CN107489513B - 一种用于直升机的风冷系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于直升机的风冷系统，包括风扇(1)，所述风扇(1)的轴与发动机输出端(2)带连接，所述发动机输出端(2)转动，带动所述风扇(1)转动。本发明的风冷系统，适于在无人机内部狭小空间内安装，结构紧凑、无需改变无人机的外形，并能适应多种型号的无人机发动机冷却需要。
Description
技术领域
本申请涉及直升机技术领域，特别是涉及一种用于直升机的风冷系统。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。与载人飞机相比，无人机具有体积小、造价低、使用方便、对环境要求低等优点，广泛应用于航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾等领域。
无人机连续工作时，发动机气缸温度过高，会使发动机功率降低，积碳严重，出现早燃、爆燃，缸体材料结构性能改变等不良现象，严重影响发动机的使用性能及寿命。为发动机气缸降温，使其工作在一定的温度范围内，是保证发动机使用性能及寿命的必要条件。
目前的直升机发动机冷却，大都采用自然风冷，利用旋翼产生的下压强风和自然风对发动机进行冷却，这种冷却方式受环境影响较大，冷却效果和冷却稳定性不足。如何保持直升机风冷的冷却效果与冷却稳定性，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种于直升机的风冷系统，本发明的风冷系统，适于在无人机内部狭小空间内安装，结构紧凑、无需改变无人机的外形，并能适应多种型号的无人机发动机冷却需要。
本发明提供的技术方案如下：
一种用于直升机的风冷系统，包括风扇，所述风扇的轴与发动机输出端带连接，所述发动机输出端转动，带动所述风扇转动。
优选地，所述发动机输出端与离合器飞轮固定连接，所述风扇的轴与所述离合器飞轮带连接，所述发动机输出端转动，带动所述离合器飞轮转动，带动所述风扇转动。
优选地，设有1-4个风扇，所述风扇的轴分别与所述离合器飞轮带连接，所述发动机输出端转动，带动所述离合器飞轮转动，带动每一个风扇转动。
优选地，所述风扇的轴还与发电机中心轴带连接，所述发动机输出端转动，带动所述风扇转动，并带动所述发电机中心轴转动发电。
优选地，所述风扇设置在所述发电机中心轴上并与所述发电机中心轴固定连接，所述发电机中心轴与所述发动机输出端或所述离合器飞轮带连接，所述发动机输出端转动，带动所述发电机中心轴转动发电，并带动所述风扇转动。
优选地，所述发电机中心轴上设有与发电机中心轴固定连接的发电机带轮，所述发电机带轮与所述离合器飞轮带连接，所述发动机输出端转动，带动所述离合器飞轮转动，带动所述发电机带轮转动发电，并带动所述风扇转动。
优选地，设置多个风扇时，每一个风扇均与所述离合器飞轮带连接，每一个风扇分别与不同发电机的所述发电机中心轴固定连接，不同发电机的所述发电机带轮均与所述离合器飞轮带连接，所述发动机输出端转动，带动所述离合器飞轮转动，带动所述每一个发电机的发电机带轮转动发电，并带动每一个所述风扇转动。
优选地，所述风扇的轴、发动机输出端、发电机中心轴、离合器飞轮或发电机带轮上设有与带连接相配合的带槽。
优选地，所述带连接包括皮带连接、链条连接中的任意一种或多种。
无人机连续工作时，发动机气缸温度过高，会使发动机功率降低，积碳严重，出现早燃、爆燃，性能改变等不良现象，严重影响发动机的使用性能及寿命。为发动机气缸降温，使其工作在一定的温度范围内，是保证发动机使用性能及寿命的必要条件。目前使用的无人直升机发动机冷却，大多采用自然风冷，利用旋翼产生的下压强风和自然风对发动机进行冷却，这种冷却方式受环境影响较大，冷却效果和冷却稳定性不足。为发动机气缸降温，使其工作在一定的温度范围内，是保证发动机使用性能及寿命的必要条件。但由于无人机体积小，无人直升机使用的发动机、变速箱等部件布置紧密，内部空间狭小，如需要增加风扇用于冷却直升机的发动机，需要在狭小的空间内增加风扇及风扇的驱动装置，存在设计困难；如在发动机外部额外增加风扇和驱动装置，则无人机需要增加一块空间用于安放风扇风冷系统，增加无人机的体积，对无人机的设计和使用带来不便。
本发明的风冷系统，通过将风扇的轴，与发动机输出端带连接，则所述发动机输出端转动时，将带动所述风扇转动，为发动机提供稳定、有效的冷却风，使得发动机的冷却效果和冷却稳定性得到保障。本发明将风扇与发动机输出端带连接，省去了风扇的驱动部件，使得在无人机动力部件的狭小空间内加入风扇进行风冷成为可能。且发动机输出端转动，与之带连接的风扇就转动提供风冷，发动机停止运转则风扇也停止运转，发动机的开启与关闭与风扇的开启与关闭同步，风扇可以及时为发动机提供冷却风，在停机状态下又无需浪费能源驱动风扇。本发明将风扇的轴，与发动机输出端带连接，在无人机的内部狭小空间内增加风冷系统，结构紧凑、无需改变无人机的外形与外壳的设计，并能适应多种型号的无人机发动机冷却需要。
本发动将比目前的水冷系统，结构简单、重量轻、使用方便，制作和使用成本低廉。本发明的风冷系统，适于在无人机内部狭小空间内安装，无需改变无人机的外形。同时，在提供冷却风时，还能为机载电源充电，满足直升机用电需要，比目前市场上的机外充电设备使用更为方便。
本发明将发电机、风扇与发动机输出轴相结合，结构简单、紧凑，重量轻，维护及使用方便；可实现直升机上发动机的稳定降温冷却，使发动机在适合的温度范围内平稳工作。同时，本发明将风冷与发电将结合，在利用风冷系统冷却发动机的同时，为机载电源充电，实现机载电源的电力自给自足，使用方便。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明实施例中风冷系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中风冷系统的俯视示意图；
图3为本发明实施例中风冷系统的主视示意图；
附图标记：1-风扇；2-发动机输出端；3-发电机中心轴；4-离合器飞轮；5-发电机带轮；a-发动机；b-发电机；c-皮带。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
请如图1至图3所示，本发明实施例提供一种用于直升机的风冷系统，包括风扇1，所述风扇1的轴与发动机输出端2带连接，所述发动机输出端2转动，带动所述风扇1转动。
无人机连续工作时，发动机气缸温度过高，会使发动机功率降低，积碳严重，出现早燃、爆燃，性能改变等不良现象，严重影响发动机的使用性能及寿命。为发动机气缸降温，使其工作在一定的温度范围内，是保证发动机使用性能及寿命的必要条件。目前使用的无人直升机发动机冷却，大多采用自然风冷，利用旋翼产生的下压强风和自然风对发动机进行冷却，这种冷却方式受环境影响较大，冷却效果和冷却稳定性不足。为发动机气缸降温，使其工作在一定的温度范围内，是保证发动机使用性能及寿命的必要条件。但由于无人机体积小，无人直升机使用的发动机、变速箱等部件布置紧密，内部空间狭小，如需要增加风扇用于冷却直升机的发动机，需要在狭小的空间内增加风扇及风扇的驱动装置，存在设计困难；如在发动机外部额外增加风扇和驱动装置，则无人机需要增加一块空间用于安放风扇风冷系统，增加无人机的体积，对无人机的设计和使用带来不便。
本发明的风冷系统，通过将风扇1的轴，与发动机输出端2带连接，则所述发动机输出端2转动时，将带动所述风扇1转动，为发动机提供稳定、有效的冷却风，使得发动机的冷却效果和冷却稳定性得到保障。本发明将风扇1与发动机输出端2带连接，省去了风扇1的驱动部件，使得在无人机动力部件的狭小空间内加入风扇进行风冷成为可能。且发动机输出端2转动，与之带连接的风扇1就转动提供风冷，发动机停止运转则风扇1也停止运转，发动机的开启与关闭与风扇1的开启与关闭同步，风扇1可以及时为发动机提供冷却风，在停机状态下又无需浪费能源驱动风扇1。本发明将风扇1的轴，与发动机输出端2带连接，在无人机的内部狭小空间内增加风冷系统，结构紧凑、无需改变无人机的外形与外壳的设计，并能适应多种型号的无人机发动机冷却需要。
优选地，所述发动机输出端2与离合器飞轮4固定连接，所述风扇1的轴与所述离合器飞轮4带连接，所述发动机输出端2转动，带动所述离合器飞轮4转动，带动所述风扇1转动。
优选地，设有1-4个风扇1，所述风扇1的轴分别与所述离合器飞轮4带连接，所述发动机输出端2转动，带动所述离合器飞轮4转动，带动每一个风扇1转动。
本发明中，可以设置1-4个、如2-3个风扇1，所述风扇1的轴分别与所述离合器飞轮4带连接，所述发动机输出端2转动，带动所述离合器飞轮4转动，带动每一个风扇1转动。设置多个风扇1时，将风扇1设置在发动机的不同汽缸处，可为发动机提供强劲的风流，充分冷却发动机各部件，延长发动机正常工作的时间，以及使用寿命。
优选地，所述风扇1的轴还与发电机中心轴3带连接，所述发动机输出端2转动，带动所述风扇1转动，并带动所述发电机中心轴3转动发电。
同时，目前无人直升机一般都要通过连接机外电源为机载电源充电，使机载电源电量充足，为无人机提供电能。这就使无人机的工作时间受到了极大的限制，当机载电源电量不足时，就需要停机中断无人直升机的工作，更换电池或连接机外电源为机载电源充电，使用极为不便。
本发明的风冷系统，通过将风扇1的轴，与发动机输出端2、发电机中心轴3带连接，实现风扇与发电机的组合应用，在冷却发动机的同时，利用发电机对机载电源进行充电或提供电能，实现了机载电源的自给自足，提高了无人直升机工作时长。同时，由于采用了发电机对机载电源供电，可以减轻机载电源的设计容量和重量，简化无人直升机的结构、减轻整机重量、降低设计使用成本，进一步提高连续使用时间。同时，由于采用了风扇冷却发动机，使得发动机的冷却效果和冷却稳定性得到保障。
本发明将风扇1的轴，与发动机输出端2、发电机中心轴3带连接(如使用皮带连接)，当发动机输出端2转动，带动风扇1转动，形成强风流，为发动机提供冷却降温的风，并带动发电机中心轴3转动发电，实现同时发电和对发动机气缸冷却的功能效果。
优选地，所述风扇1设置在所述发电机中心轴3上并与所述发电机中心轴3固定连接，所述发电机中心轴3与所述发动机输出端2或所述离合器飞轮4带连接，所述发动机输出端2转动，带动所述发电机中心轴3转动发电，并带动所述风扇1转动。
本发明中，可以设置风扇1与所述发电机中心轴3固定连接，通过将发电机与风扇连体安装，一个输入(发动机输入)实现两种不同功能的输出，一个功能是风扇转动，实现风冷；一个功能是发电，发电机发电为机载电池充电，为机载设备提供电源，无须连接机外电源充电或更换电池，延长直升机续航时间。同时，将风扇1与所述发电机中心轴3固定连接，使结构更加紧凑，便于在无人机内部的狭小空间内进行安装与使用。
优选地，所述发电机中心轴3上设有与发电机中心轴3固定连接的发电机带轮5，所述发电机带轮5与所述离合器飞轮4带连接，所述发动机输出端2转动，带动所述离合器飞轮4转动，带动所述发电机带轮5转动发电，并带动所述风扇1转动。
本发明中，可以将发动机输出端2与离合器飞轮4固定连接、在发电机中心轴3上设有与发电机中心轴3固定连接的发电机带轮5，并将发电机带轮5与所述离合器飞轮4带连接，所述发动机输出端2转动，带动所述离合器飞轮4转动，带动所述发电机带轮5转动发电，并带动风扇1转动。
本发明中，可以将发动机、发电机，及风扇1固定在一起。如，将发动机与发动机支撑板、发动机底板固定连接，同时，将发动机输出轴3一侧的发动机外机体通过发电机支撑架与发动机底板固定连接；将风扇1固定设置在发电机中心轴3上，将发电机的固定端固定在支撑架上，发电机的旋转端与发电机带轮5固定连接，发电机带轮5与发电机支撑架通过轴承连接在一起，而发电机支撑架与发动机底板固定连接。通过发电机支撑架、发动机支撑板、发动机底板，将发动机、发电机，及风扇1连接成一个固定的整体，防止运转过程中脱落、偏转等现象的发生。
优选地，设置多个风扇1时，每一个风扇1均与所述离合器飞轮4带连接，每一个风扇分别与不同发电机的所述发电机中心轴3固定连接，不同发电机的所述发电机带轮5均与所述离合器飞轮4带连接，所述发动机输出端2转动，带动所述离合器飞轮4转动，带动所述每一个发电机的发电机带轮5转动发电，并带动每一个所述风扇1转动。
本发明的风冷系统，设置多个风扇1时，可以设置其中部分风扇1直接与发动机输出端2带连接，同时另一部分风扇1与发电机的发电机中心轴3固定连接或带连接；也可以设置每一个风扇分别与不同发电机的所述发电机中心轴3固定连接。设置部分风扇1与发电机配合使用，还是设置全部风扇1与发电机配合使用，需要根据无人机内部空间大小、发电机的参数、机载电池的参数综合考虑设置。本发明实施例中，设置2个风扇1，其中一个与发电机中心轴3固定连接，另一个单独设置，直接与发动机输出端2连接。例如可以将发电机及风扇1成为整体布置在发动机的一侧气缸缸体处，单独的风扇1布置在发动机的另一侧气缸缸体处。风扇1的转动形成强风流，对发动机的气缸缸体进行冷却，使发动机在适合的温度范围内平稳工作。
优选地，所述风扇1的轴、发动机输出端2、发电机中心轴3、离合器飞轮4或发电机带轮5上设有与带连接相配合的带槽。
在第一风扇1的轴、发动机输出端2、发电机中心轴3、离合器飞轮4、发电机带轮5、第二风扇6的轴上可以设置与带连接相配合的带槽，加强带连接的效果，避免打滑。
优选地，所述带连接包括皮带连接、链条连接中的任意一种或多种。
本发明中，带连接可以使用摩擦性带传动部件(如皮带)，也可使用啮合型带传动部件(如链条)等，只要能够实现带传动的部件均可。
本发动将比目前的水冷系统，结构简单、重量轻、使用方便，制作和使用成本低廉。本发明的风冷系统，适于在无人机内部狭小空间内安装，无需改变无人机的外形。同时，在提供冷却风时，还能为机载电源充电，满足直升机用电需要，比目前市场上的机外充电设备使用更为方便。
本发明将发电机、风扇与发动机输出轴相结合，结构简单、紧凑，重量轻，维护及使用方便；可实现直升机上发动机的稳定降温冷却，使发动机在适合的温度范围内平稳工作。同时，本发明将风冷与发电将结合，在利用风冷系统冷却发动机的同时，为机载电源充电，实现机载电源的电力自给自足，使用方便。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (2)
1.一种用于直升机的风冷系统，其特征在于，包括多个风扇(1)；
当部分风扇（1）直接与发动机输出端（2）带连接时，
所述风扇(1)的轴与发动机输出端(2)带连接，所述发动机输出端(2)转动，带动所述风扇(1)转动，
所述发动机输出端(2)与离合器飞轮(4)固定连接，所述风扇(1)的轴与所述离合器飞轮(4)带连接，所述发动机输出端(2)转动，带动所述离合器飞轮(4)转动，带动所述风扇(1)转动，
所述风扇(1)的轴还与发电机中心轴(3)带连接，所述发动机输出端(2)转动，带动所述风扇(1)转动，并带动所述发电机中心轴(3)转动发电；
当另一部分风扇（1）与发电机的发电机中心轴（3）固定连接时，
所述风扇(1)设置在所述发电机中心轴(3)上并与所述发电机中心轴(3)固定连接，所述发电机中心轴(3)与所述离合器飞轮(4)带连接，所述发动机输出端(2)转动，带动所述发电机中心轴(3)转动发电，并带动所述风扇(1)转动，
所述发电机中心轴(3)上设有与发电机中心轴(3)固定连接的发电机带轮(5)，所述发电机带轮(5)与所述离合器飞轮(4)带连接，所述发动机输出端(2)转动，带动所述离合器飞轮(4)转动，带动所述发电机带轮(5)转动发电，并带动所述风扇(1)转动；
将发动机与发动机支撑板、发动机底板固定连接，将所述发电机中心轴（3）一侧的发电机外机体通过发电机支撑架与发动机底板固定连接，将发电机的固定端固定在发电机支撑架上，所述发电机带轮（5）与发电机支撑架通过轴承连接在一起。
2.根据权利要求1所述的风冷系统，其特征在于，所述带连接包括皮带连接、链条连接中的任意一种或多种。
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