技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機起動機，尤其涉及一種運用于航空無人機和航空模型的內(nèi)燃機起動機。

背景技術(shù)

當(dāng)前內(nèi)燃機引擎的大型無人機主要搭載由電動機、減速齒輪、電池組成的電動起動機。這種起動機對電機和電池功率要求較高，且起動機和電池的功率必須與引擎功率成正比，因此重量和體積都較大。小型無人機由于載重有限，多數(shù)未搭載起動機，引擎空中停車后無法二次起動。設(shè)計一種重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡單的起動機是本發(fā)明的目的。

電動起動機其本質(zhì)，是將電能轉(zhuǎn)化為機械能來起動引擎。本發(fā)明的創(chuàng)新要點在于跳出運用“電能”這個思維圈子，使用化學(xué)能，具體為：使用燃氣燃燒爆炸的能量轉(zhuǎn)化成機械能起動引擎。簡單來說，就是以燃氣內(nèi)燃機來起動內(nèi)燃機的一種起動機。

可行性的分析：燃氣被當(dāng)作燃料直接用于活塞式引擎時，高轉(zhuǎn)速和持續(xù)性工作的要求，引擎的潤滑和散熱是一個需要解決的問題。但是起動機僅需要短暫的爆發(fā)性工作，工作環(huán)境簡單，因此燃氣運用于起動機，其結(jié)構(gòu)更簡單輕巧。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所述起動機工作原理：高壓氣罐里的燃氣途經(jīng)燃氣閥門，直接噴射到氣缸燃燒室與里面的空氣混合，混合氣被點燃爆炸推動活塞，活塞通過傳動機構(gòu)帶動引擎運轉(zhuǎn)，之后彈性裝置（例如彈簧）助活塞彈回歸位。在活塞做功與彈回歸位這一上下行程中，如普通兩沖程內(nèi)燃機一樣，同時完成燃燒室的排氣與進氣。

?基于簡化氣缸結(jié)構(gòu)和適應(yīng)高空無人機工作環(huán)境空氣稀薄的考慮。也可以再搭載一個高壓氧氣罐，氧氣與燃氣一并噴向氣缸燃燒室里混合后點燃。

基于本發(fā)明而設(shè)計的起動機至少應(yīng)包括下面幾大部件：氣缸（1）、活塞（2）、高壓燃氣罐（3）、氣閥門與點火組件（4）、傳動機構(gòu)（5）、助活塞歸位彈性元件。

氣缸具有進氣口、排氣孔、驅(qū)氣道。進氣口設(shè)置有氣壓閥門，活塞上行時開啟吸氣，活塞下行時關(guān)閉。活塞下行時，新鮮空氣從活塞下面的空氣室經(jīng)驅(qū)氣道流到燃燒室。

加設(shè)有氧氣罐的起動機，其氣缸可不設(shè)驅(qū)氣道。

?氣閥門與點火組件（4）包括火花塞、燃氣氣化器、氣閥門組件和相應(yīng)的閥門控制與點火電路，燃氣氣化器是將液體燃料氣化后噴出的元件（例如氣體打火機上的毛細導(dǎo)管）。氣閥門組件用來控制進氣量，調(diào)節(jié)氣缸燃燒室內(nèi)混合氣的混合比。

傳動機構(gòu)是將活塞動能傳遞到引擎輸出軸的各種機械組件的統(tǒng)稱，傳動機構(gòu)中必須包括一種彈性元件（例如彈簧）令活塞在做功后歸位，傳動機構(gòu)與引擎輸出軸之間必須有一個單向軸承以避免起動機阻礙引擎工作。傳動機構(gòu)包括但不限于以下幾種方案。

一、齒條傳動方案：由固定于活塞底部的齒條、與齒條嚙合并套在引擎輸出軸上的齒輪組成，齒輪圓心固定有單向軸承，在齒條的一端套有彈簧令活塞歸位。

二、拉繩傳動方案：這是將當(dāng)前常用的手拉起動器的拉繩連接到本起動機活塞的一種方案。包括拉線和卷線輪，卷線輪圓心套有單向軸承，并且卷線輪套有發(fā)條令拉線和活塞歸位，拉線固定于活塞，可以使用導(dǎo)向滑輪以助拉線的布置。

三、液壓傳動方案：液壓傳動是基于上面兩種直接硬傳動方案之上的。目的在于將起動機的氣缸與活塞遠離引擎，這樣便于起動機在無人機上的布置，更好的調(diào)配無人機的重心。例如在方案一的基礎(chǔ)上，活塞的動能通過液壓傳輸給齒條。

下面是附圖說明。

附圖1是采用齒條和齒輪硬傳動的一種起動機原理圖，圖中1是氣閥門組件，2是帶氣壓閥門的進氣口，3是套有單向軸承的齒輪，4是助活塞歸位彈簧，5是氣缸驅(qū)氣道。

附圖2是用來控制燃氣或氧氣噴射量的一種氣閥門組件，圖中1接氣罐，2是氣閥門，氣閥門由伺服舵機控制，工作時閥門先開啟然后關(guān)閉，關(guān)閉時可觸發(fā)火花塞點火，3是用來控制進氣量的氣量針，4是噴氣嘴。