国网福建省电力有限公司电力科学研究院;国网福建省电力有限公司;国家电网有限公司张伟豪获国家专利权
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龙图腾网获悉国网福建省电力有限公司电力科学研究院;国网福建省电力有限公司;国家电网有限公司申请的专利一种中重载无人直升机散热系统及其控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120003749B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-16发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510495297.1,技术领域涉及:B64U20/90;该发明授权一种中重载无人直升机散热系统及其控制方法是由张伟豪;吴文斌;陈金玉;梁曼舒;王仁书;林承华;陈卓磊;姚书凝;吴晓杰;韩腾飞设计研发完成,并于2025-04-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种中重载无人直升机散热系统及其控制方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种中重载无人直升机散热系统,包括:发动机单回路水冷模块,连接发动机冷却液回路及水油混合模块,用于冷却发动机冷却液;发动机单回路油冷模块,连接发动机滑油回路及水油混合模块,用于冷却发动机滑油;发动机水油混合模块,连接单回路水冷模块、发动机冷却液回路、单回路油冷模块及发动机滑油回路,用于进一步冷却发动机冷却液和滑油;发动机单回路风冷模块,连接发动机进气道,用于冷却发动机进气;主减速器单回路油冷模块,连接主减速器滑油回路,用于冷却主减速器滑油;控制模块,用于控制各模块协同工作。该散热系统有利于对处于高原地区中的中重载无人直升机进行快速、有效的散热,从而提高中重载无人直升机的工作稳定性。
本发明授权一种中重载无人直升机散热系统及其控制方法在权利要求书中公布了:1.一种中重载无人直升机散热系统,其特征在于,包括: 发动机单回路水冷模块,连接发动机冷却液回路以及发动机水油混合模块,包括水温传感器、第一水冷散热器和水冷风扇,用于冷却发动机冷却液; 发动机单回路油冷模块,连接发动机滑油回路以及发动机水油混合模块,包括油温传感器、第一油冷散热器和油冷风扇,用于冷却发动机滑油; 发动机水油混合模块,连接发动机单回路水冷模块、发动机冷却液回路、发动机单回路油冷模块以及发动机滑油回路,包括第二水冷散热器、第二油冷散热器以及混合模块风扇,用于进一步冷却发动机冷却液和发动机滑油; 发动机单回路风冷模块,连接发动机进气道,包括气温传感器、中冷散热器和风冷风扇,用于冷却发动机进气; 主减速器单回路油冷模块,连接主减速器滑油回路,包括减速器油温传感器、减速器油冷散热器和减速器油冷风扇,用于冷却主减速器滑油;以及 控制模块,分别与发动机单回路水冷模块、发动机单回路油冷模块、发动机水油混合模块、发动机单回路风冷模块和主减速器单回路油冷模块电性连接,用于控制各模块协同工作; 所述发动机单回路水冷模块安装于中重载无人直升机的机架上;所述发动机单回路水冷模块的第一水冷散热器分别通过水管连接发动机冷却液回路的引出端和发动机水油混合模块,所述水温传感器安装于第一水冷散热器前的水管上,以检测发动机的冷却液温度,所述水冷风扇安装于第一水冷散热器上,以加速第一水冷散热器散热;所述控制模块分别与水温传感器和水冷风扇的控制端电性连接,以获取发动机的冷却液温度,以及控制水冷风扇工作; 所述发动机单回路油冷模块安装于中重载无人直升机的机架上;所述发动机单回路油冷模块的第一油冷散热器分别通过油管连接发动机滑油回路的引出端和发动机水油混合模块,所述油温传感器安装于第一油冷散热器前的油管上,以检测发动机的滑油温度,所述油冷风扇安装于第一油冷散热器上,以加速第一油冷散热器散热;所述控制模块分别与油温传感器和油冷风扇的控制端电性连接,以获取发动机的滑油温度,以及控制油冷风扇工作; 所述发动机水油混合模块安装于中重载无人直升机的机架上;所述发动机水油混合模块中,第二水冷散热器分别通过水管连接发动机单回路水冷模块和发动机冷却液回路的回流端,第二油冷散热器分别通过油管连接发动机单回路油冷模块和发动机滑油回路的回流端;所述第二水冷散热器与第二油冷散热器上下层叠设置,所述混合模块风扇安装于第二水冷散热器与第二油冷散热器的层叠结构上,以在其工作时同时对第二水冷散热器和第二油冷散热器进行散热;所述控制模块与混合模块风扇的控制端电性连接,以控制混合模块风扇工作; 所述发动机单回路风冷模块安装于中重载无人直升机的机架上;所述发动机进气道包括第一气道和第二气道,所述第一气道进气端连接大气,以引入外部空气,所述发动机单回路风冷模块的中冷散热器分别通过气管连接第一气道出气端和第二气道进气端,所述第二气道出气端连接发动机进气口;所述气温传感器安装于中冷散热器前的气管上,以检测发动机的进气温度;所述风冷风扇安装于中冷散热器上,以加速中冷散热器散热;所述控制模块分别与气温传感器和风冷风扇的控制端电性连接,以获取发动机的进气温度,以及控制风冷风扇工作; 所述主减速器单回路油冷模块安装于中重载无人直升机的机架上;所述主减速器单回路油冷模块的减速器油冷散热器分别通过油管连接主减速器滑油回路的引出端和回流端,所述减速器油温传感器安装于减速器油冷散热器前的油管上,以检测主减速器的滑油温度,所述减速器油冷风扇安装于减速器油冷散热器上,以加速减速器油冷散热器散热;所述控制模块分别与减速器油温传感器和减速器油冷风扇的控制端电性连接,以获取主减速器的滑油温度,以及控制减速器油冷风扇工作; 所述中重载无人直升机散热系统的控制方法,包括以下步骤: S1、控制模块分别通过水温传感器、油温传感器、气温传感器和减速器油温传感器检测发动机的冷却液温度、滑油温度、进气温度和主减速器的滑油温度; S2、当水温传感器检测到发动机的冷却液温度达到设定的第一工作温度时,控制模块启动水冷风扇并按初始转速工作;当油温传感器检测到发动机的滑油温度达到设定的第二工作温度时,控制模块启动油冷风扇并按初始转速工作;当气温传感器检测到发动机的进气温度达到设定的第三工作温度时,控制模块启动风冷风扇并按初始转速工作;当减速器油温传感器检测到主减速器的滑油温度达到设定的第四工作温度时,控制模块启动减速器油冷风扇并按初始转速工作; S3、当水温传感器检测到发动机的冷却液温度持续升高,直至达到设定的第一超温温度时,控制模块启动发动机水油混合模块中的混合模块风扇,并通过PID控制算法控制水冷风扇增大转速,以加速发动机冷却液降温;当油温传感器检测到发动机的滑油温度持续升高,直至达到设定的第二超温温度时,控制模块启动发动机水油混合模块中的混合模块风扇,并通过PID控制算法控制油冷风扇增大转速,以加速发动机滑油降温;当气温传感器检测到发动机的进气温度持续升高,直至达到设定的第三超温温度时,控制模块通过PID控制算法控制风冷风扇增大转速,以加速发动机进气降温;当减速器油温传感器检测到主减速器的滑油温度持续升高,直至达到设定的第四超温温度时,控制模块通过PID控制算法控制减速器油冷风扇增大转速,以加速主减速器滑油降温; S4、当水温传感器检测到发动机的冷却液温度下降到第一工作温度时,控制模块控制水冷风扇减小转速至设定转速;当油温传感器检测到发动机的滑油温度下降到第二工作温度时,控制模块控制油冷风扇减小转速至设定转速;当控制模块监测到发动机的冷却液温度下降到第一工作温度且发动机的滑油温度下降到第二工作温度时,关闭发动机水油混合模块中的混合模块风扇;当气温传感器检测到发动机的进气温度下降到第三工作温度时,控制模块控制风冷风扇减小转速至设定转速;当减速器油温传感器检测到主减速器的滑油温度下降到第四工作温度时,控制模块控制减速器油冷风扇减小转速至设定转速; 通过PID控制算法调节风扇转速的计算公式为: 其中,nfan表示调节后的风速,no表示调节前的初始转速,e表示温度偏差,e=Tsensor-Tset,其中,Tsensor表示传感器检测到的温度,Tset表示设定的超温温度;Kp、Ki、Kd分别表示比例调节系数、积分调节系数、微分调节系数,其根据发动机功率和环境条件自适应调整: 其中,Kp0表示Kp的初始值,Peng表示发动机的实时功率,Pnom表示基准海拔下的额定功率,h表示当前海拔高度,H0表示基准海拔高度,Ki0表示Ki的初始值,ρ表示当前海拔空气密度,ρ0表示标准空气密度,Kd0表示Kd的初始值,Tair表示实时进气温度,T0表示基准温度; 当控制模块监测到发动机的进气温度超过设定的第三超温温度且当前海拔高度超过3000米时,控制模块通过PID控制算法计算出第一风冷风扇转速,同时通过以下公式计算出第二风冷风扇转速: nair-fan=no+kpTair-Tair-set 其中,nair-fan表示第二风冷风扇转速,n0表示初始转速,kp表示高原补偿系数,Tair表示实时进气温度,Tair-set表示设定的第三超温温度; 然后比较第一风冷风扇转速与第二风冷风扇转速,如果第一风冷风扇转速大于第二风冷风扇转速,则通过PID控制算法控制风冷风扇的转速,否则直接设定风冷风扇的转速为第二风冷风扇转速nair-fan。
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