无人机动力系(xì)统
航空器(qì)的发动机以及保证发动机正常(cháng)工作所(suǒ)必需的系统和附件的总称
无人机使(shǐ)用的(de)动力装置主要有活塞发动机、涡喷发动机(jī)、涡(wō)扇发动机(jī)、涡(wō)桨发动机(jī)、涡(wō)轴发动机、冲(chōng)压发动(dòng)机、火箭发动机。电动机等。目前主流的民用(yòng)无(wú)人机采用(yòng)的动力系统通常为活塞式发动机和电动机两(liǎng)种。
活塞式
活(huó)塞式发动机也叫复式发动机,由气缸、活塞、连(lián)杆、曲轴、气门机(jī)构、螺旋桨减速(sù)器、机匣等(děng)组成主要结构。活塞式发动机属(shǔ)于内燃机,它通过燃料(liào)在(zài)气缸内的燃烧,讲(jiǎng)热(rè)能转变为机械能(néng)。活塞(sāi)式发动机系统一般由发动机本体、进气系统(tǒng)、增压(yā)器、点火(huǒ)系(xì)统(tǒng)、燃(rán)油(yóu)系统(tǒng)、启动系统、润滑系统(tǒng)以及(jí)排气(qì)系统构(gòu)成。
1.进气系统
进气系统是活(huó)塞式发(fā)动机的动脉,为发动机提供燃烧做功所需的清洁空气(qì)和燃料,并且油气的混合也是在这(zhè)里(lǐ)完成(chéng)。活塞(sāi)式发动机进气系统的作用是:将外部空气和燃油混(hún)合,然后把(bǎ)油气混合物送到发生然手的气缸。外部空气(qì)从(cóng)发动机罩前部的进气口进入进气(qì)系统。这个进气口通常会包含一(yī)个阻止灰尘(chén)和其他外部物体进入(rù)的空气过滤器(qì)。
小型活塞式(shì)发动机通常使用两种类型(xíng)的进气系统:
(1)汽化器系(xì)统
汽化器本质上是一根管子。管子(zǐ)中(zhōng)有一个可调节板,称作(zuò)节流板,它控制着通过管子的气流量(liàng)。管子中有一点较窄,称作文丘里管,在此窄道中气体流速(sù)变(biàn)快(kuài),压力变小(xiǎo)。该摘到中(zhōng)有一个小孔,称(chēng)作喷嘴,汽(qì)化器通(tōng)过它在低压(yā)时吸入燃料。
(2)燃油喷射(shè)系(xì)统
燃(rán)油喷射系统(tǒng)即电子燃油喷射控制系统,以(yǐ)一个电子控制装置为控制中心,利用安装在发动机不同部位上的各种传(chuán)感(gǎn)器,测得发动(dòng)机(jī)的各种工(gōng)作参数,按(àn)照在电脑中设定的控制程序,通过控制喷(pēn)油器,精准(zhǔn)地(dì)控(kòng)制喷油量,使发动机在各种工况下(xià)都(dōu)能获得最(zuì)佳浓度的混合气。
2.增压器
增压器是一种用于活(huó)塞式发动机的辅助(zhù)装置。发动机产生(shēng)动力(lì)的条件是空气(qì)中氧与燃(rán)料的燃(rán)烧,由于在一定大气压力下单位(wèi)空气的含(hán)氧量是固(gù)定的,同时一般的自然进气发动机是依靠(kào)活塞运动产生的(de)压力差将空(kōng)气(qì)或空气与燃油的混(hún)合气吸进气缸,压力(lì)差有(yǒu)其上(shàng)限,使得自然进气(qì)发动机的动力(lì)被大气压力局限,所以有了增压(yā)器的使用。装设增压器能提高发动机进气的(de)压力,以增加其中氧气的含量(liàng),通常(cháng)可以使同排气量的发动机(jī)增加(jiā)20%~50%甚至更高的输出(chū)马力;最(zuì)新的增压器技术,能大(dà)幅降低油耗(hào)。
3.点火系统
点(diǎn)火系统是用于(yú)点燃燃料-空气混合的(de)系统。点火(huǒ)系统(tǒng)应产(chǎn)生足够能量(liàng)的(de)高压电流,准(zhǔn)时和可靠地在(zài)火花塞(sāi)两电(diàn)极间击穿,使火(huǒ)花点燃发动(dòng)机气(qì)缸内的混合气,并嗯呢该(gāi)自动(dòng)调(diào)整提前点火角,以(yǐ)适应发(fā)动(dòng)机不同(tóng)工(gōng)况的需(xū)求。
点火系统的种类繁多。早期(qī)的航空(kōng)活塞发(fā)动机采用由(yóu)飞轮磁电机、点火线圈、白金触(chù)电断(duàn)电器和(hé)火花塞(sāi)组成的点火系统。随着(zhe)电子技术的发展,当(dāng)前的无人机活塞(sāi)发动机多采用可控硅无(wú)触点电容放电式点(diǎn)火系统。电容放电式点火系统由(yóu)霍尔效应传感器、点火(huǒ)控制盒、点火(huǒ)线圈和火花塞组成。
4.燃油系统
活(huó)塞式发动(dòng)机燃油系统由邮箱、油泵、燃(rán)油过滤器、汽化器或燃油喷射系统组(zǔ)成。燃油(yóu)系(xì)统是设(shè)计(jì)用(yòng)来提(tí)供持续的从(cóng)油箱到发(fā)动机的(de)洁净燃油流量。燃油在所有发动(dòng)机功率(lǜ)、高度、姿态和所有核准的飞行机动条件下必须能够供给发动机。无人机系统一般(bān)使用两(liǎng)种常(cháng)规类别的(de)燃油系统:重力馈(kuì)送系统和燃油泵系统。重力馈送系统(tǒng)使用重力(lì)来(lái)把(bǎ)燃油(yóu)从(cóng)油箱输(shū)送(sòng)到发动机。如果(guǒ)飞机的设计不能用重(chóng)力输送燃油(yóu),就要安装燃油(yóu)泵。
5.启动系统
要使(shǐ)发动机由静止状态过渡到工作状态,必须先用外力转动发动机的曲(qǔ)轴,使活(huó)塞做往复运动(dòng),气(qì)缸内(nèi)的可燃混(hún)合气(qì)体燃烧膨胀做功,推(tuī)动活塞向下运动使曲(qǔ)轴旋转,发动(dòng)机才能自行运转,工作循环才能自动(dòng)进行(háng)。因此,曲轴在(zài)外力作用下开始转动到发(fā)动机开始自(zì)动运转(zhuǎn)的全过(guò)程,称为发动机(jī)的启动。完成启动(dòng)过程(chéng)所需(xū)的装置(zhì),称为发动机(jī)的(de)启动系统(tǒng)。
不同型(xíng)号发动机启动系统的结构(gòu)形式存在(zài)区(qū)别,但基本原理(lǐ)都(dōu)是类似的。大(dà)型活塞发动机启动系统的部件均安装在发动机上或其附近,与(yǔ)发动机有关部件(jiàn)连接传动。气缸总(zǒng)容积小于500ml的(de)活塞发动机多采用独立式启动(dòng)系统。

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