无人机动力系统
航(háng)空器的发动(dòng)机以及(jí)保证(zhèng)发(fā)动机正常工作所必需(xū)的(de)系统(tǒng)和附件的总称
无人机使用的动力(lì)装置主要有活塞发动机、涡(wō)喷(pēn)发(fā)动机(jī)、涡扇发动机、涡桨发动机、涡轴发动(dòng)机、冲压发动机、火(huǒ)箭发动机。电动机等。目(mù)前(qián)主流(liú)的(de)民用无(wú)人机采用(yòng)的动力系统通常为活塞式发(fā)动机和(hé)电动机(jī)两(liǎng)种。
活塞式
活塞式发动机(jī)也(yě)叫复(fù)式发动机,由气缸、活塞、连杆、曲(qǔ)轴、气门机构(gòu)、螺(luó)旋桨(jiǎng)减速器、机(jī)匣等组成主要结构。活塞式发(fā)动机属(shǔ)于内燃机,它通过燃料在(zài)气(qì)缸内的燃烧,讲热能转变为机械(xiè)能。活塞式发动机系统一般(bān)由(yóu)发动机本体、进气(qì)系统(tǒng)、增压器、点火系统(tǒng)、燃油系(xì)统(tǒng)、启(qǐ)动(dòng)系(xì)统、润滑系(xì)统以及(jí)排气系统(tǒng)构成。
1.进气(qì)系统
进(jìn)气系统是活塞式发动机的动脉,为发动机提供燃烧做功所需的清(qīng)洁空气(qì)和燃料,并且油(yóu)气的混合也是在这里完成(chéng)。活塞式发动(dòng)机进(jìn)气系统的作用(yòng)是:将外(wài)部空气和燃(rán)油混合(hé),然后把油气混合物送到发生然手的气缸。外部空气(qì)从发(fā)动机罩前部的进气口(kǒu)进入进(jìn)气系统。这个进(jìn)气口通(tōng)常(cháng)会包含一个阻止灰尘(chén)和其他外部物(wù)体进入的(de)空气过滤器。
小型(xíng)活塞式发(fā)动机通(tōng)常使用两种类型的进气系统(tǒng):
(1)汽化器(qì)系统
汽(qì)化器本质上(shàng)是一根管(guǎn)子。管(guǎn)子中有一(yī)个可调节板,称作(zuò)节流(liú)板,它控制着(zhe)通过管子的气流量。管(guǎn)子中(zhōng)有一(yī)点较窄,称作文丘里管,在此窄道中气(qì)体流速变快,压力变(biàn)小。该摘到中有一个小(xiǎo)孔,称作喷嘴(zuǐ),汽化器通过它在低压时吸(xī)入燃(rán)料。
(2)燃油喷射系统
燃油喷(pēn)射系统即电(diàn)子燃油喷射控(kòng)制系统,以一个电子(zǐ)控制装置为控制(zhì)中心,利用安装在发动机不(bú)同部位上的各种传(chuán)感器,测得发动机的各种工作参数,按(àn)照在电脑中设定的控制程序,通过控制(zhì)喷油器,精(jīng)准(zhǔn)地控制喷油量,使发动机在各种工况下都(dōu)能获得最佳浓度的混合气。
2.增压(yā)器
增压器是一(yī)种用于活塞式发动(dòng)机的辅助装置(zhì)。发动机产生(shēng)动力(lì)的条件是空气中(zhōng)氧与燃料的燃烧(shāo),由于在一定(dìng)大(dà)气压力下单位(wèi)空气的(de)含氧量(liàng)是固定的,同时一般的(de)自然(rán)进气发动机是依靠(kào)活(huó)塞运(yùn)动产生的压力(lì)差将空气(qì)或空(kōng)气与燃油的(de)混(hún)合气吸进气缸,压力差有其上限,使得(dé)自然(rán)进气发动机的动力被大气(qì)压力局(jú)限(xiàn),所以有(yǒu)了增压器的使用(yòng)。装设增压器能提(tí)高发动机进气的(de)压(yā)力,以增加其中氧(yǎng)气的含量(liàng),通常可(kě)以(yǐ)使同排气量的发动机增加20%~50%甚至更高的输出马力;最新(xīn)的(de)增压器(qì)技术,能大幅降(jiàng)低油耗。
3.点火系(xì)统
点火系统是(shì)用于点(diǎn)燃燃(rán)料-空气混合的系统。点火(huǒ)系统应产(chǎn)生(shēng)足够能(néng)量的高压电流,准时和可靠地在火花(huā)塞两电(diàn)极间击穿,使火花点燃发动机气缸内的混合气,并嗯呢该自动调整提前点火角,以适应(yīng)发动机不同(tóng)工况的需求(qiú)。
点火(huǒ)系统的(de)种(zhǒng)类繁多(duō)。早(zǎo)期的航空活塞发动机采用由飞轮磁电(diàn)机、点火线圈、白金触电(diàn)断电器(qì)和(hé)火(huǒ)花(huā)塞(sāi)组成的点火系统。随着电子技术的发(fā)展,当前的无(wú)人机(jī)活(huó)塞发动机多采用可(kě)控硅无(wú)触点电(diàn)容放电式点火系(xì)统。电容放电式点火系统(tǒng)由霍尔效应传感器、点火(huǒ)控制盒、点火线(xiàn)圈和火花塞(sāi)组成。
4.燃(rán)油系统
活塞式(shì)发动机燃油(yóu)系统由(yóu)邮(yóu)箱、油泵、燃油过滤器、汽化器或燃油喷(pēn)射系(xì)统组成。燃油系统是(shì)设计用来提供(gòng)持(chí)续的(de)从油(yóu)箱到发动机(jī)的洁净燃(rán)油流量。燃油在所(suǒ)有(yǒu)发动机功率、高度、姿态和所(suǒ)有核准的飞(fēi)行机动条件下必(bì)须能够(gòu)供给发动机。无人机(jī)系统一般使用(yòng)两种常规类别(bié)的燃油系统:重力馈送系统和燃油泵(bèng)系统。重力馈送系统使用(yòng)重力来把燃油(yóu)从油(yóu)箱输送到(dào)发(fā)动机。如果飞机的设计(jì)不能用重力输送燃油(yóu),就要安装燃油泵。
5.启动系统
要使发动机由(yóu)静止(zhǐ)状态(tài)过(guò)渡到工作状(zhuàng)态,必须先用外力转动发动机的(de)曲轴,使活塞做往(wǎng)复运动,气缸内的可燃混合气体燃烧膨胀做功,推(tuī)动活塞向(xiàng)下运动使曲(qǔ)轴旋转,发动机才能自行运转,工作循环才能自动进行。因此,曲轴在外力作用下开始转动到发(fā)动机开始自动运转的全过程,称(chēng)为发动(dòng)机的(de)启动。完(wán)成(chéng)启动(dòng)过程所需的装置,称为发动机的启动系统。
不同型号发动机启动系统的结构形式(shì)存在(zài)区别,但基本原理都是类似的(de)。大型活塞发动机启动系(xì)统的部件(jiàn)均(jun1)安装在发动机上或其附近,与发(fā)动机有关部件连(lián)接传动(dòng)。气缸总容积小于500ml的活塞发动机多采用独立式启动系统。

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