本发明涉及飞行器领域,尤其涉及一种用于飞行器的增程式发电系统及飞行器。
背景技术:
1、在低空经济快速发展的背景下,航空飞行器(特别是电动垂直起降飞行器,evtol)多采用增程发电动力系统。作为核心单元,发电机系统在工作时会产生大量热量,必须依赖高效可靠的冷却系统来保障运行稳定性。由于飞行器对动力总成的轻量化、紧凑化以及高可靠性有着严苛要求,冷却系统的性能表现直接关系到整机的作业效能与飞行安全。
2、然而,现有的发电机冷却方案多采用独立动力单元驱动油泵,或者通过外部传动结构进行动力耦合。这种方式不仅额外增加了传动结构和动力部件,导致系统整体体积较大且重量增加,难以满足飞行器的轻量化设计需求。同时,传统连接方式在航空工况下安装复杂且传动效率受限,在振动环境下容易出现连接件老化、机械磨损或传动冲击等问题,导致系统可靠性降低且维护成本高昂。此外,由于系统集成化程度有限,冷却回路的布局往往较为分散,难以保障在高负荷工况下的散热即时性。
3、故目前没有针对这些问题较好的解决方案,亟需一种用于飞行器的增程式发电系统的新设计方案。
技术实现思路
1、为了克服上述技术缺陷,本发明的目的在于提供一种用于飞行器的增程式发电系统及飞行器。
2、本发明公开了一种用于飞行器的增程式发电系统,增程式发电系统包括发电机组件和集成于发电机组件在第一方向上一侧的油泵组件;
3、发电机组件包括沿第一方向延伸的第一传动轴;油泵组件包括第二传动轴和油道;油道包括进油口和出油口,进油口与发电机组件连接,出油口与换热器连接;
4、第一传动轴和第二传动轴同轴设置,且第一传动轴与第二传动轴通过过盈配合固定连接,以使得当第一传动轴转动时,带动第二传动轴同步转动,从而将冷却液由进油口吸入并由出油口输送至换热器以进行散热。
5、优选地,第一传动轴的端部设有配合孔,第二传动轴的端部压入配合孔内形成过盈配合固定连接。
6、优选地,第一传动轴和第二传动轴的过盈配合公差范围为0.02mm-0.05mm。
7、优选地,第一传动轴和第二传动轴的配合端面的表面粗糙度ra≤0.8μm。
8、优选地,油泵组件还包括油泵壳体,发电机组件包括发电机壳体;油泵壳体设置于发电机壳体在第一方向上的一侧,并形成一容纳空间,用于容纳第二传动轴和油道;油泵壳体与发电机壳体固定连接;
9、油泵壳体和发电机壳体为铝合金材质。
10、优选地,油泵壳体和发电机壳体之间通过螺栓固定连接,且在连接处设置有耐油密封圈。
11、优选地,油泵组件为机械式油泵,包括内转子和外转子;内转子由第二传动轴带动旋转,并与外转子偏心啮合,以在油泵组件内部形成容积可变的泵腔,从而产生压力将冷却液吸入并排出。
12、优选地,内转子齿数为6至8齿;外转子齿数为7至9齿。
13、优选地,第二传动轴与内转子通过平键固定连接。
14、本申请的第二方面提供了一种飞行器,包括如前述中任一项所述的增程式发电系统。
15、采用了上述技术方案后,与现有技术相比,具有以下有益效果:
16、1.本申请提供的增程式发电系统,通过将油泵组件集成在发电机一侧,并利用传动轴间的过盈配合实现同轴直驱,在结构简化、轻量化及可靠性方面具有显著优势。该设计取消了独立驱动电机、皮带轮、联轴器等额外传动部件,大幅简化了动力总成结构,显著降低了系统的体积与重量,能够有效适配飞行器(特别是电动垂直起降飞行器,evtol)受限的安装空间与载重约束。在可靠性与散热效率方面,过盈配合传动稳定,消除了传统键连接或皮带传动在振动环境下易产生的间隙冲击、老化断裂等缺陷,降低了系统故障率与维护频次,能够适应飞行器严苛的运行工况。此外,同轴驱动确保了油泵与发电机转速的绝对同步,实现了冷却液的即时循环,避免了系统在启动阶段因散热滞后而导致的过热风险,保障了增程器在高负荷工况下的运行稳定性;
17、2.通过在第一传动轴端部设置配合孔并采用孔轴压入式结构,结合特定的过盈配合公差控制,确保了动力传递的高效性与装配结构的稳固性。这种设计能够保证在不同转速下,两轴之间具备充足的摩擦扭矩,有效防止因配合失效导致的动力中断。同时,通过严格限定配合端面的表面粗糙度,增加了界面的有效实际接触面积,能够显著降低高频振动下的应力集中,遏制微动磨损的产生。这一系列精密配合要求充分考虑了金属材料在飞行器宽温差环境下的热膨胀特性,确保了传动系统在长期服役过程中的结构完整性与机械寿命;
18、3.油泵壳体与发电机壳体的一体化集成设计,配合轻质高强度的铝合金材质,进一步实现了系统层面的空间优化与重量削减,提升了飞行器的能量效率与重心布局灵活性。壳体间形成的容纳空间不仅保护了内部传动部件,还缩短了冷却液的输送路径,降低了沿程压力损失。通过螺栓固定并辅以耐油密封圈的连接方式,为冷却回路提供了可靠的物理屏障,有效防止了冷却液渗漏对发电机电气安全造成的威胁。这种结构在保障飞行安全的同时,兼顾了快速拆装的便利性,显著降低了飞行器动力系统的长期维护成本;
19、4.油泵组件采用内啮合转子泵结构,利用内外转子偏心啮合产生的泵腔容积变化,实现了冷却液的稳定加压与均匀输送,确保散热需求与发热量的实时动态匹配。通过优化内、外转子的齿数配比,降低了流体泵送过程中的压力脉动,减少了系统振动。而在过盈配合承载主扭矩的基础上,增设平键固定作为辅助定位手段,构建了双重冗余的动力传递机制。这种冗余设计确保了在承受瞬态冲击或极端过载工况时,动力传递依然保持绝对同步,有效防止了冷却中断,为飞行器提供了深层的安全保障。
1.一种用于飞行器的增程式发电系统,其特征在于,所述增程式发电系统包括发电机组件和集成于所述发电机组件在第一方向上一侧的油泵组件;
2.如权利要求1所述的用于飞行器的增程式发电系统,其特征在于,所述第一传动轴的端部设有配合孔,所述第二传动轴的端部压入所述配合孔内形成所述过盈配合固定连接。
3.如权利要求1所述的用于飞行器的增程式发电系统,其特征在于,所述第一传动轴和所述第二传动轴的过盈配合公差范围为0.02mm-0.05mm。
4.如权利要求1所述的用于飞行器的增程式发电系统,其特征在于,所述第一传动轴和所述第二传动轴的配合端面的表面粗糙度ra≤0.8μm。
5.如权利要求1所述的用于飞行器的增程式发电系统,其特征在于,所述油泵组件还包括油泵壳体,所述发电机组件包括发电机壳体;所述油泵壳体设置于所述发电机壳体在所述第一方向上的一侧,并形成一容纳空间,用于容纳所述第二传动轴和所述油道;所述油泵壳体与所述发电机壳体固定连接;
6.如权利要求5所述的用于飞行器的增程式发电系统,其特征在于,所述油泵壳体和所述发电机壳体之间通过螺栓固定连接,且在连接处设置有耐油密封圈。
7.如权利要求1所述的用于飞行器的增程式发电系统,其特征在于,所述油泵组件为机械式油泵,包括内转子和外转子;所述内转子由所述第二传动轴带动旋转,并与所述外转子偏心啮合,以在所述油泵组件内部形成容积可变的泵腔,从而产生压力将所述冷却液吸入并排出。
8.如权利要求7所述的用于飞行器的增程式发电系统,其特征在于,所述内转子齿数为6至8齿;所述外转子齿数为7至9齿。
9.如权利要求7所述的用于飞行器的增程式发电系统,其特征在于,所述第二传动轴与所述内转子通过平键固定连接。
10.一种飞行器,其特征在于,所述飞行器包括如权利要求1-9中任一项所述的增程式发电系统。