CN103470423B - 一种无人机起动机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种运用于航空无人机和航空模型的内燃机起动机。本发明所述起动机工作原理：高压气罐里的燃气途经燃气阀门，直接喷射到气缸燃烧室与里面的空气混合，混合气被点燃***推动活塞，活塞通过传动机构带动引擎运转，之后弹性装置（例如弹簧）将活塞弹回归位。在活塞做功与弹回归位这一上下行程中，如普通两冲程内燃机一样，同时完成燃烧室的排气与进气。本起动机较传统的电动起动机结构更简单，重量更轻巧，尤其适合小型无人机。
Description
技术领域
本发明涉及一种内燃机起动机，尤其涉及一种运用于无人飞行器的内燃机起动机。
背景技术
当前内燃机引擎的大型无人机主要搭载由电动机、减速齿轮、电池组成的电动起动机。这种起动机对电机和电池功率要求较高，且起动机和电池的功率必须与引擎功率成正比，因此重量和体积都较大。小型无人机由于载重有限，多数未搭载起动机，引擎空中停车后无法二次起动。设计一种重量轻、体积小、结构简单的起动机是本发明的目的。
电动起动机其本质，是将电能转化为机械能来起动引擎。本发明的创新要点在于跳出运用“电能”这个思维圈子，使用化学能，具体为：使用燃气燃烧***的能量转化成机械能起动引擎。简单来说，就是以燃气内燃机来起动内燃机的一种起动机。
可行性的分析：燃气被当作燃料直接用于活塞式引擎时，高转速和持续性工作的要求，引擎的润滑和散热是一个需要解决的问题。但是起动机仅需要短暂的爆发性工作，工作环境简单，因此燃气运用于起动机，其结构更简单轻巧。
发明内容
本发明所述起动机工作原理：高压气罐里的燃气途经燃气阀门，直接喷射到气缸燃烧室与里面的空气混合，混合气被点燃***推动活塞，活塞通过传动机构带动引擎运转，之后弹性装置（例如弹簧）助活塞弹回归位。在活塞做功与弹回归位这一上下行程中，如普通两冲程内燃机一样，同时完成燃烧室的排气与进气。
基于简化气缸结构和适应高空无人机工作环境空气稀薄的考虑。也可以再搭载一个高压氧气罐，氧气与燃气一并喷向气缸燃烧室里混合后点燃。
本发明所述起动机主要包括气缸、活塞、高压燃气罐、气阀门组件、点火组件、传动机构、弹簧，高压燃气罐里的燃气经气阀门组件喷射到气缸的燃烧室中点火燃烧后推动活塞经传动机构传动引擎，弹簧使活塞做功后归位。本起动机重量轻、体积小、结构简单，比传统的电动起动机更适合无人机使用。
气缸具有进气口、排气孔、驱气道。进气口设置有气压阀门，活塞上行时开启吸气，活塞下行时关闭。活塞下行时，新鲜空气从活塞下面的空气室经驱气道流到燃烧室。
加设有氧气罐的起动机，其气缸可不设驱气道。
气阀门与点火组件包括火花塞、燃气气化器、气阀门组件和相应的阀门控制与点火电路，燃气气化器是将液体燃料气化后喷出的元件（例如气体打火机上的毛细导管）。气阀门组件用来控制进气量，调节气缸燃烧室内混合气的混合比。
传动机构是将活塞动能传递到引擎输出轴的各种机械组件的统称，使用一种弹性元件（例如弹簧）令活塞在做功后归位，传动机构与引擎输出轴之间必须有一个单向轴承以避免起动机阻碍引擎工作。传动机构包括但不限于以下几种方案。
一、齿条传动方案：由固定于活塞底部的齿条、与齿条啮合并套在引擎输出轴上的齿轮组成，齿轮圆心固定有单向轴承，在齿条的一端套有弹簧令活塞归位。
二、拉绳传动方案：这是将当前常用的手拉起动器的拉绳连接到本起动机活塞的一种方案。包括拉线和卷线轮，卷线轮圆心套有单向轴承，并且卷线轮套有发条令拉线和活塞归位，拉线固定于活塞，可以使用导向滑轮以助拉线的布置。
三、液压传动方案：液压传动是基于上面两种直接硬传动方案之上的。目的在于将起动机的气缸与活塞远离引擎，这样便于起动机在无人机上的布置，更好的调配无人机的重心。例如在方案一的基础上，活塞的动能通过液压传输给齿条。
附图说明：
图1是采用齿条和齿轮硬传动的起动机；
图2是用来控制燃气或氧气喷射量的气阀门组件；
具体实施方式：
如附图1所示，图中1是气阀门组件，2是带气压阀门的进气口，3是套有单向轴承的齿轮，4是助活塞归位的弹簧，5是气缸驱气道。
如附图2所示，图中201接气罐，202是气阀门，气阀门由伺服舵机控制，工作时阀门先开启然后关闭，关闭时可触发火花塞点火，203是用来控制进气量的气量针，204是喷气嘴。
Claims (5)
1.一种无人机起动机，用以起动内燃机引擎，主要包括气缸、活塞、高压燃气罐、气阀门组件、点火组件、传动机构、弹簧，高压燃气罐里的燃气经气阀门组件喷射到气缸的燃烧室中点火燃烧后推动活塞经传动机构传动引擎，弹簧使活塞做功后归位。
2.如权利要求1所述的无人机起动机，还包含一套高压氧气罐，其中的氧气喷射到气缸的燃烧室中参与燃烧。
3.如权利要求1所述的无人机起动机，其特征在于传动机构主要包括齿条、与齿条啮合并套在引擎输出轴上的齿轮，齿轮圆心与引擎输出轴之间套有单向轴承，齿条连接活塞以传动齿轮。
4.如权利要求1所述的无人机起动机，其特征在于传动机构主要包括拉线和卷线轮，卷线轮圆心套有单向轴承，并且卷线轮套有发条令拉线和活塞归位。
5.如权利要求1所述的无人机起动机，其特征在于传动机构与活塞通过液压传动。
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