用于UAV和其它移动环境的混合驱动和燃料汽化器制造技术

具有负载轴，马达/发电机，内燃机，离合器和电源的混合驱动器。此外，改进后的该类型的燃料汽化器耦合到内燃机一起使用。燃料汽化器耦合到内燃机一起使用。燃料汽化器耦合到内燃机一起使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于UAV和其它移动环境的混合驱动和燃料汽化器
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求2020年8月3日提交的美国临时申请63/060,367的优先权，其公开内容以全文引用的方式并入本文。


[0002]本申请涉及混合动力、机电传动系统领域，其中电池提供的动力不足以提供长时间的续航能力，因此，必须从在燃烧过程中的燃料补充能量。这种传动系统的一个示例有人或无人驾驶的飞行器，其中功率
‑
重量比和比能量是主要因素。此外，本申请还涉及使多燃料发动机能够有效启动和运行的辅助装置领域。

技术介绍

[0003]电动马达在许多移动驱动中越来越受欢迎，例如，无人驾驶飞行器(unmanned aerial vehicle，UAV)，电动飞机等，但是大而重的电池限制了比能量和比功率。将电动马达与内燃机相结合的混合驱动器是一种潜在的解决方案。本文描述了混合驱动配置，能够实现高比功率和比能量，在起飞和着陆期间对电池充电，远程重新启动发动机，以及在巡航过程中安静(仅电动马达)运行。

技术实现思路

[0004]在一个实施例中，本专利技术提供一种混合驱动器。本实施例的混合驱动器包括负载轴；连接到所述负载轴的马达/发电机；内燃机；电磁离合器，被配置为将所述内燃机可脱离地联接至所述负载轴，并且所述电磁离合器位于所述马达/发电机与所述内燃机之间；以及电源，所述电源连接到所述马达/发电机和所述离合器。
[0005]本专利技术还提供另一个实施例的混合驱动器，其中该实施例包括负载轴；第二电动马达，连接到所述负载轴；超速运行的单向离合器，连接到所述负载轴；马达/发电机，通过所述超速运行的单向离合器可脱离地连接到所述负载轴；内燃机，连接到所述负载轴和所述第二电动马达，使得所述负载轴由选自由所述第二电动马达，与所述马达/发电机组合的所述内燃机，以及与所述马达/发电机和所述第二电动马达组合的所述内燃机组成的组中的源驱动；以及电源，连接到所述第二电动马达和所述马达/发电机。
[0006]在相关实施例中，这些实施例的混合驱动器被配置成使得所述内燃机既驱动所述负载轴，又使得所述马达/发电机对所述电源进行充电。可选地或附加地，所述混合驱动器被配置成使得所述内燃机由输送到所述马达/发电机的电源的能量而起动。该电源可以包括电控制单元，所述电控制单元被配置成将所述马达/发电机的运行模式切换到从由马达运行，发电机运行及其组合组成的组中选择的运行模式。所述混合驱动器可以包括至少一个其它的电力驱动部件，例如附加的电动机。所述电源被配置成向所述至少一个其它电力驱动部件输送电力。
[0007]在一些实施例中，所述马达/发电机被配置成起动所述发动机。所述马达/发电机
被配置成在飞行之前起动所述发动机。所述马达/发电机构被配置成在飞行期间重新起动所述发动机。
[0008]在另一个实施例中，提供了一种改进的燃料汽化器，属于与内燃机一起使用的类型，包括主体，燃料入口和空气入口，空气/燃料出口和使所述燃料汽化的加热器，其中所述改进的特征在于，所述空气入口沿与燃料流相切的方向设置，以便引起与来自所述燃料入口的燃料快速和彻底混合的空气涡流的形成。可选地，所述加热器通过从由电气装置，排气及其组合组成的组中选择的装置来操作。在相关实施例中，提供了根据前述实施例中的任一个的混合驱动器，其中所述内燃机配备有本段中所述的实施例的所述改进的燃料汽化器。
[0009]在另一实施例中，本专利技术提供一种包括根据前述实施例中的任一实施例所述的混合驱动器的飞行器，且其中所述飞行器进一步包括连接至所述负载轴的推进器。
[0010]在另一个实施例中，本专利技术提供了一种使用前述实施例中的任何一个的混合驱动器来实现UAV的安静运行模式和运行期间的方法。在该实施例中，该方法按以下顺序包括：当需要安静运行模式时，关闭所述内燃机，并仅用所述马达/发电机驱动所述负载轴；和当不再需要所述安静运行模式时，使用所述马达/发电机重新起动所述内燃机。
[0011]在相关的类似实施例中，利用具有包括第二电动马达的上述混合驱动的UAV，本专利技术提供了一种实现安静运行模式的方法，并且该方法按以下顺序包括：当需要所述安静运行模式时，关闭所述内燃机，并仅用所述第二马达驱动所述负载轴；和当不再需要所述安静运行模式时，使用所述马达/发电机重新起动所述内燃机。
[0012]在另一个实施例中，提供了一种使用上述第一混合驱动器实施例实现UAV的冲刺速度运行的方法，其中该方法包括用所述马达/发电机和所述内燃机两者驱动所述负载轴。
[0013]在另一个实施例中，提供了一种使用上述第二混合驱动器实施例实现UAV的冲刺速度运行的方法，其中该方法包括使用所述马达/发电机，所述第二电动马达和所述内燃机的组合来驱动所述负载轴。
附图说明
[0014]参照以下详细实施方式，将更容易理解实施例的上述特征，参照附图，其中：
[0015]图1示出了根据本专利技术一个实施例的从飞行中的UAV的机翼观看的发动机
‑
马达/发电机混合动力的照片。
[0016]图2示出了根据本专利技术一个实施例的利用电磁(“EM”)离合器将发动机与马达/发电机和负载轴分离的混合驱动的框图。
[0017]图3示出了根据本专利技术一个实施例的混合驱动的框图，其中单向机械离合器用于将发动机和刚性连接的第一马达/发电机与负载轴和刚性连接的第二电动马达分离。
[0018]图4A和4B示出了现有技术中的汽化器(参见Hosseini,Vahid&Neill,William&Thomson,K.&Chippior,Wallace“Effect of initial and operating conditions on soot emissions from an HCCI engine”Proceedings of the Combustion Institute
‑
Canadian Se ction Spring Technical Meeting(2009)available on July 31,2020at https://www.resea rchgate.net/publication/44094150_Effect_of_initial_and_operating_conditions_on_soot_emissio ns_from_an_HCCI_engine)。
[0019]图5示出了根据本专利技术一个实施例的燃料处理器(燃料汽化器)，由于空气相对于燃料流的切向输送而具有非常快速的汽化特性，从而导致空气
‑
燃料混合物的形成。这种燃料处理器非常紧凑并且避免了对压缩空气的需求。具有深色填充的箭头表示燃料，无填充且具有实线轮廓的箭头表示空气，并且无填充且具有虚线轮廓的箭头表示空气/燃料混合物。
[0020]图6示出了根据本专利技术的一个实施例的燃料处理器(燃料汽化器)的变型，其中燃料的加热是通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种混合驱动器，其特征在于，包括：负载轴；连接到所述负载轴的马达/发电机；内燃机；电磁离合器，被配置为将所述内燃机可脱离地连接至所述负载轴，并且所述电磁离合器位于所述马达/发电机与所述内燃机之间；以及电源，所述电源连接到所述马达/发电机和所述离合器。2.一种混合驱动器，其特征在于，包括：负载轴；第二电动马达，连接到所述负载轴；超速运行的单向离合器，连接到所述负载轴；马达/发电机，通过所述超速运行的单向离合器可脱离地连接到所述负载轴；内燃机，连接到所述负载轴和所述第二电动马达，使得所述负载轴由选自由所述第二电动马达，与所述马达/发电机组合的所述内燃机，以及与所述马达/发电机和所述第二电动马达组合的所述内燃机组成的组中的源驱动；以及电源，连接到所述第二电动马达和所述马达/发电机。3.根据权利要求1至2中任一项所述的混合驱动器，其特征在于，所述混合驱动器被配置成使得所述内燃机既驱动所述负载轴，又使得所述马达/发电机对所述电源进行充电。4.根据权利要求1至2中任一项所述的混合驱动器，其特征在于，所述混合驱动器被配置成使得所述内燃机由输送到所述马达/发电机的电源的能量而起动。5.一种改进的燃料汽化器，属于与内燃机一起使用的类型，包括主体，燃料入口和空气入口，空气/燃料出口和使所述燃料汽化的加热器，其中所述改进的特征在于，所述空气入口沿与燃料流相切的方向设置，以便引起与来自所述燃料入口的燃料快速和彻底混合的空气涡流的形成。6.根据权利要求5所述的改进的燃料汽化器，其特征在于，所述加热器通过从由电气装置，排气及其组合组成的组中选择的装置来操作。7.根据权利要求1至4中任一项所述的混合驱动器，其特征在于，还包括连接至所述内燃机的根据权利要求5和6中任一项所述的燃料汽化器。8.具有根据权利要求1至2中任一项所述的混合驱动器的飞行器，其特征在于，还包括连接至所述负载轴的推进器。9.一种使用根据权利要求1所述的混合驱动器实现UAV的安静运行模式的方法，其特征在于，所述方法按以下顺序包括：(1)当需要所述安静运行模式时，关闭所述内燃机，并仅用所述马...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特，
申请(专利权)人：液体活塞公司，
类型：发明
国别省市：