內(nèi)燃機(jī)的冷卻的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的冷卻，并且特別但不排他地涉及用于冷卻螺旋槳飛機(jī)內(nèi)的內(nèi)燃機(jī)的散熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機(jī)廣泛應(yīng)用于幾乎所有類型的動(dòng)力交通工具中，包括汽車、摩托車、輪船和飛機(jī)。內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)主要問(wèn)題是廢熱的產(chǎn)生，所述廢熱必須從發(fā)動(dòng)機(jī)有效地轉(zhuǎn)移到周圍環(huán)境中，以便避免熱相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)故障，諸如破裂、翹曲或發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的降解。
[0003]有兩種常見(jiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻技術(shù):空氣冷卻和液體冷卻。雖然空氣冷卻在內(nèi)燃機(jī)的初期是流行的，但它已不再被廣泛使用;液體冷卻現(xiàn)在是大多數(shù)內(nèi)燃機(jī)優(yōu)選的冷卻技術(shù)。
[0004]空氣冷卻包括通常以較高的速度圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸或缸體引導(dǎo)空氣。散熱片或其他構(gòu)造通常設(shè)置在氣缸或缸體的外表面上，以便增加表面積，從而增強(qiáng)熱傳遞。
[0005]在液體冷卻中，熱量從發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)由中間液體冷卻回路傳遞到環(huán)境。液體冷卻劑經(jīng)過(guò)限定在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸或缸體內(nèi)或者周圍的流體通道，在內(nèi)部燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的熱量因而傳遞到冷卻劑。冷卻劑然后被傳到具有暴露于環(huán)境的大的表面積的熱交換器(一般稱為散熱器)。隨著冷卻劑循環(huán)通過(guò)散熱器，熱量從液體冷卻劑傳遞到環(huán)境。冷的冷卻劑隨后離開(kāi)散熱器并供給回到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸或缸體以重復(fù)該過(guò)程?？蛇x地，在開(kāi)放回路中，離開(kāi)散熱器的冷卻液可以被處理掉，而新鮮的冷卻液被供給到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸或缸體。
[0006]在一般情況下，液體冷卻裝置中使用的液體冷卻劑是水基的，但是可包括其他試劑，諸如防凍劑和/或腐蝕抑制劑。
[0007]還可以采用與發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油相關(guān)的類似于上述液體冷卻的冷卻技術(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的冷卻通常稱為“油冷卻”，并且包括將發(fā)動(dòng)機(jī)油從發(fā)動(dòng)機(jī)傳到其自身專用的散熱器，并且隨后將油返回到發(fā)動(dòng)機(jī)。油冷卻通常與上述空氣冷卻和液體冷卻技術(shù)中的一個(gè)結(jié)合使用，即發(fā)動(dòng)機(jī)油通常不是主要冷卻劑。
[0008]為了使液體冷卻和油冷卻構(gòu)成有效的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻技術(shù)，必須有從散熱器到環(huán)境的有效熱傳遞。在實(shí)踐中，這是通過(guò)為散熱器設(shè)置一系列散熱片或其他構(gòu)造以增加其表面積，并且通過(guò)產(chǎn)生圍繞和/或通過(guò)散熱器的高流速空氣流來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0009]—種用于產(chǎn)生圍繞或通過(guò)散熱器的空氣流的已知技術(shù)依賴于由所述交通工具的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)提供的沖壓空氣壓力。在這樣的布置中，進(jìn)氣口設(shè)置在交通工具的前面，并且通過(guò)這些進(jìn)氣口接收的空氣被引導(dǎo)朝向散熱器。然而，這種布置的一個(gè)問(wèn)題是，冷卻空氣流僅當(dāng)交通工具在運(yùn)動(dòng)中時(shí)才產(chǎn)生。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行但交通工具靜止時(shí)，例如當(dāng)飛機(jī)在地面上準(zhǔn)備起飛時(shí)，這可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)熱。
[0010]經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇引導(dǎo)空氣朝向散熱器也是已知的。然而，操作風(fēng)扇所需的動(dòng)力必須通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)提供，從而增加了總的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷并因此貢獻(xiàn)于發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱?？紤]到設(shè)置風(fēng)扇的唯一目的是冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的事實(shí)，加熱發(fā)動(dòng)機(jī)的副作用代表了在基于風(fēng)扇的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻布置中的顯著缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]定義
[0012]術(shù)語(yǔ)“散熱器”在本文中用于包括任何形式的熱交換器，并且不局限于熱傳遞的特定形式或模式。例如，在已知的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中使用的熱交換器包含在術(shù)語(yǔ)“散熱器”的范圍內(nèi)，盡管事實(shí)上熱傳遞主要是通過(guò)對(duì)流和傳導(dǎo)，而不是輻射。
[0013]術(shù)語(yǔ)“孔”在本文中用于包括孔洞、狹槽、間隙、狹縫、凹口或任何其他形式的開(kāi)口。
[0014]按照本發(fā)明，如從第一方面可看出，所提供的是一種用于飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，該組件包括:
[0015]內(nèi)燃機(jī)；
[0016]驅(qū)動(dòng)軸，其配置成由所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；
[0017]散熱器，其包括所述驅(qū)動(dòng)軸被接收從中通過(guò)的孔，所述孔定位成使得所述散熱器大致沿周向圍繞所述驅(qū)動(dòng)軸。
[0018]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，與已知的發(fā)動(dòng)機(jī)組件相比，散熱器與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的距離減小。因此，即使還需要發(fā)動(dòng)機(jī)與散熱器之間的流體管路，這樣的管路是短并且直接的。這提供了降低成本、降低重量、簡(jiǎn)化安裝并且減少泄漏風(fēng)險(xiǎn)的優(yōu)點(diǎn)。
[0019]優(yōu)選地，散熱器沿周向圍繞驅(qū)動(dòng)軸的至少70%。換句話說(shuō)，從驅(qū)動(dòng)軸的縱向軸線畫(huà)出的徑向線在可能的360度方位角的超過(guò)70%的角度范圍內(nèi)與散熱器相交。
[0020]更優(yōu)選地，所述散熱器沿周向圍繞驅(qū)動(dòng)軸的至少90%。更加優(yōu)選地，所述散熱器沿周向圍繞驅(qū)動(dòng)軸的100%。
[0021]散熱器可以布置用于冷卻在傳到散熱器之前已經(jīng)被發(fā)動(dòng)機(jī)加熱的冷卻劑流體。在本實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)組件可包括在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)或靠近發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)流體通道，所述流體通道流體地連接到所述散熱器，使得冷卻劑流體從流體通道傳到散熱器。
[0022]可選地，散熱器可以布置成用于冷卻從發(fā)動(dòng)機(jī)傳到散熱器的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油。
[0023]該孔優(yōu)選地包括位于散熱器內(nèi)部的孔洞，使得所述散熱器沿周向圍繞驅(qū)動(dòng)軸。優(yōu)選地，散熱器大致是環(huán)形的，所述孔優(yōu)選地限定環(huán)形的中心。
[0024]可選地，孔可以包括從散熱器的外周緣延伸到散熱器內(nèi)部的不貫通的狹縫。優(yōu)選地，散熱器的橫截面基本上是圓形的，所述狹縫優(yōu)選地從散熱器的外周緣徑向延伸到散熱器的中心點(diǎn)。
[0025]可選地，孔可以包括從散熱器的外周緣延伸到散熱器的相對(duì)外周緣的間隙，使得所述孔將散熱器分成兩個(gè)分離的部分。優(yōu)選地，散熱器的每個(gè)部分的橫截面基本上是半圓形的。
[0026]驅(qū)動(dòng)軸可聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸?？蛇x地，傳動(dòng)軸可被接收在諸如汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)(ffankel engine)的旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子中。
[0027]驅(qū)動(dòng)軸優(yōu)選地布置成用于轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳。優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)軸的近端聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)，而驅(qū)動(dòng)軸的遠(yuǎn)端聯(lián)接到螺旋槳。有利地，散熱器在發(fā)動(dòng)機(jī)與螺旋槳之間的定位提供了緊湊并且輕質(zhì)的設(shè)施。此外，螺旋槳的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作協(xié)助圍繞和/或穿過(guò)散熱器的空氣流。本申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，通過(guò)螺旋槳的旋轉(zhuǎn)提供的空氣流比依靠由該空氣交通工具的向前運(yùn)動(dòng)提供的沖壓空氣壓力所實(shí)現(xiàn)的更大。此外，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)而飛機(jī)靜止在地面上時(shí)，螺旋槳也能產(chǎn)生空氣流。
[0028]散熱器可以包括大致平坦的第一表面，其布置為在基本垂直于驅(qū)動(dòng)軸的縱向軸線的一個(gè)平面中延伸，使得所述表面的法線基本平行于驅(qū)動(dòng)軸的縱向軸線。散熱器還可以包括大致平坦的第二表面，其布置為在基本垂直于驅(qū)動(dòng)軸的縱向軸線的一個(gè)平面中延伸。
[0029]當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸接收在散熱器的孔中時(shí)，第一表面優(yōu)選地接近螺旋槳，而第二表面優(yōu)選地接近發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0030]優(yōu)選地，第一和第二表面基本上是圓形的。
[0031]散熱器可以包括用于允許空氣從中穿過(guò)的附加孔。這種布置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，散熱器的表面積借助于孔而增加，從而提高了散熱器的冷卻效率。
[0032]散熱器可包括基本平坦的背襯構(gòu)件，其優(yōu)選地鄰接散熱器的第二表面。可以設(shè)想的是，平坦背襯構(gòu)件將特別適合于其中孔包括不貫通狹縫或間隙的實(shí)施例。在這些實(shí)施例中，所述背襯構(gòu)件優(yōu)選地至少定位在未被散熱器圍繞的圓周位置處。在某些實(shí)施例中，背襯構(gòu)件可以是細(xì)長(zhǎng)的，并布置為覆蓋不貫通狹縫的外側(cè)部分，或覆蓋間隙的兩個(gè)外側(cè)部分，只留下驅(qū)動(dòng)軸可通過(guò)其接收的中心孔洞。在可選實(shí)施例中，背襯構(gòu)件可以具有與散熱器的第二表面基本相同的外部尺寸，使得所述背襯構(gòu)件延伸至散熱器的外圍，該背襯構(gòu)件優(yōu)選包括位于背襯構(gòu)件內(nèi)部的孔洞，驅(qū)動(dòng)軸被接收通過(guò)該孔洞。
[0033]附加孔可在第一與第二表面之間貫穿散熱器縱向延伸，每個(gè)孔從而限定一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的通道。細(xì)長(zhǎng)通道可包括在大致縱向中心位置的限制部。設(shè)置限制部的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，空氣的速度在所述部分增加，從而提高了散熱器的冷卻效率。當(dāng)散熱器位于螺旋槳葉片后面，并因此接收已經(jīng)由螺旋槳葉片的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作加速的空氣時(shí)，這種效果被認(rèn)為是特別盛行的。
[0034]在一個(gè)實(shí)施例中，散熱器由布置用于輸送冷卻流體的多個(gè)基本平行的細(xì)長(zhǎng)管狀元件形成，空氣通道被限定在相鄰元件之間。
[0035]在對(duì)應(yīng)于設(shè)置在散熱器中的附加孔的位置的位置處，背襯構(gòu)件可包括孔，從而允許空氣穿過(guò)散熱器與背襯構(gòu)件這二者，因此提供散熱器的有效冷卻。
[0036]優(yōu)選地，所述散熱器包括護(hù)罩，所述護(hù)罩優(yōu)選地包括管狀側(cè)壁，其具有基本上平行于驅(qū)動(dòng)軸的縱向軸線的縱向軸線。更優(yōu)選地，護(hù)罩的管狀側(cè)壁的縱向軸線與驅(qū)動(dòng)軸的縱向軸線共線。護(hù)罩優(yōu)選地布置成沿周向圍繞驅(qū)動(dòng)軸和散熱器的至少一個(gè)內(nèi)部部分。
[0037]護(hù)罩的管狀側(cè)壁優(yōu)選地是從散熱器的第一表面直立的。更優(yōu)選地，護(hù)罩的管狀側(cè)壁是從散熱器的第一表面的外周緣直立的。
[0038]護(hù)罩可以基本上是圓柱形的。可選地，護(hù)罩的管狀側(cè)壁可以向外張開(kāi)，例如護(hù)罩可以是截頭圓錐形的。
[0039]用于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣口可鄰近散熱器的外周緣設(shè)置。
[0040]按照本發(fā)明，如從第二方面看出，所提供的是一種用于飛機(jī)的散熱器，散熱器包括:
[0041]用于接收驅(qū)動(dòng)軸的孔，所述孔定位成使得當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸被接收在孔中時(shí)，所述散熱器基本上