CN106907267A - 发动机散热系统及旋翼飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种发动机散热系统及旋翼飞行器，包括：发动机、密闭罩和气流增速装置。其中，所述发动机的至少部分结构位于所述密闭罩内，所述密闭罩至少一组相对的表面上开设有气流通道，以使所述空气罩内形成空气对流；所述气流增速装置设置在所述气流通道内，通过切割并推动空气沿一个方向运动，使所述气流通道内的空气形成正负压强差，增速所述气流通道内的空气对流速度。本实施方式中在发动机上加设密闭罩，使发动机的至少部分部件设置在密闭罩内，并在密闭罩两个相对的表面上开设气流通道，气流通道内设置气流增速装置，能够加速气流通道内的气体流动速率，快速对发动机进行散热。

Description

发动机散热系统及旋翼飞行器

技术领域

本发明实施例涉及机械测控领域，尤其是一种发动机散热系统及旋翼飞行器。

背景技术

近几年无人机产业发展迅速，油动无人机因为采用燃油动力，使得无人机续航以及载重能力有了很大的提升。但正是由于载重和续航都有所增加，也就要求发动机具有可长时间稳定工作的能力。发动机若长时间处于工作状态下，势必会造成发动机缸体温度过高，而发动机气缸温度过高，进入气缸的可燃混合气受热膨胀，造成充气减少，使发动机动力降低，并可能引起可燃混合气自燃，从而破坏了发动机的正常工作，同时造成发动机内部零件承受额外的冲击载荷而造成的早期损害，各部件温度过高会膨胀变形失去原来的正常配合间隙，造成摩擦阻力增大，严重时能使机件烧毁互相粘合卡死，使发动机不能运转，机油因温度过高变稀，是使润滑效能降低，加速机件磨损。而发动机气缸温度过低也会引起工作故障，如果气缸温度过低，进入的混合气与冷汽缸壁接触，使其中原已汽化的燃油又凝结并流到曲轴箱内，不仅增加了燃油消耗，且使机油变稀而影响润滑，结果也将使发动机功率下降，磨损加剧。

现有技术中，为解决无人机油动发动机散热问题，一般采用增加发动机的有效散热面积来实现，但是拓展散热面积增加散热片的方法在不同条件下散热效果是不同的，如冬夏季节，冬季散热效率高，极易使发动机温度低于最佳工作温度，而夏季则可能会造成散热效率不足的问题。除此之外，天气原因，不同的经纬度也会影响散热。而不稳定的散热效果会使发动机在不同环境下的工作状态下降，会造成诸多隐患。

发明内容

本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种具有高效稳定的发动机散热系统。

为解决上述技术问题，本发明创造的实施例采用的一个技术方案是：提供一种发动机散热系统，包括：

发动机；

密闭罩，所述发动机的至少部分结构位于所述密闭罩内，所述密闭罩至少一组相对的表面上开设有气流通道，以使所述空气罩内形成空气对流；

气流增速装置，所述气流增速装置设置在所述气流通道内，通过切割并推动空气沿一个方向运动，使气流通道内的空气形成正负压强差，增速所述气流通道内的空气对流速度。

可选地，所述发动机包括：散热装置，所述发动机设置有所述散热装置的部件位于所述密闭罩内。

可选地，所述散热装置包括：散热片，所述发动机设置有所述散热片的部件位于所述密闭罩内。

可选地，所述发动机包括：至少一个缸头，所述至少一个缸头均设有所述散热片，所述至少一个缸头均设有所述密闭罩。

可选地，所述发动机设置有第一缸头与第二缸头，所述第一缸头上设有第一散热片，所述第二缸头上设有第二散热片，

所述密闭罩包括：第一罩体与第二罩体，所述第一缸头设置在所述第一罩体内，所述第二缸头设置在所述第二罩体内；

所述第一罩体上开设有第一气流通道，所述第二罩体上开设有第二气流通道，所述第一气流通道与第二气流通道内均设有至少一个气流增速装置。

可选地，所述第一散热片与所述第二散热片均由若干个沿所述气流通道延生方向排列的散热挡片组成，所述相邻两个散热挡片围成顺着所述气流通道延生方向排布的散热槽。

可选地，所述发动机散热系统还包括：温度检测装置；所述温度检测装置设置在所述发动机上。

可选地，所述发动机包括：火花塞，所述火花塞设置在所述发动机上，所述温度检测装置设置在所述火花塞上。

可选地，所述发动机散热系统还包括：温度控制器；

所述温度控制器分别与所述温度检测装置与所述气流增速装置连接；

所述温度控制器根据所述温度检测装置回传的温度信息，调节施加于所述气流增速装置上的电压值，以使所述气流通道内的气流流速随所述电压值变化。

为解决上述技术问题本发明实施例还提供一种旋翼飞行器，所述旋翼飞行器包括发动机，所述发动机上设有上述文件中所述的发动机散热系统。

本发明实施例的有益效果是：本实施方式中在发动机上加设密闭罩，使发动机的至少部分部件设置在密闭罩内，并在密闭罩两个相对的表面上开设气流通道，气流通道内设置气流增速装置，能够加速气流通道内的气体流动速率，快速对发动机进行散热。且由于气流增速装置设置在密闭罩内，根据风量换气速度公式：n＝N*Q/V,其中n表示单位时间内换气次数，N表示散热风扇数量，Q表示单台风扇的风量，V表示空间体积，可以看到在确定了风扇数目和型号，以及单台风扇风量固定的情况下，空间体积越小，换气的速度越快，温度控制响应得越快，散热的效率也越高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例发动机散热系统1整体结构示意图；

图2为本发明实施例发动机缸体与密闭罩结合的一种结构示意图；

图3为本发明实施例发动机的一种选择性结构示意图；

图4为本发明实施例发动机散热系统与旋翼飞行器局部装配示意图。

附图标记说明：1、发动机散热系统；11、发动机；111、第一散热片；112、第二散热片；113、火花塞；114、散热挡片；115、散热槽；116、温度检测装置；12、密闭罩；121、气流通道；122、第一罩体；123、第二罩体；13、气流增速装置；2、旋翼飞行器；21、机身板；22、连接柱。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请参阅图1，图1为本实施例发动机散热系统1整体结构示意图。

如图1所示，一种发动机散热系统1，包括：发动机11、密闭罩12和气流增速装置13。其中，发动机11的至少部分结构位于密闭罩12内，密闭罩12至少一组相对的表面上开设有气流通道121，以使空气罩内形成空气对流；气流增速装置13设置在气流通道121内，通过切割并推动空气沿一个方向运动，使气流通道121内的空气形成正负压强差，增速气流通道121内的空气对流速度。

上述输送方式通过在发动机11上加设密闭罩12，是发动机11的至少部分部件设置在密闭罩12内，并在密闭罩12的两个相对的表面上开设气流通道121，气流通道121内设置气流增速装置13，能够加速气流通道121内的气体流动速率，快速对发动机11进行散热。且由于气流增速装置13设置在密闭罩12内，根据风量换气速度公式：n＝N*Q/V,其中n表示单位时间内换气次数，N表示散热风扇数量，Q表示单台风扇的风量，V表示空间体积，可以看到在确定了风扇数目和型号，以及单台风扇风量固定的情况下，空间体积越小，换气的速度越快，温度控制响应得越快，散热的效率也越高。

具体地，发动机11是指汽油双缸类型的内燃发动机11，但发动机11的类型不局限与此，根据具体应用场景的不同，发动机11能够是燃气发动机11、柴油发动机11或其他内燃发动机11。发动机11缸头的数量能够是单缸、三缸或四缸等不同类型的发动机11，缸头的多少取决于发动机11使用场景中需要的发动机11动力大小，能够根据不同的需求选择不同的发动机11类型。

发动机11设置有散热装置，散热装置分布于发动机11的缸头外壁上，本实施方式中，散热装置具体是指散热片，散热片为发动机11缸头主要的散热部件，发动机11对外散射热量主要同过散热片进行，因此，本实施方式红密闭罩12罩设在发动机11的缸头上，也即罩设与发动机11的散热片上，但发动机11设置于密闭罩12内的部件不限于此，在一些选择性实施例中，发动机11的整体均能够设置于密闭罩12内。

密闭罩12具体构造成方形，但密闭罩12的形状不局限与此，密闭罩12的形状能够根据发动机11的缸头外形加以调整，能够为椭球型或者其他任意形状。密闭罩12面向发动机11缸头的一侧的表面设卡板(未标识)，卡板的长度小于密闭罩12的长度，以使密闭罩12能够套装在发动机11的缸头上。密闭罩12的竖长方向不设下表面，密闭罩12的竖长方向的上表面开设有两个圆形孔洞，但孔洞的形状不局限与此，在一些选择性实施例中，孔洞的形状能够为(不限于)方形、椭圆形、或者其他多边形等。密闭罩12的竖长方向上的下表面和上表面上的孔洞共同构成竖直方向上的气流通道121。密闭罩12内的气流通道121不局限于竖长方向内形成，在一些选择性实施例中，密闭罩12内的空气通道能够沿横长方向形成。优选地，本实施例中密闭罩12沿竖长方向形成是由于，对于无人机或者其他高速移动的装置，通常进行横向运动，在运动过程中若气流通道121设置于横长方向，气流通道121内会被运动形成的气流倒灌，影响散热的稳定性故密闭罩12内的气流通道121设置于竖长方向。

密闭罩12是由碳板通过榫卯的连接方式制成，制成密闭罩12的材料不局限与此，根据具体应用场景的不同，制成密闭罩12的材料能够为：塑料、金属或者金属合金等。密闭罩12的制成方式也不局限于榫卯，根据具体应用场景的不同，制成密闭罩12的方式还能够为：整体铸造成型、3D打印成型或者胶黏成型。

需要指出的是，本实施例中的密闭罩12仅是在发动机11的四周围成一个局部开放的有限空间，并非字面意思中将发动机11密闭包裹形成隔绝空间。

本实施方式中，气流增速装置13具体为带叶风扇或无叶风扇。

请参阅图2，图2为本实施例发动机缸头与密闭罩结合的一种结构示意图。

如图2所示，在一些选择性实施例中，发动机11设有两个缸头，分别为第一缸头(图未示)与第二缸头(图未示)，其中，第一缸头上设有第一散热片111，第二缸头上设有第二散热片112，第一散热片111与第二散热片112，密闭罩12包括：第一罩体122与第二罩体123，第一散热片111设置在第一罩体122内，第二散热片112设置在第二罩体123内；第一罩体122上开设有第一气流通道，第二罩体123上开设有第二气流通道，第一气流通道与第二气流通道内均设有至少一个气流增速装置13。第一气流通道上设置有两个带叶风扇，第二气流通道上也开设有两个带叶风扇。使用时带叶风扇转动，切割气流通道内的空气，并将气流通道121内风扇上方的空气向外推，使空气通道内形成正负气压差，气流从密闭罩12下方进入到密闭罩12内流经散热片时，带走密闭罩12内和散热片上的热量。

在一些选择性实施例中，第一散热片111与第二散热片112均由若干个沿气流通道121延生方向排列的散热挡片114组成，相邻两个散热挡片114围成顺着气流通道121延生方向排布的散热槽115。散热片沿气流通道121延伸的方向进行排布，使散热挡片114形成顺着气流通道121延生方向排布的散热槽115，气流增速装置13工作或者气流通道121内气流自然流动时，气流能够沿着散热槽115带走散热槽115内的热空气，提高了散热效率。

请参阅图3，图3为本实施例发动机的一种选择性结构示意图。

在一些选择性实施例中，发动机散热系统1还包括：温度检测装置116；发动机11包括：火花塞113，火花塞113设置在发动机11上，温度检测装置116设置在火花塞113上。发动机散热系统1还包括：温度控制器；温度控制器分别与温度检测装置116与气流增速装置13连接；温度控制器根据温度检测装置116回传的温度信息，调节施加于气流增速装置13上的电压值，以调节发动机11温度趋于稳定。

将温度检测装置116放置于发动机11的火花塞113上，能够最直接的检测出发动机11缸头的温度，提高测量的准确性。

温度控制器具体是指由CPU或者MCU(微控制单元)，在一些选择性实施例中，温度控制器由主控制芯片充当，如在无人机中飞行控制器具有温度控制器的作用。温度控制器内预设值有温度检测装置116检测的温度值，与施加在气流增速装置13上电压值之间的映射关系，而施加在气流增速装置13上的电压值与气流增速装置13的功率直接相关，因此，温度控制器根据温度检测装置116回传的温度数据，调节气流增速装置13的功率，通过使温度检测装置116、温度控制器和气流增速装置13之间形成闭环反馈，使气流增速装置13根据发动机11的温度调节工作功率，气流通道121内的空气流速能够随发动机11发热温度变换，因此能够将发动机11的温度维持在一个平衡的范围内，增强的发动机11的效率与稳定性。

在一些选择性实施例中，密闭罩12内壁上设有自动喷淋装置(图未示)，自动喷淋装置与温度控制器连接，当发动机11的温度超出正常高度且通过风冷的方式无法有效降低发动机温度时，温度控制器控制自动喷淋装置向发动机11晒水。自动喷淋装置的作用不局限于对发动机降温，在一些选择性实施方式中，若使用该发动机散热系统的机器人、无人机或者其他设备发生起火现象时，自动喷淋装置能够自动或者经控制向起火点进行喷洒灭火。

温度检测装置116具体是指温度传感器，温度传感器包括(不限于)：热电偶或热敏电阻类型的温度传感器。

本实施例中的发动机散热系统1能够用于各种类型的内燃发动机11或者电机。

实施例2

请参阅图4，图4为本实施例发动机散热系统与旋翼飞行器局部装配示意图。

如图4所示，一种旋翼飞行器2，旋翼飞行器2包括用于提供动能的发动机，该发动机上设置有实施例1中的发动机散热系统1，发动机散热系统1通过连接柱22设置在旋翼飞行器2的机身板21上。

使用发动机散热系统1的旋翼飞行器2，在发动机11上加设密闭罩，使发动机的至少部分部件设置在密闭罩内，并在密闭罩的两个相对的表面上开设气流通道，气流通道内设置气流增速装置，能够加速气流通道内的气体流动速率，快速对发动机进行散热。且由于气流增速装置设置在密闭罩内，根据风量换气速度公式：n＝N*Q/V,其中n表示单位时间内换气次数，N表示散热风扇数量，Q表示单台风扇的风量，V表示空间体积，可以看到在确定了风扇数目和型号，以及单台风扇风量固定的情况下，空间体积越小，换气的速度越快，温度控制响应得越快，散热的效率也越高。

本实施方式中的发动机散热系统不局限用于旋翼飞行器2发动机散热，能够用于所有需要进行风冷散热的发动机。

需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种发动机散热系统，其特征在于，包括：

发动机；

密闭罩，所述发动机的至少部分结构位于所述密闭罩内，所述密闭罩至少一组相对的表面上开设有气流通道，以使所述空气罩内形成空气对流；

气流增速装置，所述气流增速装置设置在所述气流通道内，通过切割并推动空气沿一个方向运动，使所述气流通道内的空气形成正负压强差，增速所述气流通道内的空气对流速度。

2.根据权利要求1所述的发动机散热系统，其特征在于，所述发动机包括：散热装置，所述发动机设置有所述散热装置的部件位于所述密闭罩内。

3.根据权利要求2所述的发动机散热系统，其特征在于，所述散热装置包括：散热片，所述发动机设置有所述散热片的部件位于所述密闭罩内。

4.根据权利要求3所述的发动机散热系统，其特征在于，所述发动机包括：至少一个缸头，所述至少一个缸头均设有所述散热片，所述至少一个缸头均设有所述密闭罩。

5.根据权利要求4所述的发动机散热系统，其特征在于，所述发动机设置有第一缸头与第二缸头，所述第一缸头上设有第一散热片，所述第二缸头上设有第二散热片，

所述密闭罩包括：第一罩体与第二罩体，所述第一缸头设置在所述第一罩体内，所述第二缸头设置在所述第二罩体内；

所述第一罩体上开设有第一气流通道，所述第二罩体上开设有第二气流通道，所述第一气流通道与第二气流通道内均设有至少一个气流增速装置。

6.根据权利要求5所述的发动机散热系统，其特征在于，所述第一散热片与所述第二散热片均由若干个沿所述气流通道延生方向排列的散热挡片组成，所述相邻两个散热挡片围成顺着所述气流通道延生方向排布的散热槽。

7.根据权利要求1所述的发动机散热系统，其特征在于，所述发动机散热系统还包括：温度检测装置；所述温度检测装置设置在所述发动机上。

8.根据权利要求7所述的发动机散热系统，其特征在于，所述发动机包括：火花塞，所述火花塞设置在所述发动机上，所述温度检测装置设置在所述火花塞上。

9.根据权利要求7或8所述的发动机散热系统，其特征在于，所述发动机散热系统还包括：温度控制器；

所述温度控制器分别与所述温度检测装置与所述气流增速装置连接；

所述温度控制器根据所述温度检测装置回传的温度信息，调节施加于所述气流增速装置上的电压值，以使所述气流通道内的气流流速随所述电压值变化。

10.一种旋翼飞行器，其特征在于，所述旋翼飞行器包括权利要求1～9任意一项所述的发动机散热系统。