燃油喷嘴的基本介绍

2023-03-14 04:01:07    2092次浏览

燃油喷嘴是飞机燃烧室中非常关键的一个组件。它的作用是对液态燃料形成良好的油雾颗粒群，燃料颗粒可均匀等量燃烧挥发。燃油喷嘴的品质与性能，会直接影响发动机的能效与可靠性。

目前，先进的燃料空气组合喷嘴往往采用燃油喷嘴+单级或多级旋流组件组成，燃油喷嘴存在流道小孔、燃料管道、旋流叶片及复杂混合腔道的组件，优化后的喷嘴结构设计，其生成的旋流火焰可以满足燃烧室的点熄火、燃烧效率、排放物和出口温度的指标要求，并改善雾化质量。

然而，这样的新型燃油喷嘴，普遍结构复杂，品质要求高，对传统的铸造、机加工等制造方式提出了挑战。

按照传统制造工艺，需要将喷嘴分拆为多个零件进行加工后组装，而组装、焊接等二次加工工序会造成结构强度、应力等性能指标的降低；在加工和装配的过程中，还需要设计多个工序来保证尺寸、精度、粗糙度和密封性都符合使用要求，这大大增加了喷嘴的制作周期与技术难度。

同时，铸造工艺的生产周期长，铸件内部易产生气泡致使其结构强度不高，燃油喷嘴使用一段时间后，易产生裂纹，大大减少燃油喷嘴的使用寿命；传统机加对于结构复杂的喷嘴流道制作目前还是有一定技术短板，复杂内流道与零件的装配会遇到工序多、耗时长、人力技术成本高等诸多问题，再加上喷嘴的高精度要求，也导致制作失败率的增加。

金属3D打印技术的出现和成熟，让燃油喷嘴的设计与制造都产生了显著的变革。GE公司的技术工程师在研究了增材制造技术之后，花了4年时间重新设计新型的燃油喷嘴，原先由20个零部件组合而成的喷嘴被精密设计成了1个整体，整个喷嘴一体成型无需组装，并成功3D打印。随后几年，产能迅速扩大，目前年生产量超过4万个。