舵机直驱式节气门及使用此节气门的发动机和直升机制造技术

本发明专利技术公开了一种舵机直驱式节气门及使用此节气门的发动机和直升机，其中，节气门包括：阀体，阀体内限定有通道，阀体具有与通道连通的进口端和出口端，通道内设有可枢转的碟片以连通和断开进口端和出口端；空滤器，空滤器设在阀体上且与进口端连通；舵机，舵机设在阀体上且与碟片直接相连以控制碟片的旋转角度；控制器，控制器与舵机电连接。根据本发明专利技术实施例的舵机直驱式节气门，可以通过舵机直接驱动阀体内的碟片转动，省去了多余的机械连接机构，保证碟片开合角度不受发动机振动的影响，可以提高节气门的阀体开合的响应速度，进一步提高发动机的输出功率变化的响应速度。

【技术实现步骤摘要】
舵机直驱式节气门及使用此节气门的发动机和直升机
本专利技术涉及航空
，更具体地，涉及一种舵机直驱式节气门及使用此节气门的发动机和直升机。
技术介绍
相关技术中，无人机发动机的节气门开度(油门开度)主要采用舵机摇臂通过连杆进行操纵。节气门的碟片开度控制发动机的进气量，发动机根据当前的进气量决定需要的进油量以达到控制发动机输出功率的要求。节气门作为发动机的附件之一，舵机通常安装在与发动机接近位置的机身上。然而该种操纵机构具有以下缺点：(1)舵机通过机械连杆控制发动机节气门开度，无人机机载发动机部位振动较大，长时间使用中造成操纵系统间隙增加，影响发动机输出功率和运行转速的稳定；(2)目前电喷发动机利用扭矩较大的复位扭簧消除操纵机构与节气门碟片之间因机械连接产生的间隙。该种连接方法需要舵机长时间输出较大扭矩以抵消扭簧扭矩，导致舵机的发热量加大；同时由于加强了操纵系统的刚度，也降低整个操纵系统的响应带宽，尤其针对直升机的高转恒定转速需求，难以做到发动机转速在直升机需用功率波动时保持稳定；(3)舵机通常安装在发动机接近的机身上，该处振动恶劣，舵机容易因振动而失效，系统可靠性较低；(4)使用汽车产品的电子节气门体，其结构中由两个步进电机组成，结构复杂，重量较大，且需要提供四路控制信号，造成控制器的接口浪费。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种舵机直驱式节气门，该舵机直驱式节气门的结构简单，装拆方便，响应速度快，使用可靠性高。本专利技术还提出一种具有上述舵机直驱式节气门的发动机和直升机。根据本专利技术第一方面实施例的舵机直驱式节气门，包括：阀体，所述阀体内限定有通道，所述阀体具有与所述通道连通的进口端和出口端，所述通道内设有可枢转的碟片以连通和断开所述进口端和出口端；空滤器，所述空滤器设在所述阀体上且与所述进口端连通；舵机，所述舵机设在所述阀体上且与所述碟片直接相连以控制所述碟片的旋转角度；控制器，所述控制器与所述舵机电连接。根据本专利技术实施例的舵机直驱式节气门，结构简单，装拆方便，将舵机直接安装到节气门的阀体上，可以通过舵机直接驱动阀体内的碟片转动，省去了多余的机械连接机构，保证碟片开合角度不受发动机振动的影响，保证发动机的输出功率以及运行速度的稳定；与相关技术中的节气门相比，省去了复位扭簧机构等消除间隙的机械结构，可以提高节气门的阀体开合的响应速度，进一步提高发动机的输出功率变化的响应速度；再者，使用单路控制信号实现对节气门开度的控制，无需角位移传感器获得节气门开度，排除发动机工作时对模拟信号的干扰，同时简化电气接口设计。另外，根据本专利技术实施例的舵机直驱式节气门，还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述舵机设在所述阀体外，所述舵机的舵机输出轴与所述碟片的旋转轴相连以直驱所述碟片转动。根据本专利技术的一个实施例，所述舵机输出轴与所述旋转轴同轴设置。根据本专利技术的一个实施例，所述碟片与所述通道的截面形状均形成圆形，所述碟片的径向尺寸等于所述通道的径向尺寸。根据本专利技术的一个实施例，所述阀体上设有喷油嘴，所述控制器根据所述碟片的开启角度、控制所述喷油嘴喷油。根据本专利技术的一个实施例，还包括进气压力传感器，所述进气压力传感器设在所述阀体上且与所述舵机相对设置。根据本专利技术的一个实施例，还包括怠速旁通阀，所述怠速旁通阀设在所述阀体上且邻近所述出口端设置。根据本专利技术第二方面实施例的发动机，包括上述实施例所述的舵机直驱式节气门，所述发动机具有连接端口，所述连接端口与所述出口端通过软管连通。根据本专利技术第三方面实施例的直升机，包括根据上述实施例所述的发动机，所述控制器根据所述发动机的输出转速和使用工况控制所述舵机和所述喷油嘴工作。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1是根据本专利技术实施例的舵机直驱式节气门的主视图；图2是根据本专利技术实施例的舵机直驱式节气门的侧视图。附图标记：100：节气门；10：阀体；11：通道；12：进口端；13：出口端；14：碟片；141：旋转轴；15：喷油嘴；20：空滤器；30：舵机；31：舵机输出轴；50：怠速旁通阀。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面结合附图1和图2具体描述根据本专利技术第一方面实施例的舵机直驱式节气门100。根据本专利技术实施例的舵机直驱式节气门100包括阀体10、空滤器20、舵机30和控制器。具体而言，阀体10内限定有通道11，阀体10具有与通道11连通的进口端12和出口端13，通道11内设有可枢转的碟片14以连通和断开进口端12和出口端13，空滤器20设在阀体10上且与进口端12连通，舵机30设在阀体10上且与碟片14直接相连以控制碟片14的旋转角度，控制器与舵机30电连接。换言之，该舵机直驱式节气门100主要由阀体10、空滤器20、舵机30和控制器组成。具体地，如图1和图2所示，阀体10形成沿竖直方向(如图1所示的上下方向)延伸的柱状管，阀体10内限定有沿其轴向延伸的通道11，阀体10的上端具有与通道11连通的进口端12，阀体10的下端具有与通道11连通的出口端13，其中，阀体10的通道11内设有可枢转的碟片14，碟片14位于进口端12和出口端13之间以连通和断开阀体10的进口端12和出口端13，阀体10的出口端13用于连接发动机的进气口。进一步地，阀体10上设有空滤器20，该空滤器20与阀体10的进口端12连通以过滤进入阀体10内前的气体，从而保证发动机进气的清洁度，舵机30设在阀体10外且与碟片14直接相连，碟片14无需设置复位扭簧机构，控制器可以通过控制舵机30，实现对碟片14的直接驱动。由此，根据本专利技术实施例的舵机直驱式节气门100，结构简单，装拆方便，将舵机30直接安装到节气门100的阀体10上，可以通过舵机30直接驱动阀体10内的碟片14转动，省去了多余的机械连接机构，保证碟片14开合角度不受发动机振动的影响，保证发动机的输出功率以及运行速度的稳定；与相关技术中的节气门相比，省去了复位扭簧机构等消除间隙的机械结构，可以提高节气门100的阀体10开合的响应速度，进一步提高发动机的输出功率变化的响应速度；再者，使用单路控制信号实现对节气门100开度的控制，无需角位移传感器获得节气门100开度，排除发动机工作时对模拟信号的干扰，同时简化电气接口设计。具体地，根据本专利技术的一个实施例，舵机30设在阀体10外，舵机30的舵机输出轴31与碟片14的旋转轴141相连以直驱碟片14转动。参照图2，碟片14的旋转轴141沿水平方向(如图2所示的前后方向)延伸，并且旋转轴141的前后两端分别与阀体10的侧壁可枢转地相连，碟片14固定在旋转轴141上且随着旋转轴141的转动而连通或断开阀体10的进口端12和出口端13，舵机30设在阀体10的前侧且舵机30的舵机输出轴31与伸出阀体10外的旋转轴141的前端相连，实现舵机30直接控制碟片14转动的目的。也就是说，碟片14与舵机30之间不经过传动或减速环节，并且碟片14自身无复位机构，由舵机3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种舵机直驱式节气门，其特征在于，包括：阀体，所述阀体内限定有通道，所述阀体具有与所述通道连通的进口端和出口端，所述通道内设有可枢转的碟片以连通和断开所述进口端和出口端；空滤器，所述空滤器设在所述阀体上且与所述进口端连通；舵机，所述舵机设在所述阀体上且与所述碟片直接相连以控制所述碟片的旋转角度；控制器，所述控制器与所述舵机电连接。

【技术特征摘要】
1.一种舵机直驱式节气门，其特征在于，包括：阀体，所述阀体内限定有通道，所述阀体具有与所述通道连通的进口端和出口端，所述通道内设有可枢转的碟片以连通和断开所述进口端和出口端；所述阀体上设有喷油嘴；空滤器，所述空滤器设在所述阀体上且与所述进口端连通；舵机，所述舵机设在所述阀体上且与所述碟片直接相连以控制所述碟片的旋转角度；控制器，所述控制器与所述舵机电连接；所述控制器根据所述碟片的开启角度控制所述喷油嘴喷油。2.根据权利要求1所述的舵机直驱式节气门，其特征在于，所述舵机设在所述阀体外，所述舵机的舵机输出轴与所述碟片的旋转轴相连以直驱所述碟片转动。3.根据权利要求2所述的舵机直驱式节气门，其特征在于，所述舵机输出轴与所述旋转轴同轴设置。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩文，姜辰，张玉文，
申请(专利权)人：深圳清华大学研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44