CN114684371A - 一种双引擎布局动力装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种双引擎布局动力装置，包括双引擎机架，电动机，发动机，启动装置，传动装置和主动力输出轴，所述双引擎机架上端设置有电动机，所述电动机的输出轴通过传动装置与启动装置的底端传动连接；所述启动装置上端通过传动装置与发动机的输出轴传动连接；所述主动力输出轴为电动机外端的输出轴或发动机输出。本发明一种双引擎布局动力装置既具有电动机的控制简单迅速的优点；又具有发动机燃油高能量密度的优势，大大提高该动力系统的使用时间；双引擎条件下，驱动轴的最大力矩约为电动机最大力矩与发动机最大力矩之和，提高了飞行器的最大动力性能，有助于飞行器在高原等恶劣条件下飞行。

Description

一种双引擎布局动力装置
技术领域
本发明属于双引擎技术领域，具体而言，涉及一种双引擎布局动力装置。
背景技术
目前市面上的无人飞行器多为电机驱动，整机能源由电池提供。但是电池的能量密度远远低于燃油的能量密度，因此电动无人飞行器的续航时间多在两小时左右；另外还有一些使用油动发动机的无人飞行器，由于发动机使用油门控制且其输出力矩与工况有较大关系，因此这些油动的无人飞行器控制起来较为复杂，需要操作人员较为熟练才能控制。且发动机相比电动机来说，控制延迟较大，启动瞬间无法到达很高的转速，电动机的控制比发动机更简单且更有效。
市面上还有很少的一些“油电混合”无人飞行器，其本质仍然是电动无人机飞行器，只不过使用小型的发电机供给电动机使用。这样的“油电混合”无人飞行器虽然会提高一些续航时间，但是能量在转化的过程中一定有损耗，而且在目前的技术条件下损耗占比很大，因此牺牲了很多的续航时间。
本发明属于一种动力解决方案，该方案涉及发动机及电动机混合动力，是一种创新的双动力单轴输出模式。基于发动机及电动机各有其优势，该方案可整合两种引擎优势，广泛应用在各种需要发动机或电动机的场合，尤其是对重量及能量密度较为敏感的无人机领域。因燃油的能量密度远高于电池，因此该双引擎布局在无人机领域的应用可极大的提高飞行器的续航时间，同时不丢失电动飞机原有的操作灵敏、安全性高等优势。
因此，设计制造出一种双引擎布局动力装置，显得非常重要。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种双引擎布局动力装置，以解决现有技术中存在着以下三点问题：
一、电动无人飞行器续航时间较短，无法满足长航时工作需求；
二、油动无人飞行器操纵控制较为复杂，系统安全性相对较低；
三、传统的“油电混合”无人飞行器没有充分利用燃油的高能量密度的问题。
本发明的技术方案：一种双引擎布局动力装置，包括双引擎机架，电动机，发动机，启动装置，传动装置和主动力输出轴，
所述双引擎机架上端设置有电动机，所述电动机的输出轴通过传动装置与启动装置的底端传动连接；
所述启动装置上端通过传动装置与发动机的输出轴传动连接；
所述主动力输出轴为电动机外端的输出轴或发动机输出。
所述启动装置具有启动功能和发电功能。
所述发动机与电动机的输出轴通过传动装置传动力矩到主动力输出轴上。
所述发动机与电动机工作相互独立，在发动机或电动机任意一动力损坏，不影响主动力输出轴完全丧失输出力矩的能力。
所述电动机外壳底端固定有支撑面板，所述支撑面板四个凸圆端设置有四根立柱，所述支撑面板下端与启动装置外壳固定在一起，所述立柱空隙处设置有集线装置。
所述支撑面板底端与发动机的外壳连接，所述启动装置底端空隙处设置有横向的充电板槽，所述充电板槽内设置有充电板，所述双引擎机架后端设置有与电动机和充电板连接的储能电池。
所述发动机通过两个固定基座固定在双引擎机架上。
启动时，由启动装置带发动机旋转；启动后，启动装置所发的电经充电板输送至储能电池，延长电动机的续航时间。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明的设置，该发明通过将发动机与电动机的输出轴传动到同一根输出轴（该轴可以是发动机的轴或电动机的轴，也可以是其他的轴）上驱动螺旋桨（或其他载荷）的方法，使得电动机及发动机的输出力矩均可作用到输出轴上，从而增大该动力系统的最大输出力矩；
2.该动力系统可将发动机与电动机的优点结合，既具有电动机的控制简单迅速的优点；又具有发动机燃油高能量密度的优势，大大提高该动力系统的使用时间，具体到无人飞行器上即大大提高飞行器的续航时间。
3.该发明所述动力系统的发动机与电动机虽同时作用于同一根输出轴，但是发动机与电动机工作相互独立，在某一个动力系统出现故障时，不至于使得输出轴完全丧失输出力矩的能力，在无人飞行器领域的应用可以大大提高飞行的安全性。
4.双引擎条件下，驱动轴的最大力矩约为电动机最大力矩与发动机最大力矩之和，提高了飞行器的最大动力性能，有助于飞行器在高原等恶劣条件下飞行。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明侧部的结构示意图。
图3是本发明启动流程示意图。
图中：
1-双引擎机架，2-电动机，21-支撑面板，22-立柱，23-集线装置。3-发动机，4-启动装置，41-充电板槽，42-充电板，43-储能电池，5-传动装置，6-主动力输出轴。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
如附图1至附图3所示
实施例一：
本发明提供一种双引擎布局动力装置，包括双引擎机架1，电动机2，发动机3，启动装置4，传动装置5和主动力输出轴6，
所述双引擎机架1上端设置有电动机2，所述电动机2的输出轴通过传动装置4与启动装置4的底端传动连接；
所述启动装置4上端通过传动装置5与发动机3的输出轴传动连接；
所述主动力输出轴6为电动机2外端的输出轴或发动机3输出。
所述启动装置4具有启动功能和发电功能。
所述发动机3与电动机2的输出轴通过传动装置5传动力矩到主动力输出轴6上。
所述发动机3与电动机2工作相互独立，在发动机3或电动机2任意一动力损坏，不影响主动力输出轴6完全丧失输出力矩的能力。
所述电动机2外壳底端固定有支撑面板21，所述支撑面板21四个凸圆端设置有四根立柱22，所述支撑面板21下端与启动装置4外壳固定在一起，所述立柱22空隙处设置有集线装置23。
所述支撑面板21底端与发动机3的外壳连接，所述启动装置4底端空隙处设置有横向的充电板槽41，所述充电板槽41内设置有充电板42，所述双引擎机架1后端设置有与电动机2和充电板42连接的储能电池。
所述发动机3通过两个固定基座31固定在双引擎机架上。
启动时，由启动装置4带发动机旋转；启动后，启动装置4所发的电经充电板输送至储能电池，延长电动机的续航时间。
实施二：
如图3所示，当启动装置启动时，首先，第一步电动机启动，电动机的输出轴作为主动轴带动桨旋转，
第二步，启动装置发电经过充电板的整流滤波发送往储能电池（12主电池），储能电池再输送往能源管理器，
通过能源管理器分配第一部分电流发送往巡航电池，通过巡航电池输送往电调（电调为130A），电调（电调为130A）在往发动机供电；
能源管理器第二部分电流前往旋翼供电；
能源管理器第三部分电流前往航电（航电为25v），经过电调（该部分电调为14s40A）输送往启动装置；
能源管理器第四部分电流通过舵机航电（舵机航电为8.4v）为点火盒供电，点火盒点火发动机启动，发动机通过启动装置传动给电动机，电动机带动桨，实现双引擎供电。
逻辑电路用于控制油门舵机，进而控制发动机的转速，并将转速反馈给逻辑电路，
通过逻辑电路将信号发送往电调（该部分电调为130A）来控制电动机的转速，
通过逻辑电路控制飞控油门、飞行速度、燃油、手动开关等。
工作原理
本发明该发明的一种实现方式如附图所示，该动力装置主要由发动机、启动装置、电动机及传动装置组成。发动机的输出轴通过传动装置传动到中间轴（启动/发电机轴），再通过传动装置传动至主动力输出轴上，在附图1中主动力输出轴即为电动机的轴，传动装置包括但不限于齿轮、皮带轮等传动机械结构。
在开始工作时，由启动装置充当启动装置的角色，供电旋转，从而通过传动装置带动发动机旋转，发动机成功启动；
启动后，启动装置充当发电机的角色，其所发的电经充电板输送至储能电池，进一步延长电动机的续航时间。
发动机的输出力矩经启动装置的轴中继，传动至电动机的主动力输出轴，因输出轴做功本质上即克服输出轴的阻力力矩；因此在该输出轴上，阻力力矩为一个方向，电动机与发动机的输出力矩为一个方向，电动机的输出力矩加上发动机的输出力矩等于阻力力矩。在附图1中，飞控控制信号可同时控制电动机及发动机的油门量，使发动机与电动机均工作在效率较高的状态下，同时保持发动机与电动机的输出力矩之和足够克服阻力力矩。以此实现双引擎共同作用在一个输出轴，实现本发明目的。
利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种双引擎布局动力装置，其特征在于，包括双引擎机架，电动机，发动机，启动装置，传动装置和主动力输出轴，
所述双引擎机架上端设置有电动机，所述电动机的输出轴通过传动装置与启动装置的底端传动连接；
所述启动装置上端通过传动装置与发动机的输出轴传动连接；
所述主动力输出轴为电动机外端的输出轴或发动机输出。
2.根据权利要求1所述的一种双引擎布局动力装置，其特征在于：所述启动装置具有启动功能和发电功能。
3.根据权利要求1所述的一种双引擎布局动力装置，其特征在于：所述发动机与电动机的输出轴通过传动装置传动力矩到主动力输出轴上。
4.根据权利要求1所述的一种双引擎布局动力装置，其特征在于：所述发动机与电动机工作相互独立，在发动机或电动机任意一动力损坏，不影响主动力输出轴完全丧失输出力矩的能力。
5.根据权利要求1所述的一种双引擎布局动力装置，其特征在于：所述电动机外壳底端固定有支撑面板，所述支撑面板四个凸圆端设置有四根立柱，所述支撑面板下端与启动装置外壳固定在一起，所述立柱空隙处设置有集线装置。
6.根据权利要求1所述的一种双引擎布局动力装置，其特征在于：所述支撑面板底端与发动机的外壳连接，所述启动装置底端空隙处设置有横向的充电板槽，所述充电板槽内设置有充电板，所述双引擎机架后端设置有与电动机和充电板连接的储能电池。
7.根据权利要求1所述的一种双引擎布局动力装置，其特征在于：所述发动机通过两个固定基座固定在双引擎机架上。
8.根据权利要求1所述的一种双引擎布局动力装置，其特征在于：启动时，由启动装置带发动机旋转；启动后，启动装置所发的电经充电板输送至储能电池，延长电动机的续航时间。
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