加力燃烧室预燃系统

加力燃烧室预燃系统的功用是在发动机起动加力燃烧室时，迅速、安全、可靠地点燃加力燃烧室的油气混合气。加力燃烧室点火方式一般有电嘴点火、催化点火、热射流点火三种。

简介加力燃烧室预燃系统的功用是在发动机起动加力燃烧室时，迅速、安全、可靠地点燃加力燃烧室的油气混合气。加力燃烧室点火方式一般有电嘴点火、催化点火、热射流点火三种1。

预燃室点火系统WP6发动机加力燃烧室的预燃室固定在扩压器段整流锥内，由外、内锥体，内、外壁，点火电嘴，导流板和火焰喷口等组成。内、外锥体构造出非叶片式涡流器;内、外壁之间是助燃冷却的二股气流通道，内壁上两排交错的16个小孔使二股气流进入预燃室。当接通加力时，用专门的汽化器形成混合气，输入预燃室，经过内、外锥体组成的环形气流通道后，截面突然扩张，在预燃室头部内锥体后的凹面内形成强烈的涡流;用电嘴点燃后，.火舌从预燃室喷出，点燃后输油圈上两个喷嘴喷出的燃油，形成中心火焰稳定区，然后火焰经V形支柱点燃环状火焰稳定器遇流区的混合气。经过8.5~14s后，在加力燃烧室内已形成稳定的点火源，预燃室便自动停止工作。为了保证预燃室可靠工作，用导管引进燃烧室的二股气流，对预燃室后段及喷口进行冷却;喷口内、外表面涂有耐高温珐琅徐层。改进后的预燃室，在出门处设置导焰板，把火焰引导到环状火焰稳定器附近，以保证点火可靠2。

火舌点火系统火舌点火系统又称为热射流点火系统。当开动加力燃烧室时，由专门的附件将附加的燃油喷入主燃烧室中的某个火焰筒内，这股附加燃油形成的火焰穿过涡轮，点燃加力燃烧室的混合气。

这种点火方式的优点是:点火能量大，高空性能好，迅速可靠，不增添附加构件，只要主燃烧室不熄火就总能可靠点燃。

缺点是:火舌传递路程远，流程复杂，尤其在穿过多级涡轮时，受到强烈的扰动，在调试加力燃烧室时相应地要作大量的点火试验。

AJI-31φ发动机的加力预燃装置采用火舌点火系统。由于AJI-31φ发动机是双涵道发动机，有内外涵道混合器。气流混合后，加力燃烧室进口的燃气温度大大降低，给加力燃烧室的起动增加了很大困难。如果仍然采用电嘴点火，则所需的电嘴功率特别大，并需要笨重的大功率设备支持。另外在混合器后设加力预燃室，会额外增加流通阻力;气流必须绕流，增加了流动损失。但是火舌点火时，火焰要穿过涡轮，所以对涡轮叶片的强度有影响。AJI-31φ中发动机的涡轮静子和转子叶片是定向凝固的单晶叶片，因而具有足够的强度储备作保证。火舌点火系统采用脉冲点火，脉冲作用时间很短，仅为0.3±0.1s2。

催化点火器催化点火方式也是适用于双涵道发动机内外涵道混合器后的加力燃烧室的起动点火系统。

WS9发动机的加力燃烧室采用催化点火方式。催化点火是利用铂能吸附氧气和氢气的特性，使点火用的混合气借铂铑丝网的催化作用，在较低温度下点燃。

WS9发动机的催化点火器的示意图

WS9发动机的催化点火器位于扩压器中心。它包括文氏管及其喉部的喷油装置、催化元件和整流锥。当接通加力时，点火用的燃油分为两路，一路约占有1/300(因流量很小，故蒸发为油气)，从喷口喷出，与空气混合成约400℃的油气，经扩压减速后，沿陶瓷圆盘上的小孔，通过多层铂铑丝网构成的杯形催化层，形成火焰，并点燃第二路燃油，形成强大的火舌，借沟通各稳定器的传焰肋。点燃稳定器后的混合气，形成稳定的火焰。

WS9发动机的催化点火器特点这种点火装置结构简单，重量较轻，点火方便，但铂铑丝价格昂贵，易受污染而失效，影响工作可靠性。

与涡喷发动机加力相比，混合加力的涡扇发动机的另一个特点是加力燃烧室的压力脉动会通过外涵传至风扇。引起风扇甚至整个压气机喘振。因此，要求使用加力，以及加力由小变大的整个过程中压力变化要非常平稳。为此，在喷油和点火方面采用了以下结构措施:

（1）采用值班火焰稳定器，实行软点火，即先在稳定器内部供油点火，然后再在整个加力燃烧室分区起动。

（2）采用分区、分压供油，保证供油量均匀变化，避免压力脉动，并可使发动机推力连续可调。

（3）为了防止点火未成前就大量供油，在有些发动机上采用了点火检测器和喷口随动机构。前者是加力燃烧室喷油的联锁装置，后者是当加力燃烧室内出现压力脉动时，迅速改变喷口面积，消除扰动1。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所