鉆削微小孔技術在航空發動機燃油噴嘴噴口加工中的應用研究*

石洪國，王福海，丁志純，雷力明

( 中國航發上海商用航空發動機制造有限責任公司，上海 201306）

航空發動機燃油噴嘴將燃油霧化，加速混合氣形成，保證穩定燃燒和提高燃燒效率，而且具備高穩定的性能要求，在燃燒室大推力、高溫升的工作環境下，燃油噴嘴一般帶有熱防護設計結構，避免其在很短工作周期內發生低循環疲勞、蠕變疲勞時效等；另外在航空發動機減重設計的趨勢下，燃油噴嘴同時要有足夠剛度的支撐結構，避免由不利的振動現象引起高周疲勞失效等故障模式。為同時解決熱防護和強度問題，某型號航空發動機燃油噴嘴采用Hastelloy X 高溫合金選擇性激光熔化（SLM）成型增材制造毛坯，帶有復雜的油路結構進行冷卻降溫，主燃級與預燃級噴口的供油流道盤曲交錯，其中主燃級噴口均勻分布在SLM成形件外形周向，與內部成形流道貫通[1–2]。

燃油流量均勻性是影響燃燒室出口溫度分布的主要因素之一，燃燒室出口溫度分布品質對渦輪工作的可靠性起著關鍵的作用[3–5]。主燃級油路的加工質量直接影響燃油霧化質量和燃油流量分布均勻性，如果燃油霧化效果差，會使過大的油滴噴至燃燒室壁面，使其過熱、結焦，進而導致發動機排氣冒煙及污染物增加。

圖1為某型號燃油噴嘴主燃級油路的局部截面圖，沿圓周共均布12個主燃級噴口，設計直徑為φ0.46mm，加工深度約3mm，粗糙度Ra為0.4μm，用于燃油噴射。此結構可提供完整的噴口油柱、正確的噴射角度并且保證各主噴口均勻的噴射流量。……