小型风冷无人航模发动机散热探究

《小型风冷无人航模发动机散热探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、小型风冷无人航模发动机散热探究【摘要】本文针对小型风冷3W发动机在实验室内做速度标定试验过程中发生的高温现象，建立其冷却系统数学模型，确定出了发动机理论散热量及散热所需的冷空气量，并对实验设备提出了改进。通过实验重新对火花塞垫片处进行温度测量并于先前火花塞垫片处温度进行对比，验证了增加冷却风扇可以使发动机不再产生高温现象。【关键词】风冷；航模发动机；散热0引言随着国家的低空领域的开放，无人机在许多领域得到了扩展，而航模发动机作为无人直升机的核心部件，其冷却性能好坏将直接影响无人直升机的性能，发动机设计得不好，散热量不够，会导致发动机充量系数下降，燃烧不正常，机

2、油变质和油膜损坏，零件的摩擦和磨损加剧，引起发动机的动力性、经济性、可靠性全面变坏，甚至造成拉缸和活塞烧顶，因此就需要对无人机的发动机进行进一步的研究。3W发动机用于固定翼无人直升机，为了进一步研究发动机性能指标，做了发动机转数标定的试验。实验过程中发动机在4500r/min时突然产生高温报警，在火花塞垫片处的最大温度300°,发动机的功率曲线和扭矩曲线急剧下降，然后发动机熄灭。13W航模发动机散热研究研究发动机散热的主要任务是保证发动机在合适的温度状态下工作，但是发动机的散热状况又是很复杂的，要对其做出精确计算是相当困难的，甚至也可以说是不可能的，只能通过理

3、论计算和试验验证相结合的原则，再参考一些经验数据和实验数据对发动机冷却系统进行设计。针对3W航模发动机出现的高温报警和熄火的现象，展开了对其冷却系统散热的计算。因为缸体散热的影响因素很多，为了便于计算，我们通过一些假定，建立数学模型进行计算，而后通过试验验证。假定：①气缸与空气间的传热状态是稳定的，实际运转表明其正常工作时温度场趋于稳定；②冷空气流的速度均匀；③放热率与温度差成正比；④气缸壁散热且散热面积是均匀的；⑤平均传热系数不变。发动机气缸周壁由气缸盖底面、活塞顶面和气缸套的湿周表面所组成。气缸内的炽热气体通过气缸周壁进行热量传递[3-4],经分析外部空气

4、与气缸壁的传热方式为对流换热,气缸壁与气缸内部高温气体传热方式为辐射换热和对流换热。通过计算知道涡轮风机带走的热量远远小于发动机所散发的热量，发动机散出的热量不能得到及时的冷却，导致积累的热量越来越多，当热量到达数控台所允许的极限值时，数控台产生高温报警，并对测功机发出指令迫使发动机停止运转。为了解决在试验中出现的问题，提出增加辅助冷却，即在发动机的后侧曲轴输出端各加了一个北京樽祥科技型号为KA238的轴流式冷却风扇。风扇通过齿轮与曲轴输出端啮合连接。2实验验证及结果对比3结论本文针对某小型航模发动机在实验室内做性能测试实验中出现的高温现象进行研究，通过建立数

5、学模型，确定发动机的散热量以及保证发动机正常工作所需的冷却风量，对实验设备做出改进之后，通过实验所测的结果改进前的结果进行对比，验证了建立数学模型的合理性。重新进行试验得到未加冷却风扇前造成发动机高温现象的原因是因为涡轮风机不能及时有效的将热量散去，使得缸体过热，可燃气体在气缸内燃烧不正常，从而消耗了发动机大量的功率，使发动机转数达到4000r/min后急剧下降。增加了机械冷却风扇后发动机功率升高且高温现象消失。【参考文献】[1]吴兆汉.内燃机设计[M].北京理工大学出版社，1989.[2]A.Caldeira-Pires,M.V.Heitor.Charact

6、eris-ticsofTurbulentHeatTransportinNonpre-mixedJetFlames[J]・CombustionandFlame,2001.[3]杨连生.内燃机设计[M],2版.西安交通大学,1980.［4］江❷欣，王显会•基于CFD风冷摩托车发动机汽缸体的传热仿真研究［J1.2012.［责任编辑：王迎迎］