专利名称：用于摩托车发动机冷却的热管-油-风冷却方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明公开了一种用于摩托车发动机冷却的新方法及其全套装置，适用于100cc到1000cc排量的单缸或多缸摩托车发动机以及通用汽油机的冷却。该项发明是将特殊形式的热管内嵌入发动机汽缸头和汽缸盖中，同时在气缸头燃烧室壁内布置环状内肋管油道，辅助其它冷却方式对其工作温度进行自我调节与控制。本发明是摩托车发动机冷却技术的重大创新和突破，是航空航天冷却技术在摩托车行业中创造性的成功移植，开创了热管技术在发动机冷却技术应用上的先例，填补了国内外该项技术的空白。
背景技术：
目前，国内外普遍采用的摩托车发动机冷却方式为直接风冷却(自然风冷却、强制风冷却)和液体冷却(水冷却、油冷却)两种。
直接风冷却主要是通过金属体的导热作用将发动机汽缸体、汽缸头部分的高温导出至外围翅片，最终通过外界的自然风或者强制吹风把热量排给外界环境。优点是结构简单系统可靠性高。缺点是对排量较大的发动机而言，低速上坡时冷却效果较差。
液体冷却主要是通过液体工质在汽缸体、汽缸头之间形成一个液套(水套或油套)将发动机的局部高温带出，由外围的水(油)泵、水(油)管、温控器、散热器、补水箱、风扇等专用零部件将热量排给外界环境。优点是无论高速行驶还是低速上坡，发动机工作均安全可靠。缺点是结构和工艺复杂、加工难度大，外围附件多导致系统可靠性降低。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术存在的不足，提出了一种用于解决摩托车发动机散热的热管-油-风冷却方法，并且给出了一套实现这种方法的完整解决方案。新的发动机冷却系统，具有体积小巧、结构紧凑、可靠性高、整机造型美观的特点，其主要技术性能指标和冷却效果达到水冷，生产成本略高于风冷、远低于水冷。
发明内容包括如下两方面一、提出了一种新的发动机冷却方法利用热管内特定工质的相变传热特性和物理开关特性，通过内嵌在发动机汽缸头和汽缸盖里的蘑菇状热管结构以及环状内肋管油道，发动机热机部分的局部高温热量被传送到外围翅片进行散热。
通过柔性结构传动方式，利用发动机曲轴输出的部分动力对外围翅片进行随车速变化的多点强制吹风冷却，并结合自然风冷把热量排给外界环境，使发动机在最佳工况下运行。
二、实现这种方法的具体结构形式1)热管内采用工作温度在150-400℃之间的特定工质。
2)特殊结构形式的热管缸头和热管缸盖散热器。见附图1、附图2。
3)特殊结构形式的工质蒸汽引流环。见附图1、附图2。
4)特殊结构形式的工质蒸汽冷凝槽道。见附图1、附图2。
5)热管内防液震荡罩。见附图1、附图2。
6)汽缸头燃烧室壁内的环状内肋管油道。见附图3。
7)柔性传动方式，是指对现有发动机的水泵或油泵改造，利用原有动力输出轴，通过“一带二或一带四”的钢丝软轴传动方式，带动两个或四个风扇，向外围翅片提供随车速变化的强制风冷却。见附图4。
8)高速喷流装饰罩。见附图5、附图6。
9)对汽缸头、汽缸盖、汽缸体的表面进行粗糙化处理，以增大对流换热系数。
图1是热管缸头和缸盖散热器的总体结构图(结构一)，还包括工质蒸汽引流环、冷凝槽道和防液震荡罩。
图2是热管缸头和缸盖散热器的总体结构图(结构二)，还包括工质蒸汽引流环、冷凝槽道和防液震荡罩。
图3是汽缸头燃烧室壁内的环状内肋管油道结构图。
图4是“一带二或一带四”钢丝软轴传动的强制风冷却方式。
图5是高速喷流装饰罩示意图(结构一)。
图6是高速喷流装饰罩示意图(结构二)。
具体实施例方式
下面以其中一种结构形式为例，结合附图详细说明本产品的结构和功能。
图1中，“蘑菇状”的热管汽缸盖散热器1，既满足了发动机散热要求又使得造型美观。根据发动机的排量不同，热管蒸发段2的直径控制在20-50mm之间，冷凝段3的直径控制在50-150mm之间，总高度控制在70-250mm之间。工质的填充量控制在11-25％之间，采用的工质为萘或导热姆-A。工质蒸汽冷凝槽道4采用0.5-0.7mm厚的不锈钢皮，其槽道高为1-1.5mm，下槽道宽为2-2.5mm，上槽道宽为0.8-1.3mm。在热管冷凝段安放“喇叭状”的工质蒸汽引流环5，并且在液面之上安装有防液震荡罩6。与之相配合的发动机汽缸头燃烧室顶部采用与热管蒸发段紧密配合的特殊结构，并且采用纯软铝垫圈7进行隔热密封。
图3中，机油泵输出的循环机油通过布置在汽缸头燃烧室壁内1的环状内肋管油道2把局部高温热量带走，最终通过机油散热器排向外界环境。冷却机油的流量控制在15-50L/min，内肋管采用直径在8-12mm之间的紫铜管。
图4中，对现有发动机1的水泵或油泵进行简单改造，利用其动力输出轴2，通过“一带二或一带四”的钢丝软轴3传动，带动两个或四个风扇4，向外围翅片提供随车速变化的强制风冷却。钢丝软轴的直径控制在3-8mm之间，风扇的直径控制在60-150mm之间。
图5中，高速喷流装饰罩1包括对称布置的侧向风扇2和高速喷嘴3，有机结合了自然风和强制风对发动机进行冷却。
本发明并不仅限于上述的实施例，而是适于各种应用，并能有各种形式的变动和改型。在本发明的该实施例中，热管缸头和缸盖散热器还可以做成如图2所示的结构，高速喷流装饰罩还可以做成如图6所示的结构。
权利要求
1.一种新的摩托车发动机冷却方法利用热管内特定工质的相变传热特性和物理开关特性，通过内嵌在发动机汽缸头和汽缸盖里的蘑菇状热管结构以及环状内肋管，发动机热机部分的局部高温热量被传送到外围翅片进行散热。通过柔性结构传动方式，利用发动机曲轴输出的部分动力对外围翅片进行随车速变化的多点强制吹风冷却，并结合自然风冷把热量排给外界环境，使发动机在最佳工况下运行。
2.根据权利要求1所述的冷却方法，其装置特征中热管内采用工作温度在150-400℃之间的特定工质，导热姆-A或萘，填充量控制在11-25％之间。
3.根据权利要求1所述的冷却方法，其装置特征中采用两种不同结构形式的热管缸头和热管缸盖散热器。其中在热管冷凝段安放“喇叭状”的工质蒸汽引流环，并且在工质液面上安放防液震荡罩。
4.根据权利要求3所述的热管散热器结构形式，其装置特征中热管蒸发段的直径控制在20-50mm之间，冷凝段的直径控制在50-150mm之间，总高度控制在70-250mm之间。
5.根据权利要求3所述的热管散热器结构形式，其装置特征中冷凝槽道采用0.5-0.7mm厚的不锈钢皮，其槽道高为1-1.5mm，下槽道宽为2-2.5mm，上槽道宽为0.8-1.3mm。
6.根据权利要求1所述的冷却方法，其装置特征中采用内嵌内肋管的环状冷却油道。其中内肋管采用直径为8-12mm的紫铜管，流量控制在15-35L/min之间。
7.根据权利要求1所述的冷却方法，其装置特征中将现有发动机的水泵或油泵改造，利用原有动力输出轴，通过“一带二或一带四”的钢丝软轴传动方式，带动两个或四个随车速变化的风扇。
8.根据权利要求7所述的冷却方法，其装置特征中钢丝软轴的直径控制在3-8mm之间，风扇的直径控制在60-150mm之间。
9.根据权利要求1所述的冷却方法，其装置特征中采用两种不同结构形式的高速喷流装饰罩，结合自然风和强制风冷却发动机。
10.根据权利要求1所述的冷却方法，其装置特征中对汽缸头、汽缸盖、汽缸体的表面进行粗糙化处理(喷丸)，表面粗糙度为6.3-12.5，以增大对流换热系数。
全文摘要
本发明公开了一种用于摩托车发动机冷却的热管－油－风冷却方法及装置，适用于100cc到1000cc排量的单缸或多缸摩托车发动机及通用汽油机的冷却。通过内嵌在发动机汽缸头和汽缸盖里的蘑菇状热管结构以及环状内肋管油道，发动机热机部分的局部高温热量被传送到外围翅片进行散热。利用发动机曲轴输出的部分动力，通过钢丝软轴多点定位传动方式对外围翅片进行随车速变化的强制吹风冷却，并结合自然风最终把热量排给外界环境，使发动机在最佳工况下运行。该装置结构紧凑、可靠性高、造型美观，其主要技术性能指标和冷却效果达到水冷，生产成本略高于风冷、远低于水冷。本发明是摩托车发动机冷却技术的重大创新和突破，填补了国内外该项技术的空白。
文档编号F01P3/02GK1544801SQ20031011507
公开日2004年11月10日 申请日期2003年11月26日 优先权日2003年11月26日
发明者何君, 何 君 申请人:何君, 何 君