一種微小型轉子發動機用冷卻系統的制作方法

本發明涉及轉子發動機領域，更具體的涉及微小型轉子發動機的冷卻系統。

背景技術：

微小型化始終是當代科技發展的重要方向。進入2l世紀以后，新的形勢對熱力機械的微小型化提出了迫切的需求。在這種情況下，微型機電系統MEMS得到了很好的發展，成為機械工業未來的希望。隨著MEMS的發展和多種微型化軍事裝備概念的提出，研制體積小、質量輕、能量密度高、能持續運行的微能量系統已經成為各國關注的焦點。轉子發動機結構簡單、體積小、重量輕，所以易于微小尺寸加工，適合于縮小到厘米數量級甚至毫米數量級。這樣在微小型化的過程中，在零部件加工、材料選取、精細裝配等方面都可以得到很大程度的簡化。這也是轉子發動機用作微型發動機的最大優勢。

微小型轉子發動機的熱負荷遠比傳統活塞式發動機要高。由于轉子發動機每個工作室的四個工作過程都分別被局限在氣缸的特定區段內進行，因此在氣缸的各個部位上的受熱情況差別甚大，形成明顯的冷熱區段。若缸體的冷熱區段溫差過大，會產生極不均勻的熱變形，使密封惡化，影響性能。若氣缸熱區(尤其是上止點附近)內外表面溫差過大，則會使缸壁熱應力過大，造成開裂破壞。因此，發明一種冷卻系統來降低氣缸整體溫度并減小不同區域溫差是非常有必要的。

技術實現要素：

針對上述氣缸整體溫度較高且不同區域溫差過大問題，本發明公開的一種微小型轉子發動機用冷卻系統要解決的技術問題是提供一種既能夠為微小型轉子發動機提供冷卻，又能減小不同區域冷熱溫差的冷卻系統。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

本發明公開的一種微小型轉子發動機用冷卻系統，包括在氣缸內部開有的冷卻液通道、冷卻液通道入口、管道和冷卻液通道出口。氣缸內在進氣道和排氣道上下兩側開有對稱布置的冷卻液通道。冷卻液通道入口開在氣缸溫度最高區域，所述的溫度最高區域指處于燃燒膨脹區段內溫度最高的區域。冷卻液通道出口開在進氣道附近溫度最低的區域。冷卻液通道外嵌套管道，所述管道材料的導熱率需大于氣缸材料的導熱率。

為方便冷卻液在冷卻液通道內分流，需盡量保證冷卻液通道入口與冷卻液通道出口對稱布置，冷卻液通道入口和冷卻液通道出口的管口大于冷卻液通道的管口，優選冷卻液通道入口和冷卻液通道出口的管口為液通道的管口的兩倍。

所述的冷卻液通道型線優選與氣缸型線相似。

所述對稱布置的冷卻液通道數量優選兩條。

所述管道材料的導熱率優選為氣缸材料導熱率的3倍。

本發明公開的一種微小型轉子發動機用冷卻系統的工作過程為：冷卻液通過開在氣缸溫度最高區域的冷卻液通道入口流入冷卻液通道，冷卻液通過兩個方向分流流過冷卻液通道，在溫度最低的區域開有的冷卻液通道出口流出，由于冷卻液由氣缸溫度最高的區域分流流向氣缸溫度最低的區域，因此冷卻液不僅能夠降低氣缸整體溫度，還能夠減小氣缸不同區域溫差，降低熱應力。在冷卻液通道外嵌套由導熱率大材料制作的管道，能夠有效平衡轉子發動機氣缸溫度分布，降低氣缸熱應力。

有益效果：

1.傳統的冷卻裝置冷卻水往往是從排氣口附近流入，從進氣口附近流出，本發明公開的一種微小型轉子發動機用冷卻系統中冷卻液入口為氣缸溫度最高處，出口為溫度最低處，不僅能夠有效降低發動機氣缸溫度，更能夠有效減少轉子發動機氣缸溫度分布不均勻的問題。

2.本發明公開的一種微小型轉子發動機用冷卻系統，在冷卻液通道外嵌套由導熱率大材料制作的管道，能夠有效平衡轉子發動機氣缸溫度分布，降低氣缸熱應力。

3.本發明公開的一種微小型轉子發動機用冷卻系統，所述的冷卻液通道型線優選與氣缸型線相似，能夠進一步有效降低發動機氣缸溫度和降低轉子發動機氣缸溫差。

4.本發明公開的一種微小型轉子發動機用冷卻系統，冷卻液在冷卻液通道內分流，能夠提高冷卻液對氣缸的冷卻速度，提高冷卻效果。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖主視圖，圖2為俯視圖。

其中：1—進氣道，2—排氣道、3—冷卻液通道、4—冷卻液通道入口、5—管道、6—冷卻液通道出口。

具體實施方式

現在結合附圖對本發明進行進一步詳細的說明，這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。

實施例1：

本實施例公開的一種微小型轉子發動機冷卻系統具體實施如圖1、圖2所示，包括在氣缸內部開有的冷卻液通道3、冷卻液通道入口4、管道5和冷卻液通道出口6。氣缸內在進氣道1和排氣道2上下兩側開有對稱布置的兩條冷卻液通道3。冷卻液通道入口4開在氣缸溫度最高區域，所述的溫度最高區域指處于燃燒膨脹區段內溫度最高的區域。冷卻液通道出口6開在進氣道1附近溫度最低的區域,所述冷卻液選用冷卻水。冷卻液通道3外嵌套管道5，所述管道5材料鋁合金的導熱率約為氣缸材料球墨鑄鐵導熱率的3倍。

所述氣缸外徑為70mm，鋁合金與氣缸型線距離為3mm，總厚度為6mm，鋁合金內部開有的冷卻液通道3直徑為2mm。為方便冷卻液在冷卻液通道3內分流，需盡量保證冷卻液通道入口4與冷卻液通道出口6對稱布置，冷卻液通道入口4和冷卻液通道出口6的管口為冷卻液通道3的管口的兩倍。

本實施例公開的一種微小型轉子發動機用冷卻系統的工作過程為：冷卻水通過開在氣缸溫度最高區域的冷卻液通道入口4流入冷卻液通道3，冷卻水通過兩個方向分流流過冷卻液通道3，在溫度最低的區域開有的冷卻液通道出口6流出，進入冷卻水散熱器，通過散熱器降低冷卻水溫度后再次進入冷卻液通道3，如此循環流動，達到冷卻氣缸效果，還可以通過調節水泵的流速來調節冷卻效果。由于冷卻水由氣缸溫度最高的區域分流流向氣缸溫度最低的區域，因此不僅能夠降低氣缸整體溫度，還能夠減小氣缸不同區域溫差，降低熱應力。在冷卻液通道3外嵌套由導熱率大材料制作的管道5，能夠有效平衡轉子發動機氣缸溫度分布，降低氣缸熱應力。

以上所述的具體描述，對發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例，用于解釋本發明，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。