[发明专利]具有平衡机构的直列式活塞发动机、航空发动机和飞行器

说明书

本公开的实施例涉及一种直列式活塞发动机、航空发动机以及飞行器。直列式活塞发动机包括：曲柄连杆机构和平衡机构，曲柄连杆机构包括曲轴、与曲轴动力连接的活塞以及设置在第一驱动齿轮上的第一驱动齿轮。平衡机构与第一驱动齿轮动力连接，并且平衡机构包括分别设置在曲轴的不同侧的至少两个平衡配重，被设置在第一驱动齿轮不同侧的平衡配重被配置成能够沿相反的方向转动。本公开的直列式活塞发动机能够极其显著减少振动。

技术领域

本公开的各实施例涉及航空发动机领域，更具体地涉及具有平衡机构的直列式活塞发动机、航空发动机以及飞行器。

背景技术

与对置式活塞发动机相比，直列式活塞发动机具有自重小、功重比(即每单位自重的功率)大的特点，因此，多数动力设备采用直列式活塞发动机。但是，对于具有相同功率的对置式活塞发动机和直列式活塞发动机，直列式活塞发动机的各个缸体在曲轴轴向上彼此间隔且设有配重，这会促使直列式活塞发动机的总体长度较大。在用于安置发动机的发动机室空间有限的情况下，所需功率较大的动力设备因此仍采用自重大、功重比较低的对置式活塞发动机。

除了具有总体长度长的不足外，直列式活塞发动机同时还具有振动明显的缺陷。由于传统的小型飞行器(例如无人机、小型飞机等)要求发动机具有较高的功率以及较小的振动，以此满足自身高速飞行、机动性能良好的飞行需求，因此现有的小型飞行器多采用水平对置式活塞发动机。

综上，传统的直列式活塞发动机存在振动明显和外形轮廓大等不足之处。并且，传统的航空发动机以及飞行器因采用水平对置式活塞发动机，因而存在自重大、功重比较低的不足之处。

发明内容

本公开提出了一种直列式活塞发动机，其能够显著减少震动。本公开提出了一种航空发动机以及飞行器，能够克服自重大、功重比较低的不足之处。

根据本公开的第一方面，其提供了一种直列式活塞发动机，包括曲柄连杆机构和平衡机构。其中曲柄连杆机构包括曲轴、与曲轴动力连接的活塞以及设置在曲轴上的第一驱动齿轮。平衡机构与第一驱动齿轮动力连接，并且平衡机构包括分别设置在第一驱动齿轮的不同侧的至少两个平衡配重，被设置在不同侧的平衡配重被配置成能够沿相反的方向转动。

根据本公开的第二方面，还提供了一种航空发动机，该航空发动机至少包括曲柄连杆机构和平衡机构。其中曲柄连杆机构包括曲轴、与曲轴动力连接的活塞以及设置在曲轴上的第一驱动齿轮。平衡机构与第一驱动齿轮动力连接，并且平衡机构包括分别设置在曲轴的不同侧的至少两个平衡配重，被设置在不同侧的平衡配重被配置成能够沿相反的方向转动。

根据本公开的第三方面，还提供了一种飞行器，该飞行器包括直列式活塞发动机，该直列式活塞发动机包括曲柄连杆机构和平衡机构。其中曲柄连杆机构包括曲轴、与曲轴动力连接的活塞以及设置在曲轴上的第一驱动齿轮。平衡机构与第一驱动齿轮动力连接，并且平衡机构包括分别设置在曲轴的不同侧的至少两个平衡配重，被设置在不同侧的平衡配重被配置成能够沿相反的方向转动。

在一些实施例中，直列式活塞发动机还包括第二驱动齿轮，第二驱动齿轮被固定在曲轴上并且被用于驱动飞行器的螺旋桨。

在一些实施例中，被设置在不同侧的平衡配重位于曲轴的轴向中心面。

在一些实施例中，不同侧的平衡配重被配置成具有相同转速，并且平衡配重的转速为曲轴的转速的整数倍，优选地为2倍。

在一些实施例中，被设置在不同侧的平衡配重的重心被布置成在竖直方向上位于相同高度。

在一些实施例中，平衡机构包括：

位于曲轴一侧的第一平衡组件，第一平衡组件包括与第一驱动齿轮啮合的惰轮、与惰轮动力连接的第一平衡齿轮、以及与第一平衡齿轮同轴的第一平衡配重；以及位于曲轴另一侧的第二平衡组件，第二平衡组件包括与第一驱动齿轮啮合的第二平衡齿轮、以及与第二平衡齿轮同轴的第二平衡配重，至少两个平衡配重包括第一平衡配重和第二平衡配重。