一种动力系统冷却水套及无人机动力系统的制作方法

1.本发明涉及动力系统冷却技术领域，具体而言，涉及一种动力系统冷却水套及无人机动力系统。


背景技术：

2.随着人们对无人机性能要求的逐渐变高，无人机动力系统的冷却系统的设计变得尤为重要。现有无人机动力系统的冷却一般采用冷却水套，冷却水套包括相互连通的进气侧冷却区、火花塞冷却区及排气侧冷却区，冷却水套进水口进入的冷却液在进气侧冷却区、火花塞冷却区及排气侧冷却区之间循环流动，并可从出水口排出，由于各冷却区相互连通，水流速度及冷却效果基本一致，但进气侧、火花塞及排气侧这三个不同温度区间的实际散热要求却是不同的，这可能导致整体换热效率并不理想。


技术实现要素：

3.本发明旨在解决现有动力系统冷却水套换热效率低，无法同时满足进气侧、火花塞及排气侧这三个不同温度区间的散热要求。
4.第一方面，本发明提出一种动力系统冷却水套，包括进气侧冷却水套、火花塞冷却水套及排气侧冷却水套，所述进气侧冷却水套及所述排气侧冷却水套位于所述火花塞冷却水套的两侧，所述进气侧冷却水套、所述火花塞冷却水套及所述排气侧冷却水套的一端汇聚于进水口，所述进气侧冷却水套、所述火花塞冷却水套及所述排气侧冷却水套的另一端汇聚于出水口。
5.本发明所述的动力系统冷却水套，从进水口进入的冷却液可分别进入进气侧冷却水套、火花塞冷却水套及排气侧冷却水套，最终从另一端的出水口排出，将冷却水套整体分隔成三部分，进气侧冷却水套、火花塞冷却水套及排气侧冷却水套内的冷却液可独立流动，分别控制进入进气侧冷却水套、火花塞冷却水套及排气侧冷却水套内的例如水流流量及水流速度，即可同时满足进气侧、火花塞及排气侧这三个不同位置的散热要求，从整体上改善换热效率。
6.可选地，所述进水口包括相互独立的第一进水口、第二进水口及第三进水口，所述出水口包括相互独立的第一出水口、第二出水口及第三出水口，所述进气侧冷却水套的两端分别与所述第一进水口及所述第一出水口连通，所述火花塞冷却水套的两端分别与所述第二进水口及所述第二出水口连通，所述排气侧冷却水套的两端分别与所述第三进水口及所述第三出水口连通。
7.可选地，所述第二进水口的横截面尺寸》所述第三进水口的横截面尺寸》所述第一进水口的横截面尺寸，所述第二出水口的横截面尺寸》所述第三出水口的横截面尺寸》所述第一出水口的横截面尺寸。
8.可选地，所述进水口和/或所述出水口内设有加强隔断，所述加强隔断将所述进水口和/或所述出水口分隔成相互独立的三部分，所述加强隔断与所述进水口和/或所述出水
口的周向内壁面连接。
9.可选地，该动力系统冷却水套还包括排气辅助冷却水套，所述排气侧冷却水套远离所述火花塞冷却水套一侧连通有所述排气辅助冷却水套。
10.可选地，所述排气辅助冷却水套及所述进气侧冷却水套中的一个设有清砂孔，所述排气辅助冷却水套及所述进气侧冷却水套中的另一个设有排气孔。
11.可选地，所述进水口及所述出水口关于所述火花塞冷却水套呈对称设置。
12.可选地，所述进气侧冷却水套上设有第一镂空孔，所述第一镂空孔用于将所述进气侧冷却水套内的水流进行分流，以冷却燃烧室顶部和缸壁；
13.和/或，所述排气侧冷却水套上设有第二镂空孔，所述第二镂空孔用于将所述排气侧冷却水套内的水流进行分流，以冷却燃烧室顶部和缸壁；
14.和/或，所述火花塞冷却水套上设有火花塞安装孔，所述火花塞安装孔用于将所述火花塞冷却水套内的水流进行分流。
15.可选地，所述进气侧冷却水套和/或所述火花塞冷却水套和/或所述排气侧冷却水套上设有水温传感器安装孔。
16.第二方面，本发明提出一种无人机动力系统，包括所述的动力系统冷却水套。所述无人机动力系统相较于现有技术所具有的优势与上述动力系统冷却水套相同，不再重复说明。
附图说明
17.图1为本发明实施例的动力系统冷却水套的第一视角的结构示意图；
18.图2为本发明实施例的动力系统冷却水套的第二视角的结构示意图；
19.图3为本发明实施例的动力系统冷却水套的第三视角的结构示意图；
20.图4为本发明实施例的火花塞冷却水套内的水流流路原理图；
21.图5为本发明实施例的进气侧冷却水套内的水流流路原理图；
22.图6为本发明实施例的排气侧冷却水套内的水流流路原理图。
23.附图标记说明：
24.1、进气侧冷却水套；11、第一镂空孔；2、火花塞冷却水套；21、火花塞安装孔；3、排气侧冷却水套；31、第二镂空孔；4、进水口；41、第一进水口；42、第二进水口；43、第三进水口；5、出水口；51、第一出水口；52、第二出水口；53、第三出水口；6、排气辅助冷却水套；71、清砂孔；72、排气孔；8、水温传感器安装孔。
具体实施方式
25.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
26.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“配合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.另外，还需要说明的是，在本发明的描述中，应当说明的是，各实施例中的术语名
词例如“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位的词语，只是为了简化描述基于说明书附图的位置关系，并不代表所指的元件和装置等必须按照说明书中特定的方位和限定的操作及方法、构造进行操作，该类方位名词不构成对本发明的限制。
28.本文中建立有坐标系xyz，其中，x轴的正向代表前方，x轴的反向代表后方，y轴的正向代表左方，y轴的反向代表右方，z轴的正向代表上方，z轴的反向代表下方。
29.其中，图4-6中的黑色粗箭头代表主流流路，灰色粗箭头代表辅助流路。
30.如图1所示，本发明实施例的一种动力系统冷却水套，包括进气侧冷却水套1、火花塞冷却水套2及排气侧冷却水套3，所述进气侧冷却水套1及所述排气侧冷却水套3位于所述火花塞冷却水套2的两侧，所述进气侧冷却水套1、所述火花塞冷却水套2及所述排气侧冷却水套3的一端汇聚于进水口4，所述进气侧冷却水套1、所述火花塞冷却水套2及所述排气侧冷却水套3的另一端汇聚于出水口5。
31.在本实施例中，所述进气侧冷却水套1、所述火花塞冷却水套2及所述排气侧冷却水套3沿x轴所示方向依次设置，所述火花塞冷却水套2的长度方向为y轴所示方向。所述进气侧冷却水套1、所述火花塞冷却水套2及所述排气侧冷却水套3的周向各壁面圆角过渡。
32.动力系统冷却水套用于套设在动力系统的缸头上，将动力系统冷却水套分隔成相互独立的三部分：进气侧冷却水套1、火花塞冷却水套2及排气侧冷却水套3，进气侧冷却水套1、火花塞冷却水套2及排气侧冷却水套3均与进水口4、出水口5连通，使得从进水口4进入的冷却液被分成三条流路，分别流入进气侧冷却水套1、火花塞冷却水套2及排气侧冷却水套3中，最终从出水口5排出，进气侧冷却水套1、火花塞冷却水套2及排气侧冷却水套3中的冷却液独立流动，分别用于对动力系统的进气侧、火花塞及排气侧进行冷却，在动力系统工作的过程中，进气侧、火花塞及排气侧的温度不相同，冷却需求也不尽相同，根据各区间不同的冷却需求，控制进入进气侧冷却水套1、火花塞冷却水套2及排气侧冷却水套3中的冷却液流量及流速，使得该冷却水套能够同时满足进气侧、火花塞及排气侧的冷却需求。
33.如图2-3所示，可选地，所述进水口4包括相互独立的第一进水口41、第二进水口42及第三进水口43，所述出水口5包括相互独立的第一出水口51、第二出水口52及第三出水口53，所述进气侧冷却水套1的两端分别与所述第一进水口41及所述第一出水口51连通，所述火花塞冷却水套2的两端分别与所述第二进水口42及所述第二出水口52连通，所述排气侧冷却水套3的两端分别与所述第三进水口43及所述第三出水口53连通。
34.在本实施例中，从第一进水口41进入的冷却液经进气侧冷却水套1后从第一出水口51排出，从第二进水口42进入的冷却液经火花塞冷却水套2后从第二出水口52排出，从第三进水口43进入的冷却液经排气侧冷却水套3后从第三出水口53排出，如此实现各区间的独立冷却，互不干扰。
35.所述第一进水口41、第二进水口42及第三进水口43的横截面面积不同，使得冷却液从第一进水口41、第二进水口42及第三进水口43流入对应的进气侧冷却水套1、火花塞冷却水套2及排气侧冷却水套3时的流速、流量不同，冷却液流速及流量越大，热交换效率越高，对于温度较高的区间，可增大对应进出水口的横截面积。所述第一出水口51、第二出水口52及第三出水口53的横截面面积不同，其设置原理与进水口的设置原理类似。
36.可选地，所述第二进水口42的横截面尺寸》所述第三进水口43的横截面尺寸》所述第一进水口41的横截面尺寸，所述第二出水口52的横截面尺寸》所述第三出水口53的横截
面尺寸》所述第一出水口51的横截面尺寸。
37.在本实施例中，火花塞的温度较高，需要保证其有足够的冷却液流量及流速，故与火花塞冷却水套2连通的第二进水口42、第二出水口52的横截面尺寸较大；排气侧的容积大于进气侧的容积，故需将与进气侧冷却水套1连通的第一进水口41、第一出水口51的横截面尺寸设计得相较于第三进水口43、第三出水口53要更大一些。
38.这里，所述第一进水口41与第一出水口51的横截面尺寸可相同，第二进水口42与第二出水口52的横截面尺寸可相同，第三进水口43与第三出水口53的横截面尺寸可相同。
39.如图2-3所示，可选地，所述进水口4和/或所述出水口5内设有加强隔断，所述加强隔断将所述进水口4和/或所述出水口5分隔成相互独立的三部分，所述加强隔断与所述进水口4和/或所述出水口5的周向内壁面连接。
40.在本实施例中，所述加强隔断可为t型加强隔断端，包括水平部和竖直部，以在进水口4内设置加强隔断为例，水平部的一侧与进水口4的内壁面之间形成所述第一进水口41，水平部的另一侧与进水口4的内壁面之间通过竖直部分隔形成所述第二进水口42和所述第三进水口43；加强隔断在将进水口4划分成截面尺寸不同的三个部分时，还起到加强筋的作用，提高冷却水套的强度；在所述出水口5内设置加强隔断的情形与此类似。
41.在有些实施例中，所述加强隔断可为v型结构。
42.如图1-3所示，可选地，该动力系统冷却水套还包括排气辅助冷却水套6，所述排气侧冷却水套3远离所述火花塞冷却水套2一侧连通有所述排气辅助冷却水套6。
43.在本实施例中，所述排气侧冷却水套3及所述进气侧冷却水套1可设置成结构相同的，沿x轴所示方向，相对所述火花塞冷却水套2对称设置，简化结构设计，排气侧冷却水套3与进气侧冷却水套1的容积相同，通过在所述排气侧冷却水套3远离所述火花塞冷却水套2一侧连通有所述排气辅助冷却水套6，一方面使得排气侧的排气侧冷却水套3与排气辅助冷却水套6构成的整体容积大于进气侧冷却水套1的容积，另一方面能够增大冷却水套的接触面积，动力系统在冷启动阶段，冷却水套内的冷却液能够快速升温，达到动力系统的最佳工作环境，从而降低油耗，减少排放。
44.如图1所示，可选地，所述排气辅助冷却水套6及所述进气侧冷却水套1中的一个设有清砂孔71，所述排气辅助冷却水套6及所述进气侧冷却水套1中的另一个设有排气孔72。
45.在本实施例中，所述清砂孔71用于清砂，可通过碗型塞密封；所述排气孔72用于排出冷却水套内的空气，清砂孔71与排气孔72具有沿x、y、z方向的距离差。
46.冷却水套中的气泡在自身浮力的作用下，会往高处走，当冷却水套以某一确定方向布置时，其清砂孔71与排气孔72两者中相对位置较高的一个为排气孔72，另一个为清砂孔71，在改变动力系统的布置方向，也即改变冷却水套的布置方向时，原来的清砂孔71可能会实现排气孔72的功能，原来的排气孔72可能用于实现清砂的功能，实现清砂孔71与排气孔72的功能互换。
47.如图1所示，可选地，所述进水口4及所述出水口5关于所述火花塞冷却水套2呈对称设置。
48.在本实施例中，进水口4、出水口5设于火花塞冷却水套2沿长度方向的两端，动力系统在不同的安装环境下，可以改变布置方向，比如竖向设置或水平设置，通过所述进水口4及所述出水口5的对称设置，可以实现进水口4与出水口5的功能互换。
49.如图2所示，可选地，所述进气侧冷却水套1上设有第一镂空孔11，所述第一镂空孔11用于将所述进气侧冷却水套1内的水流进行分流，以冷却燃烧室顶部和缸壁；
50.和/或，所述排气侧冷却水套3上设有第二镂空孔31，所述第二镂空孔31用于将所述排气侧冷却水套3内的水流进行分流，以冷却燃烧室顶部和缸壁；
51.和/或，所述火花塞冷却水套2上设有火花塞安装孔21，所述火花塞安装孔21用于将所述火花塞冷却水套2内的水流进行分流。
52.在本实施例中，所述第一镂空孔11的设置不仅可减少冷却水套表面散热面积的同时，又可增加自身强度，通过控制第一镂空孔11的设置位置与数量，可调节冷却水套的覆盖区域与换热，控制冷却液的温升范围，满足无人机动力系统的冷却需求。这里，所述第一镂空孔11可竖向设置，如图6所示，使得从第一进水口41进入的冷却液在第一镂空孔的顶部和底部分别形成两路主流流路，而在各相邻镂空孔之间的侧壁上形成多条竖向的辅助流路，其中一主线流路流经燃烧室顶部，以冷却燃烧室顶部，另一主线流路流向缸壁下部，以冷却缸壁下部，多条竖向辅助流路可将两条主流流路连通，减少冷却死区。除此之外，第一镂空孔11还可起到减重的作用。
53.如图5所示，在所述排气侧冷却水套3上设置第二镂空孔31与在所述进气侧冷却水套1上设置第一镂空孔11的情形类似。
54.如图4所示，火花塞冷却水套2的中部设有竖向贯穿的火花塞安装孔，使得火花塞冷却水套2内的冷却液在中部能够被分成前后两条流路，将火花塞包围，火花塞冷却水套2的两端并流，用于对鼻梁区冷却，实现对火花塞及其周围的良好冷却。
55.如图1所示，可选地，所述进气侧冷却水套1和/或所述火花塞冷却水套2和/或所述排气侧冷却水套3上设有水温传感器安装孔8。
56.在本实施例中，所述水温传感器安装孔8用于安装水温传感器，通过水温传感器检测不同位置的温度，以控制进、出水口的流量及流速，确保冷却水套的冷却性能。
57.本发明另一实施例是提出一种无人机动力系统，包括上述的动力系统冷却水套。无人机动力系统可以是单动力系统、双动力系统或者多动力系统。本发明实施例所述的无人机动力系统相较于现有技术所具有的优势与上述动力系统冷却水套相同，不再重复说明。
58.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种动力系统冷却水套，其特征在于，包括进气侧冷却水套(1)、火花塞冷却水套(2)及排气侧冷却水套(3)，所述进气侧冷却水套(1)及所述排气侧冷却水套(3)位于所述火花塞冷却水套(2)的两侧，所述进气侧冷却水套(1)、所述火花塞冷却水套(2)及所述排气侧冷却水套(3)的一端汇聚于进水口(4)，所述进气侧冷却水套(1)、所述火花塞冷却水套(2)及所述排气侧冷却水套(3)的另一端汇聚于出水口(5)。2.根据权利要求1所述的动力系统冷却水套，其特征在于，所述进水口(4)包括相互独立的第一进水口(41)、第二进水口(42)及第三进水口(43)，所述出水口(5)包括相互独立的第一出水口(51)、第二出水口(52)及第三出水口(53)，所述进气侧冷却水套(1)的两端分别与所述第一进水口(41)及所述第一出水口(51)连通，所述火花塞冷却水套(2)的两端分别与所述第二进水口(42)及所述第二出水口(52)连通，所述排气侧冷却水套(3)的两端分别与所述第三进水口(43)及所述第三出水口(53)连通。3.根据权利要求2所述的动力系统冷却水套，其特征在于，所述第二进水口(42)的横截面尺寸>所述第三进水口(43)的横截面尺寸>所述第一进水口(41)的横截面尺寸，所述第二出水口(52)的横截面尺寸>所述第三出水口(53)的横截面尺寸>所述第一出水口(51)的横截面尺寸。4.根据权利要求2所述的动力系统冷却水套，其特征在于，所述进水口(4)和/或所述出水口(5)内设有加强隔断，所述加强隔断将所述进水口(4)和/或所述出水口(5)分隔成相互独立的三部分，所述加强隔断与所述进水口(4)和/或所述出水口(5)的周向内壁面连接。5.根据权利要求1所述的动力系统冷却水套，其特征在于，还包括排气辅助冷却水套(6)，所述排气侧冷却水套(3)远离所述火花塞冷却水套(2)一侧连通有所述排气辅助冷却水套(6)。6.根据权利要求5所述的动力系统冷却水套，其特征在于，所述排气辅助冷却水套(6)及所述进气侧冷却水套(1)中的一个设有清砂孔(71)，所述排气辅助冷却水套(6)及所述进气侧冷却水套(1)中的另一个设有排气孔(72)。7.根据权利要求6所述的动力系统冷却水套，其特征在于，所述进水口(4)及所述出水口(5)关于所述火花塞冷却水套(2)呈对称设置。8.根据权利要求1所述的动力系统冷却水套，其特征在于，所述进气侧冷却水套(1)上设有第一镂空孔(11)，所述第一镂空孔(11)用于将所述进气侧冷却水套(1)内的水流进行分流，以冷却燃烧室顶部和缸壁；和/或，所述排气侧冷却水套(3)上设有第二镂空孔(31)，所述第二镂空孔(31)用于将所述排气侧冷却水套(3)内的水流进行分流，以冷却燃烧室顶部和缸壁；和/或，所述火花塞冷却水套(2)上设有火花塞安装孔(21)，所述火花塞安装孔(21)用于将所述火花塞冷却水套(2)内的水流进行分流。9.根据权利要求1所述的动力系统冷却水套，其特征在于，所述进气侧冷却水套(1)和/或所述火花塞冷却水套(2)和/或所述排气侧冷却水套(3)上设有水温传感器安装孔(8)。10.一种无人机动力系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的动力系统冷却水套。

技术总结
本发明提供了一种动力系统冷却水套及无人机动力系统，涉及动力系统冷却技术领域，所述动力系统冷却水套包括进气侧冷却水套、火花塞冷却水套及排气侧冷却水套，进气侧冷却水套及排气侧冷却水套位于火花塞冷却水套的两侧，进气侧冷却水套、火花塞冷却水套及排气侧冷却水套的一端汇聚于进水口，进气侧冷却水套、火花塞冷却水套及排气侧冷却水套的另一端汇聚于出水口。本发明所述方案，将冷却水套整体分隔成进气侧冷却水套、火花塞冷却水套及排气侧冷却水套三部分，三部分内的冷却液独立流动，分别控制进入各部分的水流流量及水流速度，即可同时满足进气侧、火花塞及排气侧这三个不同位置的散热要求。位置的散热要求。位置的散热要求。


技术研发人员：谢棋 袁爽 王丹丹 丁佳青 张明东 韦虹
受保护的技术使用者：浙江吉利动力总成有限公司
技术研发日：2023.03.03
技术公布日：2023/6/28