CN115030811A - 无人直升机双增压高原动力系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无人直升机双增压高原动力系统。本发明包括发动机机体，所述发动机机体上连接有曲轴传动轮，所述曲轴传动轮转动连接有转动带，所述发动机机体设有气缸，所述气缸上连接有活塞，所述发动机机体侧壁设有涡轮增压器，所述发动机机体上连接有散热机械风扇，所述发动机机体上设有进气歧管，所述曲轴传动轮上固定连接有散热机械风扇，所述发动机机体侧方设有中冷器，所述发动机机体侧方设置有涡轮进气口，本发明采用在无人直升机双增压高原动力系统上设置1.5T的发动机，在原有发动机基础上设计增加机械增压器，让空气在进入气缸前进一步压缩，提高发动机的输出功率，在高原等高海拔地区，可以保证无人直升机能够进行正常工作。

Description

无人直升机双增压高原动力系统

技术领域

本发明涉及高原动力技术领域，尤其涉及无人直升机双增压高原动力系统。

背景技术

现有无人直升机多采用二冲程或四冲程自然吸气活塞发动机，少部分无人直升机采用涡轮增压的四冲程航空发动机，随着海拔的升高，空气变得稀薄，常用的航空发动机无法提供足够的功率使直升机进行正常工作，同时设置了机械增压器，使得无人直升机能够在高空空气稀薄处有效且正常的工作。

为此，我们设计了无人直升机双增压高原动力系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中发动机在空气稀薄出无法正常工作的问题，而提出的无人直升机双增压高原动力系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

无人直升机双增压高原动力系统，包括发动机机体，所述发动机机体底部固定连接有多个发动机脚架，所述发动机机体上连接有曲轴传动轮，且发动机机体为曲轴传动轮提供动力，所述曲轴传动轮转动连接有转动带，所述发动机机体上设有气缸，所述气缸上连接有活塞，所述发动机机体侧壁设有机械增压器，所述发动机机体侧壁设有涡轮增压器，所述发动机机体上连接有散热机械风扇，所述发动机机体上设有进气歧管，所述进气歧管上固定连接有节气门，所述曲轴传动轮上固定连接有散热机械风扇，所述发动机机体侧方设有中冷器，所述发动机机体侧方设置有涡轮进气口，所述涡轮进气口上设有进气管压力传感器，所述发动机机体右侧设有飞轮，所述发动机机体右侧设有启动机，所述涡轮进气口上固定连接有压气机壳体，所述发动机机体右侧设有压缩机电磁离合器，所述机械增压器上固定连接有增压器转速传感器，所述机械增压器上设有泄压阀，所述涡轮增压器底部设有三元催化转换器，所述气缸上设有排气歧管，所述涡轮增压器下方设有通排气口，所述机械增压器下方设有动力传感器，所述进气歧管右侧设有空气滤清器，所述空气滤清器上设有循环空气阀。

优选地，所述压气机壳体内设有压气机，所述涡轮增压器内转动连接有涡轮，所述涡轮进气口控制涡轮增压器进气的大小。

优选地，所述气缸顶部开设有滑动孔，且滑动孔有上下滑动的活塞，所述活塞控制气缸内压力的大小。

优选地，所述机械增压器内设有节流阀，所述节流阀控制机械增压器内空气流量的大小，所述泄压阀用于控制进气管内压力的大小。

优选地，所述曲轴传动轮控制散热机械风扇转速的快慢，所述曲轴传动轮控制皮带的松紧度。

优选地，所述发动机机体通过发动机脚架固定，所述启动机控制发动机本体的启动停止。

优选地，所述进气歧管控制气体的分配，所述节气门用于控制空气被发动机吸收的量。

优选地，所述涡轮增压器和机械增压器均与发动机机体固定连接，所述涡轮增压器和机械增压器控制发动机机体的输出效率。

本发明的有益效果为：

1、本发明采用在无人直升机双增压高原动力系统上设置1.5T的发动机，在原有发动机基础上设计增加机械增压器，让空气在进入气缸前进一步压缩，提高发动机的输出功率，在高原等高海拔地区，可以保证无人直升机能够进行正常工作。

2、本发明采用在发动机本体上设置中冷器，通过中冷器降低涡轮增压器和机械增压器增压后的高温空气体的温度，从而降低发动机的热负荷，增加进气，进而增加发动机的功率，同时散热风扇的设置使得发动机本体的热量得到疏散，从而进一步降低了发动机的热负荷。

附图说明

图1为本发明提出的无人直升机双增压高原动力系统的结构示意图；

图2为本发明提出的无人直升机双增压高原动力系统的正视图；

图3为本发明提出的无人直升机双增压高原动力系统的右侧视图；

图4为本发明提出的无人直升机双增压高原动力系统的仰视图；

图5为本发明提出的无人直升机双增压高原动力系统的左侧视图。

图中：1进气歧管、2节气门、3中冷器、4散热机械风扇、5涡轮进气口、6发动机机体、7发动机脚架、8涡轮增压器、9机械增压器、10飞轮、11启动机、12曲轴传动轮、13转动带、14压气机壳体、15压缩机电磁离合器、16增压器转速传感器、17泄压阀、18三元催化转换器、19排气歧管、20进气管压力传感器、21通排气口、22气缸、23活塞、24动力传感器、25空气滤清器、26循环空气阀。

具体实施方式

参照图1-5，无人直升机双增压高原动力系统，包括发动机机体6，发动机机体6底部固定连接有多个发动机脚架7，发动机机体6通过固定连接的发动机脚架7进行固定，启动机11控制发动机的启动停止，发动机机体6上连接有气缸22，发动机机体6上连接有曲轴传动轮12，且发动机机体6为曲轴传动轮12提供动力，曲轴传动轮12转动连接有转动带13，曲轴传动轮12控制散热机械风扇4转速的快慢，曲轴传动轮12控制转动带13的松紧度，发动机机体6设有气缸22，气缸22上连接有活塞23，气缸22有足够的强度和刚度，保证各运动零件位置正确且运转正常，气缸22的振动噪声小，有良好的冷却性能，在气缸22筒的四周有冷却水套，以便让冷却水带走热量，气缸22耐磨有足够的使用寿命，气缸22大多用铸铁或铝合金铸造而成，铝合金缸体成本较高，但重量轻、冷却性能好，得到越来越广泛的应用，机体是构成发动机本体6的骨架，是发动机本体6各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机本体6的所有主要零件和附件，承受各种载荷，气缸22是引导活塞23在缸内进行直线往复运动的圆筒形金属机件，工质在发动机本体连接的气缸22中通过膨胀将热能转化为机械能，气体在气缸22中接受活塞23压缩而提高压力，通过启动机11启动发动机机体6，曲轴传动轮12使得转动带13转动，气缸22使无人直升机所吸入的空气以及燃油在气缸22中混合，通过火花点燃，可燃混合气燃烧膨胀时产生高压，推动气缸22中的活塞23，把燃料的化学能转变为机械能，从而驱动无人直升机，通过曲轴传动轮12使转动带13转动，从而使的机械增压器9运作，

发动机机体6侧壁设有机械增压器9，机械增压器9完全解决了涡轮迟滞和动力输出突然现象，达到瞬时响应，动力随转速线性输出，增加了性能能效果，机械增压器9内设有节流阀，节流阀控制机械增压器9内空气流量的大小，泄压阀17用于控制进气管内压力的大小，通过泄气阀17将气管压力卸除，发动机机体6侧壁设有涡轮增压器8，提高发动机本体6的进气量，从而提高发动机本体6的功率和扭矩，发动机机体6上连接有散热机械风扇4，发动机机体6上设有进气歧管1，进气歧管1控制气体的分配，节气门2用于控制空气被发动机吸收的量，进气歧管1上固定连接有节气门2，节气门2开度越大，进入气缸22的燃油混合气越多，发动机本体6转速越高，从而达到控制发动机本体6转速的高低，曲轴传动轮12上固定连接有散热机械风扇4，发动机机体6侧方设有中冷器3，新鲜空气通过空气滤清器25过滤，曲轴传动轮12使转动带13转动，使得过滤后的空气通过机械增压器9进行一级增压，增压后的空气通过管道进入涡轮增压器8进行二级增压，增压后产生的高温高压气体进入中冷器3进行冷却，再通过进气歧管1进入气缸22和燃油混合燃烧，通过散热机械风扇4对发动机本体6进行散热，中冷器3降低发动机本体6的进气温度，减少发动机本体6燃料消耗，在高海拔地区，采用中冷器3可使用更高压比的压气机，使发动机本体6得到更大功率，提高了无人机的适应性。

发动机机体6侧方设置有涡轮进气口5，涡轮进气口5上设有进气管压力传感器20，涡轮进气口5将空气引进涡轮增压器8内进行增压，涡轮增压器8和机械增压器9均与发动机机体6固定连接，涡轮增压器8和机械增压器9控制发动机机体6的输出效率，进气管压力传感器20用于测量进气管中的绝对压力来获知空气的密度，配合发动机本体6的转速，计算出进入的空气量，便于空气的过滤，发动机机体6右侧设有飞轮10，飞轮10用于降低发动机运行全过程的速率起伏，储存发动机做功冲程外的能量和惯性，克服其他部件的阻力，使曲轴传动轮10均匀旋转，通过安装在飞轮10连接的离合器，把发动机和无人直升机连接起来，与启动机11接合，便于发动机本体6的启动，发动机机体6右侧设有启动机11，涡轮进气口5上固定连接有压气机壳体14，压气机壳体14有效的保护了压气机，压气机壳体14使压气机在运作时不会受到干扰，发动机机体6右侧设有压缩机电磁离合器15，机械增压器9上固定连接有增压器转速传感器16，机械增压器9上设有泄压阀17，泄压阀17在无人直升机工作压力达到上限时能够自动开启关闭，有效的避免了无人直升机因工作压力过高而损坏零件，涡轮增压器8底部设有三元催化转换器18，三元催化转化器18用于净化废气，废气净化过后通过通排气口21排出，可以减少废气中的污染物，气缸22上设有排气歧管19，排气歧管19同于排出废气，涡轮增压器8底部设有通排气口21，通排气口21用于排出三元催化转换器18转换的气体，机械增压器9下方设有动力传感器24，进气歧管1右侧设有空气滤清器25，空气滤清器25上设有循环空气阀26，循环空气阀26通过对气流和振动过程的特殊控制可以在进气管道内形成压力波，从而实现脉冲增压，从而使得气缸22加速气缸22内可燃混合气燃烧膨胀时产生高压，使得无人直升机快速运作，涡轮增压器8和9机械增压器的设置提高发动机本体6的输出功率，使得无人直升机在发动机本体6高效的运行。

本发明工作原理如下：发动机机体6通过发动机脚架7固定，启动机11控制发动机的启动停止，通过压缩机电磁离合器15启动启动机11，飞轮10与发动机机体6连接，使得飞轮10转动，飞轮10用于降低发动机运行全过程的速率起伏，储存发动机做功冲程外的能量和惯性，克服其他部件的阻力，使曲轴传动轮12均匀旋转，把发动机本体6和无人直升机连接起来与启动机11接合，便于发动机本体6的启动，新鲜空气通过空气滤清器25进行过滤，由进气歧管1和节气门2用于控制空气被发动机本体6吸收的量，曲轴传动轮12使转动带13转动，曲轴传动轮12使得转动带13转动，气缸22使无人直升机所吸入的空气以及燃油在气缸22中混合，通过火花点燃，可燃混合气燃烧膨胀时产生高压，推动气缸22中的活塞23，气缸22有足够的强度和刚度能够保证各运动零件位置正确且运转正常，气缸22的振动噪声小，有良好的冷却性能，气缸22是引导活塞23在缸内进行直线往复运动的圆筒形金属机件，工质在发动机本体连接的气缸22中通过膨胀将热能转化为机械能，气体在气缸22中接受活塞23压缩而提高压力，把燃料的化学能转变为机械能，从而驱动无人直升机，使用后的气体在三元催化转化器18的作用下净化废气，通过通排气口21排出，可以减少废气中的污染物，通过曲轴传动轮12使转动带13转动，从而使的机械增压器9运作，使得过滤后的空气通过机械增压器9进行一级增压，增压后的空气通过管道进入涡轮增压器8内进行二级增压，增压后产生的高温高压气体进入中冷器3进行冷却，再通过进气歧管1进入气缸22和燃油混合燃烧，使得无人直升机的动力能够快速正常工作，通过散热机械风扇4对发动机本体6进行散热，中冷器3降低发动机本体6的温度，从而减少发动机本体6燃料消耗，在高海拔地区，采用中冷器3能够时无人直升机在高空使用更高压比的压气机，使发动机本体6得到更大功率，提高了无人机的适应性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.无人直升机双增压高原动力系统，包括发动机机体（6），其特征在于，所述发动机机体（6）底部固定连接有多个发动机脚架（7），所述发动机机体（6）上连接有曲轴传动轮（12），且发动机机体（6）为曲轴传动轮（12）提供动力，所述曲轴传动轮（12）转动连接有转动带（13），所述发动机机体（6）上设有气缸（22），所述气缸（22）上连接有活塞（23），所述发动机机体（6）侧壁设有机械增压器（9），所述发动机机体（6）侧壁设有涡轮增压器（8），所述发动机机体（6）上连接有散热机械风扇（4），所述发动机机体（6）上设有进气歧管（1），所述进气歧管（1）上固定连接有节气门（2），所述曲轴传动轮（12）上固定连接有散热机械风扇（4），所述发动机机体（6）侧方设有中冷器（3），所述发动机机体（6）侧方设置有涡轮进气口（5），所述涡轮进气口（5）上设有进气管压力传感器（20），所述发动机机体（6）右侧设有飞轮（10），所述发动机机体（6）右侧设有启动机（11），所述涡轮进气口（5）上固定连接有压气机壳体（14），所述发动机机体（6）右侧设有压缩机电磁离合器（15），所述机械增压器（9）上固定连接有增压器转速传感器（16），所述机械增压器（9）上设有泄压阀（17），所述涡轮增压器（8）底部设有三元催化转换器（18），所述气缸（22）上设有排气歧管（19），所述涡轮增压器（8）下方设有通排气口（21），所述机械增压器（9）下方设有动力传感器（24），所述进气歧管（1）右侧设有空气滤清器（25），所述空气滤清器（25）上设有循环空气阀（26）。

2.根据权利要求1所述的无人直升机双增压高原动力系统，其特征在于，所述压气机壳体（14）内设有压气机，所述涡轮增压器（8）内转动连接有涡轮，所述涡轮进气口（5）控制涡轮增压器（8）进气的大小。

3.根据权利要求1所述的无人直升机双增压高原动力系统，其特征在于，所述气缸（22）顶部开设有滑动孔，且滑动孔有上下滑动的活塞（23），所述活塞（23）控制气缸（22）内压力的大小。

4.根据权利要求1所述的无人直升机双增压高原动力系统，其特征在于，所述机械增压器（9）内设有节流阀，所述节流阀控制机械增压器（9）内空气流量的大小，所述泄压阀（17）用于控制进气管内压力的大小。

5.根据权利要求1所述的无人直升机双增压高原动力系统，其特征在于，所述曲轴传动轮（12）控制散热机械风扇（4）转速的快慢，所述曲轴传动轮（12）控制皮带的松紧度。

6.根据权利要求1所述的无人直升机双增压高原动力系统，其特征在于，所述发动机机体（6）通过发动机脚架（7）固定，所述启动机（11）控制发动机本体（6）的启动停止。

7.根据权利要求1所述的无人直升机双增压高原动力系统，其特征在于，所述进气歧管（1）控制气体的分配，所述节气门（2）用于控制空气被发动机吸收的量。

8.根据权利要求1所述的无人直升机双增压高原动力系统，其特征在于，所述涡轮增压器（8）和机械增压器（9）均与发动机机体（6）固定连接，所述涡轮增压器（8）和机械增压器（9）控制发动机机体（6）的输出效率。

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