发动机空冷散热装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种发动机空冷散热装置，包括：风道部件(20)，安装在发动机的本体(60)上，风道部件(20)包括进风口(21)和出风口(22)，进风口(21)对应于发动机的整流罩(10)的入风口；调整机构(30)，设置在进风口(21)处，其中，风道部件(20)通过调整机构(30)调整进风口(21)处的气体过流面积。本实用新型的技术方案可以有效地解决现有技术中发动机的空冷散热性能不可控的问题。
【专利说明】发动机空冷散热装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及发动机【技术领域】，具体而言，涉及一种发动机空冷散热装置。
【背景技术】
[0002] 目前，在电力巡检领域，为了提高巡检效率以及减少人力劳动强度，常用电力巡检 无人机代替传统的人工巡检。电力巡检无人机因其使用特点和使用环境的要求，一般为小 型固定翼无人机，动力装置多选用小型活塞发动机。由于电力巡检无人机需要在特殊区域 (高原、低温地区）、不同温度（春夏秋冬四季）的环境下进行常规巡检作业，而这些工作环 境温度的变化范围较大，一般在-40°c?+ 60°C范围之间，这就对巡检无人机的动力系统 提出了严格的要求。
[0003] 小型活塞发动机正常工作时，发动机汽缸的缸体温度应保持在150°C?220°C之 间，这样发动机才会发挥出最佳效能。汽缸温度偏低或者偏高都会降低发动机输出功率，汽 缸温度过低会导致燃油燃烧不充分从而引起发动机灭车现象；而汽缸温度过高会导致塞环 过热变形从而引起发动机的拉缸现象，无论哪种现象发生都会对无人机的飞行作业产生致 命影响。
[0004] 目前，小型活塞发动机一般采用风冷和水冷技术来控制发动机的汽缸温度。水冷 技术是通过在发动机汽缸周围设置循环水流系统，将发动机的汽缸产生的热量传递给循环 水流，再将循环水流的热量通过风扇和散热片等装置散热，这样就起到了对发动机汽缸降 温的目的。水冷技术降温效果较为明显且比较稳定，但是在实施起来比较复杂难度也较大。 而且由于水冷系统自身的结构重量较沉，会影响到电力巡检无人机的飞行效率。而风冷技 术是直接利用空气流（推进式无人机的飞行迎风来流或者拉进式无人机的螺旋桨滑流）在 发动机汽缸表面上流过，将发动机汽缸少量温度带走，从而起到发动机降温的作用。空气流 的流量多少和流速大小，完全取决于无人机的飞行速度和发动机整流罩的进气设计。而巡 检无人机需要满足巡检作业要求，一般飞行速度都是固定不变的或者变化很小的，且发动 机整流罩一旦设计完成其散热性能也就固定不变了。这样就限制了发动机的散热能力，使 得巡检无人机不能适应上述的环境变化要求，从而制约了巡检无人机的使用。 实用新型内容
[0005] 本实用新型旨在提供一种发动机空冷散热装置，以解决现有技术中发动机的空冷 散热性能不可控的问题。
[0006] 为了实现上述目的，本实用新型提供了一种发动机空冷散热装置，包括：风道部 件，安装在发动机的本体上，风道部件包括进风口和出风口，进风口对应于发动机的整流罩 的入风口；调整机构，设置在进风口处，其中，风道部件通过调整机构调整进风口处的气体 过流面积。
[0007] 进一步地，调整机构包括挡风板、电机以及连接在挡风板和电机之间的传动机构， 电机安装在风道部件的外侧，电机通过传动机构驱动挡风板运动，以使挡风板可移动地设 置在进风口处。
[0008] 进一步地，进风口的外侧设置有扩口部，扩口部的第一开口形状与进风口形状相 同并与进风口固定连接，扩口部的第二开口的面积大于第一开口的面积，第二开口所在平 面平行于第一开口所在平面，并且，第二开口与第一开口之间通过流线型连接面连接。
[0009] 进一步地，风道部件还包括风道部件本体，风道部件本体呈长方体形状，风道部件 本体的侧面的中上部设置有进风口，风道部件本体的底面上设置有出风口。
[0010] 进一步地，传动机构包括摆杆，挡风板上开有第一导向槽，第一导向槽垂直于挡风 板的运动方向，摆杆的第一端安装在电机的输出轴上，摆杆的第二端与第一导向槽活动连 接。
[0011] 进一步地，进风口处设置有用于导向挡风板边沿的滑槽，滑槽为两个，对称地设置 在进风口的两侧。
[0012] 进一步地，进风口的外侧设置有导向件，挡风板上开设有与导向件相配合的第二 导向槽，第二导向槽垂直于第一导向槽。
[0013] 进一步地，导向件包括坚杆和导向柱，坚杆架设在进风口处，导向柱设置在坚杆 上，第二导向槽与导向柱相配合。
[0014] 进一步地，发动机空冷散热装置还包括支架，支架设置在发动机的本体的外侧并 与发动机的本体固定连接，支架包括与发动机的本体左右两侧贴合的两个侧板，风道部件 为两个，两个风道部件对称设置在侧板的外侧。
[0015] 进一步地，侧板上对应于发动机的火花塞的位置处开设有与发动机的点火z?帽相 适配的第一孔，风道部件上与第一孔相对应的位置处开设有第二孔。
[0016] 应用本实用新型的技术方案，在发动机的本体上设置风道部件，该风道部件的进 风口对应于整流罩的入风口。进风口处设置有调整机构，进风口通过调整机构调整气体过 流面积的大小，进而控制发动机空冷散热装置的散热性能。当电力巡检无人机处于爬升飞 行状态或者处于夏季温度较高的环境时，调整机构调整进风口的气体过流面积最大化，这 时就可以增强发动机空冷散热装置的散热性能，避免汽缸温度过高会导致塞环过热变形从 而引起发动机的拉缸现象。当电力巡检无人机处于巡航飞行状态或者在春秋季节温度适中 的环境时，调整机构调整进风口的气体过流面积适中，这样就可以保证发动机自身散发的 热量与空气流动传递带走的热量基本相当，就可以保持气缸温度在合适的范围内。而当电 力巡检无人机处于降高飞行状态或者冬季温度较低的环境下时，调整机构调整进风口完全 关闭，这样发动机的缸体自身散发的热量高于空气流动传递带走的热量，可以给发动机起 到保温效果。这样，本实用新型的发动机空冷散热装置就可以从控制发动机散热性能的方 面使得发动机的缸体保持在合适的温度范围内，进而保证发动机发挥出最佳的效能。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用 新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。 在附图中：
[0018] 图1示出了根据本实用新型的发动机空冷散热装置的实施例的结构示意图；
[0019] 图2示出了图1的发动机空冷散热装置的风道部件的结构示意图；
[0020] 图3示出了图1的发动机空冷散热装置的调整机构的结构示意图；
[0021] 图4示出了图3的调整机构的完全开状态结构示意图；
[0022] 图5示出了图3的调整机构的半开状态结构示意图；
[0023] 图6示出了图3的调整机构的完全关状态结构示意图；
[0024] 图7示出了图1的发动机空冷散热装置的俯视示意图；
[0025] 图8示出了图1的发动机空冷散热装置的侧视示意图；以及
[0026] 图9示出了图8的发动机空冷散热装置的风道部件结构示意图。
[0027] 上述附图包括以下附图标记：
[0028] 10、整流罩；20、风道部件；21、进风口；22、出风口；23、第二孔；30、调整机构；31、 挡风板；32、电机；33、摆杆；34、第一导向槽；35、滑槽；36、第二导向槽；37、坚杆；38、导向 柱；40、扩口部；50、支架；51、侧板；60、发动机的本体；61、点火云帽。
【具体实施方式】
[0029] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0030] 如图1和图2所示，本实施例的发动机空冷散热装置包括：风道部件20和调整机 构30。风道部件20安装在发动机的本体60上，风道部件20包括进风口 21和出风口 22， 进风口 21对应于发动机的整流罩10的入风口。调整机构30设置在进风口 21处。其中， 风道部件20通过调整机构30调整进风口 21处的气体过流面积。
[0031] 应用本实施例的技术方案，在发动机的本体60上设置风道部件20,该风道部件20 的进风口 21对应于整流罩10的入风口。进风口 21处还设置有调整机构30,进风口 21通 过调整机构30调整气体过流面积的大小，进而控制发动机空冷散热装置的散热性能。当电 力巡检无人机处于爬升飞行状态或者处于夏季温度较高的环境时，调整机构30调整进风 口 21的气体过流面积最大化，这时就可以增强发动机空冷散热装置的散热性能，避免汽缸 温度过高会导致塞环过热变形从而引起发动机的拉缸现象。当电力巡检无人机处于巡航飞 行状态或者在春秋季节温度适中的环境时，调整机构30调整进风口 21的气体过流面积适 中，这样就可以保证发动机自身散发的热量与空气流动传递带走的热量基本相当，就可以 保持气缸温度在合适的范围内。而当电力巡检无人机处于降高飞行状态或者冬季温度较低 的环境下时，调整机构30调整进风口 21完全关闭，这样发动机的缸体自身散发的热量高于 空气流动传递带走的热量，可以给发动机起到保温效果。这样，本实施例的发动机空冷散热 装置就可以从控制发动机散热性能的方面使得发动机的缸体保持在合适的温度范围内，进 而保证发动机发挥出最佳的效能。
[0032] 如图4至图6所示，调整机构30包括挡风板31、电机32以及连接在挡风板31和 电机32之间的传动机构，电机32安装在风道部件20的外侧，电机32通过传动机构驱动挡 风板31运动，以使挡风板31可移动地设置在进风口 21处。这样，就可以方便地通过电机 32和传动机构驱动挡风板31运动，进而控制进风口 21气体过流面积的大小。
[0033] 如图3所示，在本实施例中，传动机构包括摆杆33,挡风板31上开有第一导向槽 34,第一导向槽34垂直于挡风板31的运动方向，摆杆33的第一端安装在电机32的输出轴 上，摆杆33的第二端与第一导向槽34活动连接。进风口 21处设置有用于导向挡风板31边 沿的滑槽35,滑槽35为两个，对称地设置在进风口 21的两侧。为了进一步增加挡风板31 运动的稳定性，进风口 21的外侧设置有导向件，挡风板31上开设有与导向件相配合的第二 导向槽36,第二导向槽36垂直于第一导向槽34。优选地，导向件包括坚杆37和导向柱38， 坚杆37架设在进风口 21处，导向柱38设置在坚杆37上，第二导向槽36与导向柱38相配 合。
[0034] 如图7所示，为了增强发动机空冷散热装置整体散热性能，进风口 21的外侧设置 有扩口部40,扩口部40的第一开口形状与进风口 21形状相同并与进风口 21固定连接，扩 口部40的第二开口的面积大于第一开口的面积，第二开口所在平面平行于第一开口所在 平面，并且，第二开口与第一开口之间通过流线型连接面连接。这样，就可以增大进入进风 口 21的气体流量，而流线型连接面的设置也使得扩口部40的导风效果更好。
[0035] 如图8所示，在本实施例中，风道部件20还包括风道部件本体呈长方体形状，风道 部件本体的侧面的中上部设置有进风口 21，风道部件本体的底面上设置有出风口 22。进风 口 21的位置与发动机的本体60的上部相对应，出风口 22的位置与发动机的本体60的下 部相对应。当空气流从进风口 21入风道部件20后，可以从汽缸的上表面向下表面的方向 以及从汽缸前表面向后表面的方向进行全方位空气冷却，低温的空气流经汽缸的散热表面 时，空气通过热传导效应带走气缸产生的热量，最后被加热的空气从风道部件20底面的出 风口 22排出。
[0036] 如图7和图8所示，在本实施例中，发动机空冷散热装置还包括支架50，支架50设 置在发动机的本体60的外侧并与发动机的本体60固定连接，支架50包括与发动机的本体 60左右两侧贴合的两个侧板51，风道部件20为两个，两个风道部件20对称设置在侧板51 的外侧。这样，可以从发动机的两个侧面上对发动机的散热性能进行控制，使得发动机可以 保持在合适的温度范文内，保证发动机的最佳效能。
[0037] 如图9所示，为了使得本实施例的发动机空冷散热装置结构更加紧凑，侧板51上 对应于发动机的火花塞的位置处开设有与发动机的点火云帽61相适配的第一孔，风道部 件20上与第一孔相对应的位置处开设有第二孔23。优选地，第二孔23为葫芦形孔。这样 可以在保证在原有的电力巡检无人机结构不发生较大的变化的前提下保持无人机的结构 紧凑。
[0038] 本实用新型的实施例已经过了实际的飞行验证，在夏季工作环境温度在40°C时， 无人机在爬升飞行状态下，采用图4示出的进风口 21全开的工作状态，发动机的汽缸温度 能控制在220°C左右；冬季工作环境温度在_20°C时，无人机在降高飞行条件下，采用图6示 出的进风口 21全关的工作状态，发动机的汽缸温度能够控制在150°C左右。实验结果表面， 本实施例的发动机空冷散热装置通过对发动机散热性能的控制，有效地使得发动机的温度 保持在合适的范围内，保证发动机发挥出最佳的效能。
[0039] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本 领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种发动机空冷散热装置，其特征在于，包括： 风道部件（20)，安装在发动机的本体（60)上，所述风道部件（20)包括进风口（21)和 出风口（22)，所述进风口（21)对应于所述发动机的整流罩（10)的入风口； 调整机构（30)，设置在所述进风口（21)处， 其中，所述风道部件（20)通过所述调整机构（30)调整所述进风口（21)处的气体过流 面积。
2. 根据权利要求1所述的发动机空冷散热装置，其特征在于，所述调整机构（30)包括 挡风板（31)、电机（32)以及连接在所述挡风板（31)和所述电机（32)之间的传动机构，所 述电机（32)安装在所述风道部件（20)的外侧，所述电机（32)通过所述传动机构驱动所述 挡风板（31)运动，以使所述挡风板（31)可移动地设置在所述进风口（21)处。
3. 根据权利要求2所述的发动机空冷散热装置，其特征在于，所述进风口（21)的外侧 设置有扩口部（40)，所述扩口部（40)的第一开口形状与所述进风口（21)形状相同并与所 述进风口（21)固定连接，所述扩口部（40)的第二开口的面积大于所述第一开口的面积，所 述第二开口所在平面平行于所述第一开口所在平面，并且，所述第二开口与所述第一开口 之间通过流线型连接面连接。
4. 根据权利要求2所述的发动机空冷散热装置，其特征在于，所述风道部件（20)还包 括风道部件本体，所述风道部件本体呈长方体形状，所述风道部件本体的侧面的中上部设 置有所述进风口（21)，所述风道部件本体的底面上设置有所述出风口（22)。
5. 根据权利要求2所述的发动机空冷散热装置，其特征在于，所述传动机构包括摆 杆（33)，所述挡风板（31)上开有第一导向槽（34)，所述第一导向槽（34)垂直于所述挡风 板（31)的运动方向，所述摆杆（33)的第一端安装在所述电机（32)的输出轴上，所述摆杆 (33)的第二端与所述第一导向槽（34)活动连接。
6. 根据权利要求2所述的发动机空冷散热装置，其特征在于，所述进风口（21)处设置 有用于导向所述挡风板（31)边沿的滑槽（35)，所述滑槽（35)为两个，对称地设置在所述进 风口（21)的两侧。
7. 根据权利要求5所述的发动机空冷散热装置，其特征在于，所述进风口（21)的外侧 设置有导向件，所述挡风板（31)上开设有与所述导向件相配合的第二导向槽（36)，所述第 二导向槽（36)垂直于所述第一导向槽（34)。
8. 根据权利要求7所述的发动机空冷散热装置，其特征在于，所述导向件包括坚杆 (37)和导向柱（38)，所述坚杆（37)架设在所述进风口（21)处，所述导向柱（38)设置在所 述坚杆（37)上，所述第二导向槽（36)与所述导向柱（38)相配合。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的发动机空冷散热装置，其特征在于，所述发动机 空冷散热装置还包括支架（50)，所述支架（50)设置在所述发动机的本体（60)的外侧并与 所述发动机的本体￠0)固定连接，所述支架（50)包括与所述发动机的本体￠0)左右两侧 贴合的两个侧板（51)，所述风道部件（20)为两个，两个所述风道部件（20)对称设置在所述 侧板（51)的外侧。
10. 根据权利要求9所述的发动机空冷散热装置，其特征在于，所述侧板（51)上对应于 所述发动机的火花塞的位置处开设有与所述发动机的点火云帽（61)相适配的第一孔，所 述风道部件（20)上与所述第一孔相对应的位置处开设有第二孔（23)。
【文档编号】F01P7/02GK203879605SQ201420314278
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】吴润宇, 邢蕊 申请人:国家电网公司, 国网北京市电力公司