CN103147869B - 缸壁可变导热结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种缸壁可变导热结构包括气缸本体，所述气缸本体内设有容纳活塞运动的缸体，所述缸体周侧设置有供发动机冷却液通过的冷却道，所述冷却道和所述缸体之间还设置有切换导热物质的导热切换构件，本发明通过导热切换构件，使缸体和所述冷却道之间的换热管道具有不同的导热效率，从而使缸体和所述冷却道之间的导热效率可以改变，在发动机冷启动时，通过降低缸体和所述冷却道之间的导热效率，可以使缸体的温度迅速达到最佳温度，从而减少发动机冷启动后的油耗。

Description

缸壁可变导热结构

技术领域

本发明涉及内燃机冷却设备领域，特别地，是一种气缸缸体内的导热率可变的结构。

背景技术

发动机的水温温度并不是越高或越低就好，而是要冷却适中。水温过低会使气缸温度过低，使缸套与活塞环的配合间隙增大，燃烧速度降低，散热损失增加，而且润滑油粘度增大，增加了机件间的运转阻力，机械摩擦损失也要增加。这些影响都将使发动机功率下降。当温度过高时，会使缸套与活塞环的配合间隙过小，增加摩擦阻力。其润滑油也相对较稀薄，影响汽缸与活塞环间的密封性等。

汽车冷启动油耗高的一个主要原因，是气温造成汽油的热效率降低。所以，发动机工作时需要维持在一个正常的温度环境内（各发动机正常工作温度范围为各厂家实验时的最佳温度范围），如果温度过高，发动机的冷却系统会自动增加冷却系统的水循环速度，增加散热，带走多余的热量；反之，则减少冷却水的循环速度，保持必要温度。所以，冷发动机需要的是保温而不是散热。由于刚启动，发动机本身温度低，发动机会增加供油量，改变“点火提前角”来保持温度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种缸壁可变导热结构，该缸壁可变导热结构能够在发动机冷启动时，降低缸壁导热率，使气缸快速达到最佳温度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

该缸壁可变导热结构包括气缸本体，所述气缸本体内设有容纳活塞运动的缸体，所述缸体周侧设置有供发动机冷却液通过的冷却道，所述冷却道和所述缸体之间还设置有切换导热物质的导热切换构件。

作为优选，所述导热构件包括围绕所述缸体的至少一圈的换热管道，所述每条换热管道在所述气缸本体上设置有至少一条切换通道，所述切换通道通过一泵体输送不同导热率的工质。

作为优选，所述换热管道内包含两种不同导热率的工质，且工质之间通过一无杆活塞分割，通过改变位于所述冷却道和所述缸体之间的部分所述换热管道内的工质，改变缸体和所述冷却道之间的导热效率。

作为优选，在发动机冷却状态下，所述换热管道被所述无杆活塞分成四个区段，所述四个区段包括两个高导热率工质的区段和两个低导热率工质区段，所述高导热率工质的区段和低导热率工质区段间隔设置，所述低导热率工质区段内设置低导热率的气态工质，所述高导热率工质区段内设置高导热率的液态工质，低导热率工质区段对应的设置在所述冷却道和所述缸体之间区域，所述高导热率工质区段对应的设置在非所述冷却道和所述缸体之间区域，所述高导热率工质区段设置有输送所述液态工质的所述切换通道。

作为优选，所述两种不同导热率的工质为氮气和导热油。

本发明的优点在于：

通过改变不同导热效率的工质，使缸体和所述冷却道之间的换热管道具有不同的导热效率，从而使缸体和所述冷却道之间的导热效率可以改变，在发动机冷启动时，通过降低缸体和所述冷却道之间的导热效率，可以使缸体的温度迅速达到最佳温度，从而减少发动机冷启动后的油耗，而缸体达到最佳温度后，通过升高缸体和所述冷却道之间的导热效率，可以使缸体安全的散热。

附图说明

图1是本缸壁可变导热结构的实施例一的结构布局示意图。

图2是本缸壁可变导热结构的实施例一的A-A剖切结构布局示意图。

图3是本缸壁可变导热结构的实施例二中缸体处于冷却状态的结构示意图。

图4是本缸壁可变导热结构的实施例二中缸体处于工作状态的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例一：

参阅图1，在本实施例中，该缸壁可变导热结构包括气缸本体100，所述气缸本体100内设有容纳活塞运动的缸体110，所述缸体110周侧设置有供发动机冷却液通过的冷却道120，所述冷却道120和所述缸体110之间还设置有切换导热物质的导热切换构件。

参阅图1，图中可以看到，所述冷却道120均布于所述缸体的两侧。

参阅图2，所述导热构件包括围绕所述缸体110的若干圈换热管道200，所述每条换热管道200在所述气缸本体100上设置有至少一条切换通道210、220，所述切换通道210、220通过一泵体（未图示）输送不同导热率的工质。

通过所述泵体的作用，可将所述工质泵入或者泵出所述换热管道200，通过改变不同导热率的所述工质，可以控制所述缸体110在发动机冷启动时，通过在所述换热管道200内充入低导热率的工质，使所述缸体110快速升温，而传统的发动机冷启动后同时加热冷却道中循环的冷却液，造成冷启动前期，油耗过高。

实施例二：

参阅图3，在本实施例中，基于实施例一的结构，所述换热管道200内包含两种不同导热率的工质，且工质之间通过一无杆活塞300分割，通过改变位于所述冷却道120和所述缸体110之间的部分所述换热管道200内的工质，改变缸体110和所述冷却道120之间的导热效率。

    所述无杆活塞300的使用，防止不同工质之间的窜扰，使工质间的工作区域区分更明显，利于精确调整缸体110和所述冷却道120之间的导热效率。

在发动机冷却状态下，所述换热管道200被所述无杆活塞300分成四个区段，所述四个区段包括两个高导热率工质的区段250和两个低导热率工质区段260，所述高导热率工质的区段250和低导热率工质区段260间隔设置，所述低导热率工质区段260内设置高导热率的气态工质，所述高导热率工质区段250内设置高导热率的液态工质，低导热率工质区段260对应的设置在所述冷却道120和所述缸体110之间区域，所述高导热率工质区段250对应的设置在非所述冷却道120和所述缸体110之间区域，所述高导热率工质区段250设置有输送所述液态工质的所述切换通道210、220。

在发动机发动后达到最佳温度90度之间的时间段内，所述高导热率工质区段250逐渐变长，所述低导热率工质区段260逐渐变小，由图可见，当缸体达到最佳温度后，所述冷却道120和所述缸体110之间区域内，高导热率工质区段250占大部分区域，所述冷却道120和所述缸体110之间的换热效率达到最高，满足发动机需要将不断产生的燃油热量，通过所述冷却道120排出。

在实施例一和实施例二中，所述两种不同导热率的工质为氮气和导热油。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种缸壁可变导热结构，包括气缸本体（100），所述气缸本体（100）内设有容纳活塞运动的缸体（110），所述缸体（110）周侧设置有供发动机冷却液通过的冷却道（120），其特征在于：

所述冷却道（120）和所述缸体（110）之间还设置有切换导热物质的导热切换构件，所述导热切换构件包括围绕所述缸体（110）的若干圈换热管道（200），所述每条换热管道（200）在所述气缸本体（100）上设置有至少一条切换通道（210）、（220），所述切换通道（210）、（220）通过一泵体输送不同导热率的工质。

2.根据权利要求1所述的缸壁可变导热结构，其特征在于：所述换热管道（200）内包含两种不同导热率的工质，且工质之间通过一无杆活塞（300）分割，通过改变位于所述冷却道（120）和所述缸体（110）之间的部分所述换热管道（200）内的工质，改变缸体（110）和所述冷却道（120）之间的导热效率。

3.根据权利要求2所述的缸壁可变导热结构，其特征在于：在发动机冷却状态下，所述换热管道（200）被所述无杆活塞（300）分成四个区段，所述四个区段包括两个高导热率工质的区段（250）和两个低导热率工质区段（260），所述高导热率工质的区段（250）和低导热率工质区段（260）间隔设置，所述低导热率工质区段（260）内设置高导热率的气态工质，所述高导热率工质区段（250）内设置高导热率的液态工质，低导热率工质区段（260）对应的设置在所述冷却道（120）和所述缸体（110）之间区域，所述高导热率工质区段（250）对应的设置在非所述冷却道（120）和所述缸体（110）之间区域，所述高导热率工质区段（250）设置有输送所述液态工质的所述切换通道（210）、（220）。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的缸壁可变导热结构，其特征在于：所述两种不同导热率的工质为氮气和导热油。