【文章內容簡介】 的最基本要求是發(fā)動機在任何工作狀況下，進氣道都以最小的壓力損失滿足發(fā)動機對空氣流量的需求。圖22 進氣口設計圖 圖23 進氣口 壓氣輪 壓氣輪結構復雜，在數(shù)控機床上也很難加工，我們以大小相似的某型鑄造鋁合金壓氣輪為毛坯，在車床上打孔和去掉多余部分，制成我們所需的壓氣輪。加工后得到的壓氣輪如圖24所示。圖24 壓氣輪 擴壓器擴壓器原料為直徑為110mm的鋁棒，在數(shù)控機床上加工而成，如圖25所示。 圖25 擴壓器 軸和軸套軸（見圖26）是高速旋轉的部件，在微型渦噴發(fā)動機運行時，要同時承受高溫和很大的扭矩，所以選用強度較大的不銹鋼棒作為材料。軸最粗的地方直徑為14mm，為了加工方便，選用直徑14mm的不銹鋼棒，加工時根據(jù)各段的尺寸要求分別車出對應的形狀。由于與軸承連接處有特殊的要求，需要根據(jù)粗糙度及配合公差用相應精度的磨具磨成。軸兩端的螺紋為左旋螺紋。圖26 軸 軸套的原料是直徑為40mm的鋁棒，用車床加工而成，如圖27所示。圖27 軸套 外殼外殼（見圖28）材料為不銹鋼，用直徑110毫米。將不銹鋼杯子洗凈擦干之后，固定在線切割機上，保留缸底，切割去杯口部分，剩下的杯體長度為100mm。由于一個不銹鋼杯的長度不夠，故再取另外一個杯子，切除其杯底和杯口部分，并從將余下的部分上截取長度為32mm的一段，焊接到第一段杯體上。圖28 外殼 燃燒器燃燒器（見圖29）要求有較好的耐熱性能，并且易于加工，選用銅管作為原料。首先，加工供油圈。選取外徑4mm的銅管，用相應直徑的模型將其彎曲成弧形。用鉗子將兩端開口夾扁封閉。封閉時一定要保證開口嚴格密封。再對照圖紙，用簽字筆將銅彎管相應的地方做上標記，以便打孔。用小方挫在標記的地方挫出小坑。再用圓柱挫挫出小槽，并用挫頂在小槽處戳出小孔。然后使用直徑2毫米的鉆頭鉆出標準的孔。其中需注意的是供油孔是打在供油圈外側面的中心位置，以便燃油能向兩邊均勻供應。接下來加工噴油管。選直徑2毫米的銅管，截取出六根長度約70毫米的銅管。注意在截取的時候，用小挫子先挫出小槽，再用鉗子彎斷，不能直接用鉗子截斷，防止銅管開口處堵塞。在每根管子的一端，用挫子磨出一個斜切面，以便插入到供油圈里面時，方便將其里面的燃油順利引出。 噴油管制作完成之后，用高溫密封膠將其和供油圈粘接。注意粘接之前先用酒精清洗粘接面，并且保證噴油管的斜切面正對供油圈內的來油方向。在粘接的過程中，裁剪一個紙板圓環(huán)，在和噴油管對應的位置打孔，在噴油管上涂膠之后，將紙板圓環(huán)套在噴油管上，以便暫時固定噴油管，防止在膠未干的時候，噴油管傾斜。圖29 燃燒器 燃燒室燃燒室是微型渦噴發(fā)動機中的高溫部件，因此所需材料要有較好的耐熱性能和強度。燃燒室由三部分組成，即前端蓋、內壁和外套。前端蓋（見圖210下部）用外徑110mm的不銹鋼杯的蓋子加工而成。先用線切割機切去杯蓋邊緣，使其外徑為100mm，然后在其中心切出直徑為39mm的孔。用線切割切出一個矩形的不銹鋼板。在紙上畫出1:1的平面內壁圖紙，然后黏貼到不銹鋼板上，在搖臂鉆上打孔。打孔之后把不銹鋼板彎成圓筒狀，然后用電焊機焊接固定。焊接之前用酒精擦凈接觸部分。燃燒室內壁如圖210上部所示。外套（見圖211）選用直徑100mm的不銹鋼杯制作。用線切割機將杯口部分切去，剩余部分長度為77mm。接著在杯底切出直徑為71mm的孔。在杯體側面和上面打孔，為防止杯體被壓癟，在其內部塞上圓形木塊。然后再將制作好的不銹鋼圈插到杯底的圓孔處，用點焊機焊接固定。，再用點焊機將直管焊接到燃燒室上。最后，將這三部分零件進行組裝。先將內壁和前端蓋連接，用點焊機焊接固定。再將前端蓋與外套焊接在一起，然后用高溫膠將連接處的縫隙密封。組裝后的燃燒室如圖212所示。210 燃燒室內壁和前端蓋 211 燃燒室外套212 燃燒室 渦輪渦輪用厚度6毫米不銹鋼板加工。先用線切割加工出合適尺寸的不銹鋼圓板。然后在數(shù)控銑床上加工出毛坯。在葉片部分用線切割機等分切成19份，切割縫不能太小，以防止不能順利扭轉葉片。最后，用專用葉片彎扭工具，將渦輪外邊緣的葉片扭轉相同的角度，見圖213。加工后，渦輪如圖214所示。圖213 扭轉渦輪葉片 圖214 渦輪 導流器。先用線切割切出兩個不同大小的矩形和一個環(huán)形不銹鋼板，如圖215所示。兩個矩形鋼板彎曲焊接固定后，形成兩個圓筒，即導流器的內筒和外筒。在白鐵皮上剪出11個葉片，焊接到內筒和外筒之間。最后，導流器組合后如圖216所示。圖215 矩形和圓環(huán)不銹鋼板 圖216 導流器 導流錐，首先用線切割將鋼板切成如圖217所示的兩塊，第一個用來制作導流錐外側殼體，第二個是加工成內部錐體。將兩塊鋼板分別彎折成圓臺形狀，然后用點焊機焊接使其形狀固定，最后用鉗子等工具調整這兩個零件的形狀。導流錐內部錐體與外側殼體通過不銹鋼薄片焊接固定，他們是同心的。外部殼體留有引腳，打孔彎曲后用來與渦噴主體連接。完成后的導流錐如圖218所示。圖217 制作導流錐用的不銹鋼板 圖218 導流錐 后端蓋后端蓋（見圖219）以直徑110mm鋁棒為原料，在車床上加工而成。圖219 導流錐 整機組裝在所有零件加工完成之后，按照由內到外的順序，對微型渦噴發(fā)動機進行組裝。在組裝過程中，要注意零件之間的配合，部分零件組裝圖如圖220，221，222所示。 圖220 轉動部分圖221 轉動部分和軸承、軸套及擴壓器組裝在一起圖222 整體組裝 本章小結本章敘述了10厘米級微型渦噴發(fā)動機的工作原理和制作過程。通過制作10厘米級微型渦噴發(fā)動機，以實踐的方式研究了其零件的加工方法，并對微型渦噴發(fā)動機的原理和結構有了更深的了解。3 微型渦噴發(fā)動機燃料的燃燒試驗如果沒有推力和效率要求，任何流動的、易燃的、不比柴油還易揮發(fā)的燃料，都可以用來驅動微型渦噴發(fā)動機正常運轉[3]。柴油或者相似的燃料，比如煤油或液體石蠟，都有著差不多的最大發(fā)熱量，適合作為微型渦噴發(fā)動機的燃料。微型渦噴發(fā)動機也可以采用液化丙烷等氣體為燃料。噴氣發(fā)動機用的航空煤油是特別生產的飛行器燃料，現(xiàn)有實驗條件很難買到，而且太昂貴，于是選用柴油來代替。由于使用純柴油時，發(fā)動機有啟動方面的問題，而且在部分負荷下有噼啪的噪聲，于是在燃料中加15%到20%的普通汽油或者20%到30%的液體石蠟。只單獨使用普通汽油也是可行的，但是單位體積的熱值稍低，而且有可能在渦噴外部產生汽油和空氣的爆炸性混合物。微型渦噴發(fā)動機在啟動時一般用易燃氣體，如丙烷等，來預熱燃燒室，在達到一定負荷后，再投入燃油，升負荷到需要的功率。為了簡化系統(tǒng)和易于實現(xiàn)發(fā)動機正常運轉，本文制作的微型渦噴發(fā)動機，以液化石油氣（主要成分是丙烷和丁烷）作為燃料。我們做了大量的燃油和燃氣試驗，以了解微型渦噴發(fā)動機燃料的性質和燃燒效果。3. 1 燃油試驗燃油實驗裝置（圖31）由注射器，導管和細針頭組成，如圖31所示。噴射針頭固定在夾鉗上，然后將燃油吸入注射器內，再從噴頭噴出并點燃，觀察燃燒效果。實驗中，主要觀察燃料為以下三種時的燃燒情況。圖31 燃油實驗裝置 燃料為柴油從針頭噴射出的燃油很難點燃，即使點燃，很快就會熄滅，不能連貫燃燒，說明如果以純柴油為微型渦噴發(fā)動機的燃料，啟動時可能會比較困難。 燃料為柴油和汽油混合物混合物中柴油與汽油比例約為4:1。燃燒情況如圖32所示，火焰比較容易點燃，并且燃燒比較充分。說明柴油和汽油的混合物（比例約為4:1）比較適于作為微型渦噴發(fā)動機的燃料。圖32 柴油和汽油混合物的燃燒試驗 燃料為汽油汽油燃燒