Page 253 - 机械制造及其自动化
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第六章 工业智能化机械的技术与应用
两个部分组成。选择无刷直流电机作为动力源，齿轮泵和离心泵都可以通过直流
电机驱动。分别分析两种泵的结构特性和工作原理。
（二）节流元件参数设计
1.可调汽蚀文氏管
可调汽蚀文氏管是一种重要的流量调节装置，具有优越的调节性能，早在20
世纪60年代就已经成功地应用在变推力液体火箭发动机上。可调汽蚀文氏管是在
普通文氏管的基础上增加一个可调节的针锥，通过调节针锥的位置，改变推进剂
流通截面积，实现流量的调节，进而实现发动机推力调节。同时，根据文氏管的
结构特性，随着文氏管中推进剂流量的增加，文氏管喉部压力不断降低，当文氏
管喉部压力在达到液体的饱和蒸汽压后，文氏管下游压力的波动不会引起文氏管
内推进剂流量的变化。对于双组元的推进剂供应系统，需要在两条管路中分别采
用不同可调汽蚀文氏管实现推进剂流量调节，同时满足推进剂当量比的稳定。
2.针栓喷注器
（1）针栓喷注器结构
针栓喷注器具有独特的几何结构，能够同时实现推进剂两种组元的同步同比
喷注。对于双组元发动机，其中一种推进剂在针栓内部流动，并在针栓头部位置
通过径向小孔沿垂直于中心针栓的方向喷出；另外，一种推进剂从集液腔沿着
针栓外表面环缝沿径向喷注，形成一个环形液膜。最后两种推进剂在喷注出口呈
90°直角相互撞击，推进剂破碎雾化混合，保证推进剂的雾化混合性能良好，有
利于提高推进剂在燃烧室中的燃烧效率。具备深度调节能力的针栓喷注器在基本
结构的基础上增加一个可移动的套筒。移动这个套筒可以同时改变推进剂两个组
元的喷注截面积，控制推进剂的喷注速度和喷注压降，通过预先设计针栓喷注器
中两组元喷注截面积的比值，实现推进剂当量比的稳定，从而保证推进剂在深度
调节范围内的充分雾化混合和高效燃烧。
（2）针栓式喷注器动态响应
针栓喷注器具有独特的几何结构和工作特性，推进剂供应系统中，液氧沿中
心针栓通过针栓表面喷注孔、煤油通过中心针栓表面的环缝同步同比注入燃烧室
中，因此针栓喷注器套筒的调节能够实现推进剂双组元喷注截面积的同步同比调
节，有利于保持推进剂当量比及喷注压降的稳定。其中将步进电机驱动针栓喷注
器套筒的运动简化为一个等效的传递函数模型，套筒的移动同时改变两条管路中
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