《无人机发动机电喷系统设计方案》.pdfVIP

无人机发动机电喷系统设计方案 一、 无人机发动机特性及其工况特点 1、无人机发动机特点 无人机发动机属于航空动力的一种，无论是活塞式发动机还是涡轮喷气发动机，都 有比较紧凑的构造，较小的体积尺寸和较轻的自身重量不仅使发动机在使用中安装 方便，更重要的是在航空动力应用中减轻了起飞负担。常见的活塞式发动机一般为 二冲程发动机居多，相对于四冲程发动机而言具备更大的功率和转速输出。这些小 体积发动机以单缸、双缸、或四缸型式用于无人机或者航模等轻型飞行装置中，体 积紧凑、重量轻盈，在行业中比较知名的有 3W、DA、DLE 等多个品牌多种型号发 动机供选择。 2、无人机发动机运行工况分析 无人机发动机自身具备体积小重量轻特点，匹配不同的螺旋桨会有不同的动力输出。 航空飞行不同于地面运转，发动机在空中需要应对的工况比地面要负责更多，不仅 仅要考虑本身的机身重量，还需要考虑空中气流对机身的影响、海拔高度变化造成 空气密度变化对发动机影响，以及温度变化、潮湿度变换等影响。 无人机性能发挥关键在于发动机性能，功率、油耗、海波高度适应能力、续航时间 等都是无人机发动机实际应用中制约因素。 二、 无人机发动机电喷匹配要点 考虑到无人机及其发动机本身特性及其应用工况需要，匹配无人机发动机电喷系统需要 注重以下几个方面  零部件体积小、重量轻、可靠度高、便于安装  满足高海拔飞行需要，具备海拔高度数据修正功能  延长续航时间  改善动力特性，提升功率  降低油耗，提高燃油经济性 三、 3W56 无人机发动机电喷设计方案解析 石家庄益科创新科技有限公司基于3W56 发动机设计匹配的电喷方案，对于航模无人机 发动机等小型发动机电喷化改装非常合理，无论是零部件设计还是控制策略等各个方面，均 符合无人机发动机特点及其工况使用需要。 1、ECU 设计方案 石家庄益科创新科技有限公司无人机ECU 实物照片如下： 外形尺寸：65mm*78mm*20mm 重量：≤120g 外壳材质：轻铝合金 符合体积小重量轻的要求。 如下图为石家庄益科创新科技有限公司航模无人机电喷系统 UAVECU 设计示意图， 在该示意图中我们可以看到该型号 ECU 具备全部需要的功能以及可能的扩展功能。 UAV ECU 设计特点： 1）、支持海拔高度修正功能，这是对于无人机发动机非常重要的功能，BARO sensor， 即为大气压力传感器，ECU 采集 BARO 传感器信号反馈的环境压力信息，通过计算 得出当前发动机所在环境海拔高度及对应的空气密度，从而对喷油和点火信号进行 调整，使其符合当前发动机公款运转需要，避免因为喷油和点火不合理问题造成发 动机损坏或者功率突变造成事故。 2 ）、支持舵机控制功能，ECU 具备SERVO motor 舵机控制输出端口，可以根据发动机 运行状态需要或者接收控制信号来控制舵机旋转角度，从而控制节气门阀体阀片开 度，调整发动机充气效率，改变发动机功率输出状态。 3 ）、支持温度传感器、节气门位置传感器、相位传感器、等多个传感器信号采集。 4 ）、支持喷油相位和脉宽控制，最大可同时驱动双路喷油器；同时支持点火正时控制， 并且可以通过爆震传感器实现点火闭环控制，这在重油电喷系统中非常重要。 5 ）、支持多种油泵系统方案。 6 ）、支持多种通讯协议，包括SCI 和CAN 总线，便于系统集成，同时具备数据广播功 能。 2、节气门阀体总成设计方案 节气门阀体设计时需要考虑发动机排量和充气效率需要。对比原机化油器而言，要 具备更高的充气效率和更大进气道截面，这样可以保证电喷系统可以是发动机发挥 更大的功率输出。原机化油器进气道最狭窄处直径为接近16mm，考虑更好的进气 效果，节气门设计