[发明专利]无人机发动机的智能温控系统及其实现方法

说明书

无人机发动机的智能温控系统及其实现方法，涉及无人机发动机技术领域，特别是属于一种无人机发动机液冷（水冷，油冷）的温度控制系统及其实现方法。包括安装在无人机机头部的智能水箱组件以及集成在无人机自驾仪内部的PID控制器，智能水箱组件包括水箱、水箱顶部安装的百叶窗活动组件以及水箱底部安装的电子扇，水箱安装在发动机上方并与发动机相连接，在水箱的进水口处设置有温度传感器，在水箱的出水口处安装有加热棒，加热棒、温度传感器、百叶窗活动组件中的伺服电机以及电子扇，与PID控制器连接，PID控制器通过无人机自驾仪内部的无线电台与地面端完成实时数据传输通信。本发明对改善无人机发动机的冷却效果起到了积极作用。

技术领域

本发明涉及无人机发动机技术领域，特别是属于一种无人机发动机液冷（水冷，油冷）的温度控制系统及其实现方法。

背景技术

无人机发动机冷却系统（以下简称无人机冷却系统）是无人机重要的组成部分，其功能是冷却发动机工作中产生多余的热量，维持发动机温度在一定的范围内以保证发动机持续稳定运行，其冷却效果直接决定了无人机发动机的可靠性与使用寿命。

目前无人机冷却系统主要有自然冷却，强制风冷和液冷，自然冷却是通过发动机缸体的散热片与外界空气接触，发动机工作时通过自然风流动给发动机降温；强制风冷散热较自然冷却散热不同之处在于强制风冷散热是通过发动机带动自身的冷却风扇转动，风扇强制吹缸体散热片冷却，风扇转速快慢与发动机转速保持同步已达到散热效果；液冷散热装置由水泵，外置散热器，冷却液等部件组成，散热原理是发动机工作带动水泵旋转，冷却液通过发动机外部的散热器（水箱）与发动机之间进行液体热交换以达到散热效果。而这几种传统的散热方式在无人机发动机上应用有很多弊端，主要表现在以下几个方面：

1.自然冷却受外部环境温度的影响大，冷却效率低下，不能满足高温天气及长时间运行；

2.强制风冷的风扇散热系统，一方面会增加发动机额外的重量，降低发动机的功重比；另一方面会损失发动机的功率，使动力输出下降，而且风扇高速转动使发动机振动变大，可靠性差；

3.强制风冷是开环控制，不能随外部环境温度变化而改变，而且风扇长时间运行发热量大且冷却效果差；

4.液冷散热冷却液易泄露，易受气候变化的影响，比如冬天气温低，发动机需要长时间的热车之后才能正常运行。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种无人机发动机的智能温控系统及其实现方法，以达到实现对无人机发动机温度的智能调控的目的。

本发明所提供的无人机发动机的智能温控系统，其特征在于，包括安装在无人机机头部的智能水箱组件以及集成在无人机自驾仪内部的PID控制器，所述的智能水箱组件包括水箱、水箱顶部安装的百叶窗活动组件以及水箱底部安装的电子扇，所述的水箱通过支架安装在发动机上方并与发动机相连接，其中，在水箱的进水口处设置有温度传感器，在水箱的出水口处安装有加热棒，加热棒、温度传感器、百叶窗活动组件中的伺服电机以及电子扇，通过导线与PID控制器的I/O端口连接，PID控制器通过无人机自驾仪内部的无线电台与地面端完成实时数据传输通信。

进一步的，上述百叶窗活动组件包括窗体框架以及窗体框架之间的活动挡板，贯穿活动挡板的转轴分别于两端，通过轴承座固定在百叶窗活动组件的窗体框架上，且转轴端部还连接有转轴摆臂，所述的转轴摆臂通过钢丝绳与伺服电机连接，其中，钢丝绳的一端还连接有复位弹簧。

进一步的，在无人机悬停状态下，散热量与百叶窗活动组件的活动挡板的倾斜角度在0-90度的角度范围内成线性变化；在无人机前飞状态下，散热量与百叶窗活动组件的活动挡板的倾斜角度在0-45度的角度范围内成线性变化。

本发明所提供的一种基于无人机发动机的智能温控系统的实现方法，其特征在于，包括如下控制过程：

1）无人机起飞前