一种航空风冷发动机新型热管理布局制造技术

本发明专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种航空风冷发动机新型热管理布局，其特征在于：包括发动机发动机本体，水箱

【技术实现步骤摘要】
一种航空风冷发动机新型热管理布局


[0001]本专利技术属于航空发动机
，尤其是涉及航空风冷发动机新型热管理布局
。

技术介绍

[0002]航空发动机因使用气候环境复杂，从常温的地面到寒冷的高空，从夏季到冬季，从热带到寒带，环境温度对航空发动机的可靠运行影响巨大，在高温和地面需要加强冷却，在高寒高空需要限制冷却，故如何实现有效的热管理一直以来都是行业内的大难题
。
[0003]飞行器的发展趋势为作业负载不断增加，飞行器和航空发动机均不断轻量化设计，风
(
空气
)
冷式发动机因结构简单
、
重量轻便在当前飞行器上大量配置
。
风冷式发动机即通过空气流过发动机表面带走热量进行降温
。
风冷的致命缺点就是冷却效率较低，很难满足发动机高温工况下的冷却需求
。
因同等质量条件下水的比热容为空气的4倍，所以在其他行业一般采用液冷方式进行闭式循环冷却
。
但是，如果增加液冷系统，则动力包结构尺寸和重量变化巨大，需新增储液结构
、
输送结构
、
散热结构以及大量的冷却液，发动机的复杂度增加，重量大大增加，严重影响飞行器布置设计和挂载重量
。
同时，在不需要强化冷却的高空巡航环境中，液冷系统反而成了重量负担
。
[0004]故，针对风冷式航空发动机使用特点，亟需采用一种更高效冷却而又可控的热管理布局解决方案
。
专利
技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种针对航空风冷发动机新型热管理布局，可以根据航空发动机使用热负荷特点，实现高温强化冷却和低温风冷的热管理控制，对飞行器设计影响最小化的问题
。
[0006]航空风冷小型发动机热管理方案设计，实现高温状态下强冷和低温状态下空冷的目的，控制风冷发动机在不同环境下的机体温度，保障发动机可靠性，延长使用寿命
。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种航空风冷发动机新型热管理布局，其特征在于：包括发动机发动机本体，水箱
、
水雾发生器
、
发动机控制器以及导流通道；
[0008]水箱是冷却水加注和储存结构，其容量根据发动机散热量进行计算确定
。
在水箱内部布置有液位传感器，用于监测剩余水量
。
水量不足时，
ECU
输出报警信号，提醒及时完成补水操作；
[0009]水雾发生器是水雾产生的核心结构，主要包含电子水泵
、
水管和高压喷嘴，其中电子水泵内部有控制器，由
ECU
输入需求流量，电子水泵基于需求流量计算需求转速从而控制油泵内的电机转动将水箱内的冷却水泵出，从而对水管进行加压，经过加压的高压水从喷嘴的小孔向空气中喷出形成水雾，发生器中各结构详细的尺寸和性能参数根据实际使用场景经过计算和试验确定；
[0010]发动机控制器通过液位传感器和温度的信号通道获得当前水箱内的水容量，基于当前发动机温度
ECU
判断是否需要强化冷却及冷却的需求流量，当发动机温度高于需要开
启温度后，电子水泵基于最小流量运行，当发动机温度持续增加则基于需求流量进行基于发动机需求温度的闭环控制，温度越高需求流量越高，电子水泵转速越高，发动机控制器基于液位传感器信号计算当前水壶内的水量，实时反馈给飞控用来监测是否需要加水，
[0011]导流通道是子啊正常风冷条件下为通风通道，空气来流通过该通道给发动机表面散热，水雾发生后进入该通道随同空气流一起流过发动机表面，进行汽化散热
。
[0012]本专利技术的有益效果：本专利技术在当前风
(
空气
)
冷式发动机上设计水雾发生系统
。
在飞行器地面起飞
、
低空加速飞行或高温作业环境下，水雾发生系统产生水雾，在风道的引导下到达高温部位
。
水雾在高温部位蒸发气化带走大量热量，实现高效冷却
。
同时，水雾系统对发动机来说属于减量，越用越少，通过精确计算可以实现地面高温强化冷却而高空寒冷环境无额外负载
。
从而既解决了强化冷却需求，又可最小限度的增加额外负重
。
[0013]以下将结合附图和实施例，对本专利技术进行较为详细的说明
。
附图说明
[0014]图1为专利技术的构造示意图
。
[0015]图中：1‑
水箱 2
‑
水雾发生器3‑
ECU
控制单元 4
‑
导流通道 5
‑
发动机本体
。
具体实施方式
[0016]申请文本中术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位
、
以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制
。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性
。
[0017]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通
。
对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义
。
[0018]实施例1，如图1所示，水箱1内安装液位传感器可以向发动机控制器反馈水箱内的水位，实时反馈当前水量提示操作人员是否需要加水
。
[0019]水雾发生器2内装有电子水泵
、
输送水管和高压喷嘴，电子水泵用来将水箱内的水泵出，通过水管输送到高压喷嘴，当电子水泵工作时加大水雾发生器水管内水压，当水压大于高压喷嘴的开启压力时，高压喷嘴开启将水雾喷到导流通道；
[0020]ECU
接收发动机温度传感器传过来的温度信号，基于当前发动机温度
ECU
判断是否需要强化冷却及冷却的需求流量，当发动机温度高于需要开启温度后电子水泵基于最小流量运行，当发动机温度持续增加则基于需求流量进行闭环控制，温度越高需求流量越高，电子水泵转速越高；
[0021]导流通道4基于发动机外部流场设计，设计原理为基于水雾接触发动机本体5接触面最大
。
水雾伴随空气流动，沿着导流通道4到达发动机高温部位
(
气缸
),
水雾和气缸的风冷散热翅片充分接触并气化，吸收大量热量，完成热交换
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种航空风冷发动机新型热管理布局，其特征在于：包括发动机发动机本体，水箱
、
水雾发生器
、
发动机控制器以及导流通道；水箱是冷却水加注和储存结构，其容量根据发动机散热量进行计算确定
。
在水箱内部布置有液位传感器，用于监测剩余水量
。
水量不足时，
ECU
输出报警信号，提醒及时完成补水操作；水雾发生器是水雾产生的核心结构，主要包含电子水泵
、
水管和高压喷嘴，其中电子水泵内部有控制器，由
ECU
输入需求流量，电子水泵基于需求流量计算需求转速从而控制油泵内的电机转动将水箱内的冷却水泵出，从而对水管进行加压...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国玺，胡志毅，侯建英，
申请(专利权)人：安徽砺德特种动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：