒、电嘴以及衬套，机匣设有第一安装座，所述第一安装座具有第一中孔；火焰筒设有第二安装座，所述第二安装座具有第二中孔；套筒安装于所述第一安装座并由所述第一中孔延伸至所述第二中孔；至少部分所述电嘴设于所述套筒内，并与所述套筒固定连接；衬套套设于所述套筒的外周，并活动连接于所述第二安装座。

根据本发明一些实施方式，还包括止动件，固定安装于所述第二安装座，并与所述衬套配合工作，以限制所述衬套的活动范围。

根据本发明一些实施方式，所述衬套包括环部以及自所述环部的外壁沿径向向外突出的两个凸耳，所述环部套设于所述套筒的外周并与所述套筒的外壁间隙配合。

根据本发明一些实施方式，所述环部的内壁具有坡口结构。

根据本发明一些实施方式，所述环部的底面与两个所述凸耳的底面共平面并形成一抵接平面，所述抵接平面抵接于所述第二安装座的顶面。

根据本发明一些实施方式，所述止动件呈环形，包括两个相对设置的圆环段和两个相对设置的弯折段，两个所述圆环段形成一通孔，所述第二安装座穿设于所述通孔并固定连接于两个所述圆环段；每个所述弯折段与两个所述圆环段形成一止动空间，两个所述凸耳分别穿设于两个所述止动空间。

根据本发明一些实施方式，所述套筒包括筒部和底部，所述底部与所述筒部之间具有一缺口，所述缺口朝向所述火焰筒内燃气流动的下游方向。

根据本发明一些实施方式，所述套筒包括筒部和底部，所述底部上开有火花射出孔，所述筒部上开有进气孔，所述底部与所述电嘴的端部之间具有第一间隙，所述筒部与所述电嘴的侧壁之间具有第二间隙。

根据本发明一些实施方式，所述第二安装座呈筒状，所述第二安装座的外周设有环形凸缘，所述环形凸缘与所述火焰筒止口配合。

根据本发明一些实施方式，所述电嘴与所述套筒螺纹配合；或，

所述第一中孔与所述第二中孔共轴线。

上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：

由于电嘴并不与衬套直接接触，因而可以避免由于振动、热补偿滑动等因素造成的电嘴与衬套接触区发生过早磨损。同时，由于电嘴设置在套筒内，套筒可提供隔热保护，有效提高电嘴的使用寿命。另外，当加工存在误差，导致第一中孔和第二中孔并非共轴线而存在较大偏离时，由于衬套活动地连接于火焰筒的第二安装座，衬套能够补偿该较大偏离，有效避免了电嘴无法安装的问题。

另一方面，在热态下火焰筒的热膨胀偏移量会大于机匣的热膨胀偏移量，导致电嘴在轴向和/或径向发生位移，由于本实施例的衬套活动地连接于火焰筒，故衬套能够变位补偿上述的火焰筒与机匣之间的热膨胀偏移量，防止电嘴被弯折而造成失效。同时，衬套与套筒接触而并不与电嘴接触，故衬套的挤压力仅施加在套筒上而不直接作用在电嘴上，有效保护了电嘴，延长了电嘴的使用寿命。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是根据一示例性实施方式示出的发动机燃烧室的局部剖视图。

图2是根据一示例性实施方式示出的衬套与止动件的装配图。

图3是根据一示例性实施方式示出的止动件的立体图。

图4是根据一示例性实施方式示出的衬套的立体图。

图5是根据一示例性实施方式示出的套筒的剖视图。

图6是图5中P向的示意图。

其中，附图标记说明如下：

10、机匣

11、第一安装座

111、第一中孔

20、火焰筒

21、第二安装座

211、第二中孔

212、环形凸缘

30、套筒

31、筒部

311、进气孔

32、底部

321、火花射出孔

33、缺口

34、第一间隙

35、第二间隙

36、安装部

361、安装孔

40、电嘴

50、衬套

51、环部

511、坡口结构

52、凸耳

53、抵接平面

60、止动件

61、圆环段

62、弯折段

621、止动空间

63、通孔

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”、“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“顶”、“底”等也作具有类似含义。用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

如图1所示，图1是根据一示例性实施方式示出的发动机燃烧室的局部剖视图。在本实施例中，发动机燃烧室包括机匣10、火焰筒20、套筒30、电嘴40和衬套50。机匣10上设有第一安装座11，第一安装座11具有第一中孔111。火焰筒20上设有第二安装座21，第二安装座21具有第二中孔211。第一中孔111和第二中孔211能够供电嘴40穿设。套筒30安装于机匣10的第一安装座11上，并由第一安装座11的第一中孔111向火焰筒20的第二安装座21的第二中孔211延伸。至少部分电嘴40设于该套筒30内，并与套筒30固定连接。衬套50套设于套筒30的外周，并活动连接于第二安装座21。

在本实施例中，由于电嘴40并不与衬套50直接接触，因而可以避免由于振动、热补偿滑动等因素造成的电嘴40与衬套50接触区发生过早磨损。同时，由于电嘴40设置在套筒30内，套筒30可提供隔热保护，有效提高电嘴40的使用寿命。另外，当加工存在误差，导致第一中孔111和第二中孔211并非共轴线而存在较大偏离时，由于衬套50活动地连接于火焰筒20的第二安装座21，衬套50能够补偿该较大偏离，有效避免了电嘴40无法安装的问题。

另一方面，在热态下火焰筒20的热膨胀偏移量会大于机匣10的热膨胀偏移量，导致电嘴40在轴向和/或径向发生位移，由于本实施例的衬套50活动地连接于火焰筒20，故衬套50能够变位补偿上述的火焰筒20与机匣10之间的热膨胀偏移量，防止电嘴40被弯折而造成失效。同时，衬套50与套筒30接触而并不与电嘴40接触，故衬套50的挤压力仅施加在套筒30上而不直接作用在电嘴40上，有效保护了电嘴40，延长了电嘴40的使用寿命。

请继续参阅图1，并结合图5和图6，图5是根据一示例性实施方式示出的套筒的剖视图。图6是图5中P向的示意图。在本实施例中，套筒30的上端包括安装部36，安装部36可以为矩形板状，其上开有四个安装孔361。套筒30的安装部36通过螺钉螺纹连接于机匣10的第一安装座11上。在其他实施方式中，套筒30的安装部36还可以为圆形板状，其上的安装孔361也可以根据需要而具体设计，此处不再详细说明。

请继续参阅图5，在本实施例中，套筒30包括筒部31和底部32，筒部31上设有进气孔311，确保燃烧室内的冷空气能够借助该进气孔311进入套筒30内，以对电嘴40进行冷却。应当理解的是，进气孔311是设置在筒部31的不被衬套50遮挡的位置。

在一些实施方式中，进气孔311可以设计为腰型槽形状，数量为1个。在另一些实施方式中，进气孔311也可以设计为圆柱孔或其他合适的形状，数量也可以沿筒部31的周向均匀或非均匀地设置多个。

如图5所示，在一些实施例中，套筒30的底部32上开有火花射出孔321，以便电嘴40产生的火花能够穿过底部32进入火焰筒20内。

在一些实施例中，套筒30的底部32与筒部31之间具有一缺口33，该缺口33朝向火焰筒20内燃气流动的下游方向。通过这样的设计，可避免发动机在启动点火过程中冷空气直接吹向火焰筒20内的火核，造成火花熄灭，造成点火不成功的问题。

在一些实施例中，套筒30的底部32的除了上述的火花射出孔321和缺口33的部分均遮挡电嘴40的端部。通过这样的设计，借助套筒30的底部32的保护，可有效避免电嘴40被燃油溅射，进而避免因燃油沾污而发生打不着火的问题。

如图1所示，在一些实施例中，套筒30的底部32与电嘴40的端部之间具有第一间隙34，套筒30的筒部31与电嘴40的侧壁之间具有第二间隙35。通过在套筒30的底部32与电嘴40之间设置第一间隙34，可防止在热态下套筒30与电嘴40之间因材质不同而发生热膨胀干涉。燃烧室内的冷空气可由进气孔311流入至第二间隙35内，并经第二间隙35从缺口33流出，以对电嘴40进行冷却。

请继续参阅图1，在一示例实施方式中，还包括止动件60，该止动件60设置在第二安装座21上，并与衬套50配合工作，以限制该衬套50的活动范围。由于衬套50是活动地连接于火焰筒20的第二安装座21，在发动机工作过程中，止动件60可有效地防止衬套50因振动、热补偿活动等因素造成的脱落问题，进而造成燃烧室内的冷空气漏入火焰筒内，对燃烧室性能造成影响。

如图2至图4所示，图2是根据一示例性实施方式示出的衬套与止动件的装配图，图3是根据一示例性实施方式示出的止动件的立体图，图4是根据一示例性实施方式示出的衬套的立体图。在一示例实施方式中，衬套50包括环部51以及自环外的外周沿径向向外突出的两个凸耳52。衬套50的环部51套设于套筒30的筒部31的外周并与筒部31的外壁间隙配合。在一些实施方式中，衬套50的环部51的内壁具有坡口结构511，以方便套筒30与衬套50的装配。

在一些实施方式中，环部51的底面与两个凸耳52的底面共平面并形成一抵接平面53，该抵接平面53抵接于火焰筒20的第二安装座21的顶面。在热态下，机匣10与火焰筒20的热膨胀偏移量不同，为了补偿该偏移量的差值，衬套50的抵接平面53相对于第二安装座21的顶面可以产生相对位移。

当然，在其他实施方式中，衬套50也可以设计为其他合适的结构，满足套设于套筒30且能够与火焰筒20的第二安装座21活动连接即可。

如图3所示，在一示例实施方式中，止动件60呈环形，由侧面观察，止动件60大致呈U型。止动件60包括两个相对设置的圆环段61和两个相对设置的弯折段62。两个圆环段61和两个弯折段62依次交替设置围成一环形，两个弯折段62向上弯折形成一U型。

两个圆环段61形成一通孔63，第二安装座21穿设于该通孔63。在一些实施方式中，两个圆环段61与第二安装座21间隙配合并固定连接，例如通过局部氩弧焊。每个弯折段62与两个圆环段61形成一止动空间621，两个止动空间621连通于通孔63。在一些实施方式中，止动件60可以采用钣金工艺一体加工成型，通过这样的设计，相比现有技术中的设计，本实施例的止动件60的结构更加简单。

当然，在其他实施方式中，止动件60也可以设计为其他合适的结构，能够在轴向和/或径向限制衬套50的活动范围，防止衬套50脱出即可。

下面结合图2至图4详细说明止动件60如何限制衬套50的活动范围。

如图所示，止动件60固定连接于火焰筒20的第二安装座21，衬套50活动地连接于火焰筒20的第二安装座21，衬套50的两个凸耳52分别穿设于止动件60的两个止动空间621。

具体来说，止动空间621的沿竖直方向上的高度限制了衬套50的沿轴向方向移动的范围，当衬套50沿轴向上下移动时，两个弯折段62能够抵挡两个凸耳52，以限制衬套50继续移动。

如图3所示，止动空间621在水平方向上的宽度为L1，如图4所示，衬套50的凸耳52在水平方向上的宽度为L2，其中L1大于L2，以使止动件60能够限制衬套50在一径向方向上的移动范围(如图2所示，该径向方向即为前后方向)。

如图3所示，两个弯折段62之间的距离为W1，如图4所示，衬套50的环部51的外轮廓直径为W2，其中W1大于W2，并且衬套50的环部51抵靠于其中一个弯折段62时，其中另一个弯折段62仍然限制衬套50沿轴向的移动，以防止衬套50脱出。通过这样的设计，使得止动件60能够限制衬套50在另一个径向方向上的移动范围(如图2所示，该另一个径向方向即为左右方向)。

据此，通过上述的结构设计，保证发动机在任何工况下，电嘴40能够沿轴向和径向均有一定的位移量，以补偿机匣10和火焰筒20由于温度不同而产生的热膨胀量差值。

请继续参阅图1，在一示例实施方式中，第二安装座21呈筒状，第二安装座21的外周设有环形凸缘212，第二安装座21借助环形凸缘212与火焰筒20止口配合，以便于焊接时定位，例如，通过连续氩弧焊。当然，在其他实施方式中，也可以不设置环形凸缘212。

如图1所示，在一示例实施方式中，电嘴40具有外螺纹部，套筒30具有内螺纹部，电嘴40与套筒30螺纹连接。

下面介绍止动件60和衬套50的装配顺序：

先将第二安装座21焊接固定在火焰筒20上，而后将衬套50放置在第二安装座21的上端面；然后将止动件60焊接固定在第二安装座21上，同时确保衬套50的两个凸耳52穿设在止动件60的两个折弯段中，并且衬套50能够沿轴向和径向自动活动且不会脱出。

下面介绍发动机燃烧室的装配顺序：

第一种：先将电嘴40与套筒30螺纹连接固定，两者之间的上端面可采用密封垫密封；而后将带有电嘴40的套筒30插入机匣10上的第一安装座11的第一中孔111，同时带有电嘴40的套筒30的下端部插入上述的已与止动件60装配好的衬套50内；最后用紧固件将套筒30固定在机匣10的第一安装座11。

第二种：先将套筒30插入机匣10的第一安装座11的第一中孔111，同时套筒30的下端部插入上述的已与止动件60装配好的衬套50内；而后用紧固件将套筒30固定安装在机匣10的第一安装座11上；最后再将电嘴40螺纹连接在套筒30内，同时，两者之间的上端面采用密封垫密封。

综上所示，本发明实施方式的发动机燃烧室的优点和有益效果在于：

由于电嘴40并不与衬套50直接接触，因而可以避免由于振动、热补偿滑动等因素造成的电嘴40与衬套50接触区发生过早磨损。同时，由于电嘴40设置在套筒30内，套筒30可提供隔热保护，有效提高电嘴40的使用寿命，提高点火成功率。另外，当加工存在误差，导致第一中孔111和第二中孔211并非共轴线而存在较大偏离时，由于衬套50活动地连接于火焰筒20的第二安装座21，衬套50能够补偿该较大偏离，有效避免了电嘴40无法安装的问题。

另一方面，在热态下火焰筒20的热膨胀偏移量会大于机匣10的热膨胀偏移量，导致电嘴40在轴向和/或径向发生位移，由于本实施例的衬套50活动地连接于火焰筒20，故衬套50能够变位补偿上述的火焰筒20与机匣10之间的热膨胀偏移量，防止电嘴40被弯折而造成失效。同时，衬套50与套筒30接触而并不与电嘴40接触，故衬套50的挤压力仅施加在套筒30上而不直接作用在电嘴40上，有效保护了电嘴40，延长了电嘴40的使用寿命。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的发动机燃烧室仅仅是采用本发明的原理的一个示例。本领域的普通技术人员应当清楚地理解，本发明的原理并非仅限于附图中示出或说明书中描述的装置的任何细节或任何部件。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

Claims (10)

1.一种发动机燃烧室，其特征在于，包括：

机匣，设有第一安装座，所述第一安装座具有第一中孔；

火焰筒，设有第二安装座，所述第二安装座具有第二中孔；

套筒，安装于所述第一安装座并由所述第一中孔延伸至所述第二中孔；

电嘴，至少部分所述电嘴设于所述套筒内，并与所述套筒固定连接；以及

衬套，套设于所述套筒的外周，并活动连接于所述第二安装座。

2.根据权利要求1所述的发动机燃烧室，其特征在于，还包括止动件，固定安装于所述第二安装座，并与所述衬套配合工作，以限制所述衬套的活动范围。

3.根据权利要求2所述的发动机燃烧室，其特征在于，所述衬套包括环部以及自所述环部的外壁沿径向向外突出的两个凸耳，所述环部套设于所述套筒的外周并与所述套筒的外壁间隙配合。

4.根据权利要求3所述的发动机燃烧室，其特征在于，所述环部的内壁具有坡口结构。

5.根据权利要求3所述的发动机燃烧室，其特征在于，所述环部的底面与两个所述凸耳的底面共平面并形成一抵接平面，所述抵接平面抵接于所述第二安装座的顶面。

6.根据权利要求3所述的发动机燃烧室，其特征在于，所述止动件呈环形，包括两个相对设置的圆环段和两个相对设置的弯折段，两个所述圆环段形成一通孔，所述第二安装座穿设于所述通孔并固定连接于两个所述圆环段；每个所述弯折段与两个所述圆环段形成一止动空间，两个所述凸耳分别穿设于两个所述止动空间。

7.根据权利要求1至6任一项所述的发动机燃烧室，其特征在于，所述套筒包括筒部和底部，所述底部与所述筒部之间具有一缺口，所述缺口朝向所述火焰筒内燃气流动的下游方向。

8.根据权利要求1至6任一项所述的发动机燃烧室，其特征在于，所述套筒包括筒部和底部，所述底部上开有火花射出孔，所述筒部上开有进气孔，所述底部与所述电嘴的端部之间具有第一间隙，所述筒部与所述电嘴的侧壁之间具有第二间隙。

9.根据权利要求1至6任一项所述的发动机燃烧室，其特征在于，所述第二安装座呈筒状，所述第二安装座的外周设有环形凸缘，所述环形凸缘与所述火焰筒止口配合。

10.根据权利要求1至6任一项所述的发动机燃烧室，其特征在于，所述电嘴与所述套筒螺纹配合；或，

所述第一中孔与所述第二中孔共轴线。

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