无人(rén)机动力系统
航空器的(de)发动机以及保证发动机正常工作所(suǒ)必(bì)需的系统(tǒng)和附件的总称
无人机使用的动力装(zhuāng)置主要有活塞发(fā)动机、涡喷发动机、涡扇发动(dòng)机、涡桨(jiǎng)发(fā)动机、涡轴发动机、冲压发动机、火(huǒ)箭发动机。电动机等。目(mù)前(qián)主流(liú)的(de)民用无人(rén)机(jī)采用的动力系统通常为活塞式发动机和电动机(jī)两种。
活塞式
活塞式(shì)发动机(jī)也叫(jiào)复(fù)式发(fā)动机(jī),由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋(xuán)桨减速器、机匣等组(zǔ)成主要结构。活塞式发动机属于内燃机,它通过燃料在(zài)气缸内的燃烧,讲热能转变(biàn)为机械能。活塞式发动机系统一般由发动机本体、进气系统、增压器、点火(huǒ)系统、燃油系(xì)统、启(qǐ)动系统、润(rùn)滑(huá)系统以及排气系(xì)统构成(chéng)。
1.进气(qì)系统
进气系统是(shì)活(huó)塞式(shì)发动机(jī)的(de)动脉,为发动机提供(gòng)燃烧做(zuò)功所需的清(qīng)洁空气和燃料(liào),并且(qiě)油气(qì)的混合也(yě)是在(zài)这里完(wán)成。活塞式(shì)发动机进气系统的作用是:将(jiāng)外部空气和燃油混合,然后(hòu)把(bǎ)油气混合物送到发生然(rán)手(shǒu)的气缸。外部空气从发动机罩前部的(de)进气(qì)口进入进气系统。这个进气(qì)口通常会(huì)包含一个阻(zǔ)止灰尘和(hé)其他外部物体进入的空气过滤器。
小型活塞式发动机(jī)通常使用两种类(lèi)型(xíng)的进气系统:
(1)汽化(huà)器(qì)系统(tǒng)
汽化器本质(zhì)上是(shì)一根管子。管子中有一个可调节板,称作节流(liú)板,它控制着通过管(guǎn)子的气流(liú)量。管子中有(yǒu)一(yī)点较窄,称作(zuò)文(wén)丘里管,在此窄道中气体流速变快,压力(lì)变小。该摘到中有一(yī)个小孔,称作喷嘴,汽化器通过(guò)它在低压(yā)时吸(xī)入燃料。
(2)燃油喷(pēn)射系统
燃油喷射(shè)系统即电子燃油喷射控制(zhì)系统(tǒng),以一个(gè)电(diàn)子控制装(zhuāng)置为(wéi)控制中心(xīn),利用(yòng)安装在发动机(jī)不(bú)同部位上的各(gè)种传感器,测得(dé)发(fā)动机的各种工作参(cān)数(shù),按照在电脑(nǎo)中设定的控(kòng)制程序,通过控制喷油器(qì),精准(zhǔn)地控制喷油量,使发(fā)动(dòng)机在各种工况下都能获得最佳浓度(dù)的混合气。
2.增压器
增压器是一种用于活塞式(shì)发动机的辅助(zhù)装置。发动机(jī)产生动(dòng)力的条件是空气中氧与燃料(liào)的燃烧,由于在一(yī)定(dìng)大(dà)气压力(lì)下单位空(kōng)气(qì)的(de)含氧量是(shì)固定的(de),同时一般的自然进气(qì)发(fā)动(dòng)机是依(yī)靠活塞运动(dòng)产生的压力差将(jiāng)空气或空气与燃油的混合气吸进气缸,压力差有其上限,使得自然进气发动机的动力被大气(qì)压力局限,所以有了增压器的使用。装(zhuāng)设增(zēng)压器能提高发动机(jī)进(jìn)气的(de)压力,以增(zēng)加(jiā)其中氧气的含量,通常可以使同排气量(liàng)的发动机增加20%~50%甚至更高(gāo)的(de)输出马力;最新(xīn)的增压器技(jì)术,能大幅降低(dī)油耗。
3.点火系统
点火系统是用于点燃燃料-空气混合(hé)的系统。点火(huǒ)系统应(yīng)产生足够能量的高(gāo)压(yā)电流,准(zhǔn)时和可(kě)靠地(dì)在火花塞两电(diàn)极间击穿,使火花点燃发动(dòng)机(jī)气缸内的(de)混合气(qì),并嗯呢该(gāi)自动调整提前点火角,以适(shì)应发动机不同工况(kuàng)的需求。
点火系统的种类繁多。早期的航空活塞发动机(jī)采用由飞轮磁电(diàn)机、点(diǎn)火线圈、白金触电(diàn)断电器和火花塞组成的点火(huǒ)系统。随着电(diàn)子技术的发(fā)展,当前的无(wú)人机活塞发动机多采用可(kě)控硅无(wú)触点(diǎn)电容放电式点火(huǒ)系(xì)统。电(diàn)容放电式点火系统由霍(huò)尔效应传感器、点火控(kòng)制盒、点火线圈和火花塞组成(chéng)。
4.燃油系(xì)统
活塞(sāi)式发动机燃油系统由邮箱(xiāng)、油泵(bèng)、燃油过(guò)滤器、汽化器(qì)或燃油喷射系统组成。燃油系统是设计用来(lái)提供持(chí)续的从油(yóu)箱到发动机的洁净燃油(yóu)流量。燃油在所有发动机功率(lǜ)、高度、姿态和所有核准的飞行机动条件下必须能够(gòu)供给发(fā)动机。无人机系(xì)统一(yī)般使用两种常规(guī)类别的燃油系统:重力馈送系统和(hé)燃油泵系(xì)统。重力馈送系统使用重力来把(bǎ)燃油从油箱输送到发动机。如(rú)果飞机的设计不能用重力输送燃油,就(jiù)要安装燃油泵。
5.启动系(xì)统(tǒng)
要使发(fā)动机由静(jìng)止(zhǐ)状态过(guò)渡到(dào)工作状态,必须先用外力转动发动机的曲轴,使活塞做往复运(yùn)动,气缸(gāng)内的可燃混合气体燃烧(shāo)膨(péng)胀(zhàng)做功(gōng),推动活塞(sāi)向(xiàng)下(xià)运动使曲轴旋转,发动机才能自(zì)行运转(zhuǎn),工作循(xún)环(huán)才能自动进行。因(yīn)此,曲(qǔ)轴在(zài)外力作(zuò)用下(xià)开始转动到(dào)发动机(jī)开始自(zì)动运转的全过程,称(chēng)为发动机(jī)的启动。完(wán)成(chéng)启动过程所需的装置,称为发动机的启动系统。
不同型(xíng)号发动机启动(dòng)系统的结构(gòu)形式存在区(qū)别,但基(jī)本原理都是类似(sì)的。大型活(huó)塞发动机(jī)启动系(xì)统的部件均(jun1)安(ān)装(zhuāng)在发动机上或其(qí)附近,与发动机有关部件连接(jiē)传(chuán)动。气缸总容积小(xiǎo)于500ml的活塞(sāi)发动机多采(cǎi)用(yòng)独(dú)立式(shì)启动(dòng)系统。

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