專利名稱：一種風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的增強(qiáng)散熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱管技術(shù)領(lǐng)域，又涉及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻技術(shù)領(lǐng)域，又涉及紅外技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的增強(qiáng)散熱裝置。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，小排量汽車已逐漸融入人們的日常生活，成為代步的工具。汽車在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，為了使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行于適宜的工作溫度，缸體、缸蓋、活塞、氣門等必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s。發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻裝置有三種，水冷卻、油冷卻和空氣冷卻。風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)特別適用于溫度提升不大明顯的小排量機(jī)型。風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的特征是缸蓋和缸體上有大量的散熱片，依靠空氣的流動(dòng)帶走熱量。其提升冷卻效能的方法是增加散熱片的數(shù)量，但太密的散熱片又不利于增加空氣的流速。風(fēng)冷的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)制造相對(duì)容易，發(fā)動(dòng)機(jī)重量小。但是，其缺點(diǎn)是不容易·較精確地控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度和不能大幅度降溫，特別當(dāng)風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于風(fēng)冷裝置不能及時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的熱量散發(fā)出去而使發(fā)動(dòng)機(jī)損壞。為此，相關(guān)的從業(yè)人員提出了一些改進(jìn)的技術(shù)和措施。如2004年11月10日公告的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)200310115074. I “用于摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻的熱管-油-風(fēng)冷卻方法及裝置”，公開了一種用于風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻的熱管-油-風(fēng)冷卻方法及裝置，通過內(nèi)嵌在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸頭和汽缸蓋里的蘑菇狀熱管結(jié)構(gòu)以及環(huán)狀內(nèi)肋管油道，發(fā)動(dòng)機(jī)熱機(jī)部分的局部高溫?zé)崃勘粋魉偷酵鈬崞M(jìn)行散熱。利用發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸輸出的部分動(dòng)力，通過鋼絲軟軸多點(diǎn)定位傳動(dòng)方式對(duì)外圍翅片進(jìn)行隨車速變化的強(qiáng)制吹風(fēng)冷卻，并結(jié)合自然風(fēng)最終把熱量排給外界環(huán)境，使發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳工況下運(yùn)行。又如2009年2月11日公告的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)200710044741. X“發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸散熱的新方法”，提出了一種將熱管系統(tǒng)整合到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壁中的設(shè)想。而上述發(fā)明專利申請(qǐng)的不足之處在于在使用了熱管散熱裝置后，由于散熱風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)需要額外消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，這樣既增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)熱量又降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率；同時(shí)，由于熱管散熱裝置的存在，使得發(fā)動(dòng)機(jī)在冷啟動(dòng)階段將會(huì)因過度散熱而發(fā)生故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的增強(qiáng)散熱裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是一種風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的增強(qiáng)散熱裝置，包括用于冷卻氣缸體的蒸發(fā)段連接器、一根或多根熱管和冷凝段連接器，用于冷卻氣缸蓋的蒸發(fā)段連接器、一根或多根熱管和冷凝段連接器，用于冷卻機(jī)油的蒸發(fā)段連接器、一根或多根熱管和冷凝段連接器，以及帶散熱片的氣缸體，帶散熱片的氣缸蓋，機(jī)油底殼和車架。所述的用于冷卻氣缸體或氣缸蓋的增強(qiáng)散熱裝置中，一根或多根熱管的蒸發(fā)段被嵌入氣缸體、氣缸蓋或它們的散熱片的槽中，然后用蒸發(fā)段連接器加以緊固，熱管的冷凝段用冷凝段連接器緊固在車架上。
所述的用于冷卻機(jī)油的增強(qiáng)散熱裝置中，一根或多根熱管的蒸發(fā)段被嵌入蒸發(fā)段連接器中，蒸發(fā)段連接器緊貼在機(jī)油底殼上，或者將蒸發(fā)段連接器制成翅片狀浸入機(jī)油中，熱管的冷凝段用冷凝段連接器緊固在車架上。所述的熱管是熱開關(guān)熱管，其熱動(dòng)作溫度設(shè)定為被冷卻部件(如氣缸體、氣缸蓋、機(jī)油底殼)的最佳工作溫度，當(dāng)被冷卻部件的溫度低于該設(shè)定溫度時(shí)，熱開關(guān)熱管處于關(guān)斷狀態(tài)，這時(shí)熱管散熱部分不起作用，與普通的風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，發(fā)動(dòng)機(jī)通過其自身原有的散熱裝置進(jìn)行散熱；而當(dāng)被冷卻部件的溫度高于相應(yīng)的設(shè)定溫度時(shí)，熱開關(guān)熱管處于工作狀態(tài)，熱量由被冷卻部件通過熱管傳導(dǎo)到車架上，通過車架散發(fā)到大氣中去。所述的散熱部件(氣缸體散熱片、氣缸蓋散熱片、機(jī)油底殼外表面、車架)的外表面采用物理或化學(xué)的方法處理成較高的紅外發(fā)射率，約為0. 75 0. 95，以利于提高散熱器的熱輻射能力。本發(fā)明的有益效果在于
I、本發(fā)明無需使用風(fēng)扇，就能提升風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的能力。2、本發(fā)明可廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、畜牧業(yè)、科教、國(guó)防等領(lǐng)域的各類風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)。


圖I是本發(fā)明的一種風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的增強(qiáng)散熱裝置的示意框圖。圖2是在各種溫度下黑體的光譜輻射通量密度。圖3是電磁頻譜示意圖。圖中1、4、7_蒸發(fā)段連接器，2、5、8_熱管，3、6、9_冷凝段連接器；A_帶散熱片的氣缸體，B-帶散熱片的氣缸蓋，C-發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油底殼，D-車架。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，下述的實(shí)施方式只是示例性的，是為了更好地使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解本專利，不能理解為是對(duì)本專利包括的范圍的限制；只要是根據(jù)本專利所揭示的精神所作的任何等同變更或修飾而形成的相似結(jié)構(gòu)、方法及其相似變化，均落入本專利包括的范圍。請(qǐng)參閱圖1，所述的一種風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的增強(qiáng)散熱裝置由用于冷卻氣缸體的蒸發(fā)段連接器I、一根或多根熱管2和冷凝段連接器3，用于冷卻氣缸蓋的蒸發(fā)段連接器4、一根或多根熱管5和冷凝段連接器6，用于冷卻機(jī)油的蒸發(fā)段連接器7、一根或多根熱管8和冷凝段連接器9，以及帶散熱片的氣缸體A，帶散熱片的氣缸蓋B，機(jī)油底殼C和車架D組成。所述的用于冷卻氣缸體或氣缸蓋的增強(qiáng)散熱裝置中，一根或多根熱管的蒸發(fā)段被嵌入氣缸體A、氣缸蓋B或它們的散熱片的槽中，然后用蒸發(fā)段連接器加以緊固，熱管的冷凝段用冷凝段連接器緊固在車架D上。所述的用于冷卻機(jī)油的增強(qiáng)散熱裝置中，一根或多根熱管8的蒸發(fā)段被嵌入蒸發(fā)段連接器7中，蒸發(fā)段連接器7緊貼在機(jī)油底殼C上，或者將蒸發(fā)段連接器7制成翅片狀浸入機(jī)油中，熱管的冷凝段用冷凝段連接器緊固在車架D上。所述的熱管是熱開關(guān)熱管，在熱管內(nèi)充有工作液體，當(dāng)溫度高于和低于工作液體的氣化三相點(diǎn)時(shí)熱開關(guān)熱管分別處于導(dǎo)通和斷開狀態(tài)；當(dāng)熱管處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，被冷卻部件發(fā)出的熱量被熱管傳導(dǎo)到散熱器散發(fā)出去；當(dāng)熱管溫度達(dá)到三相點(diǎn)以下時(shí)，熱管內(nèi)的工作液體保持為液態(tài)，此時(shí)熱管處于關(guān)斷狀態(tài)。本專利中的熱開關(guān)熱管的熱動(dòng)作溫度設(shè)定為被冷卻部件(如氣缸體A、氣缸蓋B、機(jī)油底殼C)的最佳工作溫度，當(dāng)被冷卻部件的溫度低于該設(shè)定溫度時(shí)，熱開關(guān)熱管處于關(guān)斷狀態(tài)，這時(shí)熱管散熱部分不起作用，與普通的風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，發(fā)動(dòng)機(jī)通過其自身原有的散熱裝置進(jìn)行散熱；而當(dāng)被冷卻部件的溫度高于相應(yīng)的設(shè)定溫度時(shí)，熱開關(guān)熱管處于工作狀態(tài)，熱量由被冷卻部件通過熱管傳導(dǎo)到車架D上，再通過車架D散發(fā)到大氣中去。熱量的傳遞方式中除了傳導(dǎo)、對(duì)流外，輻射也是一個(gè)重要的途徑；當(dāng)通過輻射方式散發(fā)的熱量增加后，通過對(duì)流散發(fā)的熱量就會(huì)相對(duì)減少，從而可降低對(duì)原散熱部件通過對(duì)流散熱的要求；因此對(duì)提高散熱部件(氣缸體散熱片、氣缸蓋散熱片、機(jī)油底殼外表面、車架)的熱輻射能力必須加以關(guān)注。 請(qǐng)參閱圖2、圖3，黑體是最有效的輻射體，其發(fā)射率為1，其他物體的發(fā)射率介于0 I之間，并且對(duì)于不同的波長(zhǎng)，大部分物體的發(fā)射率會(huì)發(fā)生變化。根據(jù)普朗克定律可以計(jì)算出在各種溫度下黑體的光譜輻射通量密度；由圖2可見，從20°C 150°C的溫度變化范圍內(nèi)，紅外輻射主要集中在6 15微米的遠(yuǎn)紅外波段，因此，提高散熱器4在6 15微米光譜范圍內(nèi)的發(fā)射率是極其必要的。散熱器通常采用導(dǎo)熱性能良好的金屬材，如鋁、銅、黃銅、鋼等料制成，這些金屬材料的表面紅外發(fā)射率均較低，約為0. 02 0. 2。請(qǐng)參閱下面的表1，某些顏料，如酞菁藍(lán)、酞菁綠、五氧化二釩、氫氧化鐵、氧化鐵等，以及碳、碳黑、石墨、氧化鉻等，在8 14微米的遠(yuǎn)紅外波段內(nèi)具有較高的發(fā)射率，約為0. 75 0. 95，并且如酞菁藍(lán)、酞菁綠等顏料在可見光波段具有鮮艷的色彩，其他材料分別具有鐵銹紅、褐色、黑色、白色等顏色；將它們調(diào)配起來使用，當(dāng)采用物理或化學(xué)的方法(如涂覆、陽極氧化后著色封閉等)對(duì)散熱器進(jìn)行加工后，不僅可以提高散熱器的紅外發(fā)射率，使得通過輻射散發(fā)的熱量增大數(shù)倍甚至數(shù)十倍，而且還具有很好的裝飾效果。表I
權(quán)利要求
1.ー種風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的增強(qiáng)散熱裝置，包括用于冷卻氣缸體的蒸發(fā)段連接器、一根或多根熱管和冷凝段連接器，用于冷卻氣缸蓋的蒸發(fā)段連接器、一根或多根熱管和冷凝段連接器，用于冷卻機(jī)油的蒸發(fā)段連接器、一根或多根熱管和冷凝段連接器，以及帶散熱片的氣缸體，帶散熱片的氣缸蓋，機(jī)油底殼和車架。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的增強(qiáng)散熱裝置，其特征在于所述的用于冷卻氣缸體或氣缸蓋的增強(qiáng)散熱裝置中，一根或多根熱管的蒸發(fā)段被嵌入氣缸體、氣缸蓋或它們的散熱片的槽中，然后用蒸發(fā)段連接器加以緊固，熱管的冷凝段用冷凝段連接器緊固在車架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的增強(qiáng)散熱裝置，其特征在于所述的用于冷卻機(jī)油的增強(qiáng)散熱裝置中，一根或多根熱管的蒸發(fā)段被嵌入蒸發(fā)段連接器中，蒸發(fā)段連接器緊貼在機(jī)油底売上，或者將蒸發(fā)段連接器制成翅片狀浸入機(jī)油中，熱管的冷凝段用冷凝段連接器緊固在車架上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的增強(qiáng)散熱裝置，其特征在于所述的熱管是熱開關(guān)熱管，其熱動(dòng)作溫度設(shè)定為被冷卻部件，如氣缸體、氣缸蓋、機(jī)油底殼的最佳工作溫度，當(dāng)被冷卻部件的溫度低于該設(shè)定溫度時(shí)，熱開關(guān)熱管處于關(guān)斷狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)通過其自身原有的散熱裝置進(jìn)行散熱；而當(dāng)被冷卻部件的溫度高于相應(yīng)的設(shè)定溫度時(shí)，熱開關(guān)熱管處于工作狀態(tài)，熱量由被冷卻部件通過熱管傳導(dǎo)到車架上，通過車架散發(fā)到大氣中去。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的增強(qiáng)散熱裝置，其特征在于所述的散熱部件，包括氣缸體散熱片、氣缸蓋散熱片、機(jī)油底殼外表面、車架的外表面采用物理或化學(xué)的方法處理成較高的紅外發(fā)射率，約為O. 75 O. 95，以利于提高散熱器的熱輻射能力。
全文摘要
一種風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的增強(qiáng)散熱裝置，包括蒸發(fā)段連接器、熱開關(guān)熱管、冷凝段連接器、以及帶散熱片的氣缸體、帶散熱片的氣缸蓋、機(jī)油底殼和車架；一根或多根熱開關(guān)熱管的蒸發(fā)段被嵌入被散熱部件中，然后用蒸發(fā)段連接器加以緊固，熱管的冷凝段用冷凝段連接器緊固在車架上；熱開關(guān)熱管的熱動(dòng)作溫度設(shè)定為被冷卻部件的最佳工作溫度，當(dāng)被冷卻部件的溫度低于該設(shè)定溫度時(shí)，熱開關(guān)熱管處于關(guān)斷狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)通過其自身原有的散熱裝置進(jìn)行散熱；而當(dāng)被冷卻部件的溫度高于相應(yīng)的設(shè)定溫度時(shí)，熱開關(guān)熱管處于工作狀態(tài)，熱量由被冷卻部件通過熱管傳導(dǎo)到車架上，通過車架散發(fā)到大氣中去。本發(fā)明無需使用風(fēng)扇，就能提升風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的能力。
文檔編號(hào)F01P3/22GK102678252SQ201210160549
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者孔繁金, 裘誠(chéng) 申請(qǐng)人:上海中方寶達(dá)紡織智能儀器有限公司, 孔繁金, 裘誠(chéng)