脈衝發動機頻率的自適應控制方法及裝置的製作方法

2023-09-21 13:32:55 1

專利名稱：脈衝發動機頻率的自適應控制方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種自適應控制脈衝發動機頻率的方法及裝置，特別適用於目前世界各國都在研發中的脈衝爆轟發動機。
目前控制脈衝爆轟發動機頻率的方法都是採用「強制」閥門控制燃氣或助燃氣體進入燃燒室的頻率，點火器的點火頻率必須與閥門控制頻率高度一致。這樣的強制閥門主要有下面兩種形式1、輪盤轉動閥門，在輪盤某一特定直徑圓周上有許多大小和間距相等的孔，輪盤置於發動機燃燒室與進氣(燃氣或助燃氣體)管之間，當輪盤勻速轉動時，發動機的進氣頻率就由輪盤的轉速、孔的間距等因素確定；2、塞式閥門，通過塞的開閉控制燃燒室進氣，控制塞運動的方式有電磁式或凸輪式等，與汽車上通常採用的方式近似。顯然，強制閥門的主要缺點有1、對點火器的匹配性要求非常高；2、結構複雜；3、可靠性差。
本發明的目的是這樣實現的設燃燒室內爆轟前壓力為P1，爆轟後壓力為P2，燃氣的輸送壓力為P3，助燃氣體輸送壓力為P4，其中，P2＞P1，P3＞P1；控制壓力P3、P4，使二者滿足如下關係P4＞P2，P2＞P3＞P1；在燃氣輸送管路與爆轟燃燒室之間設置一個單向閥(單向閥的形式可根據需要選擇，一般機械設計手冊中就可以查到)，通過該單向閥保證只允許燃氣進入燃燒室而禁止爆轟後的氣體進入燃氣輸送管路。
按照本發明控制方法工作的一種脈衝發動機，包括燃燒室、燃氣輸送管路和助燃氣體輸送管路，燃燒室內設置有點火器，燃氣輸送管路上設置有單向閥。
按照本發明的方法對脈衝爆轟發動機進行控制後，由於發動機的進氣頻率完全自適應點火器的點火頻率，因此通過控制點火器的頻率就可以控制脈衝爆轟發動機的爆轟頻率了。同時由於本發明的結構特別簡單，所以實現非常容易，並且工作特別可靠，還排除了頻率匹配問題。
本發明主要包括燃燒室1、燃氣管路2、助燃氣體管路3、單向閥4和點火器5，單向閥設置在燃氣管路2上。當脈衝爆轟發動機開始工作後，燃氣和助燃氣體通過各自的輸送管路2和3同時進入燃燒室1，點火器5點火引起混合氣體爆轟後，爆轟波一面向燃燒室出口運動(圖中箭頭A方向)，另一方面向燃燒室內運動，經過爆轟後的混合氣體壓力由原來的P1階越為P2。由於助燃氣體輸送壓力P4大於P2，助燃氣體仍然繼續進入燃燒室1；而燃氣的輸送壓力P3小於P2，此時單向閥4阻止燃氣繼續進入燃燒室1。這樣在爆轟氣體後面的燃燒室1中就形成了一段不燃燒的助燃氣體栓塞，當爆轟波到達燃燒室出口，在燃燒室出口形成一道向內傳播的稀疏波，稀疏波經過的地方壓力由P2逐漸降低到P1。這時燃氣又可以進入燃燒室1並與助燃氣體混合，該混合氣體在點火器5的作用下，再一次爆轟，並重複前面的過程，如此循環。
本發明控制方法中，燃氣在燃燒室內壓力和自身輸送壓力的調節下自動進入燃燒室，而無須設置專門的控制裝置對其進入燃燒室的頻率進行控制，發動機的工作頻率只需通過控制點火器的點火頻率即可得到控制，取消了現有脈衝爆轟發動機工作過程中點火器點火與燃氣輸送在節拍上必須保持一致的複雜的控制方式，因此，本發明的控制方法及其裝置與現有技術相比，更加簡單可靠。
權利要求
1.一種脈衝發動機頻率的自適應控制方法，具體如下設燃燒室內爆轟前壓力為P1，爆轟後壓力為P2，燃氣的輸送壓力為P3，助燃氣體輸送壓力為P4，其中，P2＞P1，P3＞P1；控制壓力P3、P4，使二者滿足如下關係P4＞P2，P2＞P3＞P1；在燃氣輸送管路與爆轟燃燒室之間設置一個單向閥(單向閥的形式可根據需要選擇，一般機械設計手冊中就可以查到)，通過該單向閥保證只允許燃氣進入燃燒室而禁止爆轟後的氣體進入燃氣輸送管路。
2.一種脈衝發動機，包括燃燒室、燃氣輸送管路和助燃氣體輸送管路，其特徵在於，所述燃燒室內設置有點火器，燃氣輸送管路上設置有單向閥。
全文摘要
本發明公開了一種脈衝發動機的自適應控制方法及裝置，通過控制燃氣及助燃氣體的輸送壓力，使二者滿足如下關係P4＞P2，P2＞P3＞P1，其中P1為燃燒室內爆轟前壓力，P2為爆轟後壓力，P3為燃氣的輸送壓力，P4為助燃氣體輸送壓力，並且在燃氣輸送管路與爆轟燃燒室之間設置一個單向閥。按照本發明的方法對脈衝發動機進行控制後，由於發動機的進氣頻率完全自適應點火器的點火頻率，因此通過控制點火器的頻率就可以控制脈衝爆轟發動機的爆轟頻率了。同時由於本發明的結構特別簡單，所以實現非常容易，並且工作特別可靠，還排除了頻率匹配問題。
文檔編號F02K7/02GK1460790SQ0314778
公開日2003年12月10日 申請日期2003年6月26日 優先權日2003年6月26日
發明者姜宗林, 李岐 申請人:中國科學院力學研究所