[發(fā)明專利]一種小型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)用風(fēng)冷系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811491388.4
• 申請(qǐng)日: 2018-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN109374302B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉金祥;呂航;焦慧超;李媛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M15/02
• 分類號(hào): G01M15/02;F01P5/02;F01P5/04
• 代理公司: 11639 北京理工正陽知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 鄔曉楠

本發(fā)明公開的一種小型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)用風(fēng)冷系統(tǒng)，屬于小型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括冷卻風(fēng)扇葉片、氣流后罩、臺(tái)架工裝板、通風(fēng)管、風(fēng)機(jī)、轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。通過前后雙向的冷卻氣流對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)冷，根據(jù)機(jī)體溫度場(chǎng)有針對(duì)性地在氣流后罩上設(shè)置氣流通道位置，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中各部位所需的冷卻條件，同時(shí)精簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)，能夠保證所述系統(tǒng)的高效化和緊湊化。前向的冷卻氣流由冷卻風(fēng)扇葉片提供，后向的冷卻氣流由風(fēng)機(jī)提供。冷卻風(fēng)扇葉片與轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)能保證其散熱功能適應(yīng)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速情況下的散熱需求，節(jié)省能耗，因此，通過前端同軸安裝的冷卻風(fēng)扇葉片代替大型風(fēng)機(jī)，能達(dá)到節(jié)省空間，節(jié)約成本，減小實(shí)驗(yàn)室噪音的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于小型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助設(shè)備，尤其涉及一種基于小型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的臺(tái)架試驗(yàn)用風(fēng)冷系統(tǒng)，屬于小型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在工作期間，由于可燃混合氣燃燒產(chǎn)生大量熱量，氣缸內(nèi)燃?xì)鉁囟群芨撸渲胁糠譄崃總鹘o前后端蓋、轉(zhuǎn)子、氣缸等零部件，為防止零部件溫度過高導(dǎo)致變形過大，甚至影響轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作，需要采取一定的冷卻方式將零部件承受的多余熱量散發(fā)到空氣中。對(duì)于排量較小的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)來說，由于體積較小，機(jī)體設(shè)計(jì)上沒有冷卻水道和冷卻油道，所以一般采用風(fēng)冷的方式。在發(fā)動(dòng)機(jī)的臺(tái)架試驗(yàn)中，需要有不斷流動(dòng)的空氣與轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行對(duì)流換熱，使機(jī)體溫度保持在一定范圍內(nèi)，來滿足轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)的要求。目前很多風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的臺(tái)架試驗(yàn)尚無輔助風(fēng)冷系統(tǒng)，一般使用大功率風(fēng)扇或風(fēng)機(jī)產(chǎn)生高速氣流來冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)，具有占用空間大、成本高、噪音大以及散熱效果不好的問題。為了滿足轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)過程中的冷卻需求，防止機(jī)體溫度過高，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷系統(tǒng)的研究就有了非常重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)傳統(tǒng)風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)中沒有可靠的風(fēng)冷系統(tǒng)，或者采用的風(fēng)冷設(shè)備占用空間大、成本高、噪音大以及散熱效果不好的問題。本發(fā)明公開的一種小型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)用風(fēng)冷系統(tǒng)要解決的技術(shù)問題是：提供一種結(jié)構(gòu)合理、工作可靠的臺(tái)架試驗(yàn)用轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷系統(tǒng)，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中的冷卻條件，同時(shí)在最大程度上精簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)，能夠保證小型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)風(fēng)冷系統(tǒng)的高效化和緊湊化。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明公開的一種小型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)用風(fēng)冷系統(tǒng)，包括冷卻風(fēng)扇葉片、氣流后罩、臺(tái)架工裝板、通風(fēng)管、風(fēng)機(jī)、轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。

冷卻風(fēng)扇葉片用于產(chǎn)生快速且持續(xù)的氣流，將轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)前端蓋的熱量傳導(dǎo)到空氣中。冷卻風(fēng)扇葉片安裝在轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)偏心軸末端，與偏心軸同軸同時(shí)進(jìn)行穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)偏心軸輸出轉(zhuǎn)速保持一致。冷卻風(fēng)扇葉片與轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)能保證其散熱功能適應(yīng)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速情況下的散熱需求，即轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速情況下散熱需求大，低轉(zhuǎn)速情況下散熱需求小。并且冷卻風(fēng)扇葉片與轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)能夠節(jié)省能耗。冷卻風(fēng)扇葉片為軸流式風(fēng)扇葉片，出風(fēng)方向沿風(fēng)扇軸的方向，正對(duì)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)前端蓋散熱片。

快速且持續(xù)的氣流中快速指適應(yīng)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速。

氣流后罩將轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)后端蓋牢牢罩住，外輪廓與轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)后端蓋一致。氣流后罩后端面打有螺紋孔和氣流通道。內(nèi)圈的螺紋孔與轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)后端蓋連接，起到定位和固定的作用。外圈的螺紋孔與臺(tái)架工裝板連接，將轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)和氣流后罩整體固定在臺(tái)架工裝板上。在工作期間轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的熱量來源為點(diǎn)燃的可燃混合氣，故轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體溫度分布規(guī)律為：作功沖程位置的溫度最高，排氣沖程位置溫度次之，壓縮沖程位置溫度較低，進(jìn)氣沖程位置溫度最低。所以，氣流后罩上的氣流通道位置分別與轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮、作功和排氣沖程的位置一致，在進(jìn)氣沖程對(duì)應(yīng)位置不設(shè)氣流通道。氣流后罩背部有向下凹的圓盤形的引流槽，接收從后部吹來的氣流并通過四周的氣流通道將氣流引入氣流后罩內(nèi)部，吹向轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)后端蓋散熱片，從而根據(jù)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度分布特點(diǎn)有針對(duì)性地對(duì)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行散熱冷卻。