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航空知识手册之(zhī)三:无人(rén)机动(dòng)力(lì)系统(tǒng)

无人(rén)机动力(lì)系统

航(háng)空器的发动(dòng)机以及保证发动机正常工作所必需(xū)的系统和附件的(de)总(zǒng)称(chēng)

无人(rén)机使用的动力(lì)装置主要有活塞发动机、涡喷发动机、涡扇发动机、涡桨发动机、涡轴发(fā)动机、冲(chōng)压发(fā)动机、火箭发动机。电动机等。目前(qián)主流的民用无(wú)人机采用的动力系统通常为(wéi)活塞式发动机和电动(dòng)机两种(zhǒng)。

活塞式

活塞(sāi)式发动机(jī)也叫复(fù)式(shì)发动机(jī),由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门(mén)机构、螺(luó)旋桨减速器、机匣等组成主要结构。活塞式(shì)发动机属于内燃机,它(tā)通过燃(rán)料在气缸内的燃(rán)烧,讲热能转变为机械能。活塞式发动机系统(tǒng)一般(bān)由(yóu)发动机本体、进(jìn)气系统、增压器、点火系统、燃油系统、启动系统、润滑(huá)系统(tǒng)以及排气系统(tǒng)构(gòu)成。

1.进气系(xì)统

进气系统是活塞式发动机(jī)的动脉,为发动机提(tí)供(gòng)燃烧(shāo)做功所需(xū)的清洁空气(qì)和燃料,并且油气的混合(hé)也(yě)是在这里完(wán)成。活塞式发动机进气(qì)系统的作(zuò)用是:将外部空(kōng)气和燃油混合,然(rán)后把油气混合物送到发生然手的气缸。外(wài)部空气从发动机罩前部(bù)的进气口进入进气系统。这个(gè)进气口通常会包含一个阻止灰尘和其他外部物体进(jìn)入的空气过滤器。

小型活塞式发动机通常使用两(liǎng)种类型的进气(qì)系统(tǒng):

1)汽化(huà)器系统

汽化器(qì)本质上是(shì)一根管(guǎn)子。管子中有一个(gè)可调(diào)节板(bǎn),称作节流板(bǎn),它控制(zhì)着通过管子的气流量(liàng)。管子中有一点较窄,称作文丘里管(guǎn),在此窄道中气(qì)体流速变快,压力变小。该摘到中有一个小孔,称作喷嘴,汽化器通过它在(zài)低压(yā)时(shí)吸(xī)入(rù)燃料(liào)。

2)燃油喷射系统

燃油喷(pēn)射(shè)系统即电子燃(rán)油喷射控制(zhì)系统,以一(yī)个电子控制装(zhuāng)置为控制中心,利用安装在发动机不同部位上的各种传感器,测得(dé)发动机的各种工(gōng)作参数(shù),按照在(zài)电脑中(zhōng)设定的控制程序,通(tōng)过控制喷油器,精准地控制喷油量(liàng),使发(fā)动机在各(gè)种工况下都能获得最佳浓度的混合气。

2.增压器

增压器是一种用于活塞式发动机的辅(fǔ)助装置。发动(dòng)机产生动力(lì)的(de)条件是空气中氧与(yǔ)燃料的燃(rán)烧,由于在一定大气压力下单位空气的含氧量是固定的,同时一般的自然(rán)进气发(fā)动机是依靠活塞运动(dòng)产生的压力(lì)差(chà)将空气或空气与燃油的混(hún)合气吸进气缸,压(yā)力差有其上(shàng)限,使得自然进气发动机的动力被大(dà)气压力局限,所以(yǐ)有了(le)增(zēng)压器的使用(yòng)。装设增压器能提高发动机(jī)进气的压力,以增(zēng)加(jiā)其(qí)中氧气的含(hán)量,通(tōng)常可以使同排气(qì)量的发(fā)动(dòng)机增加20%~50%甚至更高的输(shū)出马力(lì);最新的增压器技术,能大幅降低油耗(hào)。

3.点火系统(tǒng)

点火系统是用(yòng)于点燃(rán)燃料-空气混合的系统。点火系统应(yīng)产生足够(gòu)能量(liàng)的(de)高压电(diàn)流,准时和可靠地(dì)在火(huǒ)花塞两电极间击穿,使火花点燃发动机气(qì)缸内的混合气,并嗯呢该(gāi)自(zì)动调整提前点火(huǒ)角,以(yǐ)适应(yīng)发动机不同工况(kuàng)的(de)需求。

点火系统的种类繁多。早期的航空(kōng)活(huó)塞发动机采用由飞(fēi)轮磁(cí)电机(jī)、点火线圈、白金(jīn)触电断电(diàn)器和火花塞组成的点火系统。随着电子技术的发展,当前的无人机活塞发动机多(duō)采用可控硅无触(chù)点电容放(fàng)电式点火系统。电容放(fàng)电式点火系统由霍尔效应传感器、点火控制盒、点火(huǒ)线圈和(hé)火花塞组成。

4.燃油系统(tǒng)

活塞式发动机燃油系统由邮箱(xiāng)、油泵、燃油过滤器、汽化器或燃(rán)油喷射系统组成。燃油系统(tǒng)是设计用来提供持续的从(cóng)油箱到发动机的(de)洁(jié)净燃油流量。燃油在(zài)所有发动机(jī)功率(lǜ)、高度、姿(zī)态和所(suǒ)有核准的飞(fēi)行机动条件下必须能够供给(gěi)发动机。无(wú)人(rén)机系(xì)统一般使用两(liǎng)种常规类别的(de)燃油(yóu)系(xì)统:重力馈送系统和燃油泵系统。重力馈送系统使用重(chóng)力(lì)来把燃油从油箱输送到发动机。如果(guǒ)飞机的设计不(bú)能用(yòng)重力输送燃(rán)油,就要(yào)安装(zhuāng)燃油泵。

5.启动系统

要使发动机由静止状态过(guò)渡到工作(zuò)状态,必须先(xiān)用外(wài)力转动发动机(jī)的(de)曲轴,使活塞做往复(fù)运动,气缸内的可燃混合气体燃(rán)烧(shāo)膨胀做功,推动活塞向下运动使曲轴(zhóu)旋转(zhuǎn),发动机才能(néng)自行运转,工(gōng)作循环才能(néng)自动进行。因此,曲轴在外力作用(yòng)下开始转动(dòng)到发动机开始自(zì)动运转的全过(guò)程,称为发(fā)动机的启动。完成启动过程所需的装(zhuāng)置,称为(wéi)发动机的(de)启动系统(tǒng)。

不同型号发动(dòng)机启(qǐ)动系统(tǒng)的结构形式(shì)存在区别,但(dàn)基(jī)本原理都是类(lèi)似的。大型活塞发动机启动系统的部件均(jun1)安装在发(fā)动机上或其附近,与发动机(jī)有关部件连接传动。气缸总容积(jī)小于500ml的活塞(sāi)发动机多采用独立(lì)式启动系统。

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