一种用于军用旋翼机的新型动力装置的制作方法

本实用新型涉及军用旋翼机领域，特别是指一种用于军用旋翼机的新型动力装置。

背景技术：

活塞式飞机发动机大多采用星型设计，因其曲轴短、战场生存性强、结构紧凑、占用飞机空间小而被舰载机广泛使用。与传统发动机相比可靠性高、重量轻、效率高、维修性好、生存性强。

军用旋翼机目前还未使用星型活塞式四冲程发动机，星型活塞式四冲程发动机曲轴较短，结构空间小重量轻，由于是星型结构的发动机旋转平稳振动极小。

传统发动机采用化油器精确控制发动机在各工况下的空燃比十分困难，因而发动机的运行可靠性、经济性受到影响。高原执行任务时，由于高度的变化，大气压力和空气密度逐渐下降，其结果是进入发动机的充气量下降，发动机的最大功率下降。同时由于空气密度的降低，还将使化油器提高的混合汽空燃比变浓，使得发动机的最大功率进一步降低。因此采用非增压发动机的旋翼机一般飞行高度不超过6000米。

技术实现要素：

本实用新型提出一种用于军用旋翼机的新型动力装置，解决了现有技术中军用旋翼机目前还未使用星型活塞式四冲程发动机，磨损和疲劳程度高，振动大，非增压发动机的旋翼机飞行高度不足的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于军用旋翼机的新型动力装置，包括曲轴、星型四冲程发动机、点火器、火花塞、点火传感器、启动电机、化油器、涡轮增压器、消音器、电喷系统、润滑油泵，所述曲轴穿过所述星型四冲程发动机，前端通过齿轮与启动电机啮合，前端通过凸轮挤压接触润滑油泵，所述润滑油泵通过管道与所述星型四冲程发动机内部相通；所述化油器与所述星型四冲程发动机背面的进气通道相通；所述电喷系统包括传感器、电子控制单元和喷油器，所述传感器采集动力装置的运行参数发送至所述电子控制单元，所述电子控制单元控制所述喷油器向进气管喷油，喷油气体经所述化油器进入所述星型四冲程发动机；所述涡轮增压器与所述星型四冲程发动机背面的进气通道相通，所述涡轮增压器废气排气口与所述消音器固定连接；所述点火传感器位于所述曲轴前端，检测曲轴的旋转角度，发出脉冲信号至所述点火器，所述点火器与所述火花塞通过高压点火线连接，所述火花塞固定在所述气缸头上，用于点燃所述星型四冲程发动机的混合气，所述星型四冲程发动机的排气管与所述涡轮增压器进气口相连接。

作为本实用新型的优选实施例，所述星型四冲程发动机包括星型机匣、配气机匣、气缸、星型主连杆、活节式连杆和活塞，所述配气机匣固定在所述星型机匣的前端，所述气缸固定在所述星型机匣的侧面上，所述星型主连杆固定在所述星型机匣内，所述活节式连杆一端与所述星型主连杆固定连接，另一端从配气机匣中穿出与所述活塞固定连接，所述活塞在所述气缸内往返运动。

作为本实用新型的优选实施例，所述星型四冲程发动机采用双火花塞点火系统。

作为本实用新型的优选实施例，所述传感器包括缸头温度传感器、进气温度传感器和曲轴位置传感器，所述缸头温度传感器位于所述星型四冲程发动机的气缸头部，所述进气温度传感器位于所述星型四冲程发动机的进气管道处，所述曲轴位置传感器位于星型四冲程发动机内部。

作为本实用新型的优选实施例，还包括安装支架，所述安装支架包括环形件和水平件，所述水平件一端固定在所述环形件上，另一端固定在所述星型机匣外表面。

作为本实用新型的优选实施例，所述配气机匣的前端固定有电机齿轮和凸轮，所述电机齿轮和凸轮的中心处固定在曲轴的前端，机匣外壳与所述配气机匣固定，包裹所述电机齿轮和凸轮，所述启动电机固定在所述机匣外壳上。

作为本实用新型的优选实施例，所述机匣外壳的前端固定有推力三叶桨和整流罩。

作为本实用新型的优选实施例，所述涡轮增压器包括压气机叶轮和涡轮，所述压气机叶轮和涡轮安装在涡轮增压器腔内的同一水平轴上。

本实用新型的有益效果在于：

星型活塞式四冲程发动机曲轴较短，从而减少磨损和疲劳产生更少的振动。

采用了电喷系统，电喷喷油量精确省油，雾化好、燃烧好、动力强、排放好、适应性好。

采用了涡轮增压系统，通过利用排出废气的热量及流量，涡轮增压器能提升发动机的输出功率或者在同等输出功率下提升燃油经济性，并且能提供20％-30％的额外动力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种用于军用旋翼机的新型动力装置的爆炸图；

图2为本实用新型一种用于军用旋翼机的新型动力装置的装配图；

图3为本实用新型一种用于军用旋翼机的新型动力装置的等轴测图；

图4为本实用新型一种用于军用旋翼机的新型动力装置的左视图；

图5为本实用新型一种用于军用旋翼机的新型动力装置的电喷系统图。

图中，1-整流罩；2-推力三叶桨；3-润滑油泵；4-启动电机；5-配气机匣；6-曲轴；7-圆柱销；8-气缸头；9-缸头温度传感器；10-活塞；11-火花塞；12-活节式连杆；13-消音器；14-化油器；15-涡轮增压器；16-喷油器；17-安装支架；18-点火器；19-星型机匣；20-气缸盖；21-星型主连杆；22-气缸；23-点火传感器；24-电机齿轮；25-机匣外壳；26-进气通道；27-排气管；28-进气管；29-缸套；30-进气温度传感器；31-曲轴位置传感器；32-电子控制单元；33-高压燃油池；34-调压器；35-燃油滤清器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图5所示，本实用新型提出了一种用于军用旋翼机的新型动力装置，包括曲轴6、星型四冲程发动机、点火器18、火花塞11、点火传感器23、启动电机4、化油器14、涡轮增压器15、消音器13、电喷系统、润滑油泵3，曲轴6穿过星型四冲程发动机，前端通过齿轮与启动电机4啮合，前端通过凸轮挤压接触润滑油泵3，润滑油泵3通过管道与星型四冲程发动机内部相通；化油器14与星型四冲程发动机背面的进气通道相通；电喷系统包括传感器、电子控制单元32和喷油器16，传感器采集动力装置的运行参数发送至电子控制单元32，电子控制单元32控制喷油器16向进气管喷油，喷油气体经化油器14进入星型四冲程发动机；涡轮增压器15与星型四冲程发动机背面的进气通道相通，涡轮增压器15的废气排气口与消音器13固定连接；点火传感器23位于曲轴6前端，检测曲轴6的旋转角度，发出脉冲信号至点火器18，点火器18与火花塞11通过高压点火线连接，火花塞11固定在星型四冲程发动机上，用于点燃星型四冲程发动机的混合气，所述星型四冲程发动机的排气管与所述涡轮增压器15进气口相连接。

曲轴6与星型机匣19通过轴承轴孔连接；曲轴6前端与星型主连杆21中心孔通过轴承轴孔连接；五个活节式连杆12下端孔与星型主连杆21通过圆柱销与各个孔位轴孔连接；五个活节式连杆12下端分别与五个活塞10通过圆柱销7轴孔连接；活塞10位于缸套29内，可进行往复运动；缸套29位于气缸22内，与气缸同轴配合；气缸22下端与星型机匣19表面的定位孔用螺钉连接，气缸固定在星型机匣表面；气缸头8位于气缸22上，气缸头8下端与气缸22上端用螺钉连接；气缸盖20位于气缸头上面，气缸盖20下端与气缸头8上端用螺钉连接；缸头温度传感器9用螺钉安装在气缸头8上表面；曲轴位置传感器31位于星型机匣19里，用螺钉安装在星型机匣上；进气温度传感器30位于进气管28上，用螺钉连接；火花塞11位于气缸头8内，气缸头8与火花塞11螺纹连接；气缸头8的进气端与进气管28一端螺钉连接；进气管28的另一端与进气通道26螺钉连接；电机齿轮24位于曲轴6上，用平键传递转矩；启动电机24位于机匣外壳25一侧，启动电机4用l型支架和螺钉固定在机匣外壳25上，l型支架便于安装和调试启动电机与电机齿轮24的啮合；化油器14位于星型机匣19背面的进气通道26上端，与星型机匣19背面的进气通道上端螺纹连接；电喷元件16喷油端安装在化油器14内，接线端在外界；涡轮增压器15位于星型机匣19背面的进气通道后面，与星型机匣19背面的进气通道用螺钉连接。可直接将压力和密度增大的空气通入星型机匣背面进气通道，不需要再用管连接两端，缩短距离；消音器13与涡轮增压器15左端废气排气口用螺钉连接；排气管27位于涡轮增压器15下端，与涡轮增压器15下端用螺钉连接；润滑油泵3位于机匣外壳25下面，与机匣外壳25用螺钉连接；配气机匣5位于星型机匣19右侧，与星型机匣19用螺栓连接；点火器18位于安装支架17上，用钣金支架和螺钉与安装支架连接；点火传感器23位于机匣外壳25上，用螺钉连接，此安装便于传感器感应曲轴的旋转角度；安装支架17位于星型机匣19左侧，与星型机匣用螺钉连接；推力三叶浆2与曲轴6轴孔连接；整流罩1与曲轴6轴孔连接，并与推力三叶浆2螺钉连接；电子控制单元32可安装在旋翼机机舱控制台内便于控制电喷系统工作；高压燃油池33放置在旋翼机尾部靠近发动机的位置，便于提供燃油；调压器位于安装支架17上，用螺钉连接；燃油滤清器位于安装支架17上，通过油管与调压器和高压燃油池相连；压气机叶轮36和涡轮37安装在涡轮增压器腔内并需在同一个水平轴上。

当发动机达到1500转时，涡轮增压系统是把发动机做功冲程中所产生的废气推动涡轮涡轮并带动了另一侧的压气机叶轮同步运转，压气机叶轮把来自空气滤清器管道的空气从进风口进入，并经叶片的旋转压缩后，再进入通道作二次压缩，再被注入气缸内燃烧。增加进入发动机气缸的空气流量，空气的压力和密度增大可以使更多的燃料充分燃烧，从而提升燃烧效率。通过利用排出废气的热量及流量，涡轮增压器能提升发动机的输出功率或者在同等输出功率下提升燃油经济性，并且能提供20％-30％的额外动力。

动力方面采用了电喷系统，是以电子控制单元(ecu)为控制中心，并利用安装在发动机上的各种传感器(缸头温度传感器、进气温度传感器、曲轴位置传感器)测出发动机的各种运行参数(缸头温度，进气温度，发动机转速)，再按照电脑中预存的控制程序精确地控制喷油器的喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳空燃比14.7:1的可燃混合气，调整到最佳喷油浓度后，雾化效果好，使得燃烧更充分，释放出更大的功率。在海拔升高时，还会自动降低喷油量和调整点火时间，能够在海拔高的地方航行。电喷喷油量精确省油，雾化好、燃烧好、动力强、排放好、适应性好。

当发动机启动时，电喷系统开始工作。电喷系统的喷油器相当于一个电磁控制的开关，当控制喷油器内的电磁线圈通电打开时，喷油器打开喷油；当控制切断喷油器内的电磁线圈电流时，喷油器关闭。电子控制单元可以自由精确的控制喷油量。喷油器直接将燃油喷入进气管形成混合气。

本实用新型提出了一种军用旋翼机新型动力装置，还包括高压燃油池、燃油滤清器、调压器，燃油滤清器通过管道分别与调压器和高压燃油池相连通，调压器还通过管道与高压燃油池和喷油器相连通。

本实用新型的工作原理如下：

启动电机4动力输出齿轮与电机齿轮24啮合带动曲轴6转动，从而发动机启动。发动机启动后曲轴上的凸轮挤压润滑油泵3的柱塞往星型机匣19喷油，达到润滑曲轴、星型主连杆、活节式连杆目的。

发动机工作有四个冲程，第一个吸气(进气)冲程，曲轴6带动星型主连杆21旋转，星型主连杆21五个轴孔带动五个活节式连杆12旋转，活节式连杆带动活塞10由上死点向下死点运动，进气门打开，汽油和空气的混合气通过化油器14进入气缸。当活塞到达下死点，进气冲程结束。

当旋翼机飞行到高原执行任务时，高度的变化，大气压力和空气密度逐渐下降，进入发动机的充气量下降，发动机的最大功率下降。空气密度的降低，使化油器的混合汽空燃比变浓，使得发动机的最大功率进一步降低。在标准状态下，海拔高度每增加1000米，空燃比约加浓4％。考虑实际温度和压力的波动，实际海拔高度每增加1000米，空燃比最大可加浓6％左右。

缸头温度传感器9、进气温度传感器30、曲轴位置传感器31测出发动机的各种运行参数(缸头温度，进气温度，发动机转速)，再按照电子控制单元32中预存的控制程序精确地控制喷油器16的喷油量。从燃油泵33出油，经过燃油滤清器35，再经过调压器34，供给不同油压的油使发动机在各种工况下都能获得最佳空燃比14.7:1的可燃混合气。

当发动机达到1500转时，涡轮增压器15把发动机做功冲程中所产生的废气推动涡轮37并带动了另一侧的压气机叶轮36同步运转，压气机叶轮把来自空气滤清器管道的空气从进风口进入，并经叶片的旋转压缩后，再进入通道作二次压缩，再被注入气缸内燃烧。增加进入发动机气缸的空气流量，空气的压力和密度增大可以使更多的燃料充分燃烧。

第二个压缩冲程，进气门与排气门均关闭，曲轴6继续带动活塞10由下死点向上死点运动，燃油和空气的混合气体被压缩，当活塞运动至最顶部时，压力和温度升高，压缩冲程结束，将机械能转化为内能。

第三个做功冲程，压缩冲程即将结束，活塞10到达上死点前的某一刻，点火传感器23发出脉冲信号，点火系统的点火器18收到信号并提供高压电作用于火花塞11。火花塞跳火，点燃气缸的混合气，活塞的运行速度极快而迅速的越过上死点，同时混合气迅速燃烧膨胀做功，推动活塞下行，带动曲轴6输出动力，到达下死点，做功冲程结束，将内能转化为机械能。本动力装置点火系统是双活塞点火，每个气缸头8都有两个火花塞，降低发动机熄火概率。点火顺序逆时针方向依次点火，每个气缸相差72度。

第四个排气冲程，做功冲程结束后，活塞10到达下死点，曲轴6带动活塞由下死点向上死点运动，此时排气门要打开，燃烧后的废气经排气门排出。做功冲程过程中所产生的废气，推动涡轮37并带动了另一侧的压气机叶轮36同步运转，并通过消音器13排到外界，消音器可降低排气产生的啸叫声。压气机叶轮36把来自空气滤清器管道的空气从进风口进入，并经叶片的旋转压缩后，再进入通道作二次压缩，注入气缸内燃烧。增加进入发动机气缸的空气流量，使得在吸气(进气)冲程中，空气的压力和密度增大可以使更多的燃料充分燃烧，从而提升燃烧效率。一部分通过消音器13排到外界，消音器可降低排气产生的啸叫声。排气结束，活塞处于上死点，排气门关闭，开始下一个进气冲程。

以上机构尺寸，可根据实际情况，按一定的比例进行缩放。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。