CN209278008U - 一种点火电嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施属于发动机点火系统技术领域，涉及一种点火电嘴。包括侧电极(1)、中心电极(2)、壳体a(3)、壳体b(4)、衬套(5)、中心电极(6)；侧电极(1)、壳体(3)、壳体(4)焊接后形成一体，作为电路接入的负极，壳体b4上伸入发动机燃烧室内、在发动机冷却气通路位置上有通风孔；侧电极1、中心电极(2)为铂铱合金(白金)材料，壳体(3)、中心电极(6)采用高温合金材料，壳体(4)采用不锈钢材料，衬套(5)采用碳化硅材料。本实用新型中的铂铱合金电极具有熔点高、硬度高、耐腐蚀能力强等优点，碳化硅本身具有半导体性，通风孔能降低材料工作温度，满足航空发动机电嘴高可靠、长寿命的使用要求。

Description

一种点火电嘴

技术领域

本实用新型实施属于发动机点火系统技术领域，涉及点火电嘴。

背景技术

在航空发动机点火系统中，最常用的电嘴中心电极材料为高温合金或钨合金，因为高温合金或钨合金价格低廉、容易加工而被广泛应用。但随着发动机功率的不断增加，燃烧室温度不断提高，对电嘴提出的火花能量要求也越来越高，传统的电嘴的电极材料、结构已经不满足发动机大功率、高温度、长寿命的发展趋势。

传统电嘴电极材料和结构一般只满足燃烧室温度900℃以下、1000发动机小时寿命的要求。随着航空发动机点火系统火花能量的增大、燃烧室温度的增高，传统电嘴的电极发生电腐蚀的速度大大提高，同时随着发动机燃烧室温度的上升，长时间使用下电嘴的电极会发生形变，影响半导体釉的成分，过低的温度也会影响半导体釉发挥作用，最终影响火花的形成，对发动机点火系统以及发动机的正常工作造成一定的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是：

本实用新型提供一种带通风孔的白金电极碳化硅发火端航空电嘴，以满足航空发动机大功率、高燃烧室温度和长寿命的发展趋势。

本实用新型的技术方案是：

一种点火电嘴，包括侧电极1、中心电极a2、壳体a3、壳体b4、衬套5、中心电极b6；其特征在于：侧电极1、壳体a3采用激光焊接固定，壳体a3与壳体b4采用氩弧焊固定，侧电极1、壳体a3、壳体b4焊接后形成侧电极部件，作为电嘴电路接入的负极；中心电极a2、中心电极b6螺纹拧紧并激光焊接后形成正电极部件，作为电嘴电路接入的正极,衬套5装在正电极部件、负电极部件之间，侧电极1、中心电极a2之间存有间隙0.5mm～2.5mm；其特征在于：衬套5为碳化硅材料，侧电极1、中心电极a2为铂铱合金材料。

所述壳体b4伸入发动机燃烧室内、在发动机冷却气通路位置上设有通风孔 7。

所述通风孔7直径是壳体b4直径的20％～30％，数量4～8个均布于圆周上。

所述通风孔7可以交错成两排分布。

本实用新型的优点是：

1.本实用新型采用PtIr25铂铱合金材料作为侧电极、中心电极，该材料具有熔点高(约1850℃)、硬度高、耐腐蚀能力强的优点，硬度高的优点减轻了在高使用环境温度下航空电嘴电极形变的现象，耐腐蚀能力强的优点大大提高了航空电嘴的使用寿命。

2.本实用新型采用碳化硅材料作为发火端，代替了传统氧化铝陶瓷施釉的方法，碳化硅材料的硬度和长期工作温度高于氧化铝陶瓷，不容易产生裂纹；碳化硅材料本身具有半导体性能，在侧电极1、中心电极a2之间施加高电压下能够形成电火花，避免了传统航空电嘴半导体釉在电火花冲击及高温应力下逐渐失效的故障模式；同时碳化硅材料在液氢液氧环境下(接近零下200℃)依然能产生火花，点燃液氢液氧燃料，这个优点是氧化铝陶瓷施釉方法做不到的。

3.本实用新型侧电极1、中心电极a2之间存有间隙0.5mm～2.5mm。当电极间隙过小时，由于火花上的电压降减小，火花能量(效率)将大大减小；当电极间隙过大时，由于电极间的发火电压升高，火花不连续的概率大大提高。电极间隙0.5mm～2.5mm是最合理的距离。

4.本实用新型壳体b4上具有通风孔，传统航空电嘴使用环境温度较低，无需通风孔。通风孔过小起不到散热的功能，通风孔过大会降低壳体强度。通风孔直径是壳体b4直径的20％～30％，数量4～8个均布于圆周上，可以交错成两排分布，是最合理的结构。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图中具体标号如下：

侧电极1、中心电极a2、壳体a3、壳体b4、衬套5、中心电极b6。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

参见图1。在图中电嘴结构示意图中，具有侧电极1、中心电极a2、壳体 a3、壳体b4、衬套5、中心电极b6。侧电极1、壳体a3采用激光焊接固定，壳体3与壳体4采用氩弧焊固定，侧电极1、壳体a3、壳体b4焊接后形成侧电极部件，作为电嘴电路接入的负极；中心电极a2、中心电极b6螺纹拧紧并激光焊接后形成正电极部件，作为电嘴电路接入的正极,衬套5装在正电极部件、负电极部件之间通过实现绝缘，其特征在于：壳体b4伸入发动机燃烧室内、在发动机冷却气通路位置上设有通风孔7结构，衬套5为碳化硅材料，碳化硅为半导体属性材料，具有负阻效应，当正电极部件、负电极部件之间施加高电压后能够形成电火花。侧电极1、中心电极a2为铂铱合金(白金)材料，铂铱合金(白金)材料具有熔点高、硬度高、耐腐蚀能力强等优点。侧电极1、中心电极a2之间存有间隙0.5mm～2.5mm。以上特性满足航空发动机电嘴高可靠、长寿命的使用要求。

电嘴安装位置为发动机燃烧室机匣，燃烧室属于高温高压的环境，对电嘴电极的材料有很高的使用要求，故选用耐高温、耐电腐蚀性能强的铂铱合金 PtIr25作为中心电极和侧电极材料，铂铱材料优良的抗电腐蚀性，提高了电嘴的使用寿命。碳化硅具有高熔点(＞2700℃)、高强度(抗拉强度为2100kg/ cm²)、低热膨胀率及耐腐蚀等优良特性，且具有半导体特性和负温度系数性能，当温度升高且电极间施加电压足够高时，电极间形成火花放电，碳化硅良好的机械性能满足发动机恶劣的工况要求。碳化硅材料的应用，避免了传统电嘴采用氧化铝陶瓷施加半导体釉，造成在发动机恶劣工况下半导体釉、氧化铝陶瓷开裂等故障模式。侧电极1、中心电极a2之间存有间隙0.5mm～2.5mm，即避免了电极间隙过小时，造成火花能量(效率)减小的情况，又避免电极间隙过大时，造成电极间发火电压升高，造成火花不连续的现象。壳体b4上具有通风孔，通风孔直径是壳体b4直径的20％～30％，数量4～8个均布于圆周上，可以交错成两排分布，即有利于散热，又不影响结构强度。

Claims (4)

1.一种点火电嘴，包括侧电极(1)、中心电极a(2)、壳体a(3)、壳体b(4)、衬套(5)、中心电极b(6)；其特征在于：侧电极(1)、壳体a(3)采用激光焊接固定，壳体a(3)与壳体b(4)采用氩弧焊固定，侧电极(1)、壳体a(3)、壳体b(4)焊接后形成侧电极部件，作为电嘴电路接入的负极；中心电极a(2)、中心电极b(6)螺纹拧紧并激光焊接后形成正电极部件，作为电嘴电路接入的正极,衬套(5)装在正电极部件、负电极部件之间，侧电极(1)、中心电极a(2)之间存有间隙0.5mm～2.5mm；其特征在于：衬套(5)为碳化硅材料，侧电极(1)、中心电极a(2)为铂铱合金材料。

2.如权利要求1所述的一种点火电嘴，其特征在于：所述壳体b(4)伸入发动机燃烧室内、在发动机冷却气通路位置上设有通风孔(7)。

3.如权利要求2所述的一种点火电嘴，其特征在于：所述通风孔(7)直径是壳体b(4)直径的20％～30％，数量4～8个均布于圆周上。

4.如权利要求3所述的一种点火电嘴，其特征在于：所述通风孔(7)可以交错成两排分布。