无(wú)人(rén)机动(dòng)力系统(tǒng)
航空器的(de)发动机以及保证(zhèng)发动(dòng)机正(zhèng)常工作(zuò)所必(bì)需的系统和附件的(de)总称
无人机使用的动力装置主要有(yǒu)活塞发(fā)动机、涡喷发动机、涡(wō)扇发动机、涡桨发动机、涡轴(zhóu)发动机、冲(chōng)压发动机(jī)、火箭发(fā)动机。电动机(jī)等。目前主流的民(mín)用无人机采用的动力系(xì)统通(tōng)常为活塞式(shì)发动机和(hé)电动机两种。
活塞式
活塞式发动机也(yě)叫(jiào)复式发动机,由气缸(gāng)、活塞、连杆(gǎn)、曲轴、气门机构(gòu)、螺旋桨(jiǎng)减速(sù)器、机匣等(děng)组成主要结构(gòu)。活塞式发动(dòng)机属于内燃机,它通过(guò)燃料(liào)在(zài)气缸内的燃烧,讲(jiǎng)热能转变为机械能(néng)。活塞式发动(dòng)机(jī)系(xì)统一般由发动(dòng)机本体、进气(qì)系统、增压器、点火系统、燃油系统、启动(dòng)系统、润滑系统以及排气系(xì)统构成。
1.进气系(xì)统
进气系(xì)统是活塞式(shì)发动机的动脉,为发动机提供燃烧做功(gōng)所需的清洁空气和燃料,并且油(yóu)气的混合也是在这里完(wán)成。活(huó)塞式发动机进气系(xì)统的作(zuò)用(yòng)是:将外部空气和燃油混合,然后把油气混合物送到(dào)发生然手的气(qì)缸(gāng)。外部空(kōng)气从发(fā)动机罩前部(bù)的进(jìn)气口进入进气系(xì)统。这个进气口通常会包含一个阻止灰尘和其他外部物体进入(rù)的空气过滤器(qì)。
小型活(huó)塞式(shì)发动(dòng)机(jī)通常(cháng)使用两(liǎng)种(zhǒng)类型的(de)进气系统:
(1)汽化器系统
汽化器本质(zhì)上是一根管子。管(guǎn)子(zǐ)中有一个(gè)可调节板,称作(zuò)节(jiē)流板,它(tā)控制着通过管子的气流量。管子中有一点较窄,称作文丘(qiū)里管,在(zài)此窄道中(zhōng)气体流速变快,压力变小。该摘到中有一个小孔,称作(zuò)喷嘴,汽化器通过它在低压时吸(xī)入(rù)燃料。
(2)燃油(yóu)喷射系(xì)统
燃油喷射系统即电子燃油喷射(shè)控制系(xì)统,以(yǐ)一个电子控(kòng)制装置为控(kòng)制中心,利用安装在发动机不同部位上的(de)各种传(chuán)感(gǎn)器,测得发动机的各种(zhǒng)工(gōng)作(zuò)参数(shù),按照在电(diàn)脑中设定的控制程序(xù),通过控(kòng)制喷(pēn)油器,精准地控制喷油量,使发(fā)动机在各种工况下(xià)都能获得最佳浓度的混合气。
2.增压器(qì)
增压器是(shì)一种(zhǒng)用于活塞式发动机的辅(fǔ)助装置。发动机产生动(dòng)力的条件是空气(qì)中(zhōng)氧与(yǔ)燃料的燃烧,由于在一定大气压力下单(dān)位空气(qì)的含氧量是固定的,同时一般的自然进(jìn)气发(fā)动(dòng)机是依靠活塞运动产(chǎn)生的压力差(chà)将空气或空气与燃(rán)油的混合气吸进气(qì)缸,压力差有其(qí)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。装设增(zēng)压器能提高发动(dòng)机进气的压力,以增加其(qí)中氧气的含量,通常可以使同排气量的发动机增加20%~50%甚至更高的输(shū)出(chū)马(mǎ)力;最新的增(zēng)压(yā)器技术,能大幅降低(dī)油耗(hào)。
3.点(diǎn)火系统
点(diǎn)火系统(tǒng)是用于点燃(rán)燃料-空气(qì)混合的系统。点火系统(tǒng)应产生足够(gòu)能量的高压(yā)电流,准时(shí)和可靠地在火花塞两电极(jí)间击穿,使火花点(diǎn)燃发动(dòng)机(jī)气(qì)缸(gāng)内的混合气(qì),并嗯呢该自动调整提前点火(huǒ)角,以适(shì)应发动机不同工况(kuàng)的需求。
点火系统(tǒng)的种(zhǒng)类繁(fán)多。早期的航空活塞发(fā)动机采用(yòng)由(yóu)飞轮磁电机、点火线圈、白金触电断(duàn)电器和(hé)火花(huā)塞组(zǔ)成的点火系(xì)统。随着(zhe)电子技术的发(fā)展,当前(qián)的无人机活(huó)塞发动机(jī)多采(cǎi)用可控硅无触点电容(róng)放电式点火系统。电容(róng)放电式(shì)点(diǎn)火(huǒ)系统由霍尔效应传感器、点(diǎn)火(huǒ)控制盒、点火线圈(quān)和火花(huā)塞组成。
4.燃油系统
活塞(sāi)式发动(dòng)机燃油系(xì)统由邮箱、油(yóu)泵、燃油(yóu)过滤器、汽化器或燃油喷(pēn)射系统组成(chéng)。燃油系(xì)统是(shì)设计用来提(tí)供持续的从油箱到(dào)发动机的(de)洁(jié)净(jìng)燃(rán)油(yóu)流量。燃油在所有发动(dòng)机功率、高度(dù)、姿态和所有(yǒu)核准的飞行(háng)机(jī)动条件下必须能够(gòu)供给发动机。无(wú)人机(jī)系统一般使(shǐ)用两种常规类别的燃油系统(tǒng):重力馈送系统和燃油泵系统。重力馈送系统使用重(chóng)力来把燃(rán)油(yóu)从(cóng)油箱(xiāng)输送到发动(dòng)机(jī)。如果(guǒ)飞机的设计不能用(yòng)重力输(shū)送燃油,就要(yào)安装(zhuāng)燃油泵(bèng)。
5.启(qǐ)动(dòng)系统
要(yào)使发动机由静止状态过渡到工作状态,必须(xū)先用外力转动发(fā)动(dòng)机的(de)曲(qǔ)轴,使活塞做往复运(yùn)动,气缸内的(de)可燃(rán)混合(hé)气体(tǐ)燃烧膨胀做功,推动活塞向(xiàng)下运动使曲(qǔ)轴旋转,发动机才能(néng)自(zì)行运转,工作循环才能自动进行。因此,曲轴在外(wài)力作用下开始(shǐ)转动到发动机开始(shǐ)自动运转的全过程,称为发动机的启动。完成启动过程所(suǒ)需的装(zhuāng)置,称为发动机的启(qǐ)动系统。
不同(tóng)型(xíng)号发动机启动系统(tǒng)的结构形式存在(zài)区(qū)别,但基本原理都是类似的(de)。大型活(huó)塞(sāi)发动机启动(dòng)系统的部件均安装在发动机上或其附近,与发动机(jī)有(yǒu)关部(bù)件连接传动。气缸总容积小(xiǎo)于500ml的活塞发动机多采用独立式启(qǐ)动系(xì)统。

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