CN108087092A - 一种高效散热的发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高效散热的发动机，包括发动机本体，所述发动机本体的转轴末端设置有通孔，所述通孔内插有导热管，所述导热管与通孔的孔壁之间设置有润滑油层，所述导热管与发动机本体的外壳固定连接，所述导热管内插有水冷管，所述水冷管连有水冷散热系统，所述水冷管包含有金属插入段和橡胶连接段，所述金属插入段的端面上设置有插入槽，所述橡胶连接段插入插入槽内，所述橡胶连接段和插入槽的槽壁粘合，所述发动机本体的外壳上设置有连接架，所述导热管和发动机本体的外壳均与连接架固定连接，所述导热管通过连接架与发动机本体的外壳固定；该高效散热的发动机具有出色的散热性能。

Description

一种高效散热的发动机

技术领域

本发明涉及一种高效散热的发动机。

背景技术

发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器, 发动机可以说是汽车上最重要的部分，而它的结构对于汽车的性能具有重大影响，常用的发动机一般有直列发动机、V型发动机和转子发动机等。

发动机的散热性能是影响到发动机的重要因数，本领域的技术人员希望可以做的更好。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有出色的散热性能的高效散热的发动机。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种高效散热的发动机，包括发动机本体，所述发动机本体的转轴末端设置有通孔，所述通孔内插有导热管，所述导热管与通孔的孔壁之间设置有润滑油层，所述导热管与发动机本体的外壳固定连接，所述导热管内插有水冷管，所述水冷管连有水冷散热系统，所述水冷管包含有金属插入段和橡胶连接段，所述金属插入段的端面上设置有插入槽，所述橡胶连接段插入插入槽内，所述橡胶连接段和插入槽的槽壁粘合，所述发动机本体的外壳上设置有连接架，所述导热管和发动机本体的外壳均与连接架固定连接，所述导热管通过连接架与发动机本体的外壳固定。

所述导热管由按重量份数配比的银12-17份、石墨烯6-10份、氮化铝14-19份、氮化镁5-10份、铜125-128份、锡155-172份、锑28-30份、铪1-3份、碲2-5份、钒1-4份、铊3-5份、氧化铈1-3份和立方氮化硼微粉13-17份。

作为优选，所述金属插入段与导热管的管孔相契合，由于金属插入段与导热管的管孔相契合，导热管与金属插入段可以良好的接触，可以有效的保证导热管与金属插入段之间的热传递的速度。

作为优选，所述水冷散热系统包括水箱、水泵和回水管，所述水泵的抽水口与水箱相连通，所述回水管一端与水箱相连通，所述回水管另一端与金属插入段连接，所述橡胶连接段与水泵排水口连接。

作为优选，所述导热管外表面和内表面均为镀银设置。通过在导热管外表面和内表面均镀银，可以有效的提升导热管的导热性能，提升热传递速度。

作为优选，所述发动机本体的外壳上设置有榫头，所述榫头与发动机本体为一体式设置，所述导热管上设置有与榫头相配对的榫眼，所述导热管和发动机本体的外壳通过榫头和榫眼连接，导热管和发动机本体的外壳连接稳定可靠。

作为优选，所述连接架上设置有插孔，所述插孔与导热管契合，所述导热管插入插孔内，所述导热管与插孔的孔壁粘合，导热管与连接架连接结构简单，稳定性好。

作为优选，所述连接架上设置有散热翘片，所述散热翘片与连接架为一体式设置，所述散热翘片和连接架外表面均设置有散热涂层，连接架具有优秀的散热性能。

作为优选，所述导热管由按重量份数配比的银12份、石墨烯6份、氮化铝14份、氮化镁5份、铜125份、锡155份、锑28份、铪1份、碲2份、钒1份、铊3份、氧化铈1份和立方氮化硼微粉13份。

作为优选，所述导热管由按重量份数配比的银17份、石墨烯10份、氮化铝19份、氮化镁10份、铜128份、锡172份、锑30份、铪3份、碲5份、钒4份、铊5份、氧化铈3份和立方氮化硼微粉17份。

作为优选，所述导热管由按重量份数配比的银15份、石墨烯8份、氮化铝17份、氮化镁8份、铜127份、锡165份、锑29份、铪2份、碲4份、钒3份、铊4份、氧化铈2份和立方氮化硼微粉15份。

导热管的制备方法包括以下步骤：

1）将银12-17份、石墨烯6-10份、氮化铝14-19份、氮化镁5-10份、铜125-128份、锡155-172份、锑28-30份、铪1-3份、碲2-5份、钒1-4份、铊3-5份和氧化铈1-3份一起倒入到粉碎机中经行粉碎处理，粉碎目数为400-600目，制得混合粉末，备用；

2）将立方氮化硼微粉13-17份和步骤1）制得的混合粉末进行球磨混料，球磨混料的转速为1200-1700r/min，混料时间为8-12h，制得混合材料，备用；

3）将步骤2）制得的混合材料倒入到电阻炉中进行加热搅拌处理，加热温度为1400-1500℃，搅拌速度为200-300r/min，加热搅拌时间为60-70分钟，制得高温金属液，备用；

4）将步骤3）制得的高温金属液倒入到模具中，在加压的条件下自然冷却，其中，施压压力为120-240mpa，即得导热管。

以下是导热管的原料的特点：

银：导热、导电性能很好，质软，富延展性。其反光率极高。

石墨烯：具有十分良好的强度、柔韧、导电和导热性能。

氮化铝：导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。抗熔融金属侵蚀的能力强。

氮化镁：用于冶炼的添加剂，有利于提高材料的密度、强度、拉力及承受力。

铜：铜呈紫红色光泽的金属，有很好的延展性，导热和导电性能较好。

锡：锡的化学性质很稳定，在常温下不易被氧气氧化，所以它经常保持银闪闪的光泽，熔点较低，可塑性强。

锑：锑是一种带有银色光泽的灰色金属。

铪：铪的化学性质与锆十分相似，具有良好的抗腐蚀性能，不易受一般酸碱水溶液的侵蚀，纯铪具有可塑性，易加工，作为合金添加剂，提升整体的硬度。

碲：碲的两种同素异形体中，一种是晶体的碲，具有金属光泽，银白色，性脆，是与锑相似的；另一种是无定形粉末状，呈暗灰色。密度中等，熔、沸点较低。它是一种非金属元素，可它却有十分良好的传热和导电本领铜合金加入少量碲，能改善其切削加工性能并增加硬度。

钒：有延展性，质坚硬，无磁性。作为合金添加剂，通过细化钢的组织和晶粒，提高晶粒粗化温度，从而起到增加材料的强度、韧性和耐磨性。

铊：铊与铅类似，质软、熔点和抗拉强度均低。用铊制成的合金具有提高合金强度、改善合金硬度、增强合金抗腐蚀性能等多种特性。

氧化铈：常用于制作耐热合金，银中加入稀土元素铈，性能就更加优良。用这种加稀土元素的银制作的接触点，寿命可以延长好几倍。

立方氮化硼微粉：具有很高的硬度、热稳定性和化学惰性，作为补强剂。

本发明的有益效果为：通过在发动机本体的转轴末端设置有通孔，并且通孔内插有导热管，导热管内插有连有水冷散热系统的水冷管，从而可以起到出色的散热效果，可以快速的对发动机内部进行快速的散热，此外，水冷管包含有金属插入段和橡胶连接段，金属插入段的端面上设置有插入槽，橡胶连接段插入插入槽内，橡胶连接段和插入槽的槽壁粘合，橡胶连接段和插入槽的槽壁连接稳定可靠，金属插入段和橡胶连接段不易分离。发动机本体的外壳上设置有连接架，导热管和发动机本体的外壳均与连接架固定连接，导热管通过连接架与发动机本体的外壳固定。金属插入段与导热管的管孔相契合，由于金属插入段与导热管的管孔相契合，导热管与金属插入段可以良好的接触，可以有效的保证导热管与金属插入段之间的热传递的速度。水冷散热系统包括水箱、水泵和回水管，水泵的抽水口与水箱相连通，回水管一端与水箱相连通，回水管另一端与金属插入段连接，橡胶连接段与水泵排水口连接。导热管外表面和内表面均为镀银设置，通过在导热管外表面和内表面均镀银，可以有效的提升导热管的导热性能，提升热传递速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种高效散热的发动机的整体结构示意图；

图2为本发明一种高效散热的发动机本体的转轴末端结构示意图；

图3为本发明一种高效散热的发动机本体的转轴、导热管和水冷管连接后的局部剖面图；

图4为本发明一种高效散热的发动机的水冷管的结构示意图；

图5为本发明一种高效散热的发动机的水冷管的金属插入段的剖面图；

图6为本发明一种高效散热的发动机的水冷散热系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

如图1-3所示，一种高效散热的发动机，包括发动机本体1，发动机本体1采用无刷电机，所述发动机本体1的转轴末端设置有通孔2，所述通孔2内插有导热管3，所述导热管3与通孔2的孔壁之间设置有润滑油层4，所述导热管3与发动机本体1的外壳之间设置有固定架，所述导热管3和发动机本体1的外壳均与固定架焊接，所述导热管3内插有水冷管5，水冷管中间设置有U形部，所述U形部插入导热管3内，所述水冷管5连有水冷散热系统6，水冷管5两端均与水冷散热系统6连接。通过在发动机本体1的转轴末端设置有通孔2，并且通孔2内插有导热管3，导热管3内插有连有水冷散热系统6的水冷管5，工作时，热量不断传递到转轴上然后，然后经水传递到发动机本体1外，从而可以起到出色的散热效果，可以快速的对发动机内部进行快速的散热。

所述导热管由按重量份数配比的银12份、石墨烯6份、氮化铝14份、氮化镁5份、铜125份、锡155、锑28份、铪1份、碲2份、钒1份、铊3份、氧化铈1份和立方氮化硼微粉13份。

导热管的制备方法包括以下步骤：

1）将银12份、石墨烯6份、氮化铝14份、氮化镁5份、铜125份、锡155份、锑28份、铪1份、碲2份、钒1份、铊3份和氧化铈1份一起倒入到粉碎机中经行粉碎处理，粉碎目数为400目，制得混合粉末，备用；

2）将立方氮化硼微粉13份和步骤1）制得的混合粉末进行球磨混料，球磨混料的转速为1200r/min，混料时间为8h，制得混合材料，备用；

3）将步骤2）制得的混合材料倒入到电阻炉中进行加热搅拌处理，加热温度为1400℃，搅拌速度为200r/min，加热搅拌时间为60分钟，制得高温金属液，备用；

4）将步骤3）制得的高温金属液倒入到模具中，在加压的条件下自然冷却，其中，施压压力为120mpa，即得导热管。

本实施例的有益效果为：通过在发动机本体的转轴末端设置有通孔，并且通孔内插有导热管，导热管内插有连有水冷散热系统的水冷管，工作时不断有冷水将导热管上的热量传递到外界，从而可以起到出色的散热效果，可以快速的对发动机内部进行快速的散热。

实施例2

如图1-6所示，一种高效散热的发动机，包括发动机本体1，发动机本体1采用空心杯电机，所述发动机本体1的转轴末端设置有通孔2，所述通孔2内插有导热管3，所述导热管3与通孔2的孔壁之间设置有润滑油层4，所述导热管3内插有水冷管5，所述水冷管5连有水冷散热系统6。所述水冷管5包含有金属插入段7和橡胶连接段8，所述金属插入段7的端面上设置有插入槽9，所述橡胶连接段8插入插入槽9内，所述橡胶连接段8和插入槽9的槽壁粘合，橡胶连接段8和插入槽9的槽壁连接稳定可靠，金属插入段7和橡胶连接段8不易分离。所述发动机本体1的外壳上设置有连接架10，所述导热管3和发动机本体1的外壳均与连接架10焊接，所述导热管3通过连接架10与发动机本体1的外壳固定，连接稳定可靠。所述金属插入段7与导热管3的管孔相契合，由于金属插入段7与导热管3的管孔相契合，导热管3与金属插入段7可以良好的接触，可以有效的保证导热管3与金属插入段7之间的热传递的速度。所述水冷散热系统6包括水箱11、水泵12和回水管13，所述水泵12的抽水口与水箱11相连通，所述回水管13一端与水箱11相连通，所述回水管13的另一端与金属插入段连接7，所述橡胶连接段8与水泵12排水口连接。所述导热管3外表面和内表面均为镀银设置，通过在导热管3外表面和内表面均镀银，可以有效的提升导热管3的导热性能，提升热传递速度。通过在发动机本体1的转轴末端设置有通孔2，并且通孔2内插有导热管3，导热管3内插有连有水冷散热系统6的水冷管5，工作时，热量不断传递到转轴上然后，然后经水传递到发动机本体1外，从而可以起到出色的散热效果，可以快速的对发动机内部进行快速的散热。

所述导热管由按重量份数配比的银17份、石墨烯10份、氮化铝19份、氮化镁10份、铜128份、锡172份、锑30份、铪3份、碲5份、钒4份、铊5份、氧化铈3份和立方氮化硼微粉17份。

导热管的制备方法包括以下步骤：

1）将银17份、石墨烯10份、氮化铝19份、氮化镁10份、铜128份、锡172份、锑30份、铪3份、碲5份、钒4份、铊5份和氧化铈3份一起倒入到粉碎机中经行粉碎处理，粉碎目数为600目，制得混合粉末，备用；

2）将立方氮化硼微粉17份和步骤1）制得的混合粉末进行球磨混料，球磨混料的转速为1700r/min，混料时间为12h，制得混合材料，备用；

3）将步骤2）制得的混合材料倒入到电阻炉中进行加热搅拌处理，加热温度为1500℃，搅拌速度为300r/min，加热搅拌时间为70分钟，制得高温金属液，备用；

4）将步骤3）制得的高温金属液倒入到模具中，在加压的条件下自然冷却，其中，施压压力为240mpa，即得导热管。

本实施例的有益效果为：通过在发动机本体的转轴末端设置有通孔，并且通孔内插有导热管，导热管内插有连有水冷散热系统的水冷管，从而可以起到出色的散热效果，可以快速的对发动机内部进行快速的散热，水冷管包含有金属插入段和橡胶连接段，金属插入段的端面上设置有插入槽，橡胶连接段插入插入槽内，橡胶连接段和插入槽的槽壁粘合，橡胶连接段和插入槽的槽壁连接稳定可靠，金属插入段和橡胶连接段不易分离。发动机本体的外壳上设置有连接架，导热管和发动机本体的外壳均与连接架固定连接，导热管通过连接架与发动机本体的外壳固定。金属插入段与导热管的管孔相契合，由于金属插入段与导热管的管孔相契合，导热管与金属插入段可以良好的接触，可以有效的保证导热管与金属插入段之间的热传递的速度。水冷散热系统包括水箱、水泵和回水管，水泵的抽水口与水箱相连通，回水管一端与水箱相连通，回水管另一端与金属插入段连接，橡胶连接段与水泵排水口连接。导热管外表面和内表面均为镀银设置，通过在导热管外表面和内表面均镀银，可以有效的提升导热管的导热性能，提升热传递速度。

实施例3

如图1-6所示，一种高效散热的发动机，包括发动机本体1，发动机本体1采用空心杯电机，所述发动机本体1的转轴末端设置有通孔2，所述通孔2内插有导热管3，所述导热管3与通孔2的孔壁之间设置有润滑油层4，所述导热管3内插有水冷管5，所述水冷管5连有水冷散热系统6。所述水冷管5包含有金属插入段7和橡胶连接段8，所述金属插入段7的端面上设置有插入槽9，所述橡胶连接段8插入插入槽9内，所述橡胶连接段8和插入槽9的槽壁粘合，橡胶连接段8和插入槽9的槽壁连接稳定可靠，金属插入段7和橡胶连接段8不易分离。所述发动机本体1的外壳上设置有连接架10，所述导热管3和发动机本体1的外壳均与连接架10焊接，所述导热管3通过连接架10与发动机本体1的外壳固定，连接稳定可靠。所述金属插入段7与导热管3的管孔相契合，由于金属插入段7与导热管3的管孔相契合，导热管3与金属插入段7可以良好的接触，可以有效的保证导热管3与金属插入段7之间的热传递的速度。所述水冷散热系统6包括水箱11、水泵12和回水管13，所述水泵12的抽水口与水箱11相连通，所述回水管13一端与水箱11相连通，所述回水管13的另一端与金属插入段连接7，所述橡胶连接段8与水泵12排水口连接。所述导热管3外表面和内表面均为镀银设置，通过在导热管3外表面和内表面均镀银，可以有效的提升导热管3的导热性能，提升热传递速度。所述发动机本体1的外壳上设置有榫头（未图示），所述榫头与发动机本体1为一体式设置，所述导热管3上设置有与榫头相配对的榫眼（未图示），所述导热管3和发动机本体1的外壳通过榫头和榫眼连接，导热管3和发动机本体1的外壳连接稳定可靠。连接架10上设置有插孔（未图示），所述插孔与导热管3契合，所述导热管3插入插孔内，所述导热管3与插孔的孔壁粘合，导热管3与连接架10连接结构简单，稳定性好。所述连接架10上设置有散热翘片14，所述散热翘片14与连接架10为一体式设置，所述散热翘片14和连接架10外表面均设置有散热涂层（未图示），连接架10具有优秀的散热性能。通过在发动机本体1的转轴末端设置有通孔2，并且通孔2内插有导热管3，导热管3内插有连有水冷散热系统6的水冷管5，工作时，热量不断传递到转轴上然后，然后经水传递到发动机本体1外，从而可以起到出色的散热效果，可以快速的对发动机内部进行快速的散热。

所述导热管由按重量份数配比的银15份、石墨烯8份、氮化铝17份、氮化镁8份、铜127份、锡165份、锑29份、铪2份、碲4份、钒3份、铊4份、氧化铈2份和立方氮化硼微粉15份。

导热管的制备方法包括以下步骤：

1）将银15份、石墨烯8份、氮化铝17份、氮化镁8份、铜127份、锡165份、锑29份、铪2份、碲4份、钒3份、铊4份和氧化铈2份一起倒入到粉碎机中经行粉碎处理，粉碎目数为600目，制得混合粉末，备用；

2）将立方氮化硼微粉15份和步骤1）制得的混合粉末进行球磨混料，球磨混料的转速为1700r/min，混料时间为12h，制得混合材料，备用；

3）将步骤2）制得的混合材料倒入到电阻炉中进行加热搅拌处理，加热温度为1500℃，搅拌速度为300r/min，加热搅拌时间为70分钟，制得高温金属液，备用；

4）将步骤3）制得的高温金属液倒入到模具中，在加压的条件下自然冷却，其中，施压压力为240mpa，即得导热管。

本实施例的有益效果为：通过在发动机本体的转轴末端设置有通孔，并且通孔内插有导热管，导热管内插有连有水冷散热系统的水冷管，从而可以起到出色的散热效果，可以快速的对发动机内部进行快速的散热，水冷管包含有金属插入段和橡胶连接段，金属插入段的端面上设置有插入槽，橡胶连接段插入插入槽内，橡胶连接段和插入槽的槽壁粘合，橡胶连接段和插入槽的槽壁连接稳定可靠，金属插入段和橡胶连接段不易分离。发动机本体的外壳上设置有连接架，导热管和发动机本体的外壳均与连接架固定连接，导热管通过连接架与发动机本体的外壳固定。金属插入段与导热管的管孔相契合，由于金属插入段与导热管的管孔相契合，导热管与金属插入段可以良好的接触，可以有效的保证导热管与金属插入段之间的热传递的速度。水冷散热系统包括水箱、水泵和回水管，水泵的抽水口与水箱相连通，回水管一端与水箱相连通，回水管另一端与金属插入段连接，橡胶连接段与水泵排水口连接。导热管外表面和内表面均为镀银设置，通过在导热管外表面和内表面均镀银，可以有效的提升导热管的导热性能，提升热传递速度。发动机本体的外壳上设置有榫头，榫头与发动机本体为一体式设置，导热管上设置有与榫头相配对的榫眼，导热管和发动机本体的外壳通过榫头和榫眼连接，导热管和发动机本体的外壳连接稳定可靠。连接架上设置有插孔，插孔与导热管契合，导热管插入插孔内，导热管与插孔的孔壁粘合，导热管与连接架连接结构简单，稳定性好。连接架上设置有散热翘片，散热翘片与连接架为一体式设置，散热翘片和连接架外表面均设置有散热涂层，连接架具有优秀的散热性能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效散热的发动机，包括发动机本体，其特征在于：所述发动机本体的转轴末端设置有通孔，所述通孔内插有导热管，所述导热管与通孔的孔壁之间设置有润滑油层，所述导热管与发动机本体的外壳固定连接，所述导热管内插有水冷管，所述水冷管连有水冷散热系统，所述水冷管包含有金属插入段和橡胶连接段，所述金属插入段的端面上设置有插入槽，所述橡胶连接段插入插入槽内，所述橡胶连接段和插入槽的槽壁粘合，所述发动机本体的外壳上设置有连接架，所述导热管和发动机本体的外壳均与连接架固定连接，所述导热管通过连接架与发动机本体的外壳固定，所述导热管由按重量份数配比的银12-17份、石墨烯6-10份、氮化铝14-19份、氮化镁5-10份、铜125-128份、锡155-172份、锑28-30份、铪1-3份、碲2-5份、钒1-4份、铊3-5份、氧化铈1-3份和立方氮化硼微粉13-17份。

2.根据权利要求1所述的一种高效散热的发动机，其特征在于：所述金属插入段与导热管的管孔相契合。

3.根据权利要求1所述的一种高效散热的发动机，其特征在于：所述水冷散热系统包括水箱、水泵和回水管，所述水泵的抽水口与水箱相连通，所述回水管一端与水箱相连通，所述回水管另一端与金属插入段连接，所述橡胶连接段与水泵排水口连接。

4.根据权利要求1所述的一种高效散热的发动机，其特征在于：所述导热管外表面和内表面均为镀银设置。

5.根据权利要求1所述的一种高效散热的发动机，其特征在于：所述发动机本体的外壳上设置有榫头，所述榫头与发动机本体为一体式设置，所述导热管上设置有与榫头相配对的榫眼，所述导热管和发动机本体的外壳通过榫头和榫眼连接。

6.根据权利要求1所述的一种高效散热的发动机，其特征在于：所述连接架上设置有插孔，所述插孔与导热管契合，所述导热管插入插孔内，所述导热管与插孔的孔壁粘合。

7.根据权利要求1所述的一种高效散热的发动机，其特征在于：所述连接架上设置有散热翘片，所述散热翘片与连接架为一体式设置，所述散热翘片和连接架外表面均设置有散热涂层。

8.根据权利要求1所述的一种高效散热的发动机，其特征在于：所述导热管由按重量份数配比的银12份、石墨烯6份、氮化铝14份、氮化镁5份、铜125份、锡155份、锑28份、铪1份、碲2份、钒1份、铊3份、氧化铈1份和立方氮化硼微粉13份。

9.根据权利要求1所述的一种高效散热的发动机，其特征在于：所述导热管由按重量份数配比的银17份、石墨烯10份、氮化铝19份、氮化镁10份、铜128份、锡172份、锑30份、铪3份、碲5份、钒4份、铊5份、氧化铈3份和立方氮化硼微粉17份。

10.根据权利要求1所述的一种高效散热的发动机，其特征在于：所述导热管由按重量份数配比的银15份、石墨烯8份、氮化铝17份、氮化镁8份、铜127份、锡165份、锑29份、铪2份、碲4份、钒3份、铊4份、氧化铈2份和立方氮化硼微粉15份。