UAV燃油和润滑系统技术方案

本文公开了一种无人机(UAV)，其具有内燃机(19)以及燃油和润滑系统，所述燃油和润滑系统包括用于为所述发动机(19)供给燃油的燃油供给系统(21)和用于输送润滑油至所述发动机(19)的润滑系统(23)。所述燃油供给系统(21)包括燃油容器(25)，可以从所述燃油容器(25)输送燃油至所述发动机(19)。所述燃油容器(25)包括主罐(41)和集管罐(43)。所述润滑系统(23)包括润滑油罐(31)。所述润滑油罐(31)容纳在所述主罐(41)的内部以提供一体式组件(33)。所述布置用于使用若干可用的热源对所述UAV发动机的润滑油升温。另外，所述布置促成意在最小化或消除所述UAV 0在消耗燃油和润滑油的飞行期间的任何不合乎需要的惯性力矩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】UAV燃油和润滑系统
本专利技术涉及用于内燃机的燃油和润滑系统。本专利技术还涉及用于运载工具的发动机系统以及具有此种发动机系统的运载工具。本专利技术已经被特别地设计为涉及但并非必须唯一地涉及用于两冲程内燃机的燃油和润滑系统。然而，应理解，本专利技术可以应用于其它内燃机，尤其包括四冲程发动机和旋转式汪克尔(Wankel)发动机。另外，本专利技术已经被特别地设计用于但并非必须唯一地用于无人机(UAV)的发动机。
技术介绍

技术介绍
的以下讨论仅意在促进对本专利技术的理解。所述论述不是对如下的承认或认可：任何引用的材料在本申请的优先权日时是公知常识的一部分。如上面所提及，本专利技术特别适用于无人机(UAV)。因此，将主要针对所述应用讨论本专利技术。然而，应理解，本专利技术可以应用于具有需要燃油和润滑的内燃机的各种其它运载工具、机器、设备和装置。执行可能会遇到高海拔条件或可能会涉及寒冷环境中的长时间操作任务的UAV的操作可能存在关于为UAV提供动力的内燃机的油润滑要求的挑战。在遭遇极低环境空气温度(例如，大约零下30℃的温度)的情况下可能尤其如此。在所述低温度条件下，可能难以充分且可靠地泵送足量的润滑油以满足发动机的润滑要求，因为所述润滑油可能由于极低温度而具有非常高的黏性。因此，需要对润滑油进行加热(升温)，从而以有效且稳健的方式促进润滑油的泵送。为此目的，可能有利的是向无人机(UAV)提供使用UAV上载有的热源相对快速地为UAV发动机的润滑油加热(升温)的能力。在UAV的设计中，重心的位置和惯性力矩对于飞行中的UAV的稳定性和性能可能也非常重要。就这一点而言，重要考量是用于UAV尤其是具有并入内燃机的发动机系统的UAV的推进的发动机系统的配置和布局。UAV内的质量分布非常重要，并且机载燃油的质量增加UAV的总质量。整个飞行中的燃油消耗引起机载燃油质量的逐渐改变，并且因此影响UAV的总质量。鉴于此，常见的设计做法是将燃油罐定位于重心处或靠近重心处，以使得燃油质量的任何变化不会引起重心位置的显著偏移并且因此影响UAV的惯性力矩。在UAV的设计中，还必须考虑UAV内燃机的润滑要求。对于用于两冲程内燃机的某些燃油供给系统，润滑油随燃油一起提供，润滑油与燃油混合以提供所谓的“预混”。在该布置的情况下，燃油罐填充有预混合的润滑油和燃油，并且因此仅存在需要在设计过程中考虑的一个液体体积(即燃油罐内的预混)。然而，并非所有燃油供给系统都可以使用预混合的润滑油和燃油有效地操作，并且在某些情况下，常见的是向发动机输送无燃油的润滑油。这通常借助于包括润滑油罐和用于从润滑油罐输送润滑油至发动机的润滑油泵的发动机润滑系统来完成。虽然这对于满足发动机的润滑要求可能是有效的，但是会将额外的质量因素引入UAV设计考量中，并且尤其是会引入需要在设计过程中考虑的另一液体体积(即润滑油罐内的润滑油)。与燃油一样，润滑油通常在飞行期间消耗，并且因此必须考虑润滑油罐内逐渐变化的质量。UAV可能不仅需要容纳发动机系统，还需要容纳航空电子设备，并且常常需要容纳有效载荷。如果存在对UAV的大小限制，那么容纳这些各种要求尤其是在满足有关UAV的重心和惯性力矩的设计考量所需要的配置和布局中容纳这些各种要求可能具有挑战性。因此，可能有利的是实现燃油系统和油润滑系统的某种整合，以提供有助于满足设计考量的紧凑布置。本专利技术就是在该背景下提出的。专利技术概要根据本专利技术的第一方面，提供包括燃油容器和润滑油容器的燃油和润滑系统，其中润滑油容器与燃油容器成一体，并且其中燃油容器包括主罐和补充罐，所述补充罐可以从所述主罐接收燃油并且可以从所述补充罐输送燃油至发动机。通过与燃油容器成一体，所述润滑油容器可以容纳在燃油容器内，或者可以定位成紧邻燃油容器。然而，优选的是，润滑油容器容纳在燃油容器的内部。更确切地说，优选的是，润滑油容器容纳在燃油容器的主罐的内部。在该布置的情况下，包含在主燃油罐内的燃油的热能(热量)可以传递至润滑油罐以用于对润滑油加热(升温)。补充罐可能与主罐相关联，由此主罐和补充罐协作以提供燃油容器。在优选布置中，此种关联性借助于补充罐容纳在主罐内或紧邻主罐的方法。然而，优选的是，补充罐容纳在主罐的内部。可以提供用于将燃油容器内的燃油从主罐传递至补充罐的传递系统。所述传递系统可能包括传递泵。传递泵可能包括通过从发动机返回燃油流至燃油容器而提供的喷射泵。润滑油容器可能包括容纳在燃油容器的主罐的内部的润滑油罐。在该布置的情况下，润滑油罐与燃油容器成一体，由此提供紧凑配置。紧凑配置可能有利于帮助具有大小限制的UAV的设计过程，尤其是帮助实现也满足有关UAV的重心和惯性力矩的考量的配置和布局。燃油和润滑系统可能进一步包括用于从润滑油罐输送润滑油至发动机的润滑油泵。润滑油泵可以容纳在润滑油罐内。润滑油泵可能包括电子润滑油泵。然而，这不一定是绝对的，因为其它泵送布置也是可能的，包括例如机械泵送布置。电子润滑油泵可能包括电磁促动式泵。电磁促动式泵可能包括电磁促动式往复活塞泵。电磁促动式往复活塞泵可能包括螺线管促动式正排量泵。在该布置的情况下，电子润滑油泵的操作可以生成额外的热量以帮助对润滑油罐内的润滑油加热(升温)。如果实现其它泵送布置也将可能是这种情况；例如，机械泵也可能会通过操作期间的摩擦而生成一些热量。如上所述，存在用于对润滑油加热(升温)的若干热源，包括来自燃油的热传递以及来自电子润滑油泵的操作的可用热量。对润滑油加热在某些情况下可能是有利的；例如，当启动时以及对于可能会遭遇高海拔操作条件或寒冷环境中的长时间操作的UAV发动机。关于来自燃油的热传递，燃油可以从各种源头积聚热量，所述各种源头包括例如由与燃油接触的燃油泵的操作生成的热量，以及来自内燃机本身的热量。来自内燃机的热量可能借助于传导和/或通过燃油容器与发动机之间的燃油循环的热传递(在燃油输送系统包括用于将过量燃油返回至燃油容器的再循环回路的情况下)。关于来自电子润滑油泵的热传递，热量可以通过电子润滑油泵的操作以若干方式生成。首先，电子润滑油泵的只操作将可能生成热量。举例来说，在电子润滑油泵包括电磁促动式活塞泵的情况下，可能存在适合由电源提供能量的电磁线圈，其中线圈通电会生成热量。另外，热量也将可能通过当泵内的活塞移动时的摩擦效应生成。其次，可以根据预定义的控制策略操作电子润滑油泵以提供额外的热量。举例来说，在电子润滑油泵包括电磁促动式活塞泵的情况下，线圈的过度通电可以用于对泵加热并且因此对所述泵周围的润滑油加热。换句话说，可以使电磁线圈通电一段比泵的冲程时间长的时间，借此额外的能量作为热量耗散，所述额外的能量因为活塞位于其冲程的终端所以不会诱发活塞的进一步移动。换句话说，可以使电磁线圈通电一段时间，以引起对润滑油加热而无需泵连续地泵送润滑油。以此方式，电子润滑油泵可操作以生成额外的热量，以帮助对润滑油加热(升温)而无需泵送任何额外的润滑油。电子润滑油泵可以由诸如像用于UAV发动机的发动机控制单元(ECU)等控制器进行控制。所述控制器可操作以改变电磁线圈的通电周期，从而影响润滑油加热策略。根据本专利技术的第二方面，提供具有根据本专利技术的第一方面的燃油和润滑系统的运载工具。所述运载工具可能具有内燃机，所述内燃机可使用从燃油和润滑系统接收的燃油和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括燃油容器和润滑油容器的燃油和润滑系统，其中所述润滑油容器与所述燃油容器成一体，并且其中所述燃油容器包括主罐和补充罐，所述补充罐可以从所述主罐接收燃油，并且可以从所述补充罐输送燃油至发动机。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.19 AU 20159005791.一种包括燃油容器和润滑油容器的燃油和润滑系统，其中所述润滑油容器与所述燃油容器成一体，并且其中所述燃油容器包括主罐和补充罐，所述补充罐可以从所述主罐接收燃油，并且可以从所述补充罐输送燃油至发动机。2.根据权利要求1所述的燃油和润滑系统，其中所述润滑油容器容纳在所述燃油容器内，或者定位成紧邻所述燃油容器。3.根据权利要求2所述的燃油和润滑系统，其中所述润滑油容器容纳在所述燃油容器的内部。4.根据权利要求3所述的燃油和润滑系统，其中所述润滑油容器容纳在所述燃油容器的所述主罐的内部。5.根据前述权利要求中任一项所述的燃油和润滑系统，其中所述补充罐与所述主罐相关联，由此所述主罐和所述补充罐协作以提供所述燃油容器。6.根据权利要求5所述的燃油和润滑系统，其中所述补充罐容纳在所述主罐内或紧邻所述主罐。7.根据权利要求6所述的燃油和润滑系统，其中所述补充罐容纳在所述主罐的内部。8.根据前述权利要求中任一项所述的燃油和润滑系统，其进一步包括用于将所述燃油容器内的燃油从所述主罐传递至所述补充罐的传递系统。9.根据权利要求8所述的燃油和润滑系统，其中所述传递系统包括传递泵。10.根据权利要求9所述的燃油和润滑系统，其中所述传递泵包括通过从所述发动机返回燃油流至所述燃油容器而提供的喷射泵。11.根据前述权利要求中任一项所述的燃油和润滑系统，其中所述润滑油容器包括容纳在所述燃油容器的所述主罐的内部的润滑油罐。12.根据权利要求11所述的燃油和润滑系统，其进一步包括用于从所述润滑油罐输送润滑油至所述发动机的润滑油泵。13.根据权利要求12所述的燃油和润滑系统，其中所述润滑油泵容纳在所述润滑油罐内。14.根据权利要求12或13所述的燃油和润滑系统，其中所述润滑油泵包括电子润滑油泵。15.根据权利要求14所述的燃油和润滑系统，其中所述电子润滑油泵包括电磁促动式泵。16.根据权利要求15所述的燃油和润滑系统，其中所述电磁促动式泵包括电磁促动式往复活塞泵。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·P·卡思卡特，S·J·考劳伊，N·科普林，J·H·塔布，C·M·布利士摩尔，D·A·雷尔顿，M·C·马斯喀特，
申请(专利权)人：奥比托澳大利亚有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU