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摘要：借助专利浅析内燃机的曲柄连杆机构、冷却系统，从专利角度出发对内燃机近年来的发展进行专利文献分析，展示内燃机的专利技术的地域分布、发展趋势。
常见的往复活塞内燃机为汽油机以及柴油机，而往复活塞内燃机的结构具有曲柄连杆机构、配气机构两大机构以及燃料供给、润滑、冷却、点火和起动五大系统。其中，归属于曲柄连杆机构的汽缸冷却，是国内外技术研究的一个重点。下面挑选专利布局较多的领域：汽缸、汽缸盖冷却领域对相关的专利情况进行简单分析。具体的冷却方式主要包括气冷和水冷两种形式。
一、汽缸、汽缸盖气冷
气冷一般是指空气冷却，空气冷却也即是风冷，风冷系统主要是利用大流量风扇使高速空气流直接吹过发动机的汽缸盖和汽缸体外表面。为了有效地降低受热零件的温度和改善其温度分布，在气缸盖和气缸体的外表面会布置一定形状的散热片，确保内燃机在最适当的温度范围内工作。其主要的特点是：
1.对地理环境和气候环境的适应性强。特别适用于沙漠或高原等缺水的地区工作，对气温的变化不敏感。
2.热负荷高。这是因为空气的传热系数只有水的传热系数的1/20-1/30，空气的比热容只有水的1/4。这表明风冷发动机要得到足够的冷却，不仅要合理地布置散热片，而且需要较大的空气流量。
3.冷起动后暖机时间短。由于风冷发动机在冷起动后气缸温度上升快，在短时间内即可进入大负荷工作状态。
4.维护简便。风冷发动机由于省去了散热器和许多管道而减少了维护点，而且由于通用化、系列化程度高，主要零件均可互换，拆装容易，维修简便。
汽缸、汽缸盖的气冷分类号主要分在F02F1/04及其下位组、F02F1/28及其下位组以及分在F01P的内燃机的冷却的F01P1/02。
截止至2017年7月，国内汽缸、汽缸盖气冷相关专利申请数量总数为734件，而世界范围内的相关专利申请数量总数为6307件。
对于国内的汽缸、汽缸盖气冷的相关专利分布情况，结合上图图1可以看到，在国内汽缸、汽缸盖气冷领域的专利申请量逐步增多，可见气冷仍然具有一定程度的专利申请价值，尽管总数与液冷相比处于弱势地位，申请人在进行液冷布局时也可适当对气冷进行少量布局。
对于汽缸、汽缸盖气冷领域在中国的主要申请人，从表1可以看出，日本的企业本田技研工业株式会社在汽缸、汽缸盖气冷领域的具有较高的申请量，日本的专利申请数量较多，国内的相关申请也具有一定数量，台湾的三阳工业股份有限公司也申请了一定数量的专利。
二、汽缸、汽缸盖液冷
液体冷却也即水冷，以冷却液为冷却介质的为水冷系统。汽车发动机，尤其是轿车发动机大都采用水冷系统。汽车发动机的水冷系统均为强制循环水冷系统，即利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。这种冷却系统主要包括水泵、散热器、冷却风扇、节温器、循环管路、发动机机体和汽缸盖中的水套以及其他附加装置等。
汽缸、汽缸盖的液冷分类号主要分在F02F1/10及其下位组、F02F1/36及其下位组以及分在F01P的内燃机的冷却的F01P3/02。
截止至2017年7月，国内汽缸、汽缸盖的液冷相关专利申请数量总数为2319件，而世界范围内的相关专利申请数量总数为18345件。
对于国内的汽缸盖液冷领域的相关专利分布情况，结合图2可以看到，在国内汽缸盖液冷领域的专利申请量逐步增多，可见液冷具有一定程度的专利申请价值。
对于汽缸盖液冷领域在中国的主要申请人，从表2可以看出，美国相关企业如福特环球在中国进行了较多数量的汽缸盖液冷领域的布局，而日本的本田、丰田也进行了一定数量的申请，对于中国在国内进行布局较多的主要有广西玉柴机器集团、潍柴动力。
总之，汽缸、汽缸盖冷却是发动机专利布局领域不可忽略的一个技术要点。
论文作者:刘洋,朱鑫
论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/20
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