本發(fā)明涉及航空技術領域，特別是涉及一種直升機用一體化復合式冷卻系統(tǒng)。

背景技術：

小型航空用四沖程活塞式發(fā)動機缸體冷卻系統(tǒng)(如圖1所示)和滑油冷卻系統(tǒng)(如圖2所示)多采用水冷與風冷結合的形式。

如圖1，小型航空用四沖程活塞式發(fā)動機缸體冷卻系統(tǒng)分為氣缸頭冷卻和氣缸壁冷卻，一般氣缸頭采用液體冷卻，而氣缸壁采用空氣冷卻。氣缸頭的冷卻系統(tǒng)是一個帶膨脹箱的封閉的循環(huán)系統(tǒng)，即通過曲軸驅動的水泵將冷卻液從散熱器壓向氣缸頭，帶走氣缸頭熱量后達到位于發(fā)動機頂端的膨脹箱，再利用冷卻液的重力勢能回流回散熱器，如此循環(huán)往復以達到冷卻氣缸頭的目的。膨脹箱帶有過壓閥和回流閥，其作用為冷卻液溫度升高時過壓閥打開，冷卻液流到溢流瓶中；溫度降低后，冷卻液又被吸回循環(huán)系統(tǒng)中，通過這種方式來維持循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)壓力。一般氣缸壁采用空氣冷卻，即采用相對發(fā)動機運動的冷空氣帶走氣缸壁上的熱量。

如圖2，小型航空用四沖程活塞式發(fā)動機滑油冷卻系統(tǒng)冷卻形式類似缸體的氣缸頭液體冷卻，即主油泵將滑油從滑油箱中吸出，通過滑油冷卻器到達各潤滑點，多余的滑油聚積在油槽中，然后被燃氣壓力送回滑油箱中。

上述發(fā)動機冷卻系統(tǒng)多應用于固定翼飛機，其發(fā)動機一般位于機體的最前端，對于氣缸壁冷卻來說，相對氣流速度較大且較為持續(xù)，經(jīng)過螺旋槳增壓，氣流的動能、流量和相對于發(fā)動機的位置都比較有利于氣缸壁的散熱。若將上述發(fā)動機冷卻系統(tǒng)應用于直升機中，旋翼下洗流無法像固定翼相對氣流那樣持續(xù)、高效的對氣缸壁進行散熱；氣缸頭散熱器與滑油冷卻器分立布置也與直升機緊湊高效的結構體系相悖。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種直升機用一體化復合式冷卻系統(tǒng)，以解決常規(guī)小型航空用四沖程活塞式發(fā)動機冷卻系統(tǒng)不適用于直升機的問題。本發(fā)明可將氣缸頭風冷、氣缸壁水冷和滑油冷卻集成到一起，具有重量輕、結構簡單、能耗較小、占用空間較小等特點，同時本發(fā)明還可以有效的解決直升機旋翼下洗流對氣缸壁風冷能力不足的問題。

本發(fā)明所采用的技術方案是：一種直升機用一體化復合式冷卻系統(tǒng)，主要包括散熱風扇罩、無刷電機、電機安裝架、散熱風扇、集成散熱器。散熱風扇安裝于無刷電機轉軸上，無刷電機機殼通過電機安裝架安裝在散熱風扇罩頂端，此時散熱風扇可內(nèi)襯于散熱風扇罩內(nèi)；散熱風扇罩與集成散熱器均安裝在發(fā)動機頂部，二者位置關系為散熱風扇罩置于集成散熱器的正上方。無刷電機通電后帶動散熱風扇以一定轉速旋轉，將發(fā)動機上端的空氣加壓加速后通過集成散熱器為其散熱，氣流繼續(xù)向下流動通過氣缸壁和氣缸壁并散熱。集成散熱器結構分為兩部分，一部分為滑油冷卻散熱器，另一部分為氣缸頭液體冷卻散熱器。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明解決了常規(guī)小型航空用四沖程活塞式發(fā)動機冷卻系統(tǒng)不適用于直升機的問題。本發(fā)明可將氣缸頭風冷、氣缸壁水冷和滑油冷卻集成到一起，具有重量輕、結構簡單、能耗較小、占用空間較小等特點；本發(fā)明的風扇系統(tǒng)在有效的對滑油冷卻散熱器和氣缸頭液體冷卻散熱器進行散熱的同時，還可以對氣缸頭進行附帶的風冷散熱，效果更好；本發(fā)明風扇轉速可調，可適用于不同的環(huán)境溫度，在達到良好散熱效果的同時降低能耗。

附圖說明

圖1小型航空用四沖程活塞式發(fā)動機氣缸體冷卻系統(tǒng)示意圖；

圖2小型航空用四沖程活塞式發(fā)動機滑油冷卻系統(tǒng)示意圖；

圖3直升機用一體化復合式冷卻系統(tǒng)組成示意圖；

圖4集成散熱器組成示意圖；

圖5直升機用一體化復合式冷卻系統(tǒng)工作示意圖；

圖中符號說明如下：

1、散熱風扇罩；2、無刷電機；3、電機安裝架；4、散熱風扇；5、集成散熱器；6、滑油冷卻散熱器；7、氣缸頭液體冷卻散熱器；8、發(fā)動機；9、高溫冷卻液；10、低溫冷卻液；11、高溫滑油；12、低溫滑油；13、冷卻氣流；14、滑油瓶。

具體實施方式

見圖3—圖5，下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種直升機用一體化復合式冷卻系統(tǒng)，以解決常規(guī)小型航空用四沖程活塞式發(fā)動機冷卻系統(tǒng)不適用于直升機的問題。

參見圖3-圖5，與本實施例的直升機用一體化復合式冷卻系統(tǒng)相關的系統(tǒng)構成如下：

散熱風扇4安裝于無刷電機2轉軸上，無刷電機2機殼通過電機安裝架3安裝在散熱風扇罩1頂端，此時散熱風扇4可內(nèi)襯于散熱風扇罩1內(nèi)；散熱風扇罩1與集成散熱器5均安裝在發(fā)動機頂部，二者位置關系為散熱風扇罩1置于集成散熱器5的正上方。無刷電機2通電后帶動散熱風扇3以一定轉速旋轉，將發(fā)動機8上端的空氣加壓加速后通過集成散熱器5為其散熱，氣流繼續(xù)向下流動通過氣缸壁并散熱。集成散熱器5結構分為兩部分，一部分為滑油冷卻散熱器6，另一部分為氣缸頭液體冷卻散熱器7。

參見圖3-圖5，本實施例冷卻過程如下：

發(fā)動機8啟動時，啟動無刷電機2帶動散熱風扇4從散熱風扇罩1頂端將環(huán)境中較冷的空氣吸入，采用軸流風扇的形式將冷空氣吹向集成散熱器5，通過集成散熱器5后空氣繼續(xù)向下流動吹向氣缸壁與氣缸頭，氣流流向如圖5中冷卻氣流13所示。與此同時，發(fā)動機8內(nèi)滑油泵及水泵也同時工作。氣缸頭冷卻系統(tǒng)內(nèi)低溫冷卻液10經(jīng)過氣缸頭后變?yōu)楦邷乩鋮s液9，高溫冷卻液9從氣缸頭流向集成散熱器5的氣缸頭液體冷卻散熱器7中，經(jīng)過冷卻氣流13的冷卻作用，高溫冷卻液9轉化為低溫冷卻液10，在發(fā)動機8中水泵的作用下流回氣缸頭，如此循環(huán)往復以持續(xù)的為氣缸頭進行散熱；滑油冷卻系統(tǒng)內(nèi)低溫滑油12經(jīng)過發(fā)動機8的各機構后變?yōu)楦邷鼗?1，在滑油泵作用下高溫滑油11從發(fā)動機8底部油盒流回滑油瓶14中，在壓力作用下高溫滑油11從滑油瓶中流出并流向滑油冷卻散熱器6，經(jīng)過冷卻氣流13的冷卻作用，高溫滑油11轉化為低溫滑油12，之后低溫滑油12從滑油冷卻散熱器6流向發(fā)動機8，如此循環(huán)往復，以保持滑油在較低溫度下對發(fā)動機8各機構部件的正常潤滑。

本實施例中無刷電機2轉速可調節(jié)，在不同環(huán)境溫度下，調節(jié)無刷電機2轉速和功率，可以使本發(fā)明既能滿足發(fā)動機的散熱需求，又能達到降低能耗的效果。

本發(fā)明提供的直升機用一體化復合式冷卻系統(tǒng)，解決了常規(guī)小型航空用四沖程活塞式發(fā)動機冷卻系統(tǒng)不適用于直升機的問題。本發(fā)明可將氣缸頭風冷、氣缸壁水冷和滑油冷卻集成到一起，具有重量輕、結構簡單、能耗較小、占用空間較小等特點；本發(fā)明的風扇系統(tǒng)在有效的對滑油冷卻散熱器和氣缸頭液體冷卻散熱器進行散熱的同時，還可以對氣缸頭進行附帶的風冷散熱，效果更好；本發(fā)明風扇轉速可調，可適用于不同的環(huán)境溫度，在達到良好散熱效果的同時降低能耗。