湍流射流点火器的设计和结构优化

为实现湍流射流点火的稀薄燃烧,本文设计并试制了一款集成了火花塞、喷油器和预燃室的湍流射流点火器,并基于该射流点火器开展了初步发动机试验。进一步地,根据试验结果和耐久性结果对该射流点火器进行了结构优化,优化后的结构明显提高了发动机的性能,并且大大改善了喷油器因高温而损坏的情况。

空气等离子体射流点火器的光谱特性实验研究

为研究空气等离子体射流点火器的光谱特性,以空气作为点火器的工作介质进行了等离子体点火器射流实验。测量了以空气为工作介质的等离子体点火器的发射光谱,计算了等离子体点火射流的电子温度、转动温度和点火射流温度,研究了工作介质质量流量、点火驱动电源输出电流对电子温度和点火射流温度特性的影响。实验结果表明：空气等离子体射流点火器喷出的等离子体射流发射光谱中主要包括2 2NO（BΠ→XΠ）的β带谱线和2 2NO（A XΠ）＋Σ→的γ带谱线、氮气第二正带系3 32 uN（CΠBΠ）g→的振动态谱线、氮气离子第一负系2 22N（B X）u g＋＋＋Σ→Σ的振动态谱线,以及氧原子、氮原子谱线;通过对发射光谱中氮气离子第一负系2 22N（B X）u g＋＋＋Σ→Σ谱带在390~391.6 nm范围进行拟合,典型状态下,等离子体点火器射流的转动温度为3 500 K;电子温度和点火器的射流温度随射流远离阳极喷口先升高后降低,随工作介质质量流量的增大而逐渐降低,随点火驱动电源输出电流的增大而升高。

航空发动机新型射流点火器试验研究

设计了一种面向航空发动机应用的新型射流点火器,解决了射流点火器结构复杂不对称的问题,研究了气流流速及不同激励模式对点火器的影响。结果表明:随着工质气流流速增加,点火器产生的射流长度先增加后减小;双频激励模式比单激励模式生成的射流等离体体积更大,但双频激励模式工作边界变窄。在超燃冲压发动机上验证射流点火器的性能,结果表明,射流点火器能够可靠地点燃压力为2.1MPa、总温为1510K的来流气体,且双频激励模式下发动机具有更高的燃烧效率。