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摘 要：由汽缸、汽缸盖和活塞组成的燃烧室是发动机的核心部分，由于其高温的工作环境，所以对材料的要求很高，同时对部件的散热要求也较高，活塞、汽缸、汽缸盖以及其上的部件的散热性能直接影响到发动机的工作可靠性。本文首先研究了国内发动机或一般机器空冷专利申请情况，然后从冷却汽缸或汽缸盖的装置、冷却活塞的装置、冷却进气阀或排气阀以及冷却燃油喷射器或火花塞等方面对空冷发动机或一般机器相关技术的发展路线进行了梳理，重点分析了冷却汽缸或汽缸盖、冷却进气阀或排气阀以及冷却燃油喷射器或火花塞，最后对本领域的发展做了一个小结。
关键词：发动机；空冷；汽缸；阀；喷射器；火花塞
1引言
发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，由于具有较高热效率、良好动力学和燃油经济性，因此成为车辆、船舶等的动力来源，是一整个机器的心脏。然而发动机的散热则能够保证整个机器“血液”流通是否通畅。发动机或一般机器的散热主要分为水冷和风冷式两种，其中风冷式较之水冷式单位体积带走的热量较少，所以需要供给较大的风量，以及提供合理的通过通道。对于发动机，其散热主要集中在汽缸和汽缸盖、活塞、冷却进气阀或排气阀以及冷却燃油喷射器或火花塞等方面。一般情况下，这几方面需要同时作用，共同对发动机或一般的机器进行散热，提高散热效率，延长机器的使用寿命。
2 国内外发动机或一般机器空冷专利申请总体分析
2.1专利发展趋势
发动机或其他机器的风冷技术在国内的发展开始于1986年前后，并持续到2014年。国内申请人在该领域的研究发展在2004年之前都比较缓慢，从2007年开始发展加快直至2011年，接着在2013年发展速度回落。国外在华申请人在该领域的研究从2003年开始就迅速发展，并经历过2005-2007年的平稳发展期以后，再次于2008年爆发式发展，在2009年短暂平稳后于2010年发展至高峰，并在随后放缓发展。伴随着国外在华申请人在国内的申请趋势，整个中国国内在DPF主动再生领域的发展形势是与国外申请人的在华申请趋势是保持大致一致的，相反国内申请在2013年前后的大部分时间内的发展都明显弱于国外在华申请。
2.2 申请人区域分布
在发动机或其他机器的风冷技术领域，中国申请的专利占据了中国国内该领域申请量一半以上的数量；中国在该领域以200多的申请量远远地超过了其它国家，同时在所有申请人当中也是以专利申请量最多而位列首位；同时，中国国内申请人的申请量在这20几年中持续增长，反映出国内在该领域的发展情况总体上可观。而传统的发动机强国如日本、韩国在该领域的专利申请数量也不容小觑，远远超过其它欧洲发达国家。
在国内，江苏省在发动机或其他机器的风冷技术领域的发展远远超过了其它省份的发展，其77件的专利申请量是第二名重庆市专利申请量的2倍多。包括以江苏、浙江、山东、上海为代表的大部分沿海省份在該领域的整体发展是领先于内陆省份的，其中内陆省份中重庆的发展相对来说最为突出，河南和广西在这方面的发展也较为明显，主要是与一些发动机或小汽车支柱性产业的存在有关。
进一步对江苏省专利申请分布进行分析，发现无锡市在这方面的申请量最多，其中无锡开普动力有限公司的申请量最多，为32件，接着是无锡开铺机械有限公司，申请量为5件；将两者联合起来看，无锡开普主要生产单杠柴油机、挖掘机、装载机、叉车、四轮农用运输车，其中在发电机这方面的研发也较领先。而个人申请人蒋坚在该领域的申请也达3件专利。公司申请人“新世动力”“盐城市高越动力”“江苏普盛动力”也申请了2件专利。
2.3 主要申请人
为了便于统计，我们将某些具有集团-子公司关系的申请人归属于同一公司，比如，美国通用即通用旗下几个公司的统称。在发动机或其他机器的风冷技术领域，国外申请人中的日本本田技研工业株式会社在这方面占有绝对的优势，总共申请了25件专利，接近国外在华专利申请数的一半。而台湾的光阳工业公司也申请了7件专利，紧接其后的是日本的雅马哈发动机、美国通用，日本汽车公司在该领域的发展整体上比较突出。
在发动机或其他机器的风冷技术领域的国内主要申请人也是以公司为主体。其中，江苏省无锡开铺动力有限公司申请了多达32件专利，该公司是目前国内生产发电机组规模最大、品牌最全的生产厂家之一。重庆隆鑫有限公司也申请了14件相关专利，其主要生产摩托车、发动机，在这方面发动机或其他机器的风冷技术方面也做出了较为前沿的研究。个人申请人中的蒋坚和孟荣水也申请了相关专利。
3 发动机或一般机器空冷主要技术发展路线
一般机器或发动机空冷按照冷却装置的不同，可以分为冷却汽缸或汽缸盖的装置、冷却活塞的装置、冷却发动机或机器的其他零件的装置，其中冷却发动机或机器的其他零件的装置下又可细分为冷却进气阀或排气阀，冷却燃料喷射器或火花塞。最初的空冷主要作用在汽缸或汽缸盖上，随着现有技术的发展，为了加强冷却效果，关注不仅仅在外部的气缸和气缸盖上，从而开始关注活塞，冷却进气阀或排气阀，燃料喷射器或火花塞。出于研究的方便，可以从这四大方面出发来研究各自技术的发展情况。
3.1主要技术分支的发展
发动机或一般机器冷却技术领域中，汽缸和汽缸盖冷却一种占据着主要部分，特别是到了2014年申请量达到了发展的顶峰。在这一部分中，中国在汽缸和汽缸盖冷却这一部分发展较快，申请量整体趋势是增加的，但在2009年和2012年时出现大幅度回落，在2013年又持续爬升。而关于冷却进气阀或排气阀，冷却燃料喷射器或火花塞这两个领域主要是国外公司申请居大多数，国内申请少之又少，在2010年之后才开始有申请公开。
另外，由于发动机活塞部件的特殊性，其冷却常常采用油冷，空冷也就是进排气带走一部分热量，其主要还是靠内部的冷却剂带走其部件上的主要热量，所以在统计过程中，关于空冷活塞的装置极其少，在这里不作叙述。 3.2汽缸和汽缸盖空冷的发展
“汽缸和汽缸盖空冷”的发展始于1986年前后，伊始的申请量一直较少，其实与小汽车的广泛应用有一定关系。相对而言，国外在华申请量一直不多，且保持稳定态势，但是国内在这方面是一个持续走高的发展，与全球在该领域的发展步调保持一致。
国内个人申请人洪里荣在2000年提出了在冷却汽缸和汽缸盖装置（风扇）上装有风轮风扇，且在风扇外壳内侧壁装有导流板，能合理分配风量（申请号CN00220335）；同样是国内个人申请人肖亨琳在2003年提出了一种发电机内部的发动机的冷却系统，主要采用吸冷风罩与发动机箱件侧盖连接，发动机上部左导风板、发动机上部右导风板紧固在发动机箱体上，能保证对发动机发热量大的地方进行及时冷却（申请号CN200320110513）；雅马哈发动机株式会社于2004年提出与曲轴连动连接的风扇，将来自该风扇的风导向气缸和点火栓的护罩（申请号CN200410004804）；重庆润通动力有限公司在2010年提出汽缸体上设有多个贯通汽缸体实体部分的冷却风道（申请号CN201010150168）；重庆鼎工机电有限公司在2014年提出轴套上通过风扇保持架安装有冷却风扇，所述冷却风扇、缸体、缸头罩于导风罩内，所述导风罩内形成吹向缸头的流道，所述缸头内形成三条冷却风道（申请号CN201410622196）。
3.3进气阀或排气阀冷却的发展
关于进气阀或排气阀空冷的申请较少，目前的申请主要体现在：
洋马株式会社在2005年提出在冷却风扇的上方配置进气歧管，并在该进气歧管的左右的中央设置用来从空气滤清器吸入空气的导管，并从该导管的两侧将冷却风吹送至配置于汽缸头的进气阀、排气阀，提高了汽缸头的冷却效率（申请号CN200580024776）。曼柴油机欧洲股份公司在2009年提出气缸头带有可以由排气阀封闭的至少一个排气通道，并且包括有带有至少一个冷却空气通道以用于以冷的空气加载排气阀的冷却空气通道组件（申请号CN200910261500）。隆鑫工业有限公司于2010年提出柴油机汽缸头上的进气道和排气道分别位于汽缸头相对的两侧，汽缸头设有多个冷却风道，其中左冷却风道贯穿排气门左侧实体，右冷却风道贯穿进气门右侧实体，中冷却风道于排气门和进气门之间贯穿实体，冷却风道的进风端对应柴油机上设置的导风罩（申请号CN201010154375）。
3.4燃料喷射器或火花塞的发展
关于“燃料喷射器或火花塞冷却”，国内的申请量一直很少，从2010年才开始有所发展，自2000年以来，该领域主要为日本企业所占据。
日本本田技研工业株式会社为了提高将火花塞孔朝侧方开放时的点火火花塞周围的冷却效率，在2002年提出在构成4冲程发动机的气缸盖罩及气缸盖上形成朝气缸盖罩的左侧面开放的火花塞孔（申请号CN02106843）。中国隆鑫通用動力股份有限公司在2011年提出快速散热火花塞的缸头及其汽油机，包括缸头本体和设置于缸头本体的进气通道、排气通道及火花塞安装孔，缸头本体外表面设有散热片，缸头本体内侧形成燃烧室面，缸头本体上位于火花塞安装孔侧设有贯通的火花塞风冷通道，火花塞风冷通道避开缸头本体上的功能孔（申请号CN201120066553）。
4 结论
本文首先研究了国内发动机或一般机器空冷专利申请情况，然后从冷却汽缸或汽缸盖的装置、冷却活塞的装置、冷却进气阀或排气阀以及冷却燃油喷射器或火花塞等方面对空冷发动机或一般机器相关技术的发展路线进行了梳理，重点分析了冷却汽缸或汽缸盖、冷却进气阀或排气阀以及冷却燃油喷射器或火花塞，其中国内在汽缸或汽缸盖冷却方面研究较早较广，而关于内部的精细部件，例如燃油喷射器的冷却的专利申请主要集中在日本企业，中国在这方面的起步较晚，但也在逐渐深入，取得了一些进步。为了突破国外在华专利申请的壁垒，可以采用变换不同结构或者利用多种冷却方式结合的方法来保护自己的利益。
作者简介：
汪玉杰，出生年月： 1989年5月，性别： 男，民族： 汉，
籍贯： 河南省信阳市，当前职务： 审查员，学历： 硕士，研究方向： 发明专利实质审查.
关键词：发动机；空冷；汽缸；阀；喷射器；火花塞
1引言
发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，由于具有较高热效率、良好动力学和燃油经济性，因此成为车辆、船舶等的动力来源，是一整个机器的心脏。然而发动机的散热则能够保证整个机器“血液”流通是否通畅。发动机或一般机器的散热主要分为水冷和风冷式两种，其中风冷式较之水冷式单位体积带走的热量较少，所以需要供给较大的风量，以及提供合理的通过通道。对于发动机，其散热主要集中在汽缸和汽缸盖、活塞、冷却进气阀或排气阀以及冷却燃油喷射器或火花塞等方面。一般情况下，这几方面需要同时作用，共同对发动机或一般的机器进行散热，提高散热效率，延长机器的使用寿命。
2 国内外发动机或一般机器空冷专利申请总体分析
2.1专利发展趋势
发动机或其他机器的风冷技术在国内的发展开始于1986年前后，并持续到2014年。国内申请人在该领域的研究发展在2004年之前都比较缓慢，从2007年开始发展加快直至2011年，接着在2013年发展速度回落。国外在华申请人在该领域的研究从2003年开始就迅速发展，并经历过2005-2007年的平稳发展期以后，再次于2008年爆发式发展，在2009年短暂平稳后于2010年发展至高峰，并在随后放缓发展。伴随着国外在华申请人在国内的申请趋势，整个中国国内在DPF主动再生领域的发展形势是与国外申请人的在华申请趋势是保持大致一致的，相反国内申请在2013年前后的大部分时间内的发展都明显弱于国外在华申请。
2.2 申请人区域分布
在发动机或其他机器的风冷技术领域，中国申请的专利占据了中国国内该领域申请量一半以上的数量；中国在该领域以200多的申请量远远地超过了其它国家，同时在所有申请人当中也是以专利申请量最多而位列首位；同时，中国国内申请人的申请量在这20几年中持续增长，反映出国内在该领域的发展情况总体上可观。而传统的发动机强国如日本、韩国在该领域的专利申请数量也不容小觑，远远超过其它欧洲发达国家。
在国内，江苏省在发动机或其他机器的风冷技术领域的发展远远超过了其它省份的发展，其77件的专利申请量是第二名重庆市专利申请量的2倍多。包括以江苏、浙江、山东、上海为代表的大部分沿海省份在該领域的整体发展是领先于内陆省份的，其中内陆省份中重庆的发展相对来说最为突出，河南和广西在这方面的发展也较为明显，主要是与一些发动机或小汽车支柱性产业的存在有关。
进一步对江苏省专利申请分布进行分析，发现无锡市在这方面的申请量最多，其中无锡开普动力有限公司的申请量最多，为32件，接着是无锡开铺机械有限公司，申请量为5件；将两者联合起来看，无锡开普主要生产单杠柴油机、挖掘机、装载机、叉车、四轮农用运输车，其中在发电机这方面的研发也较领先。而个人申请人蒋坚在该领域的申请也达3件专利。公司申请人“新世动力”“盐城市高越动力”“江苏普盛动力”也申请了2件专利。
2.3 主要申请人
为了便于统计，我们将某些具有集团-子公司关系的申请人归属于同一公司，比如，美国通用即通用旗下几个公司的统称。在发动机或其他机器的风冷技术领域，国外申请人中的日本本田技研工业株式会社在这方面占有绝对的优势，总共申请了25件专利，接近国外在华专利申请数的一半。而台湾的光阳工业公司也申请了7件专利，紧接其后的是日本的雅马哈发动机、美国通用，日本汽车公司在该领域的发展整体上比较突出。
在发动机或其他机器的风冷技术领域的国内主要申请人也是以公司为主体。其中，江苏省无锡开铺动力有限公司申请了多达32件专利，该公司是目前国内生产发电机组规模最大、品牌最全的生产厂家之一。重庆隆鑫有限公司也申请了14件相关专利，其主要生产摩托车、发动机，在这方面发动机或其他机器的风冷技术方面也做出了较为前沿的研究。个人申请人中的蒋坚和孟荣水也申请了相关专利。
3 发动机或一般机器空冷主要技术发展路线
一般机器或发动机空冷按照冷却装置的不同，可以分为冷却汽缸或汽缸盖的装置、冷却活塞的装置、冷却发动机或机器的其他零件的装置，其中冷却发动机或机器的其他零件的装置下又可细分为冷却进气阀或排气阀，冷却燃料喷射器或火花塞。最初的空冷主要作用在汽缸或汽缸盖上，随着现有技术的发展，为了加强冷却效果，关注不仅仅在外部的气缸和气缸盖上，从而开始关注活塞，冷却进气阀或排气阀，燃料喷射器或火花塞。出于研究的方便，可以从这四大方面出发来研究各自技术的发展情况。
3.1主要技术分支的发展
发动机或一般机器冷却技术领域中，汽缸和汽缸盖冷却一种占据着主要部分，特别是到了2014年申请量达到了发展的顶峰。在这一部分中，中国在汽缸和汽缸盖冷却这一部分发展较快，申请量整体趋势是增加的，但在2009年和2012年时出现大幅度回落，在2013年又持续爬升。而关于冷却进气阀或排气阀，冷却燃料喷射器或火花塞这两个领域主要是国外公司申请居大多数，国内申请少之又少，在2010年之后才开始有申请公开。
另外，由于发动机活塞部件的特殊性，其冷却常常采用油冷，空冷也就是进排气带走一部分热量，其主要还是靠内部的冷却剂带走其部件上的主要热量，所以在统计过程中，关于空冷活塞的装置极其少，在这里不作叙述。 3.2汽缸和汽缸盖空冷的发展
“汽缸和汽缸盖空冷”的发展始于1986年前后，伊始的申请量一直较少，其实与小汽车的广泛应用有一定关系。相对而言，国外在华申请量一直不多，且保持稳定态势，但是国内在这方面是一个持续走高的发展，与全球在该领域的发展步调保持一致。
国内个人申请人洪里荣在2000年提出了在冷却汽缸和汽缸盖装置（风扇）上装有风轮风扇，且在风扇外壳内侧壁装有导流板，能合理分配风量（申请号CN00220335）；同样是国内个人申请人肖亨琳在2003年提出了一种发电机内部的发动机的冷却系统，主要采用吸冷风罩与发动机箱件侧盖连接，发动机上部左导风板、发动机上部右导风板紧固在发动机箱体上，能保证对发动机发热量大的地方进行及时冷却（申请号CN200320110513）；雅马哈发动机株式会社于2004年提出与曲轴连动连接的风扇，将来自该风扇的风导向气缸和点火栓的护罩（申请号CN200410004804）；重庆润通动力有限公司在2010年提出汽缸体上设有多个贯通汽缸体实体部分的冷却风道（申请号CN201010150168）；重庆鼎工机电有限公司在2014年提出轴套上通过风扇保持架安装有冷却风扇，所述冷却风扇、缸体、缸头罩于导风罩内，所述导风罩内形成吹向缸头的流道，所述缸头内形成三条冷却风道（申请号CN201410622196）。
3.3进气阀或排气阀冷却的发展
关于进气阀或排气阀空冷的申请较少，目前的申请主要体现在：
洋马株式会社在2005年提出在冷却风扇的上方配置进气歧管，并在该进气歧管的左右的中央设置用来从空气滤清器吸入空气的导管，并从该导管的两侧将冷却风吹送至配置于汽缸头的进气阀、排气阀，提高了汽缸头的冷却效率（申请号CN200580024776）。曼柴油机欧洲股份公司在2009年提出气缸头带有可以由排气阀封闭的至少一个排气通道，并且包括有带有至少一个冷却空气通道以用于以冷的空气加载排气阀的冷却空气通道组件（申请号CN200910261500）。隆鑫工业有限公司于2010年提出柴油机汽缸头上的进气道和排气道分别位于汽缸头相对的两侧，汽缸头设有多个冷却风道，其中左冷却风道贯穿排气门左侧实体，右冷却风道贯穿进气门右侧实体，中冷却风道于排气门和进气门之间贯穿实体，冷却风道的进风端对应柴油机上设置的导风罩（申请号CN201010154375）。
3.4燃料喷射器或火花塞的发展
关于“燃料喷射器或火花塞冷却”，国内的申请量一直很少，从2010年才开始有所发展，自2000年以来，该领域主要为日本企业所占据。
日本本田技研工业株式会社为了提高将火花塞孔朝侧方开放时的点火火花塞周围的冷却效率，在2002年提出在构成4冲程发动机的气缸盖罩及气缸盖上形成朝气缸盖罩的左侧面开放的火花塞孔（申请号CN02106843）。中国隆鑫通用動力股份有限公司在2011年提出快速散热火花塞的缸头及其汽油机，包括缸头本体和设置于缸头本体的进气通道、排气通道及火花塞安装孔，缸头本体外表面设有散热片，缸头本体内侧形成燃烧室面，缸头本体上位于火花塞安装孔侧设有贯通的火花塞风冷通道，火花塞风冷通道避开缸头本体上的功能孔（申请号CN201120066553）。
4 结论
本文首先研究了国内发动机或一般机器空冷专利申请情况，然后从冷却汽缸或汽缸盖的装置、冷却活塞的装置、冷却进气阀或排气阀以及冷却燃油喷射器或火花塞等方面对空冷发动机或一般机器相关技术的发展路线进行了梳理，重点分析了冷却汽缸或汽缸盖、冷却进气阀或排气阀以及冷却燃油喷射器或火花塞，其中国内在汽缸或汽缸盖冷却方面研究较早较广，而关于内部的精细部件，例如燃油喷射器的冷却的专利申请主要集中在日本企业，中国在这方面的起步较晚，但也在逐渐深入，取得了一些进步。为了突破国外在华专利申请的壁垒，可以采用变换不同结构或者利用多种冷却方式结合的方法来保护自己的利益。
作者简介：
汪玉杰，出生年月： 1989年5月，性别： 男，民族： 汉，
籍贯： 河南省信阳市，当前职务： 审查员，学历： 硕士，研究方向： 发明专利实质审查.