本發(fā)明屬于航空領(lǐng)域，涉及一種機(jī)載發(fā)電機(jī)冷卻裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)于渦輪螺旋槳飛機(jī)而言，由于其燃油消耗量小，若采用飛機(jī)燃油對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行冷卻，由此給飛機(jī)燃油系統(tǒng)帶來的熱沉往往無法接受；若采用外界空氣對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行冷卻，在地面慢車、起飛和降落等低速狀態(tài)，僅依靠沖壓作用進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)艙的空氣量十分有限，無法滿足發(fā)電機(jī)冷卻需求；若從發(fā)動(dòng)機(jī)引出高速氣流，以期通過引射作用來增大發(fā)電機(jī)冷卻空氣量，又會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)性能的下降。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是：提供一種機(jī)載發(fā)電機(jī)的冷卻方法，以解決發(fā)電機(jī)在飛機(jī)全飛行包線范圍內(nèi)尤其是低速條件的冷卻問題，并且避免對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能以及發(fā)動(dòng)機(jī)艙外形設(shè)計(jì)造成的不利影響。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種機(jī)載發(fā)電機(jī)冷卻裝置，其特征在于，它包括：發(fā)電機(jī)組1、油泵2、釋壓閥3、第一過濾器4、滑油空氣冷卻系統(tǒng)、溫度旁通閥6、單向活門7和第二過濾器8；在發(fā)電機(jī)組1的殼體上有殼體進(jìn)油口1a、殼體出油口1b和殼體回油口1c，殼體出油口1b與油泵2的進(jìn)油口連通，油泵2的出油口同時(shí)與釋壓閥3的進(jìn)油口和第一過濾器4的進(jìn)油口連通，釋壓閥3出油口與殼體回油口1c連通；第一過濾器4的出油口同時(shí)與滑油空氣冷卻系統(tǒng)的進(jìn)油口和溫度旁通閥6的進(jìn)油口連通；滑油空氣冷卻系統(tǒng)的出油口和溫度旁通閥6的出油口同時(shí)與單向活門7的進(jìn)油口連通；單向活門7的出油口與第二過濾器8的進(jìn)油口連通，第二過濾器8的出油口與殼體進(jìn)油口1a連通；在發(fā)電機(jī)組1的殼體內(nèi)灌注有滑油；滑油空氣冷卻系統(tǒng)包括滑油空氣冷卻系統(tǒng)殼體、滑油散熱器5、排氣風(fēng)扇10和電動(dòng)機(jī)11；在滑油空氣冷卻系統(tǒng)殼體上有進(jìn)氣口9和排氣口12，進(jìn)氣口9與發(fā)動(dòng)機(jī)艙蒙皮進(jìn)氣口連通，排氣口12與發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)腔連通，排氣風(fēng)扇10和電動(dòng)機(jī)11安裝在滑油空氣冷卻系統(tǒng)殼體內(nèi)靠近排氣口12的位置，滑油散熱器5位于排氣風(fēng)扇10與進(jìn)氣口9之間，冷卻風(fēng)扇10與電動(dòng)機(jī)11同軸連接。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：提供了一種機(jī)載發(fā)電機(jī)的冷卻方法，解決了發(fā)電機(jī)在飛機(jī)全飛行包線范圍內(nèi)尤其是低速條件的冷卻問題，并且避免了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能以及發(fā)動(dòng)機(jī)艙外形設(shè)計(jì)造成的不利影響。具體體現(xiàn)在：
1、冷卻風(fēng)扇對(duì)外界空氣的抽吸作用，可增加進(jìn)入滑油散熱器的冷卻空氣量，從而滿足飛機(jī)全飛行包線，尤其是低速飛行條件下發(fā)電機(jī)滑油的冷卻需要，而無需從發(fā)動(dòng)機(jī)引氣，避免了發(fā)動(dòng)機(jī)性能的下降。
2、驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)的電源來自于發(fā)電機(jī)，冷卻風(fēng)扇與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速同步，發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)隨著發(fā)電機(jī)熱負(fù)荷的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)，因此冷卻風(fēng)扇無需額外的控制開關(guān)或轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置。
3、冷卻風(fēng)扇對(duì)外界空氣的抽吸作用，可強(qiáng)化滑油散熱器的對(duì)流換熱，有利于減小滑油散熱器的尺寸。
4、冷卻風(fēng)扇為軸流式，冷卻風(fēng)扇的迎風(fēng)面積與滑油散熱器的迎風(fēng)面積相當(dāng)，并且冷卻風(fēng)扇的抽吸作用還可簡(jiǎn)化發(fā)動(dòng)機(jī)艙蒙皮進(jìn)氣口的設(shè)計(jì)，因此發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙外形的設(shè)計(jì)無不利的影響。
5、冷卻空氣經(jīng)冷卻風(fēng)扇壓縮后排氣壓力升高，在發(fā)動(dòng)機(jī)艙排氣空間有限的條件下，可允許冷卻空氣直接排至發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)。
附圖說明
圖1是發(fā)電機(jī)滑油冷卻系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1，一種機(jī)載發(fā)電機(jī)冷卻裝置，其特征在于，它包括：發(fā)電機(jī)組1、油泵2、釋壓閥3、第一過濾器4、滑油空氣冷卻系統(tǒng)、溫度旁通閥6、單向活門7和第二過濾器8；在發(fā)電機(jī)組1的殼體上有殼體進(jìn)油口1a、殼體出油口1b和殼體回油口1c，殼體出油口1b與油泵2的進(jìn)油口連通，油泵2的出油口同時(shí)與釋壓閥3的進(jìn)油口和第一過濾器4的進(jìn)油口連通，釋壓閥3出油口與殼體回油口1c連通；第一過濾器4的出油口同時(shí)與滑油空氣冷卻系統(tǒng)的進(jìn)油口和溫度旁通閥6的進(jìn)油口連通；滑油空氣冷卻系統(tǒng)的出油口和溫度旁通閥6的出油口同時(shí)與單向活門7的進(jìn)油口連通；單向活門7的出油口與第二過濾器8的進(jìn)油口連通，第二過濾器8的出油口與殼體進(jìn)油口1a連通；在發(fā)電機(jī)組1的殼體內(nèi)灌注有滑油；滑油空氣冷卻系統(tǒng)包括滑油空氣冷卻系統(tǒng)殼體、滑油散熱器5、排氣風(fēng)扇10和電動(dòng)機(jī)11；在滑油空氣冷卻系統(tǒng)殼體上有進(jìn)氣口9和排氣口12，進(jìn)氣口9與發(fā)動(dòng)機(jī)艙蒙皮進(jìn)氣口連通，排氣口12與發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)腔連通，排氣風(fēng)扇10和電動(dòng)機(jī)11安裝在滑油空氣冷卻系統(tǒng)殼體內(nèi)靠近排氣口12的位置，滑油散熱器5位于排氣風(fēng)扇10與進(jìn)氣口9之間，冷卻風(fēng)扇10與電動(dòng)機(jī)11同軸連接。
本發(fā)明的工作原理是：冷卻滑油經(jīng)發(fā)電機(jī)組進(jìn)油口1a流入發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸中，在離心力的作用下，通過噴射滑油來冷卻發(fā)電機(jī)線圈、二極管和軸承，滑油在重力的作用下匯集于發(fā)電機(jī)下方的集油槽中。集油槽內(nèi)的滑油經(jīng)發(fā)電機(jī)組出油口1b進(jìn)入油泵2增壓，由第一過濾器4過濾后，繼而進(jìn)入滑油散熱器5中與外界冷卻空氣進(jìn)行熱交換，冷卻后的滑油依次流經(jīng)單向活門7、第二過濾器8后再次回流至發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸中，由此構(gòu)成發(fā)電機(jī)滑油冷卻循環(huán)。各個(gè)組件之間通過軟管連接，以供發(fā)電機(jī)滑油流動(dòng)。
第一過濾器4和第二過濾器8分別對(duì)進(jìn)入滑油散熱器5、發(fā)電機(jī)組1的滑油進(jìn)行過濾，以保護(hù)滑油散熱器5和發(fā)電機(jī)組1。油泵2對(duì)管路中的滑油增壓，當(dāng)滑油壓力高于某一限定值時(shí)(如滑油循環(huán)流路阻塞時(shí))，釋壓閥3打開，將油泵2泵送的滑油直接返回至發(fā)電機(jī)組集油槽中。單向活門7防止滑油的倒流。
外界冷卻空氣從發(fā)動(dòng)機(jī)艙蒙皮上開有的獨(dú)立進(jìn)氣口9進(jìn)入滑油散熱器5中，通過冷卻風(fēng)扇10的抽吸作用，可增加尤其是飛機(jī)低速狀態(tài)下進(jìn)入滑油散熱器5的空氣量，使得所述發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)無需從發(fā)動(dòng)機(jī)引氣即可滿足飛機(jī)全飛行包線范圍內(nèi)發(fā)電機(jī)的冷卻需要，避免了發(fā)動(dòng)機(jī)性能的下降。
當(dāng)滑油散熱器5進(jìn)口滑油溫度低于某一限定值時(shí)，為避免滑油過冷卻，溫度旁路閥6打開，滑油不經(jīng)過滑油散熱器5冷卻。
冷卻風(fēng)扇10由電動(dòng)機(jī)11驅(qū)動(dòng)，而且電動(dòng)機(jī)11的電源來自于發(fā)電機(jī)。冷卻風(fēng)扇10與發(fā)電機(jī)同步工作，冷卻風(fēng)扇10的功率(對(duì)應(yīng)于冷卻空氣抽吸量)與發(fā)電機(jī)的散熱量成比例增減，因此冷卻風(fēng)扇10無需額外的控制開關(guān)或轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置。
冷卻風(fēng)扇10對(duì)外界空氣的抽吸作用，可增加冷卻空氣的流速，強(qiáng)化滑油散熱器5的對(duì)流換熱，有利于減小滑油散熱器5的尺寸。
冷卻風(fēng)扇10為軸流式，通過法蘭與滑油散熱器5出口連接，冷卻風(fēng)扇10迎風(fēng)面積與滑油散熱器5的迎風(fēng)面積相當(dāng)；另外，冷卻風(fēng)扇使得進(jìn)入滑油散熱器的空氣量增大，可簡(jiǎn)化發(fā)動(dòng)機(jī)艙蒙皮上進(jìn)氣口9的設(shè)計(jì)。發(fā)電機(jī)滑油冷卻系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙的外形設(shè)計(jì)不會(huì)造成不利的影響。
冷卻空氣經(jīng)冷卻風(fēng)扇10壓縮后排氣壓力升高，在發(fā)動(dòng)機(jī)艙空間有限的條件下，可允許冷卻空氣由排氣管12排至發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所采用的油泵2、釋壓閥3、第一過濾器4、單向活門7和第二過濾器8為成品件。在地面慢車狀態(tài)，環(huán)境條件為：高度H＝0m,速度V＝0km/h，冷卻空氣進(jìn)口壓力Pamb＝102.6kPa,冷卻空氣進(jìn)口溫度Tamb＝55℃。對(duì)于45kVA額定功率的發(fā)電機(jī)組1，滑油流量為10L，冷卻發(fā)電機(jī)后的熱滑油溫度為145℃，為將滑油冷卻至120℃以下，所需的冷卻空氣量為1000kg/h。
根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的空間限制，滑油散熱器5迎風(fēng)側(cè)的尺寸限制為160mm*145mm，實(shí)際設(shè)計(jì)的冷卻風(fēng)扇的直徑為143mm。冷卻風(fēng)扇與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速保持一致，均為11050轉(zhuǎn)/分。在發(fā)動(dòng)機(jī)艙蒙皮上開有NACA進(jìn)氣口和排氣百葉窗，分別與滑油空氣冷卻系統(tǒng)殼體上的進(jìn)氣口9和排氣口12聯(lián)通?？諝夂突驮诨蜕崞?中進(jìn)行熱交換后，空氣出口溫度為85℃，滑油出口溫度為114℃，滿足了滑油散熱器5出口滑油溫度(即發(fā)電機(jī)組1進(jìn)口滑油溫度)不超過120℃的要求。