【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的最基本要求是發(fā)動(dòng)機(jī)在任何工作狀況下，進(jìn)氣道都以最小的壓力損失滿足發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)空氣流量的需求。圖22 進(jìn)氣口設(shè)計(jì)圖 圖23 進(jìn)氣口 壓氣輪 壓氣輪結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在數(shù)控機(jī)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(kuò)壓器擴(kuò)壓器原料為直徑為110mm的鋁棒，在數(shù)控機(jī)床上加工而成，如圖25所示。 圖25 擴(kuò)壓器 軸和軸套軸（見圖26）是高速旋轉(zhuǎn)的部件，在微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，要同時(shí)承受高溫和很大的扭矩，所以選用強(qiáng)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(shí)根據(jù)各段的尺寸要求分別車出對(duì)應(yīng)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(yīng)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(jī)上，保留缸底，切割去杯口部分，剩下的杯體長(zhǎng)度為100mm。由于一個(gè)不銹鋼杯的長(zhǎng)度不夠，故再取另外一個(gè)杯子，切除其杯底和杯口部分，并從將余下的部分上截取長(zhǎng)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(yīng)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(shí)一定要保證開口嚴(yán)格密封。再對(duì)照?qǐng)D紙，用簽字筆將銅彎管相應(yīng)的地方做上標(biāo)記，以便打孔。用小方挫在標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)的孔。其中需注意的是供油孔是打在供油圈外側(cè)面的中心位置，以便燃油能向兩邊均勻供應(yīng)。接下來加工噴油管。選直徑2毫米的銅管，截取出六根長(zhǎng)度約70毫米的銅管。注意在截取的時(shí)候，用小挫子先挫出小槽，再用鉗子彎斷，不能直接用鉗子截?cái)?，防止銅管開口處堵塞。在每根管子的一端，用挫子磨出一個(gè)斜切面，以便插入到供油圈里面時(shí)，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(duì)供油圈內(nèi)的來油方向。在粘接的過程中，裁剪一個(gè)紙板圓環(huán)，在和噴油管對(duì)應(yīng)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(shí)固定噴油管，防止在膠未干的時(shí)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(dòng)機(jī)中的高溫部件，因此所需材料要有較好的耐熱性能和強(qiáng)度。燃燒室由三部分組成，即前端蓋、內(nèi)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(jī)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(gè)矩形的不銹鋼板。在紙上畫出1:1的平面內(nèi)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(jī)焊接固定。焊接之前用酒精擦凈接觸部分。燃燒室內(nèi)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(jī)將杯口部分切去，剩余部分長(zhǎng)度為77mm。接著在杯底切出直徑為71mm的孔。在杯體側(cè)面和上面打孔，為防止杯體被壓癟，在其內(nèi)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(diǎn)焊機(jī)焊接固定。，再用點(diǎn)焊機(jī)將直管焊接到燃燒室上。最后，將這三部分零件進(jìn)行組裝。先將內(nèi)壁和前端蓋連接，用點(diǎn)焊機(jī)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(nèi)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(jī)等分切成19份，切割縫不能太小，以防止不能順利扭轉(zhuǎn)葉片。最后，用專用葉片彎扭工具，將渦輪外邊緣的葉片扭轉(zhuǎn)相同的角度，見圖213。加工后，渦輪如圖214所示。圖213 扭轉(zhuǎn)渦輪葉片 圖214 渦輪 導(dǎo)流器。先用線切割切出兩個(gè)不同大小的矩形和一個(gè)環(huán)形不銹鋼板，如圖215所示。兩個(gè)矩形鋼板彎曲焊接固定后，形成兩個(gè)圓筒，即導(dǎo)流器的內(nèi)筒和外筒。在白鐵皮上剪出11個(gè)葉片，焊接到內(nèi)筒和外筒之間。最后，導(dǎo)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(dǎo)流器 導(dǎo)流錐，首先用線切割將鋼板切成如圖217所示的兩塊，第一個(gè)用來制作導(dǎo)流錐外側(cè)殼體，第二個(gè)是加工成內(nèi)部錐體。將兩塊鋼板分別彎折成圓臺(tái)形狀，然后用點(diǎn)焊機(jī)焊接使其形狀固定，最后用鉗子等工具調(diào)整這兩個(gè)零件的形狀。導(dǎo)流錐內(nèi)部錐體與外側(cè)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(dǎo)流錐如圖218所示。圖217 制作導(dǎo)流錐用的不銹鋼板 圖218 導(dǎo)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(dǎo)流錐 整機(jī)組裝在所有零件加工完成之后，按照由內(nèi)到外的順序，對(duì)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)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(zhuǎn)動(dòng)部分圖221 轉(zhuǎn)動(dòng)部分和軸承、軸套及擴(kuò)壓器組裝在一起圖222 整體組裝 本章小結(jié)本章敘述了10厘米級(jí)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和制作過程。通過制作10厘米級(jí)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，以實(shí)踐的方式研究了其零件的加工方法，并對(duì)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)有了更深的了解。3 微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的燃燒試驗(yàn)如果沒有推力和效率要求，任何流動(dòng)的、易燃的、不比柴油還易揮發(fā)的燃料，都可以用來驅(qū)動(dòng)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)[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(dòng)機(jī)的燃料。微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)也可以采用液化丙烷等氣體為燃料。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)用的航空煤油是特別生產(chǎn)的飛行器燃料，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)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(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)有啟動(dòng)方面的問題，而且在部分負(fù)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(dú)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(chǎn)生汽油和空氣的爆炸性混合物。微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)一般用易燃?xì)怏w，如丙烷等，來預(yù)熱燃燒室，在達(dá)到一定負(fù)荷后，再投入燃油，升負(fù)荷到需要的功率。為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)和易于實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，本文制作的微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，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?xì)庠囼?yàn)，以了解微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的性質(zhì)和燃燒效果。3. 1 燃油試驗(yàn)燃油實(shí)驗(yàn)裝置（圖31）由注射器，導(dǎo)管和細(xì)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(nèi)，再?gòu)膰婎^噴出并點(diǎn)燃，觀察燃燒效果。實(shí)驗(yàn)中，主要觀察燃料為以下三種時(shí)的燃燒情況。圖31 燃油實(shí)驗(yàn)裝置 燃料為柴油從針頭噴射出的燃油很難點(diǎn)燃，即使點(diǎn)燃，很快就會(huì)熄滅，不能連貫燃燒，說明如果以純柴油為微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，啟動(dòng)時(shí)可能會(huì)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(diǎn)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(dòng)機(jī)的燃料。圖32 柴油和汽油混合物的燃燒試驗(yàn) 燃料為汽油汽油燃燒