以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態のエンジンの冷却装置2の概略構成図である。図1においてエンジン1を出た80〜90℃程度の冷却水は、ラジエータ3を通る冷却水通路4と、ラジエータ3をバイパスするバイパス冷却水通路5とに別れて流れる。その後、2つの流れは、両通路4、5を流れる冷却水流量の配分を決めるサーモスタットバルブ6で再び合流し、さらにウォータポンプ7を経てエンジン1に戻る。サーモスタットバルブ6は、冷却水温度に応じてラジエータ3に供給される冷却水流量を制御する三方弁であって、バルブ本体6a、2つの入口ポート6b、6c及び1つの出口ポート6dを有している。2つの入口ポート6b、6cには、ラジエータ3を通る冷却水通路4とラジエータ3をバイパスする冷却水通路5とが接続され、サーモスタットバルブ6により、冷却水温度に応じてラジエータ3に供給される冷却水流量が増減されて冷却水温度が適正に保持される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine cooling device 2 according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the cooling water of about 80 to 90 ° C. exiting the engine 1 flows separately into a cooling water passage 4 that passes through the radiator 3 and a bypass cooling water passage 5 that bypasses the radiator 3. Thereafter, the two flows are merged again by the thermostat valve 6 that determines the distribution of the flow rate of the cooling water flowing through both the passages 4 and 5, and then returns to the engine 1 via the water pump 7. The thermostat valve 6 is a three-way valve that controls the flow rate of coolant supplied to the radiator 3 in accordance with the coolant temperature, and has a valve body 6a, two inlet ports 6b and 6c, and one outlet port 6d. Yes. A cooling water passage 4 that passes through the radiator 3 and a cooling water passage 5 that bypasses the radiator 3 are connected to the two inlet ports 6b and 6c. The thermostat valve 6 supplies the cooling water passage 4 to the radiator 3 according to the cooling water temperature. The coolant flow rate is increased or decreased to maintain the coolant temperature appropriately.
例えば、エンジン冷間始動時のようにサーモスタットバルブ6を流れる冷却水の温度が所定値未満ではエンジン1を暖めることがエンジン1の効率を良くする。このため、エンジン冷間始動時にはバルブ本体6aで入口ポート6bを遮断してラジエータ3に冷却水を流さず、入口ポート6cと出口ポート6dを連通してバイパス冷却水通路5に冷却水を流し、これによってエンジン1が冷却されないようにする。一方、高負荷時のようにサーモスタットバルブ6を流れる冷却水の温度が所定値以上となる高温域では、ノッキングの回避が必要となる。このため、高負荷時にはバルブ本体6aで入口ポート6bを開放して入口ポート6bと出口ポート6dを連通する。これによってラジエータ3に冷却水を流し、ラジエータ3で冷却された冷却水をエンジン1に供給してエンジン1を冷却する。
For example, when the temperature of the cooling water flowing through the thermostat valve 6 is less than a predetermined value as in the cold start of the engine, warming the engine 1 improves the efficiency of the engine 1. For this reason, at the time of engine cold start, the valve body 6a shuts off the inlet port 6b and does not flow the cooling water to the radiator 3, but the inlet port 6c and the outlet port 6d are communicated to flow the cooling water to the bypass cooling water passage 5. This prevents the engine 1 from being cooled. On the other hand, knocking must be avoided in a high temperature range where the temperature of the cooling water flowing through the thermostat valve 6 is equal to or higher than a predetermined value as in a high load state. For this reason, at the time of high load, the inlet port 6b is opened by the valve body 6a, and the inlet port 6b and the outlet port 6d are communicated. As a result, cooling water flows through the radiator 3, and the cooling water cooled by the radiator 3 is supplied to the engine 1 to cool the engine 1.
以下、サーモスタットバルブ6が開弁状態となる温度を「開弁温度」という。サーモスタットバルブ6は、通常、冷却水温度がある温度範囲内にあるとき、冷却水温度の上昇に伴い開度(ラジエータ側に流れる量)が徐々に増加し全開状態に到るようになっている。以下、開弁温度は、開き始めの温度や、全開になる温度、あるいは、これらの平均値等の、代表温度を意味するものとする。
Hereinafter, the temperature at which the thermostat valve 6 is opened is referred to as “valve opening temperature”. Normally, when the coolant temperature is within a certain temperature range, the thermostat valve 6 gradually increases in opening degree (amount flowing to the radiator side) as the coolant temperature rises to reach a fully open state. . Hereinafter, the valve opening temperature means a representative temperature such as a temperature at which opening begins, a temperature at which the valve opens fully, or an average value thereof.
図2はエンジン1の概略斜視図、図3は図2に示した直列型のエンジン1の長手方向に直交する面で切断したエンジン1の縦断面図である。なお、図2ではシリンダヘッドを省略している。図3を用いてエンジン1の概略を先に説明すると、エンジン1は、シリンダブロック11、シリンダブロック11の上部に位置するシリンダヘッド61、シリンダブロック11の下部に位置するオイルパン(31、51)から構成されている。
2 is a schematic perspective view of the engine 1, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the engine 1 cut along a plane orthogonal to the longitudinal direction of the serial type engine 1 shown in FIG. In FIG. 2, the cylinder head is omitted. The outline of the engine 1 will be described first with reference to FIG. 3. The engine 1 includes a cylinder block 11, a cylinder head 61 positioned above the cylinder block 11, and an oil pan (31, 51) positioned below the cylinder block 11. It is composed of
アルミダイカスト部材で形成されるシリンダブロック11は、ほぼ直方体状のシリンダボア部12とスカート部15とで構成される。シリンダボア部12には、上下方向に貫通するシリンダ13がエンジン1の長手方向に一列に並んで穿設され、各シリンダ13の周囲にはウォータジャケット14が形成されている。シリンダボア部12の下方に形成されるスカート部15が下方に向けて開口する。
A cylinder block 11 formed of an aluminum die-cast member is composed of a substantially rectangular parallelepiped cylinder bore portion 12 and a skirt portion 15. In the cylinder bore portion 12, cylinders 13 penetrating in the vertical direction are formed in a row in the longitudinal direction of the engine 1, and a water jacket 14 is formed around each cylinder 13. A skirt portion 15 formed below the cylinder bore portion 12 opens downward.
オイルパンは、相対的に上方に位置するアッパーオイルパン31と、相対的に下方に位置するロアオイルパン51とで構成される。アルミ合金部材で形成されるアッパーオイルパン31とシリンダブロック11とはボルト(図示しない)によって締結され、アッパーオイルパン31とシリンダブロック11のスカート部15とでクランクシャフトを収納するクランク室32が形成されている。クランク室32の内部には、シリンダ13を摺動するピストンとコンロッドを介して連結されるクランクシャフト(図示しない)が収納される。シリンダブロック11には、クランクシャフトの軸受け部が設けられる。例えばエンジン長手方向に複数のメインベアリングキャップが下方から固定され、このメインベアリングキャップに半割状のメインベアリング(ロア)が収納されている。一方、メインベアリングの取り付け位置に対向するシリンダブロック下面にも半割状のメインベアリング(アッパー)が収納され、これら一対の半割状メインベアリングによってクランクシャフトが複数箇所で回転支持されている。
The oil pan is composed of an upper oil pan 31 positioned relatively above and a lower oil pan 51 positioned relatively below. The upper oil pan 31 formed of an aluminum alloy member and the cylinder block 11 are fastened by bolts (not shown), and the crank chamber 32 that houses the crankshaft is formed by the upper oil pan 31 and the skirt portion 15 of the cylinder block 11. Has been. Inside the crank chamber 32 is housed a crankshaft (not shown) connected via a connecting rod and a piston sliding on the cylinder 13. The cylinder block 11 is provided with a bearing portion of a crankshaft. For example, a plurality of main bearing caps are fixed from below in the engine longitudinal direction, and a half-shaped main bearing (lower) is accommodated in the main bearing cap. On the other hand, a half-shaped main bearing (upper) is also stored on the lower surface of the cylinder block facing the mounting position of the main bearing, and the crankshaft is rotatably supported at a plurality of locations by the pair of half-shaped main bearings.
ロアオイルパン51はアッパーオイルパン31とボルト(図示しない)によって締結される。アッパーオイルパン31は、ロアオイルパン51を取り付けるフランジ部として働くだけでなく、シリンダブロック11全体の曲げ、ねじり剛性を高めるのに役立っている。ロアオイルパン51は高分子化合物部材のみで浅皿状に形成され、ここに潤滑油が貯溜する。この潤滑油はオイルポンプ(図示しない)により、上記一対の半割状メインベアリングなどの潤滑各部に供給することで、エンジン内部の軸受け部に焼付きが生じることを防止している。上記のオイルポンプはクランクシャフトによって駆動される。上記のウォータポンプ7もクランクシャフトによって駆動される。
The lower oil pan 51 is fastened to the upper oil pan 31 by bolts (not shown). The upper oil pan 31 not only functions as a flange portion to which the lower oil pan 51 is attached, but also serves to increase the bending and torsional rigidity of the entire cylinder block 11. The lower oil pan 51 is formed in a shallow dish shape only with a polymer compound member, and lubricating oil is stored here. This lubricating oil is supplied to each lubricating part such as the pair of half-split main bearings by an oil pump (not shown), thereby preventing seizure from occurring in the bearing part inside the engine. The oil pump is driven by a crankshaft. The water pump 7 is also driven by the crankshaft.
アルミ合金部材で形成されるシリンダヘッド61とシリンダブロック11とは、シリンダヘッドガスケット(図示しない)を介して接合され、ボルト(図示しない)によって締結される。シリンダヘッド61には、燃焼室62、吸気ポート63、排気ポート64、ウォータジャケット65などが形成されている。このウォータジャケット65と、シリンダボア部12に設ける上記のウォータジャケット14とは連通しており、エンジン1の冷却水通路の一部を構成している。
The cylinder head 61 and the cylinder block 11 formed of an aluminum alloy member are joined via a cylinder head gasket (not shown) and fastened by a bolt (not shown). In the cylinder head 61, a combustion chamber 62, an intake port 63, an exhaust port 64, a water jacket 65, and the like are formed. The water jacket 65 and the water jacket 14 provided in the cylinder bore portion 12 communicate with each other, and constitute a part of the cooling water passage of the engine 1.
さて、エンジン1の軽量化の取り組みとしては、鋳鉄製のシリンダブロックに代えて、別体の鋳鉄ライナを鋳包むか、ライナを圧入したアルミ合金部材のシリンダブロックとするものやアルミ合金部材のアッパーオイルパンとするものが出現している。しかしながら、エンジン1を搭載する車両の操縦を将来的に安定よく行わせるためには車両全体を軽量化することであり、車両の軽量化に追従できるエンジン1の軽量化が必要である。この点でシリンダブロック11やアッパーオイルパン31をアルミダイカスト部材やアルミ合金部材で形成しただけではまだ不十分である。
As an effort to reduce the weight of the engine 1, instead of a cast iron cylinder block, a separate cast iron liner is cast, or a cylinder block of an aluminum alloy member into which the liner is press-fitted or an upper of the aluminum alloy member is used. An oil pan is appearing. However, in order to control the vehicle equipped with the engine 1 stably in the future, it is necessary to reduce the weight of the entire vehicle, and it is necessary to reduce the weight of the engine 1 that can follow the weight reduction of the vehicle. In this respect, it is still insufficient to simply form the cylinder block 11 and the upper oil pan 31 with an aluminum die cast member or an aluminum alloy member.
そこで本発明の第1実施形態では、シリンダヘッド11及びアッパーオイルパン31のアルミダイカスト部材やアルミ合金部分の一部を、内部に高分子化合物部材を収納し外部をアルミ合金部材で被覆した構造体(22、41)で置き換える。これについて図3を用いて説明すると、シリンダブロック11のアルミダイカスト部分の一部をシリンダブロック構造体22で、アッパーオイルパン31のアルミ合金部分の一部をアッパーオイルパン構造体41で置き換える。すなわち、シリンダブロック11を円筒状の内側部分21とその外周に位置する外側部分とに大きく分けるとすれば、外側部分をシリンダブロック構造体22で置き換えている。ここで、シリンダブロック構造体22の範囲を一点鎖線で囲って示している。この場合、シリンダブロック11のアルミダイカスト部分の一部をシリンダブロック構造体22によって置き換えてもシリンダブロック11全体としての剛性が著しく低下しないように(つまり許容範囲の剛性低下で収まるように)する。
Therefore, in the first embodiment of the present invention, a structure in which a part of the aluminum die cast member and the aluminum alloy part of the cylinder head 11 and the upper oil pan 31 is housed in a polymer compound member and the outside is covered with an aluminum alloy member. Replace with (22, 41). This will be described with reference to FIG. 3. A part of the aluminum die cast part of the cylinder block 11 is replaced with the cylinder block structure 22, and a part of the aluminum alloy part of the upper oil pan 31 is replaced with the upper oil pan structure 41. That is, if the cylinder block 11 is roughly divided into a cylindrical inner portion 21 and an outer portion located on the outer periphery thereof, the outer portion is replaced with the cylinder block structure 22. Here, the range of the cylinder block structure 22 is shown surrounded by a one-dot chain line. In this case, even if a part of the aluminum die cast part of the cylinder block 11 is replaced by the cylinder block structure 22, the rigidity of the cylinder block 11 as a whole is not significantly reduced (that is, it is accommodated by the allowable range of rigidity reduction).
シリンダブロック構造体22は中空金属部材23と高分子化合物部材24とで構成する。中空金属部材23は、シリンダ13より遠い側の外周部材23aと、シリンダ13に近い側の内周部材23bと、これらを接続する部材(図示しない)とから構成し、全体を例えばアルミダイカスト部材で形成する。内周部材23bもアルミダイカスト部材であるので、実際にはシリンダブロック11の内側部分21と内周部材23bの境界はなく、シリンダブロック11の内側部分21と内周部材23bとは一体である。
The cylinder block structure 22 includes a hollow metal member 23 and a polymer compound member 24. The hollow metal member 23 is composed of an outer peripheral member 23a on the side farther from the cylinder 13, an inner peripheral member 23b on the side closer to the cylinder 13, and a member (not shown) connecting them, and the whole is made of, for example, an aluminum die cast member. Form. Since the inner peripheral member 23b is also an aluminum die-cast member, there is actually no boundary between the inner portion 21 of the cylinder block 11 and the inner peripheral member 23b, and the inner portion 21 of the cylinder block 11 and the inner peripheral member 23b are integrated.
同様に、アッパーオイルパン31のアルミ合金部分の一部をアッパーオイルパン構造体41で置き換える。ここで、アッパーオイルパン構造体41の範囲を二点鎖線で囲って示している。この場合、アッパーオイルタンク31のアルミ合金部分の一部をアッパーオイルタンク構造体41によって置き換えてもアッパーオイルタンク31全体としての剛性が著しく低下しないように(つまり許容範囲の剛性低下で収まるように)する。
Similarly, a part of the aluminum alloy part of the upper oil pan 31 is replaced with the upper oil pan structure 41. Here, the range of the upper oil pan structure 41 is shown surrounded by a two-dot chain line. In this case, even if a part of the aluminum alloy portion of the upper oil tank 31 is replaced by the upper oil tank structure 41, the rigidity of the upper oil tank 31 as a whole is not significantly reduced (that is, it is accommodated by a reduction in the allowable range of rigidity). )
アッパーオイルパン構造体41は中空金属部材42と高分子化合物部材43とで構成する。中空金属部材42は、クランク室32より遠い側の外周部材42aと、クランク室32に近い側の内周部材42bと、これらを接続する部材(図示しない)とから構成し、全体を例えばアルミ合金部材で形成する。
The upper oil pan structure 41 includes a hollow metal member 42 and a polymer compound member 43. The hollow metal member 42 is composed of an outer peripheral member 42a on the side farther from the crank chamber 32, an inner peripheral member 42b on the side closer to the crank chamber 32, and a member (not shown) connecting them, for example, an aluminum alloy as a whole. Form with members.
図3では、シリンダブロック構造体22の中空金属部材22とアッパーオイルパン構造体41の中空金属部材42とを別体で示しているが、両者を一体に設けるものであってよい。
In FIG. 3, the hollow metal member 22 of the cylinder block structure 22 and the hollow metal member 42 of the upper oil pan structure 41 are shown as separate bodies, but they may be provided integrally.
上記一方の中空金属部材23の内部には高分子化合物部材24を、上記他方の中空金属部材42の内部には高分子化合物部材43をそれぞれ収納する。高分子化合物部材24、43としては、軽くて断熱性に優れる発泡樹脂が望ましい。ここで、発泡樹脂とは、内部に細かな泡を無数に含む合成樹脂をいう。なお、発泡樹脂に限定されるものでなく、金属材料(アルミダイカスト部材やアルミ合金部材)より軽い高分子化合物材料であればかまわない。
A polymer compound member 24 is accommodated in the one hollow metal member 23, and a polymer compound member 43 is accommodated in the other hollow metal member 42. As the polymer compound members 24 and 43, a foamed resin that is light and excellent in heat insulation is desirable. Here, the foamed resin refers to a synthetic resin containing countless fine bubbles inside. The material is not limited to the foamed resin, and any polymer compound material that is lighter than a metal material (aluminum die-cast member or aluminum alloy member) may be used.
これによって、シリンダブロック11の全体としてみれば、アルミダイカスト部材で形成されていた金属部分の一部が高分子化合物部材24で置き換わったことになる。高分子化合物部材24とアルミダイカスト部材とを比較すれば、比重は高分子化合物部材24のほうが小さいので、両者の比重差に高分子化合物部材24の体積を乗算した分だけシリンダブロック11が軽量化されることとなる。同様に、アッパーオイルパン31の全体としてみれば、アルミ合金部材で形成されていた金属部分の一部が高分子化合物部材43で置き換わったことになる。高分子化合物部材43とアルミ合金部材とを比較すれば、比重は高分子化合物部材43のほうが小さいので、両者の比重差に高分子化合物部材43の体積を乗算した分だけアッパーオイルパン31が軽量化されることとなる。
Accordingly, as a whole of the cylinder block 11, a part of the metal portion formed by the aluminum die cast member is replaced by the polymer compound member 24. If the high molecular compound member 24 is compared with the aluminum die cast member, the specific gravity is smaller in the high molecular compound member 24. Therefore, the cylinder block 11 is reduced in weight by the amount of the specific gravity multiplied by the volume of the high molecular compound member 24. Will be. Similarly, as a whole of the upper oil pan 31, a part of the metal part formed of the aluminum alloy member is replaced with the polymer compound member 43. If the high molecular compound member 43 is compared with the aluminum alloy member, the specific gravity is smaller in the high molecular compound member 43. Therefore, the upper oil pan 31 is lighter by the amount obtained by multiplying the specific gravity difference by the volume of the high molecular compound member 43. Will be converted.
図3では、シリンダ13の周囲にシリンダブロック構造体22を設けているが、シリンダブロック構造体22を設ける部位はシリンダ13の周囲に限られるものでない。シリンダブロック構造体22の数や形状、シリンダブロック構造体22を設ける位置は任意である。例えば、シリンダブロック構造体22を特定のシリンダについてだけ設けてもよいし、シリンダ13毎に設けてもよい。シリンダ13毎に設けたシリンダブロック構造体をつないだ一体の形状としてもよい。同様に、アッパーオイルパン構造体41の数や形状、アッパーオイルパン構造体41を設ける位置も任意である。例えば、アッパーオイルパン構造体41をアッパーオイルパン31の特定の部位にだけ設けてもよいし、アッパーオイルパン31の広い範囲にわたって設けてもよい。エンジン1の長手方向の両側面にアッパーオイルパン構造体41を設けるだけでなく、一方の側面にだけ設けてもよい。
In FIG. 3, the cylinder block structure 22 is provided around the cylinder 13, but the portion where the cylinder block structure 22 is provided is not limited to the circumference of the cylinder 13. The number and shape of the cylinder block structures 22 and the positions where the cylinder block structures 22 are provided are arbitrary. For example, the cylinder block structure 22 may be provided only for a specific cylinder or may be provided for each cylinder 13. It is good also as an integral shape which connected the cylinder block structure provided for every cylinder 13. FIG. Similarly, the number and shape of the upper oil pan structures 41 and the positions where the upper oil pan structures 41 are provided are also arbitrary. For example, the upper oil pan structure 41 may be provided only at a specific portion of the upper oil pan 31 or may be provided over a wide range of the upper oil pan 31. The upper oil pan structure 41 may be provided not only on both side surfaces in the longitudinal direction of the engine 1 but also only on one side surface.
一方、高分子化合物部材24、43を収納した中空金属部材23、42でシリンダブロック11やアッパーオイルパン31のアルミダイカスト部分やアルミ合金部分の一部を置き換えることは、熱の授受の面からは不利となる場合がある。すなわち、高負荷時のようにエンジンが盛んに熱を発生して高温になるときには、それに応じて大量の熱をシリンダブロック構造体22及びアッパーオイルパン構造体41から外気に放出することが望ましい。このとき、構造体22、41内部の高分子化合物部材24、43が断熱部材として働いたのでは、特にエンジンの高負荷時にエンジン1を冷やし切れないこととなる。このとき、冷却水温及び油温がシリンダブロック構造体22及びアッパーオイルパン構造体41を設けていない場合より高くなり、エンジン内部の軸受け部に焼付きが生じるなどの問題が生じてしまう。
On the other hand, replacing the aluminum die cast part or part of the aluminum alloy part of the cylinder block 11 or the upper oil pan 31 with the hollow metal members 23 and 42 containing the polymer compound members 24 and 43 is from the viewpoint of heat transfer. It may be disadvantageous. That is, when the engine actively generates heat and reaches a high temperature as in a high load, it is desirable to release a large amount of heat from the cylinder block structure 22 and the upper oil pan structure 41 to the outside air accordingly. At this time, if the polymer compound members 24 and 43 inside the structures 22 and 41 function as heat insulating members, the engine 1 cannot be cooled down especially when the engine is under a high load. At this time, the cooling water temperature and the oil temperature are higher than those in the case where the cylinder block structure 22 and the upper oil pan structure 41 are not provided, and problems such as seizure occur in the bearing portion inside the engine.
そこで本実施形態では、エンジン1の熱が外気に奪われないようにする断熱性とエンジン1から外気に熱を放出する放熱性とのバランスをとるため、中空金属部材23、42の外周部材23a、42aと高分子化合物部材24、43とを繋ぐように伝熱部材101を配置する。すなわち、シリンダブロック構造体22では中空金属部材23の外周部材23aと高分子化合物部材24とを繋ぐように複数の伝熱部材101を配置する。同様に、アッパーオイルパン構造体41では中空金属部材42の外周部材42aと高分子化合物部材43とを繋ぐように複数の伝熱部材101を配置する。伝熱部材101の一端は構造体22、41の外面からエンジン外部に突出(露出)させる。これは、特にエンジン高負荷時に伝熱部材101を介してのエンジンからの放熱性能を高めるためである。なお、図3では各伝熱部材101の内部の状態は示していない。
Therefore, in the present embodiment, the outer peripheral member 23a of the hollow metal members 23 and 42 is provided in order to balance the heat insulation that prevents the heat of the engine 1 from being taken away by the outside air and the heat dissipation that releases the heat from the engine 1 to the outside air. , 42 a and the polymer compound members 24, 43 are arranged so as to connect the heat transfer member 101. That is, in the cylinder block structure 22, the plurality of heat transfer members 101 are arranged so as to connect the outer peripheral member 23 a of the hollow metal member 23 and the polymer compound member 24. Similarly, in the upper oil pan structure 41, the plurality of heat transfer members 101 are arranged so as to connect the outer peripheral member 42 a of the hollow metal member 42 and the polymer compound member 43. One end of the heat transfer member 101 protrudes (exposes) from the outer surface of the structures 22 and 41 to the outside of the engine. This is to improve the heat dissipation performance from the engine via the heat transfer member 101 especially when the engine is heavily loaded. Note that FIG. 3 does not show the internal state of each heat transfer member 101.
ここで、伝熱部材101の伝熱特性は、伝熱部材101自体の温度により伝熱部材101自体の温度が高くなるほど熱を伝え易くなるよう変化するものである。詳細には2つの構造体22、41に配置する各伝熱部材101は、図4Aにも示したように中空金属部材102にパラフィンワックスなどの蓄熱材103(媒体)を封入することによって構成されている。このため、伝熱部材101自体の温度により中空金属部材102内での蓄熱材103の移動の容易さが変化することによって、伝熱部材101の伝熱特性が変化する。
Here, the heat transfer characteristic of the heat transfer member 101 changes depending on the temperature of the heat transfer member 101 itself so that the heat transfer becomes easier as the temperature of the heat transfer member 101 itself increases. Specifically, each heat transfer member 101 arranged in the two structures 22 and 41 is configured by enclosing a heat storage material 103 (medium) such as paraffin wax in the hollow metal member 102 as shown in FIG. 4A. ing. For this reason, the ease of movement of the heat storage material 103 in the hollow metal member 102 changes depending on the temperature of the heat transfer member 101 itself, whereby the heat transfer characteristics of the heat transfer member 101 change.
具体的には、蓄熱材103は、蓄熱材103の融点である所定温度以下のとき固体であり、所定温度を超えるとき相変化して液体となる。つまり、蓄熱材103が固体の状態では、中空金属部材102内で移動しにくくなる(蓄熱材103の移動量が相対的に減る)。蓄熱材103の移動量が減ると熱移動量も減る。一方、蓄熱材103が液体の状態になると、中空金属部材102内で移動し易くなる(蓄熱材103の移動量が相対的に増加する)。蓄熱材103の移動量が増加するほど熱移動量が大きくなる。
Specifically, the heat storage material 103 is solid when the temperature is equal to or lower than a predetermined temperature that is the melting point of the heat storage material 103, and changes in phase to become liquid when the temperature exceeds the predetermined temperature. That is, when the heat storage material 103 is in a solid state, it is difficult to move in the hollow metal member 102 (the amount of movement of the heat storage material 103 is relatively reduced). When the movement amount of the heat storage material 103 decreases, the heat movement amount also decreases. On the other hand, when the heat storage material 103 is in a liquid state, the heat storage material 103 is easily moved in the hollow metal member 102 (the amount of movement of the heat storage material 103 is relatively increased). The amount of heat transfer increases as the amount of movement of the heat storage material 103 increases.
なお、伝熱部材101の中空金属部材102の材質は、シリンダブロック11やアッパーオイルパン31の各本体を構成するアルミダイカスト部材やアルミ合金部材より熱伝導性がよいもの(例えば錫)が好ましい。
The material of the hollow metal member 102 of the heat transfer member 101 is preferably a material (for example, tin) having better thermal conductivity than the aluminum die-cast member or the aluminum alloy member that constitutes the main body of the cylinder block 11 or the upper oil pan 31.
ここで、シリンダブロック構造体22に配置している伝熱部材101で代表させて、伝熱部材101による放熱と断熱の切換の仕組みを図4Aを用いて説明する。なお、シリンダブロック構造体22に配置している各伝熱部材101と、アッパーオイルパン構造体41に配置している各伝熱部材101とで伝熱部材101の働きは同様である。
Here, as a representative of the heat transfer member 101 disposed in the cylinder block structure 22, a mechanism of switching between heat dissipation and heat insulation by the heat transfer member 101 will be described with reference to FIG. 4A. The functions of the heat transfer members 101 are the same between the heat transfer members 101 arranged in the cylinder block structure 22 and the heat transfer members 101 arranged in the upper oil pan structure 41.
図4Aは、3つの異なる状態(図4Aの上よりエンジンを暖機している状態、エンジンを高負荷で運転している状態、エンジンを搭載する車両を停止している状態)で伝熱部材101に収納されている蓄熱材103がどのように状態を変化させるのかを示している。図4Aでは上下方向が鉛直方向であり、伝熱部材101の全体形状は水平方向に長いカプセル状であるとし、中空金属部材23の外周部材23aと高分子化合物部材24とを繋ぐように伝熱部材101が配置されている。さらに、伝熱部材101の一端(図4Aで左端)がシリンダブロック構造体22の外面22aから外気に突出しているものとする。
FIG. 4A shows a heat transfer member in three different states (a state where the engine is warmed up from the top of FIG. 4A, a state where the engine is operating at a high load, and a state where the vehicle equipped with the engine is stopped). It shows how the heat storage material 103 housed in 101 changes its state. In FIG. 4A, the vertical direction is the vertical direction, and the overall shape of the heat transfer member 101 is a capsule shape that is long in the horizontal direction, and heat transfer is performed so as to connect the outer peripheral member 23 a of the hollow metal member 23 and the polymer compound member 24. A member 101 is disposed. Furthermore, it is assumed that one end (the left end in FIG. 4A) of the heat transfer member 101 protrudes from the outer surface 22a of the cylinder block structure 22 to the outside air.
まず、図4A上段に示す(a)は冷間状態でエンジンの始動を行って暖機している状態を示している。暖機途中のエンジンの冷却水は例えば約60℃である。このとき、蓄熱材103の温度は蓄熱材103の融点(所定温度)より低いため、全て固体となって鉛直下方に存在し、鉛直上方には気体が存在する領域(気体ゾーン)が形成されている。このとき、固体の蓄熱材103を介して熱が移動する(熱伝導)ため、固体の蓄熱材103は伝熱部分として機能する。その一方で、気体ゾーンでは気体が自然対流することで熱を移動する(熱伝達)が、その熱移動量はわずかであるため、気体ゾーンは熱が伝わらない断熱部分として機能する。従って、固体の蓄熱材103を介しての熱の移動よりも気体ゾーンによる断熱のほうが優勢となるように蓄熱材103の種類や体積を定めてやれば、伝熱部材101全体としては、伝熱部材101が断熱部材として機能する。エンジンの暖機途中にはエンジンから熱がエンジンの外部に逃げないようにする必要があるところ、伝熱部材101が断熱部材として機能するので、エンジンの発生する熱を高分子化合物部材24から外気に逃すことが防止されることとなる。
First, (a) shown in the upper part of FIG. 4A shows a state where the engine is started in a cold state and warmed up. The engine cooling water during warm-up is, for example, about 60 ° C. At this time, since the temperature of the heat storage material 103 is lower than the melting point (predetermined temperature) of the heat storage material 103, it is all solid and exists vertically below, and a region (gas zone) where gas exists is formed vertically above. Yes. At this time, since heat is transferred through the solid heat storage material 103 (heat conduction), the solid heat storage material 103 functions as a heat transfer portion. On the other hand, in the gas zone, heat is transferred by natural convection of the gas (heat transfer), but since the amount of heat transfer is small, the gas zone functions as a heat insulating portion where heat is not transferred. Accordingly, if the type and volume of the heat storage material 103 are determined so that the heat insulation by the gas zone is more dominant than the heat transfer through the solid heat storage material 103, the heat transfer member 101 as a whole has the heat transfer. The member 101 functions as a heat insulating member. While it is necessary to prevent heat from escaping from the engine to the outside of the engine while the engine is warming up, the heat transfer member 101 functions as a heat insulating member. It will be prevented from escaping.
次に、図4A中段に示す(b)はエンジンを高負荷で運転している状態を示している。エンジンを高負荷で運転し高温の熱が発生しているときにはエンジンの冷却水は例えば約110℃まで上昇する。このときの高温の熱は高分子化合物部材24に蓄えられる。このとき、高分子化合物部材24が蓄える熱を受けて蓄熱材103の温度が融点(所定温度)を超えて上昇するため蓄熱材103の全てが固体から液体へと相変化する。このとき、蓄熱材103は融解熱として周囲から熱を奪う。さらに、液体となった蓄熱材103を介してエンジンの発生する熱が高分子化合物部材24から外気へと逃される(放熱)。この場合、固体から液体に相変化するときの溶解熱は、液体から気体に相変化するときの気化熱よりも小さく、かつ液体の移動は気体ほど容易でない。従って、液体が内部(高分子化合物部材24で囲まれた位置)から外部(外気に接する位置)まで移動しなければ、高分子化合物部材24から外気への熱の移動量も限られたものとなる。しかしながら、都合の良いことにエンジンは爆発圧力や慣性力に起因する加振源を有するので、クランクシャフトの回転に伴い周期的に振動する。すなわち、エンジンの振動を受けて液体となった蓄熱材103が加振される。この加振によって、液体となった蓄熱材103が内部(高分子化合物部材24で囲まれた位置)から外部(外気に接する位置)へ(図4Aでは左方向に)あるいは外部から内部へ(図4Aでは右方向)と容易に移動する。液体となった蓄熱材103の内部から外部への移動によって高分子化合物部材24の熱が外気へと運ばれ、熱を放出した液体の蓄熱材103が今度は外部から内部へと戻されるのである。これは、液体の蓄熱材103の流れによって熱が移動するので、熱伝達である。熱伝達では、高分子化合物部材24の温度と外気の温度との温度差に比例して熱が移動するため、液体の蓄熱材103の移動量が大きくなれば、その分、熱移動量が大きくなる。こうした液体の蓄熱材103の対流(移動)によって熱移動が活発に行われることから、伝熱部材101が放熱部材として機能し、高分子化合物部材24から外気への放熱が促進されることとなる。
Next, (b) shown in the middle part of FIG. 4A shows a state where the engine is operated at a high load. When the engine is operated at a high load and high-temperature heat is generated, the engine cooling water rises to about 110 ° C., for example. The high-temperature heat at this time is stored in the polymer compound member 24. At this time, since the temperature of the heat storage material 103 rises beyond the melting point (predetermined temperature) in response to the heat stored in the polymer compound member 24, all of the heat storage material 103 changes from solid to liquid. At this time, the heat storage material 103 takes heat from the surroundings as melting heat. Further, heat generated by the engine is released from the polymer compound member 24 to the outside air through the heat storage material 103 that has become liquid (heat radiation). In this case, the heat of dissolution when the phase changes from solid to liquid is smaller than the heat of vaporization when the phase changes from liquid to gas, and the movement of the liquid is not as easy as gas. Therefore, if the liquid does not move from the inside (position surrounded by the polymer compound member 24) to the outside (position contacting the outside air), the amount of heat transferred from the polymer compound member 24 to the outside air is limited. Become. However, conveniently, the engine has an excitation source due to explosion pressure or inertial force, and therefore vibrates periodically as the crankshaft rotates. That is, the heat storage material 103 that has become liquid due to the vibration of the engine is vibrated. Due to this vibration, the heat storage material 103 that has become liquid is transferred from the inside (position surrounded by the polymer compound member 24) to the outside (position contacting the outside air) (to the left in FIG. 4A) or from the outside to the inside (FIG. It moves easily in the right direction in 4A. The movement of the liquid heat storage material 103 from the inside to the outside carries the heat of the polymer compound member 24 to the outside air, and the liquid heat storage material 103 that has released the heat is then returned from the outside to the inside. . This is heat transfer because heat is transferred by the flow of the liquid heat storage material 103. In heat transfer, heat moves in proportion to the temperature difference between the temperature of the polymer compound member 24 and the temperature of the outside air. Therefore, if the amount of movement of the liquid heat storage material 103 increases, the amount of heat transfer increases accordingly. Become. Since heat transfer is actively performed by the convection (movement) of the liquid heat storage material 103, the heat transfer member 101 functions as a heat dissipation member, and heat dissipation from the polymer compound member 24 to the outside air is promoted. .
図4A下段に示す(c)はエンジンを搭載している車両が停止した状態にあることを示している。停車中に一時的にエンジンを停止するアイドルストップが行われると、エンジンの温度が低下してゆき、エンジンの冷却水が例えば約90℃まで低下したとする。これに合わせて高分子化合物部材24の温度が低下するので、蓄熱材103の温度も低下し、蓄熱材103は再び液体から固体へとその全てが相変化し、鉛直上方に気体が存在する領域(気体ゾーン)を形成する。つまり、伝熱部材101は図4A上段に示す(a)と同様の状態となる。停車中には高分子化合物部材24から熱がエンジンの外部に逃げないようにする必要があるところ、伝熱部材101が断熱部材として機能する。これによって、高分子化合物部材24が蓄えている熱を高分子化合物部材24から外気に逃すことが防止され、エンジンが保温される。
(C) shown in the lower part of FIG. 4A shows that the vehicle on which the engine is mounted is in a stopped state. It is assumed that when idling stop is performed to stop the engine temporarily while the vehicle is stopped, the temperature of the engine decreases and the cooling water of the engine decreases to, for example, about 90 ° C. Accordingly, the temperature of the polymer compound member 24 decreases, so that the temperature of the heat storage material 103 also decreases, and the heat storage material 103 again undergoes a phase change from a liquid to a solid, and a gas exists vertically above. (Gas zone) is formed. That is, the heat transfer member 101 is in the same state as (a) shown in the upper part of FIG. 4A. While it is necessary to prevent heat from escaping from the polymer compound member 24 to the outside of the engine while the vehicle is stopped, the heat transfer member 101 functions as a heat insulating member. As a result, the heat stored in the polymer compound member 24 is prevented from being released from the polymer compound member 24 to the outside air, and the engine is kept warm.
アッパーオイルパン構造体41に設けている伝熱部材101の蓄熱材についても図示しないが、図4Aと同様に働くこととなる。
Although the heat storage material of the heat transfer member 101 provided in the upper oil pan structure 41 is not shown, it works in the same manner as FIG. 4A.
このように、軽量化のための高分子化合物部材の置き換えによってエンジンの放熱性が低下することを考慮し、放熱と断熱とを切換可能な機能を有する伝熱部材101を配置することによって熱交換可能な構造体22、41を構成する。熱交換可能な構造体22、41とすることで、特にエンジンの高負荷状態での放熱性が良くなるようにしているわけである。これによって、軽量化したからといってエンジンの冷間始動から高負荷状態までのエンジンの冷却性能及び潤滑性能に不都合が出ることはないので、従来のウォータポンプ及びオイルポンプをそのまま用いることができる。
Thus, in consideration of the decrease in heat dissipation of the engine due to the replacement of the polymer compound member for weight reduction, heat exchange is performed by arranging the heat transfer member 101 having a function capable of switching between heat dissipation and heat insulation. Possible structures 22 and 41 are constructed. By using the heat exchangeable structures 22 and 41, heat dissipation is improved particularly in a high load state of the engine. As a result, there is no inconvenience in the cooling performance and lubrication performance of the engine from the cold start of the engine to the high load state even if the weight is reduced, so that the conventional water pump and oil pump can be used as they are. .
さて、蓄熱材103はその融点未満の温度域で固体へと相変化し、その融点以上の温度域で液体へと相変化するのであるから、図4Aに示したエンジンの各運転状態に応じて最適に相変化するように蓄熱材103の融点(所定温度)を定める必要がある。
Now, since the heat storage material 103 changes to a solid in a temperature range below its melting point and changes to a liquid in a temperature range higher than its melting point, it changes according to each operation state of the engine shown in FIG. 4A. It is necessary to determine the melting point (predetermined temperature) of the heat storage material 103 so that the phase changes optimally.
まず、融点の下限をどのように設定すればよいかを考える。上記サーモスタットバルブ6の開弁温度は60℃〜80℃である。つまり、サーモスタット6は冷却水通路を流れる冷却水が60℃付近で開き始め、80℃になると全開状態となる。このサーモスタットバルブ6の開弁温度を所定の切換温度として、蓄熱材103の融点の下限をこの開弁温度以下となるように、好ましくは開弁温度のうちの最低値である60℃となるように設定する。
First, consider how to set the lower limit of the melting point. The opening temperature of the thermostat valve 6 is 60 ° C to 80 ° C. That is, the thermostat 6 starts to open when the cooling water flowing through the cooling water passage is around 60 ° C., and becomes fully open when it reaches 80 ° C. With the valve opening temperature of the thermostat valve 6 as a predetermined switching temperature, the lower limit of the melting point of the heat storage material 103 is preferably equal to or lower than the valve opening temperature, preferably 60 ° C. which is the lowest value of the valve opening temperatures. Set to.
この理由は次の通りである。すなわち、サーモスタットバルブ6の開弁温度のうちの最低値である60℃以下の温度域では、冷間状態でエンジンを始動した直後のエンジンの早期暖機のため、ラジエータ3をバイパスして冷却水を流している。この場合、蓄熱材103の融点を開弁温度のうちの最低値である60℃未満に設定していると、サーモスタットバルブ6が全閉状態となる温度域であっても蓄熱材103が液体へと相変化する。液体となった蓄熱材103が上記のようにエンジンの加振を受けて内部と外部との間を対流して熱を外気に逃す。サーモスタットバルブ6が全閉状態となる温度域では、エンジンを早期に暖機しなければならないのに、液体の蓄熱材103の対流によって熱移動が活発に行われ高分子化合物部材24が蓄えている熱を外部に盛んに逃すこととなり、エンジンの暖機完了までの時間を長引かせてしまう。そこで、エンジンを暖機している間は蓄熱材103が液体となって熱が高分子化合物部材24、43から外気に放出されないように、蓄熱材103の融点の下限がサーモスタット6の開弁温度のうちの最低値である60℃以上となるように設定するのである。
The reason is as follows. That is, in the temperature range of 60 ° C. or less, which is the lowest value of the opening temperature of the thermostat valve 6, the radiator 3 is bypassed to cool the coolant in order to warm up the engine immediately after starting the engine in the cold state. Is flowing. In this case, when the melting point of the heat storage material 103 is set to be lower than 60 ° C., which is the lowest value among the valve opening temperatures, the heat storage material 103 becomes liquid even in the temperature range where the thermostat valve 6 is fully closed. And phase change. The liquid heat storage material 103 receives the vibration of the engine as described above and convects between the inside and the outside to release heat to the outside air. In the temperature range where the thermostat valve 6 is in the fully closed state, the engine must be warmed up early, but heat transfer is actively performed by the convection of the liquid heat storage material 103 and the polymer compound member 24 is stored. Heat will be actively released to the outside, prolonging the time to complete engine warm-up. Therefore, the lower limit of the melting point of the heat storage material 103 is the valve opening temperature of the thermostat 6 so that the heat storage material 103 becomes liquid and heat is not released from the polymer compound members 24 and 43 to the outside air while the engine is warmed up. The minimum value is set to 60 ° C. or higher.
次に、融点の上限をどのように設定すればよいかを考える。エンジンが高温となって冷却水通路を流れる冷却水が蒸発してしまうと、エンジンがオーバーヒートしてしまうので、冷却水通路を流れる冷却水の沸点が110℃〜130℃となるように管理している。ここで、110℃が冷却水の劣化が生じ得ない許容値の限界であり、110℃を超えると冷却水の劣化が生じ得る。この冷却水の劣化を考慮して、蓄熱材103の融点の上限をこの冷却水の沸点以下となるように、好ましくは冷却水の沸点のうちの最低値である110℃となるように設定する。
Next, consider how to set the upper limit of the melting point. If the engine becomes hot and the cooling water flowing through the cooling water passage evaporates, the engine will overheat. Therefore, the boiling point of the cooling water flowing through the cooling water passage should be controlled to 110 ° C to 130 ° C. Yes. Here, 110 ° C. is a limit of an allowable value at which the cooling water cannot be deteriorated, and if it exceeds 110 ° C., the cooling water may be deteriorated. Considering this cooling water deterioration, the upper limit of the melting point of the heat storage material 103 is set to be equal to or lower than the boiling point of the cooling water, and preferably set to 110 ° C. which is the lowest value of the boiling points of the cooling water. .
この理由は次の通りである。すなわち、蓄熱材103の融点を冷却水通路を流れる冷却水の沸点のうちの最低値である110℃を超える温度に設定していると、冷却水の劣化が生じ得る温度域であっても蓄熱材103は固体の状態にとどまるので、伝熱部材101が断熱部材として機能する。冷却水の劣化が生じ得る温度域では、本来、エンジンを急速に冷やさなければならないのに、蓄熱材103が固体の状態にとどまり、伝熱部材101が断熱部材として機能したのではエンジンをかえって断熱し冷却水の劣化を生じさせてしまう。そこで、冷却水の劣化が生じ得る温度域では、蓄熱材103が液体となって熱が高分子化合物部材24、43から外気に盛んに放出するように、蓄熱材103の融点の上限が冷却水の沸点のうちの最低値である110℃以下となるように設定するのである。
The reason is as follows. That is, if the melting point of the heat storage material 103 is set to a temperature exceeding 110 ° C. which is the lowest value of the boiling points of the cooling water flowing through the cooling water passage, the heat storage material 103 is stored even in a temperature range where the cooling water can be deteriorated. Since the material 103 remains in a solid state, the heat transfer member 101 functions as a heat insulating member. In the temperature range where the cooling water can be deteriorated, the engine must be cooled rapidly, but the heat storage material 103 stays in a solid state and the heat transfer member 101 functions as a heat insulating member. This will cause the cooling water to deteriorate. Therefore, in the temperature range where the cooling water can be deteriorated, the upper limit of the melting point of the heat storage material 103 is the cooling water so that the heat storage material 103 becomes liquid and heat is actively released from the polymer compound members 24 and 43 to the outside air. It is set so as to be 110 ° C. or lower which is the lowest value of the boiling points.
蓄熱材103としてパラフィンワックスを挙げたが、これに限られるものでなく、有機系の蓄熱材であればかまわない。パラフィンワックスと別の例には市販のワックスがある。これらのワックスは多種類の物質の混合物であるため、混ぜる物質によって融点を調節することが可能である。したがって、上記融点の下限と上限の条件を満足する市販のワックスを選択するか、混ぜる物質を相違させて上記融点の下限と上限の条件を満足するワックスを新たに作製すればよい。そのほか、ナフタレン、ミリスチレン酸、ステアリン酸、ポリエチレングリコールなどを蓄熱材103として用いることができる。
Paraffin wax is used as the heat storage material 103, but the heat storage material 103 is not limited thereto, and any organic heat storage material may be used. Another example of paraffin wax is a commercially available wax. Since these waxes are a mixture of many kinds of substances, the melting point can be adjusted by the substances to be mixed. Therefore, a commercially available wax satisfying the lower limit and upper limit conditions of the melting point may be selected, or a wax satisfying the lower limit and upper limit conditions of the melting point may be newly produced by mixing different substances. In addition, naphthalene, myristic acid, stearic acid, polyethylene glycol, or the like can be used as the heat storage material 103.
実施形態では、シリンダブロック構造体22、アッパーオイルパン構造体41にそれぞれ複数の伝熱部材101を配置してあるが、複数配置することは必ずしも必要ない。シリンダブロック構造体22、アッパーオイルパン構造体41にそれぞれ少なくとも1つ配置するものであってよい。すなわち、伝熱部材101の数や形状、伝熱部材101をシリンダブロック構造体22、アッパーオイルパン構造体41に配置する位置は、伝熱部材101が各構造体22、41の中空金属部材と高分子化合物部材とを繋ぐように配置されている限りにおいて任意である。これについて説明すると、図5は図3のA部の拡大断面図、図6は図3のB部の拡大断面図である。図5、図6には第1実施形態の4つの態様を上下方向に並べて示している。なお、図5、図6でも伝熱部材101の内部の状態は示していない。
In the embodiment, the plurality of heat transfer members 101 are arranged in the cylinder block structure 22 and the upper oil pan structure 41, respectively, but it is not always necessary to arrange the plurality of heat transfer members 101. At least one cylinder block structure 22 and one upper oil pan structure 41 may be disposed. That is, the number and shape of the heat transfer members 101 and the positions at which the heat transfer members 101 are arranged in the cylinder block structure 22 and the upper oil pan structure 41 are the same as the hollow metal members of the structures 22 and 41. As long as it arrange | positions so that a high molecular compound member may be connected, it is arbitrary. This will be described. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of part A in FIG. 3, and FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of part B in FIG. 5 and 6 show the four aspects of the first embodiment side by side in the vertical direction. 5 and 6 also do not show the internal state of the heat transfer member 101.
図5最上段に示したように図3の場合には伝熱部材101の一端(図5で右端)をシリンダブロック構造体22の外面22aより突出(露出)させている。この場合に限られるものでなく、図5第2段目に第1実施形態の他の態様として示したように、中空金属部材23の外周部材23aと高分子化合物部材24とを繋いでいる限り、伝熱部材101の一端がシリンダブロック構造体22の外面22aより突出していなくてもかまわない。また、図5第3段目、第4段目に第1実施形態の他の態様として示したように、伝熱部材101の他端(図5で左端)を中空金属部材23の内周部材23bと繋ぐようにしてもかまわない。
As shown in the uppermost part of FIG. 5, in the case of FIG. 3, one end (the right end in FIG. 5) of the heat transfer member 101 protrudes (exposes) from the outer surface 22 a of the cylinder block structure 22. The present invention is not limited to this case, as long as the outer peripheral member 23a of the hollow metal member 23 and the polymer compound member 24 are connected as shown in the second stage of FIG. 5 as another aspect of the first embodiment. The one end of the heat transfer member 101 may not protrude from the outer surface 22a of the cylinder block structure 22. Further, as shown in the third and fourth stages of FIG. 5 as another aspect of the first embodiment, the other end (the left end in FIG. 5) of the heat transfer member 101 is the inner peripheral member of the hollow metal member 23. You may connect with 23b.
図6最上段に示したように図3の場合には伝熱部材101の一端(図6で右端)をアッパーオイルパン構造体41の外面41aより突出(露出)させている。この場合に限られるものでなく、図6第2段目に第1実施形態の他の態様として示したように、中空金属部材42の外周部材42aと高分子化合物部材43とを繋いでいる限り、伝熱部材101の一端がアッパーオイルパン構造体41の外面41aより突出していなくてもかまわない。また、図6第3段目、第4段目に第1実施形態の他の態様として示したように、伝熱部材101の他端(図6で左端)を中空金属部材42の内周部材42bと繋ぐようにしてもかまわない。
As shown in the uppermost part of FIG. 6, in the case of FIG. 3, one end (right end in FIG. 6) of the heat transfer member 101 protrudes (exposes) from the outer surface 41 a of the upper oil pan structure 41. The present invention is not limited to this case, as long as the outer peripheral member 42a of the hollow metal member 42 and the polymer compound member 43 are connected as shown in the second stage of FIG. 6 as another aspect of the first embodiment. The one end of the heat transfer member 101 may not protrude from the outer surface 41a of the upper oil pan structure 41. Further, as shown in the third and fourth stages of FIG. 6 as another aspect of the first embodiment, the other end (left end in FIG. 6) of the heat transfer member 101 is the inner peripheral member of the hollow metal member 42. You may connect with 42b.
上記図5、図6では伝熱部材101の断面が長方形状であったが、楕円状の断面であってもかまわない。伝熱部材101の全体の形状としては、断面が六角の鉛筆状、両端が曲面で突出するカプセル状(図4A参照)とする他、図2に示した平板状とすることが考えられる。ここで、図2ではシリンダブロック11及びアッパーオイルパン31についてエンジン長手方向の2つの側面の全体にわたって、シリンダブロック構造体22及びアッパーオイルパン構造体41を設けているものとする。この場合に、図2に示したようにエンジン長手方向の側面に設けているシリンダブロック構造体22に配置する伝熱部材101を、エンジン長手方向に水平に走る平板状のものとしてよい。なお、図2ではシリンダブロック構造体22の表面より突出(露出)した部分のみが記載されているので、上から3つの水平な割箸状の伝熱部材101及び下から4番目の水平な割箸状の伝熱部材101が、ここでいう平板状の伝熱部材101のことである。この水平な割箸状の伝熱部材101の断面は長方形状であるが、楕円状であってもかまわない。図2ではさらに、シリンダブロック構造体22に配置する複数の棒状の伝熱部材101を上から4番目及び下から3番目に示している。
5 and 6, the heat transfer member 101 has a rectangular cross section, but may have an elliptical cross section. The overall shape of the heat transfer member 101 may be a pencil shape with a hexagonal cross section, a capsule shape with both ends protruding with curved surfaces (see FIG. 4A), or a flat plate shape as shown in FIG. Here, in FIG. 2, it is assumed that the cylinder block structure 22 and the upper oil pan structure 41 are provided over the entire two side surfaces of the cylinder block 11 and the upper oil pan 31 in the longitudinal direction of the engine. In this case, as shown in FIG. 2, the heat transfer member 101 disposed on the cylinder block structure 22 provided on the side surface in the engine longitudinal direction may be a flat plate that runs horizontally in the engine longitudinal direction. In FIG. 2, only the portion protruding (exposed) from the surface of the cylinder block structure 22 is shown, so that the three horizontal chopstick-shaped heat transfer members 101 from the top and the fourth horizontal chopstick-shaped from the bottom. This heat transfer member 101 is the flat heat transfer member 101 referred to herein. The horizontal split chopstick-shaped heat transfer member 101 has a rectangular cross section, but may have an elliptical shape. In FIG. 2, the plurality of rod-shaped heat transfer members 101 arranged in the cylinder block structure 22 are shown fourth from the top and third from the bottom.
同様に、エンジン長手方向の側面に設けているアッパーオイルパン構造体41に配置する伝熱部材101についても、全体の形状としては、断面が六角の鉛筆状、両端が曲面で突出するカプセル状(図4A参照)とする他、図2に示したようにエンジン長手方向に走る平板状のものであってよい。なお、図2ではアッパーオイルパン構造体41の表面より突出(露出)した部分のみが記載されているので、下から2番目の水平な割箸状の伝熱部材101が、ここでいう平板状の伝熱部材101のことである。この水平な割箸状の伝熱部材101の断面は長方形状であるが、楕円状であってもかまわない。図2ではさらに、アッパーオイルパン構造体41に配置する複数の棒状の伝熱部材101を下から1番目に示している。
Similarly, the heat transfer member 101 disposed in the upper oil pan structure 41 provided on the side surface in the longitudinal direction of the engine also has a capsule shape in which the cross section is a hexagonal pencil shape and both ends protrude with curved surfaces ( In addition to the configuration shown in FIG. 4A, it may be a flat plate running in the longitudinal direction of the engine as shown in FIG. In FIG. 2, only the portion protruding (exposed) from the surface of the upper oil pan structure 41 is shown, so the second horizontal chopstick-shaped heat transfer member 101 from the bottom is the flat plate-like shape here. It is the heat transfer member 101. The horizontal split chopstick-shaped heat transfer member 101 has a rectangular cross section, but may have an elliptical shape. In FIG. 2, the plurality of rod-like heat transfer members 101 arranged in the upper oil pan structure 41 are shown first from the bottom.
このように、伝熱部材101の全体の形状として、断面が六角の鉛筆状、両端が曲面で突出するカプセル状、板状、棒状を挙げたが、伝熱部材101の形状は、筐体であればよい。筐体とは、通常、箱状のものをいうが、ここでは、箱状に限らず、上記の鉛筆状、カプセル状、板状、棒状を全て含んだ広い概念で使用している。内部に蓄熱材を封入し得るものであれば任意の形状であってよい。
As described above, the overall shape of the heat transfer member 101 includes a hexagonal pencil shape in cross section, a capsule shape in which both ends protrude with curved surfaces, a plate shape, and a rod shape, but the shape of the heat transfer member 101 is a case. I just need it. The case generally refers to a box shape, but is not limited to a box shape, but is used in a broad concept including all of the pencil shape, capsule shape, plate shape, and rod shape. Any shape may be used as long as the heat storage material can be enclosed therein.
なお、図2と図3とで伝熱部材101の数や位置は対応していない。すなわち、図2では、図3に示した伝熱部材101の数や配置に関係なく、シリンダブロック構造体22やアッパーオイルパン構造体41に配置する伝熱部材101を示している。
2 and FIG. 3 do not correspond to the number and position of the heat transfer members 101. That is, FIG. 2 shows the heat transfer members 101 arranged in the cylinder block structure 22 and the upper oil pan structure 41 regardless of the number and arrangement of the heat transfer members 101 shown in FIG.
次に、本実施形態のロアオイルパン51は高分子化合部材のみで形成することで、金属一律部材でロアオイルパンを形成する場合より軽量化している。しかしながら、その一方で、ロアオイルパン51を高分子化合部材のみで形成すると、金属一律部材でロアオイルパンを形成する場合より断熱性が良くなる分だけ、エンジンの高負荷時に熱を外気に逃しにくくなる。そこで、本実施形態では、高分子化合物部材のみで形成されているロアオイルパン51に上記の伝熱部材101と同様の第2の伝熱部材105を一端が外部に突出(露出)するように配置する。ここで、第2の伝熱部材105の伝熱特性も、伝熱部材101と同様に、第2の伝熱部材105自体の温度により第2の伝熱部材105自体の温度が高くなるほど熱を伝え易くなるよう変化するものである。詳細にはロアオイルパン51に配置する第2の伝熱部材105は、図4Bにも示したように中空金属部材106にパラフィンワックスなどの蓄熱材107(媒体)を封入することによって構成されている。このため、第2の伝熱部材105自体の温度により中空金属部材106内での蓄熱材107の移動の容易さが変化することによって、第2の伝熱部材105の伝熱特性が変化する。
Next, the lower oil pan 51 of the present embodiment is made of only a polymer compound member, so that it is lighter than when the lower oil pan is formed of a uniform metal member. On the other hand, however, if the lower oil pan 51 is formed only of a polymer compound member, heat is released to the outside air at a high engine load because the heat insulation is better than when the lower oil pan is formed of a uniform metal member. It becomes difficult. Therefore, in the present embodiment, one end of the second heat transfer member 105 similar to the heat transfer member 101 is projected (exposed) to the lower oil pan 51 formed only of the polymer compound member. Deploy. Here, the heat transfer characteristics of the second heat transfer member 105 are also increased as the temperature of the second heat transfer member 105 increases due to the temperature of the second heat transfer member 105 itself, as with the heat transfer member 101. It changes to make it easier to convey. Specifically, the second heat transfer member 105 disposed in the lower oil pan 51 is configured by enclosing a heat storage material 107 (medium) such as paraffin wax in a hollow metal member 106 as shown in FIG. 4B. Yes. For this reason, the ease of movement of the heat storage material 107 in the hollow metal member 106 changes depending on the temperature of the second heat transfer member 105 itself, whereby the heat transfer characteristics of the second heat transfer member 105 change.
具体的には、蓄熱材107は、蓄熱材107の融点である所定温度以下のとき固体であり、所定温度を超えるとき相変化して液体となる。つまり、蓄熱材107が固体の状態では、中空金属部材106内で移動しにくくなる(蓄熱材107の移動量が相対的に減る)。蓄熱材107の移動量が減ると熱移動量も減る。一方、蓄熱材107が液体の状態になると、中空金属部材106内で移動し易くなる(蓄熱材107の移動量が相対的に増加する)。蓄熱材107の移動量が増加するほど熱移動量が大きくなる。
Specifically, the heat storage material 107 is solid when it is equal to or lower than a predetermined temperature that is the melting point of the heat storage material 107, and changes in phase when it exceeds a predetermined temperature. That is, when the heat storage material 107 is in a solid state, it is difficult to move within the hollow metal member 106 (the amount of movement of the heat storage material 107 is relatively reduced). When the amount of movement of the heat storage material 107 decreases, the amount of heat transfer also decreases. On the other hand, when the heat storage material 107 is in a liquid state, the heat storage material 107 is easily moved in the hollow metal member 106 (the amount of movement of the heat storage material 107 is relatively increased). The amount of heat transfer increases as the amount of movement of the heat storage material 107 increases.
ここで、第2の伝熱部材105による放熱と断熱の切換の仕組みを図4Bを用いて説明する。
Here, the mechanism of switching between heat dissipation and heat insulation by the second heat transfer member 105 will be described with reference to FIG. 4B.
図4Bも図4Aと同様に、3つの異なる状態(上よりエンジンを暖機している状態、エンジンを高負荷で運転している状態、エンジンを搭載する車両を停止している状態)で第2の伝熱部材105に収納されている蓄熱材107がどのように状態を変化させるのかを示している。図4Bでも上下方向が鉛直方向であり、第2の伝熱部材105の全体形状は水平方向に長いカプセル状であり、高分子化合物から形成されているロアオイルパン51に第2の伝熱部材105が配置されている。さらに、第2の伝熱部材105の一端(図4Bで左端)がロアオイルパン51の外面51aから外気に突出しているものとする。
FIG. 4B is similar to FIG. 4A in three different states (a state where the engine is warmed up, a state where the engine is operating at a high load, and a state where the engine is mounted is stopped). It shows how the heat storage material 107 housed in the second heat transfer member 105 changes its state. Also in FIG. 4B, the vertical direction is the vertical direction, and the entire shape of the second heat transfer member 105 is a capsule shape that is long in the horizontal direction, and the second heat transfer member is placed on the lower oil pan 51 formed of a polymer compound. 105 is arranged. Furthermore, it is assumed that one end (the left end in FIG. 4B) of the second heat transfer member 105 protrudes from the outer surface 51 a of the lower oil pan 51 to the outside air.
まず、図4B上段の(a)に示したように暖機途中のエンジンの冷却水は例えば約60℃である。このとき、蓄熱材107の温度は蓄熱材107の融点より低いため、全て固体となって鉛直下方に存在し、鉛直上方には気体が存在する領域(気体ゾーン)が形成されている。このとき、固体の蓄熱材107を介して熱が移動する(熱伝導)ため、固体の蓄熱材103は伝熱部分として機能する。その一方で、気体ゾーンでは気体が自然対流することで熱を移動する(熱伝達)が、その熱移動量はわずかであるため、気体ゾーンは熱が伝わらない断熱部分として機能する。従って、固体の蓄熱材107を介しての熱の移動よりも気体ゾーンによる断熱のほうが優勢となるように蓄熱材107の種類や体積を定めてやれば、伝熱部材105全体としては、伝熱部材105が断熱部材として機能する。エンジンの暖機途中には高分子化合物部材(51)から熱が外部に逃げないようにする必要があるところ、伝熱部材105が断熱部材として機能するので、エンジンの発生する熱を高分子化合物部材(51)から外気に逃すことが防止されることとなる。
First, as shown in (a) of FIG. 4B, the engine cooling water in the middle of warming up is about 60 ° C., for example. At this time, since the temperature of the heat storage material 107 is lower than the melting point of the heat storage material 107, all of the heat storage material 107 is solid and exists vertically downward, and a region (gas zone) where gas exists is formed vertically upward. At this time, since heat is transferred through the solid heat storage material 107 (heat conduction), the solid heat storage material 103 functions as a heat transfer portion. On the other hand, in the gas zone, heat is transferred by natural convection of the gas (heat transfer), but since the amount of heat transfer is small, the gas zone functions as a heat insulating portion where heat is not transferred. Therefore, if the type and volume of the heat storage material 107 are determined so that the heat insulation by the gas zone is more dominant than the heat transfer through the solid heat storage material 107, the heat transfer member 105 as a whole can be used as a heat transfer member 105. The member 105 functions as a heat insulating member. Since it is necessary to prevent heat from escaping from the polymer compound member (51) to the outside during the engine warm-up, the heat transfer member 105 functions as a heat insulating member. It will be prevented from escaping from the member (51) to the outside air.
次に、図4B中段の(b)に示したようにエンジンを高負荷で運転し高温の熱が発生しているときにはエンジンの冷却水は例えば約110℃まで上昇する。このときの高温の熱はロアオイルパン51を形成している高分子化合物部材に蓄えられる。このとき、高分子化合物部材が蓄える熱を受けて蓄熱材107の温度が融点を超えて上昇するため蓄熱材107の全てが固体から液体へと相変化する。このとき、蓄熱材107は融解熱として周囲から熱を奪う。さらに、液体となった蓄熱材107を介して熱が高分子化合物部材(51)から外気へと逃される(放熱)。この場合、固体から液体に相変化するときの溶解熱は、液体から気体に相変化するときの気化熱よりも小さく、かつ液体の移動は気体ほど容易でない。従って、液体が内部(高分子化合物部材で囲まれた位置)から外部(外気に接する位置)まで移動しなければ、高分子化合物部材(51)から外気への熱の移動量も限られたものとなる。しかしながら、都合の良いことにエンジンは振動する。すなわち、エンジンの振動を受けて液体となった蓄熱材107が加振される。この加振によって、液体となった蓄熱材107が内部(高分子化合物部材で囲まれた位置)から外部(外気に接する位置)へ(図4Bでは左方向に)あるいは外部から内部へ(図4Bでは右方向)と容易に移動する。液体となった蓄熱材107の内部から外部への移動によって高分子化合物部材(51)の熱が外気へと運ばれ、熱を放出した液体の蓄熱材107が今度は外部から内部へと戻されるのである。これは、液体の蓄熱材107の流れによって熱が移動するので、熱伝達である。熱伝達では、高分子化合物部材の温度と外気の温度との温度差に比例して熱が移動するため、液体の蓄熱材107の移動量が大きくなれば、その分、熱移動量が大きくなる。こうした液体の蓄熱材107の対流(移動)によって熱移動が活発に行われることから、伝熱部材105が放熱部材として機能し、高分子化合物部材(51)から外気への放熱が促進されることとなる。
Next, as shown in the middle part (b) of FIG. 4B, when the engine is operated at a high load and high-temperature heat is generated, the engine cooling water rises to about 110 ° C., for example. The high-temperature heat at this time is stored in the polymer compound member forming the lower oil pan 51. At this time, since the temperature of the heat storage material 107 rises beyond the melting point in response to heat stored in the polymer compound member, all of the heat storage material 107 undergoes a phase change from solid to liquid. At this time, the heat storage material 107 takes heat from the surroundings as melting heat. Furthermore, heat is released from the polymer compound member (51) to the outside air (heat radiation) through the heat storage material 107 that has become liquid. In this case, the heat of dissolution when the phase changes from solid to liquid is smaller than the heat of vaporization when the phase changes from liquid to gas, and the movement of the liquid is not as easy as gas. Therefore, if the liquid does not move from the inside (position surrounded by the polymer compound member) to the outside (position contacting the outside air), the amount of heat transferred from the polymer compound member (51) to the outside air is limited. It becomes. However, conveniently the engine vibrates. That is, the heat storage material 107 that has become liquid due to the vibration of the engine is vibrated. Due to this vibration, the heat storage material 107 that has become a liquid moves from the inside (position surrounded by the polymer compound member) to the outside (position in contact with the outside air) (to the left in FIG. 4B) or from the outside to the inside (FIG. 4B). In the right direction) and move easily. The heat of the polymer compound member (51) is transferred to the outside air by the movement of the heat storage material 107 that has become liquid from the inside to the outside, and the liquid heat storage material 107 that has released the heat is now returned from the outside to the inside. It is. This is heat transfer because heat is transferred by the flow of the liquid heat storage material 107. In heat transfer, heat moves in proportion to the temperature difference between the temperature of the polymer compound member and the temperature of the outside air. Therefore, if the amount of movement of the liquid heat storage material 107 increases, the amount of heat transfer increases accordingly. . Since heat transfer is actively performed by the convection (movement) of the liquid heat storage material 107, the heat transfer member 105 functions as a heat dissipation member, and heat dissipation from the polymer compound member (51) to the outside air is promoted. It becomes.
図4B下段の(c)に示したように、停車中に一時的にエンジンを停止するアイドルストップが行われると、エンジンの温度が低下してゆき、エンジンの冷却水が例えば約90℃まで低下したとする。これに合わせてロアオイルパン51を形成している高分子化合物部材の温度が低下するので、蓄熱材107の温度も低下し、蓄熱材107は再び液体から固体へとその全てが相変化し、鉛直上方に気体が存在する領域(気体ゾーン)を形成する。つまり、伝熱部材105は図4B上段に示す(a)と同様の状態となる。停車中には高分子化合物部材(51)から熱がエンジンの外部に逃げないようにする必要があるところ、伝熱部材105が断熱部材として機能するので、高分子化合物部材(51)が蓄えている熱を外気に逃すことが防止され、エンジンが保温される。
As shown in (c) in the lower part of FIG. 4B, when the engine is temporarily stopped while the vehicle is stopped, the temperature of the engine decreases, and the cooling water of the engine decreases to, for example, about 90 ° C. Suppose that In accordance with this, the temperature of the polymer compound member forming the lower oil pan 51 decreases, so the temperature of the heat storage material 107 also decreases, and the heat storage material 107 again undergoes a phase change from liquid to solid, A region (gas zone) where gas exists vertically above is formed. That is, the heat transfer member 105 is in the same state as (a) shown in the upper part of FIG. 4B. While stopping, it is necessary to prevent heat from escaping from the polymer compound member (51) to the outside of the engine. However, since the heat transfer member 105 functions as a heat insulating member, the polymer compound member (51) is stored. The heat that is in the air is prevented from being released to the outside air, and the engine is kept warm.
第2の伝熱部材105の内部に収納する蓄熱材107の融点の下限、上限は、伝熱部材101の内部に封入する蓄熱材103の融点の下限、上限と同じでよい。
The lower limit and upper limit of the melting point of the heat storage material 107 housed inside the second heat transfer member 105 may be the same as the lower limit and upper limit of the melting point of the heat storage material 103 sealed inside the heat transfer member 101.
ロアオイルパン51は高分子化合物部材で形成されているので、もともと断熱効果を有している。従ってロアオイルパン51に第2の伝熱部材105を配置することは、放熱機能を有する熱交換可能なロアオイルパン51を構成することを意味する。すなわち、エンジンの高負荷時には、第2の伝熱部材105を介してエンジンの発生する高温の熱が高分子化合物部材(51)から外気に放出されることとなる。これによって、高負荷時にはロアオイルパン51に第2の伝熱部材105を配置していない場合よりも冷却水温及び油温の上昇を抑制することができる。
Since the lower oil pan 51 is formed of a polymer compound member, it originally has a heat insulating effect. Therefore, disposing the second heat transfer member 105 in the lower oil pan 51 means that the heat exchangeable lower oil pan 51 having a heat radiation function is configured. That is, when the engine is heavily loaded, high-temperature heat generated by the engine is released from the polymer compound member (51) to the outside air via the second heat transfer member 105. Thereby, at the time of high load, the rise of the cooling water temperature and the oil temperature can be suppressed as compared with the case where the second heat transfer member 105 is not disposed in the lower oil pan 51.
ここで、第1実施形態の作用効果を説明する。
Here, the function and effect of the first embodiment will be described.
第1実施形態では、シリンダブロック11のアルミダイカスト部分及びアッパーオイルパン31のアルミ合金部分の一部(エンジンの構造体の少なくとも一部)が中空金属部材23、42(金属部材)と高分子化合物部材24、43とで構成され、中空金属部材23、42と高分子化合物部材24、43とを繋ぐように配置される伝熱部材101を備えている。第1実施形態によれば、シリンダブロック11のアルミダイカスト部分及びアッパーオイルパン31のアルミ合金部分の一部を高分子化合物部材24、43で置き換えることで、従来シリンダブロックのようなアルミダイカスト一律部材及び従来アッパーオイルパンのようなアルミ合金一律部材の構造体と比較して、アルミダイカスト部材と高分子化合物24との間の比重差及び高分子化合物部材の体積に応じた分だけシリンダブロック11を、アルミ合金部材と高分子化合物部材43との間の比重差及び高分子化合物部材43の体積に応じた分だけアッパーオイルパン31をそれぞれ軽量化することができる。かつ、伝熱部材101を配置することで熱交換可能なシリンダブロック構造体22及びアッパーオイルパン構造体41が構成されることから、特にエンジンの高負荷時に冷却水温及び油温が高くなり過ぎず、冷却水温及び油温が従来と同等レベルに収めることが可能となり、これによってエンジン内部の軸受け部の焼付きなどを回避できる。
In the first embodiment, the aluminum die cast part of the cylinder block 11 and a part of the aluminum alloy part of the upper oil pan 31 (at least part of the engine structure) are made of the hollow metal members 23 and 42 (metal member) and the polymer compound. The heat transfer member 101 is configured to include the members 24 and 43 and arranged so as to connect the hollow metal members 23 and 42 and the polymer compound members 24 and 43. According to the first embodiment, by replacing the aluminum die cast part of the cylinder block 11 and the aluminum alloy part of the upper oil pan 31 with the polymer compound members 24 and 43, an aluminum die cast uniform member like a conventional cylinder block is obtained. Compared with the structure of the aluminum alloy uniform member such as the conventional upper oil pan, the cylinder block 11 is made by the amount corresponding to the specific gravity difference between the aluminum die cast member and the polymer compound 24 and the volume of the polymer compound member. The upper oil pan 31 can be reduced in weight by the specific gravity difference between the aluminum alloy member and the polymer compound member 43 and the volume of the polymer compound member 43. In addition, the cylinder block structure 22 and the upper oil pan structure 41 capable of heat exchange are configured by disposing the heat transfer member 101, so that the cooling water temperature and the oil temperature do not become excessively high particularly when the engine is under a high load. The cooling water temperature and the oil temperature can be kept at the same level as the conventional one, thereby avoiding seizure of the bearing portion inside the engine.
第1実施形態によれば、伝熱部材101は、伝熱部材101自体の温度により伝熱特性が変化するので、伝熱部材101自体の温度により熱を伝える量が変化するため、伝熱部材101自体の温度によりエンジンからの放熱と、エンジンからの放熱を遮断する断熱とをエンジンの温度状態に応じて切換えることができる。
According to the first embodiment, since the heat transfer characteristics of the heat transfer member 101 change depending on the temperature of the heat transfer member 101 itself, the amount of heat transferred changes depending on the temperature of the heat transfer member 101 itself. The heat radiation from the engine and the heat insulation that blocks the heat radiation from the engine can be switched according to the temperature state of the engine according to the temperature of 101 itself.
第1実施形態によれば、伝熱部材101の伝熱特性は、伝熱部材101自体の温度が高くなるほど熱を伝え易くなるよう変化するので、エンジンが相対的に高温のときにはエンジンから放熱し、エンジンが相対的に低温のときにはエンジンからの放熱を遮断することができる。
According to the first embodiment, the heat transfer characteristics of the heat transfer member 101 change so that heat becomes easier to transfer as the temperature of the heat transfer member 101 itself becomes higher. When the engine is relatively cold, heat dissipation from the engine can be cut off.
第1実施形態によれば、伝熱部材101は、中空金属部材102(筐体)と中空金属部材102の内部に封入される蓄熱材103(媒体)とで構成され、伝熱部材101自体の温度により中空金属部材102内での蓄熱材103の移動の容易さが変化することによって、伝熱部材101の伝熱特性が変化するので、エンジンが相対的に高温のときには蓄熱材103が移動し易くなってエンジンから放熱し、エンジンが相対的に低温のときには蓄熱材103が移動しにくくなってエンジンからの放熱を遮断することができる。
According to the first embodiment, the heat transfer member 101 includes a hollow metal member 102 (housing) and a heat storage material 103 (medium) sealed inside the hollow metal member 102, and the heat transfer member 101 itself. The ease of movement of the heat storage material 103 in the hollow metal member 102 changes depending on the temperature, so that the heat transfer characteristics of the heat transfer member 101 change. Therefore, the heat storage material 103 moves when the engine is relatively hot. It becomes easy to dissipate heat from the engine, and when the engine is at a relatively low temperature, the heat storage material 103 is difficult to move, and heat dissipation from the engine can be blocked.
第1実施形態によれば、蓄熱材103(媒体)は、蓄熱材103の融点(所定温度)以下のとき固体であり、蓄熱材103の融点を超えるとき液体となるので、冷却水温や油温が相対的に低い場合に、蓄熱材103が固体となって鉛直下方に溜まり鉛直上方に気体ゾーンが生じることから伝熱部材101が全体として断熱部材として機能する。つまり、冷却水温や油温が相対的に低い場合にこの伝熱部材101による断熱部材としての働きによって、エンジンの暖機を促進することができる。一方、高負荷時のように冷却水温や油温が相対的に高い場合に、蓄熱材103が液体となり、かつエンジンの振動を受けて中空金属部材102内での蓄熱材103の移動量が相対的に増大するから伝熱部材101が今度は放熱部材として機能する。つまり、冷却水温や油温が相対的に高い場合にエンジンからの放熱を活発に行わせてエンジンを冷却することができる。また、停車によるアイドルストップによって冷却水温や油温が徐々に低下したときには、中空金属部材102内の蓄熱材103が固体に相変換することで上方に気体ゾーンが生じることから伝熱部材101が全体として断熱部材として機能する。つまり、停車によるアイドルストップによって冷却水温や油温が徐々に低下したときにはこの伝熱部材101による断熱部材としての働きによって、油水温の急激な低下が抑制される(油水温の保温効果を発揮する)。この保温効果によってアイドルストップが長引いた後のコールドスタート時の燃費が向上する。
According to the first embodiment, the heat storage material 103 (medium) is solid when it is equal to or lower than the melting point (predetermined temperature) of the heat storage material 103 and becomes liquid when the melting point of the heat storage material 103 is exceeded. Is relatively low, the heat storage material 103 becomes a solid and accumulates vertically downward, and a gas zone is formed vertically upward. Therefore, the heat transfer member 101 functions as a heat insulating member as a whole. That is, when the cooling water temperature and the oil temperature are relatively low, engine warm-up can be promoted by the function of the heat transfer member 101 as a heat insulating member. On the other hand, when the cooling water temperature or the oil temperature is relatively high as in a high load, the heat storage material 103 becomes liquid, and the movement amount of the heat storage material 103 in the hollow metal member 102 is relatively affected by the vibration of the engine. Therefore, the heat transfer member 101 now functions as a heat dissipation member. That is, when the coolant temperature and the oil temperature are relatively high, the engine can be cooled by actively releasing heat from the engine. Further, when the cooling water temperature or the oil temperature is gradually lowered due to idling stop by stopping, the heat storage member 103 in the hollow metal member 102 is phase-converted into a solid and a gas zone is generated upward, so that the heat transfer member 101 is entirely As a heat insulating member. That is, when the cooling water temperature or the oil temperature is gradually lowered due to the idling stop due to the stop, the heat transfer member 101 acts as a heat insulating member to suppress a rapid drop in the oil water temperature (exhibiting the oil temperature warming effect). ). This heat retention effect improves fuel efficiency at cold start after prolonged idle stop.
第1実施形態によれば、冷却水を循環させてエンジンを冷却する冷却装置2を備え、冷却装置2は、冷却水の温度がサーモスタットバルブ6の開弁温度のうちの最低値である60℃(所定の切換温度)以上で冷却水からエンジン外部へ放熱される放熱量が増加するよう冷却水通路を切換えるように構成され、蓄熱材103の融点(所定温度)は、サーモスタットバルブ6の開弁温度のうちの最低値である60℃(所定の切換温度)以上であるので、冷却水温や油温が相対的に低い場合に、蓄熱材103は固体に相変換することで上方に気体ゾーンが生じることから伝熱部材101が全体として断熱部材として機能する。これによって、エンジンの暖機を促進することができ、エンジンの暖機完了までの時間を長引かせてしまうことを回避できる。
According to the first embodiment, the cooling device 2 that circulates the cooling water to cool the engine is provided, and the cooling device 2 has a temperature of the cooling water of 60 ° C. that is the lowest value among the opening temperatures of the thermostat valve 6. The cooling water passage is switched so that the amount of heat dissipated from the cooling water to the outside of the engine is increased above (predetermined switching temperature), and the melting point (predetermined temperature) of the heat storage material 103 is set to open the thermostat valve 6. Since it is 60 ° C. (predetermined switching temperature) which is the lowest value among the temperatures, when the cooling water temperature or the oil temperature is relatively low, the heat storage material 103 is phase-converted into a solid so that the gas zone is located above. As a result, the heat transfer member 101 functions as a heat insulating member as a whole. As a result, warming up of the engine can be promoted, and it is possible to avoid prolonging the time until completion of warming up of the engine.
第1実施形態によれば、蓄熱材103の融点(所定温度)は、冷却水の沸点以下であるので、冷却水温や油温が相対的に高い場合に、蓄熱材103は液体に相変換することで伝熱部材101が放熱部材として機能して活発に放熱する。これによって、エンジンの高負荷時に冷却水温が冷却水の劣化が生じ得る温度域に到達することを回避することができる。
According to 1st Embodiment, since the melting | fusing point (predetermined temperature) of the thermal storage material 103 is below the boiling point of cooling water, when the cooling water temperature or oil temperature is relatively high, the thermal storage material 103 phase-converts into a liquid. Thus, the heat transfer member 101 functions as a heat dissipation member and actively dissipates heat. As a result, it is possible to avoid the cooling water temperature from reaching a temperature range where the cooling water can be deteriorated when the engine is under a high load.
第1実施形態によれば、エンジンの構造体が、中空金属部材23、42(金属部材)と高分子化合物部材24、43とで構成されるシリンダブロック構造体22及びアッパーオイルパン構造体41(第1の構造体)と、高分子化合物部材のみで構成されるロアオイルパン51(第2の構造体)とを含み、シリンダブロック構造体22及びアッパーオイルパン構造体41に伝熱部材101が配置されるので、金属一律部材で構成されていた従来のシリンダブロック11及びアッパーオイルパン31の一部が高分子化合物24、43で置き換えられることになり、両者の比重及び高分子化合物部材24、43の体積に応じた分だけシリンダブロック11及びアッパーオイルパン31を軽量化することができる。かつ、シリンダブロック構造体22及びアッパーオイルパン構造体41に伝熱部材101が配置されるため、エンジンが相対的に高温のときに冷却水温および油温が高くなり過ぎず、エンジン内部の軸受けの焼付きなどを回避できる。
According to the first embodiment, the engine structure includes a cylinder block structure 22 and an upper oil pan structure 41 (which includes hollow metal members 23 and 42 (metal members) and polymer compound members 24 and 43). 1) and a lower oil pan 51 (second structure) composed only of a polymer compound member, and the heat transfer member 101 is connected to the cylinder block structure 22 and the upper oil pan structure 41. Therefore, a part of the conventional cylinder block 11 and the upper oil pan 31 formed of the metal uniform member is replaced with the polymer compounds 24 and 43, and the specific gravity of both and the polymer compound member 24, The cylinder block 11 and the upper oil pan 31 can be reduced in weight by an amount corresponding to the volume of 43. In addition, since the heat transfer member 101 is disposed in the cylinder block structure 22 and the upper oil pan structure 41, the cooling water temperature and the oil temperature do not become excessively high when the engine is relatively hot, and the bearing inside the engine You can avoid seizure.
第1実施形態によれば、高分子化合物部材のみで構成されるロアオイルパン51(第2の構造体)に第2の伝熱部材105が配置されるので、熱交換可能なロアオイルパン51が構成されることから、高分子化合物部材のみで構成されるロアオイルパン51を備えている場合であっても、エンジンが相対的に高温のときに冷却水温及び油温が高くなり過ぎず、かつ冷間始動時の暖機促進やエンジン停止後の保温効果も向上する。
According to the first embodiment, since the second heat transfer member 105 is disposed in the lower oil pan 51 (second structure) composed only of the polymer compound member, the lower oil pan 51 capable of heat exchange. Therefore, even when the lower oil pan 51 composed only of the polymer compound member is provided, the cooling water temperature and the oil temperature do not become too high when the engine is relatively hot, In addition, the warm-up promotion during cold start and the heat retention effect after engine stop are improved.
第1実施形態によれば、エンジンの構造体が、シリンダヘッド61とシリンダブロック11とアッパーオイルパン31とロアオイルパン51とを含み、第1の構造体はシリンダブロック11及びアッパーオイルパン31(シリンダヘッド、シリンダブロック、アッパーオイルパンの少なくとも一つ)であり、第2の構造体はロアオイルパン51である。エンジンの構造体のうち、シリンダブロック11及びアッパーオイルパン31はもともと重い部材であるところ、この部材の一部を金属部材と高分子化合物部材とで構成される第1の構造体で置き換えるので、エンジンの大幅な軽量化を行うことができる。かつ高分子化合物部材のみで構成される第2の構造体がロアオイルパン51であることから、保温効果が向上する。
According to the first embodiment, the engine structure includes a cylinder head 61, a cylinder block 11, an upper oil pan 31, and a lower oil pan 51. The first structure includes the cylinder block 11 and the upper oil pan 31 ( At least one of a cylinder head, a cylinder block, and an upper oil pan), and the second structure is a lower oil pan 51. Among the engine structures, the cylinder block 11 and the upper oil pan 31 are originally heavy members, and a part of these members is replaced with a first structure composed of a metal member and a polymer compound member. The engine can be significantly reduced in weight. And since the 2nd structure comprised only with a high molecular compound member is the lower oil pan 51, the heat retention effect improves.
第1実施形態によれば、伝熱部材101の一部が、シリンダブロック構造体22及びアッパーオイルパン構造体41(エンジン1の構造体)の外面からエンジン外部に突出(露出)しているので、エンジンからの放熱性能を向上することができる。
According to the first embodiment, part of the heat transfer member 101 protrudes (exposes) outside the engine from the outer surfaces of the cylinder block structure 22 and the upper oil pan structure 41 (engine 1 structure). The heat dissipation performance from the engine can be improved.
(第2実施形態)
図7は第2実施形態のエンジン長手方向に直交する面で切断したエンジン1の縦断面図で、第1実施形態の図3と置き換わるものである。図3と同一部分には同一の符号を付している。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the engine 1 cut along a plane perpendicular to the engine longitudinal direction of the second embodiment, which replaces FIG. 3 of the first embodiment. The same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.
第1実施形態では、シリンダブロック11のアルミダイカスト部分の一部を構造体22で、及びアッパーオイルパン31のアルミ合金部分の一部を構造体41で置き換えた。そして、当該構造体22に中空金属部材23と高分子化合物部材24とを繋ぐように伝熱部材101を、当該構造体41に中空金属部材42と高分子化合物部材43とを繋ぐように伝熱部材101をそれぞれ配置した。一方、第2実施形態は、アッパーオイルパン31のアルミ合金部分の一部のみを、第1実施形態と同じにアッパーオイルパン構造体41で置き換え、当該構造体41に中空金属部材42と高分子化合物部材43とを繋ぐように伝熱部材101を配置するものである。逆にいうと、第2実施形態では、アルミダイカスト一律部材で構成されていたシリンダブロック11は、従来のままである。
In the first embodiment, a part of the aluminum die cast part of the cylinder block 11 is replaced with the structure 22, and a part of the aluminum alloy part of the upper oil pan 31 is replaced with the structure 41. The heat transfer member 101 is connected so that the hollow metal member 23 and the polymer compound member 24 are connected to the structure 22, and the heat transfer is performed so that the hollow metal member 42 and the polymer compound member 43 are connected to the structure 41. Each member 101 was disposed. On the other hand, in the second embodiment, only a part of the aluminum alloy part of the upper oil pan 31 is replaced with the upper oil pan structure 41 as in the first embodiment, and the structure 41 is replaced with a hollow metal member 42 and a polymer. The heat transfer member 101 is disposed so as to connect the compound member 43. In other words, in the second embodiment, the cylinder block 11 constituted by the aluminum die-cast uniform member remains the same as before.
第2実施形態でも、アッパーオイルパン構造体41及び伝熱部材101について第1実施形態と同様の作用効果を奏する。
Also in the second embodiment, the upper oil pan structure 41 and the heat transfer member 101 have the same operational effects as in the first embodiment.
(第3実施形態)
図8は第3実施形態のエンジン長手方向に直交する面で切断したエンジン1の縦断面図で、第1実施形態の図3と置き換わるものである。図3と同一部分には同一の符号を付している。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the engine 1 cut along a plane orthogonal to the engine longitudinal direction of the third embodiment, which replaces FIG. 3 of the first embodiment. The same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.
第1実施形態では、軽量化のためロアオイルパン51を高分子化合部材のみで形成していた。しかしながら、ロアオイルパン51を高分子化合部材のみで形成しているエンジンはまだ少なく、ロアオイルパン51を、鉄、アルミニウム、マグネシウムなどの金属一律部材で形成しているエンジンのほうが一般的である。第3実施形態は、こうした金属一律部材で形成しているロアオイルパン51を前提とし、そのロアオイルパン51の金属部分の一部をロアオイルパン構造体111で置き換えるものである。ここで、ロアオイルパン構造体111の範囲を短破線で囲って示している。なお、シリンダブロック11、アッパーオイルパン31の構成は第1実施形態の構成と同じであるので、その説明を省略する。
In the first embodiment, the lower oil pan 51 is formed of only a polymer compound member for weight reduction. However, there are still few engines in which the lower oil pan 51 is formed of only a polymer compound member, and an engine in which the lower oil pan 51 is formed of a uniform metal member such as iron, aluminum, or magnesium is more common. . The third embodiment is based on the lower oil pan 51 formed of such a metal uniform member, and a part of the metal portion of the lower oil pan 51 is replaced with the lower oil pan structure 111. Here, the range of the lower oil pan structure 111 is surrounded by a short broken line. In addition, since the structure of the cylinder block 11 and the upper oil pan 31 is the same as the structure of 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted.
上記のロアオイルパン構造体111は、その構成がシリンダブロック構造体22やアッパーオイルパン構造体41とは多少相違している。すなわち、ロアオイルパン構造体111は、板金製のロアオイルパン部材112の鉛直下方側の外周に、ロアオイルパン部材112と同形状の高分子化合物部材113を重ねて貼り合わせたもので構成する。ここで、金属部材であるロアオイルパン部材112と高分子化合物部材113の接合は接着剤による方法に限られない。最近出現している接着剤を使わない接合方法(金属部材と高分子化合物部材とをアンカー効果で接合する)であってよい。
The configuration of the lower oil pan structure 111 is slightly different from that of the cylinder block structure 22 and the upper oil pan structure 41. That is, the lower oil pan structure 111 is configured by stacking and bonding a polymer compound member 113 having the same shape as the lower oil pan member 112 on the outer periphery of the lower oil pan member 112 made of sheet metal on the vertically lower side. . Here, the joining of the lower oil pan member 112, which is a metal member, and the polymer compound member 113 is not limited to the method using an adhesive. A joining method that does not use an adhesive that has recently appeared (joining a metal member and a polymer compound member by an anchor effect) may be used.
これによって、ロアオイルパン51の全体としてみれば、金属一律部材で形成されていた従来のロアオイルパンの金属部分の一部が高分子化合物部材113で置き換わったことになる。高分子化合物部材113と金属部材とを比較すれば、比重は高分子化合物部材113のほうが小さいので、両者の比重差に高分子化合物部材113の体積を乗算した分だけロアオイルパン51が軽量化されることとなる。このように、第3実施形態は、ロアオイルパン51が金属一律部材で形成されており、かつロアオイルパン構造体111で置き換えが可能なほどロアオイルパン51が厚い場合に適用の余地がある。
Thus, as a whole of the lower oil pan 51, a part of the metal portion of the conventional lower oil pan formed of the metal uniform member is replaced with the polymer compound member 113. If the polymer compound member 113 and the metal member are compared, the specific gravity is smaller in the polymer compound member 113, so the lower oil pan 51 is lightened by the amount obtained by multiplying the difference in specific gravity between the two by the volume of the polymer compound member 113. Will be. As described above, the third embodiment has room for application when the lower oil pan 51 is formed of a uniform metal member and the lower oil pan 51 is thick enough to be replaced with the lower oil pan structure 111. .
一方、金属部材であるロアオイルパン部材112に高分子化合物部材113を重ねて貼り合わせたロアオイルパン構造体111でロアオイルパン51の金属部分の一部を置き換えることは、熱の授受の面からは不利となる場合がある。すなわち、高負荷時のようにエンジン1が盛んに熱を発生するときには、それに応じて大量の熱をロアオイルパン構造体111から外気に放出することが望ましい。このとき、ロアオイルパン構造体111内部の高分子化合物部材113が断熱部材として働いたのでは、特にエンジンの高負荷時にエンジンを冷やす効果が、金属一律部材のロアオイルパン51と相違して低下する。
On the other hand, replacing a part of the metal portion of the lower oil pan 51 with the lower oil pan structure 111 in which the polymer compound member 113 is laminated and bonded to the lower oil pan member 112, which is a metal member, is a heat transfer surface. May be disadvantageous. That is, when the engine 1 actively generates heat as in a high load, it is desirable to release a large amount of heat from the lower oil pan structure 111 to the outside air accordingly. At this time, if the polymer compound member 113 inside the lower oil pan structure 111 worked as a heat insulating member, the effect of cooling the engine particularly at a high load of the engine is lowered unlike the lower oil pan 51 of the metal uniform member. To do.
そこで、ロアオイルパン構造体111に対して、板金製のロアオイルパン部材112と高分子化合物部材113とを繋ぐように伝熱部材114を配置する。伝熱部材114の一端は構造体111の外面からエンジン外部に突出(露出)させる。これは、特にエンジン高負荷時に伝熱部材114を介してのエンジンからの放熱性能を高めるためである。なお、図8でも伝熱部材114の内部の状態は示していない。
Therefore, the heat transfer member 114 is disposed so as to connect the lower oil pan member 112 made of sheet metal and the polymer compound member 113 to the lower oil pan structure 111. One end of the heat transfer member 114 is projected (exposed) from the outer surface of the structure 111 to the outside of the engine. This is to improve the heat dissipation performance from the engine via the heat transfer member 114 especially when the engine is heavily loaded. Note that FIG. 8 does not show the internal state of the heat transfer member 114.
伝熱部材114の構成は、第1実施形態の伝熱部材101と同様である。すなわち、伝熱部材114の伝熱特性は、伝熱部材114自体の温度により伝熱部材114自体の温度が高くなるほど熱を伝え易くなるよう変化するものである。詳細には構造体111に配置する伝熱部材114は、図4Aに示したと同様に中空金属部材にパラフィンワックスなどの蓄熱材(媒体)を封入することによって構成されている。このため、伝熱部材114自体の温度により中空金属部材内での蓄熱材の移動の容易さが変化することによって、伝熱部材114の伝熱特性が変化する。
The configuration of the heat transfer member 114 is the same as that of the heat transfer member 101 of the first embodiment. That is, the heat transfer characteristics of the heat transfer member 114 change so that the heat transfer becomes easier as the temperature of the heat transfer member 114 itself becomes higher due to the temperature of the heat transfer member 114 itself. Specifically, the heat transfer member 114 arranged in the structure 111 is configured by enclosing a heat storage material (medium) such as paraffin wax in a hollow metal member, as shown in FIG. 4A. For this reason, the heat transfer characteristic of the heat transfer member 114 is changed by changing the ease of movement of the heat storage material in the hollow metal member depending on the temperature of the heat transfer member 114 itself.
具体的には、蓄熱材は、蓄熱材の融点である所定温度以下のとき固体であり、所定温度を超えるとき相変化して液体となる。つまり、蓄熱材が固体の状態では、中空金属部材内で移動しにくくなる(蓄熱材の移動量が相対的に減る)。蓄熱材の移動量が減ると熱移動量も減る。一方、蓄熱材が液体の状態になると、中空金属部材内で移動し易くなる(蓄熱材の移動量が相対的に増加する)。蓄熱材の移動量が増加するほど熱移動量が大きくなる。
Specifically, the heat storage material is solid when the temperature is equal to or lower than a predetermined temperature that is the melting point of the heat storage material, and when the heat storage material exceeds the predetermined temperature, the phase changes to a liquid. That is, when the heat storage material is in a solid state, it is difficult to move within the hollow metal member (the amount of movement of the heat storage material is relatively reduced). If the amount of movement of the heat storage material decreases, the amount of heat transfer also decreases. On the other hand, when the heat storage material is in a liquid state, the heat storage material is easily moved within the hollow metal member (the amount of movement of the heat storage material is relatively increased). The amount of heat transfer increases as the amount of movement of the heat storage material increases.
なお、伝熱部材114の中空金属部材の材質は、板金製のロアオイルパン部材112を形成する金属部材より熱伝導性がよいものが好ましい。
The material of the hollow metal member of the heat transfer member 114 is preferably a material having better thermal conductivity than the metal member forming the lower oil pan member 112 made of sheet metal.
このように、軽量化のための高分子化合物部材の置き換えによってエンジンの放熱性が低下することを考慮し、放熱と断熱とを切換可能な機能を有する伝熱部材114を配置することによって熱交換可能なロアオイルパン構造体111を構成する。熱交換可能なロアオイルパン構造体111とすることで、特にエンジンの高負荷状態での放熱性を良くする。これによって、ロアオイルパン51を軽量化したからといってエンジンの冷間始動から高負荷状態までのエンジンの冷却性能及び潤滑性能に不都合が出ることはないので、従来のウォータポンプ及びオイルポンプをそのまま用いることができる。
Considering that the heat dissipation of the engine is reduced by replacing the polymer compound member for weight reduction, heat exchange is performed by arranging the heat transfer member 114 having a function capable of switching between heat dissipation and heat insulation. A possible lower oil pan structure 111 is constructed. By using the heat-exchangeable lower oil pan structure 111, the heat dissipation is improved particularly in a high-load state of the engine. As a result, the weight reduction of the lower oil pan 51 does not inconvenience the cooling performance and lubrication performance of the engine from the cold start of the engine to the high load state. It can be used as it is.
第3実施形態では、ロアオイルパン構造体111に複数の伝熱部材114を配置してあるが、複数配置することは必ずしも必要ない。ロアオイルパン構造体111に少なくとも1つ配置するものであってよい。すなわち、伝熱部材114の数や形状、伝熱部材114をロアオイルパン構造体111に配置する位置は、伝熱部材114が構造体111の中空金属部材と高分子化合物部材とを繋ぐように配置されている限りにおいて任意である。これについて説明すると、図9は図8のC部の拡大断面図である。図9には第3実施形態の2つの態様を上下に並べて示している。なお、図9でも伝熱部材114の内部の状態は示していない。
In the third embodiment, a plurality of heat transfer members 114 are arranged in the lower oil pan structure 111, but it is not always necessary to arrange a plurality of heat transfer members 114. At least one lower oil pan structure 111 may be disposed. That is, the number and shape of the heat transfer members 114 and the positions at which the heat transfer members 114 are arranged in the lower oil pan structure 111 are such that the heat transfer member 114 connects the hollow metal member of the structure 111 and the polymer compound member. As long as it is arranged, it is optional. Describing this, FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a portion C in FIG. FIG. 9 shows two aspects of the third embodiment side by side. Note that FIG. 9 also does not show the internal state of the heat transfer member 114.
図9上段に示したように図8の場合には伝熱部材114の一端(図9で右端)をロアオイルパン構造体111の外面111aより突出(露出)させている。この場合に限られるものでなく、図9下段に第3実施形態の他の態様として示したように、ロアオイルパン部材112と高分子化合物部材113とを繋いでいる限り、伝熱部材114の一端がロアオイルパン構造体111の外面111aより突出していなくてもかまわない。
As shown in the upper part of FIG. 9, in the case of FIG. 8, one end (the right end in FIG. 9) of the heat transfer member 114 protrudes (exposes) from the outer surface 111 a of the lower oil pan structure 111. In this case, the heat transfer member 114 is not limited as long as the lower oil pan member 112 and the polymer compound member 113 are connected as shown in the lower part of FIG. 9 as another aspect of the third embodiment. One end may not protrude from the outer surface 111a of the lower oil pan structure 111.
上記図9では、伝熱部材114の断面が長方形状であったが、楕円状の断面であってもかまわない。伝熱部材114の全体の形状としては、第1実施形態の伝熱部材101と同様に、断面が六角の鉛筆状、両端が曲面で突出するカプセル状とする他、図10に示した平板状とすることが考えられる。ここで、図10はロアオイルパン51を簡単な浅皿状でモデル化した概略斜視図である。図10ではロアオイルパン51についてエンジン長手方向の2つの側面の全体にわたって、ロアオイルパン構造体111を設けているものとする。この場合に、図10に示したようにエンジン長手方向の側面に設けているロアオイルパン構造体111に配置する伝熱部材114を、エンジン長手方向に水平に走る平板状のものとしてよい。なお、図10ではロアオイルパン構造体111の表面より突出(露出)した部分のみが記載されているので、上方の水平な割箸状の伝熱部材114が、ここでいう平板状の伝熱部材114のことである。この水平な割箸状の伝熱部材114の断面は長方形状であるが、楕円状であってもかまわない。図10ではさらに、ロアオイルパン構造体111に配置する複数の棒状の伝熱部材114を下方に示している。
In FIG. 9, the heat transfer member 114 has a rectangular cross section, but may have an elliptical cross section. As for the overall shape of the heat transfer member 114, as in the heat transfer member 101 of the first embodiment, the cross section is a hexagonal pencil shape, both ends are curved capsule shapes, and the flat plate shape shown in FIG. It can be considered. Here, FIG. 10 is a schematic perspective view in which the lower oil pan 51 is modeled in a simple shallow dish shape. In FIG. 10, the lower oil pan 51 is provided with a lower oil pan structure 111 over the entire two side surfaces in the engine longitudinal direction. In this case, as shown in FIG. 10, the heat transfer member 114 disposed in the lower oil pan structure 111 provided on the side surface in the engine longitudinal direction may be a flat plate that runs horizontally in the engine longitudinal direction. In FIG. 10, only the portion protruding (exposed) from the surface of the lower oil pan structure 111 is shown, so that the upper horizontal chopstick-like heat transfer member 114 is a flat plate-like heat transfer member here. 114. The horizontal split chopstick-shaped heat transfer member 114 has a rectangular cross section, but may have an elliptical shape. In FIG. 10, a plurality of rod-like heat transfer members 114 arranged in the lower oil pan structure 111 are further shown below.
なお、図8、図10では、ロアオイルパン構造体111の鉛直下方に位置する水平部分に伝熱部材114を配置することはしていない。これは、ロアオイルパン51の高さ位置によって、車両の最低地上高が定まっているため、伝熱部材114をロアオイルパン構造体111の鉛直下方に位置する水平部分に配置することによって、最低地上高が守れなくなってしまうことを回避するためである。もちろん、技術的には伝熱部材114をロアオイルパン構造体111の鉛直下方に位置する水平部分にも配置し得るので、この場合には最低地上高が変化しないように注意する必要がある。
In FIGS. 8 and 10, the heat transfer member 114 is not arranged in a horizontal portion located vertically below the lower oil pan structure 111. This is because the minimum ground clearance of the vehicle is determined by the height position of the lower oil pan 51. Therefore, by arranging the heat transfer member 114 in the horizontal portion located vertically below the lower oil pan structure 111, the lowest This is to prevent the ground clearance from being lost. Of course, technically, the heat transfer member 114 can also be arranged in a horizontal portion located vertically below the lower oil pan structure 111, and in this case, care must be taken so that the minimum ground clearance does not change.
第3実施形態では、ロアオイルパン51の金属部分の一部(エンジンの構造体の少なくとも一部)が板金製のロアオイルパン部材112(金属部材)と高分子化合物部材113とで構成され、板金製のロアオイルパン部材112と高分子化合物部材113とを繋ぐように配置される伝熱部材114を備えている。第3実施形態によれば、ロアオイルパン51の金属部分の一部を高分子化合物部材113で置き換えることで、金属一律部材のロアオイルパンと比較して、金属部材と高分子化合物部材113との間の比重差及び高分子化合物部材113の体積に応じた分だけロアオイルパン51を軽量化することができる。かつ、伝熱部材114を配置することで熱交換可能なロアイルパン構造体111が構成されることから、特にエンジンの高負荷時に冷却水温及び油温が高くなり過ぎず、冷却水温及び油温が従来と同等レベルに収めることが可能となり、これによってエンジン内部の軸受け部の焼付きなどを回避できる。
In the third embodiment, a part of the metal part of the lower oil pan 51 (at least part of the engine structure) is composed of a lower oil pan member 112 (metal member) made of sheet metal and a polymer compound member 113, A heat transfer member 114 is provided so as to connect the lower oil pan member 112 made of sheet metal and the polymer compound member 113. According to the third embodiment, by replacing a part of the metal portion of the lower oil pan 51 with the polymer compound member 113, the metal member and the polymer compound member 113 are compared with the lower oil pan of the metal uniform member. The lower oil pan 51 can be reduced in weight according to the specific gravity difference between the two and the volume of the polymer compound member 113. In addition, since the lower heat pan structure 111 capable of heat exchange is configured by arranging the heat transfer member 114, the cooling water temperature and the oil temperature are not excessively high particularly when the engine is under a high load, and the cooling water temperature and the oil temperature are conventionally increased. It is possible to reduce the seizure of the bearing portion inside the engine.
(第4、第5の実施形態)
図11、図12は第4、第5の実施形態のエンジン長手方向に直交する面で切断したエンジン1の縦断面図で、第3実施形態の図8と置き換わるものである。図8と同一部分には同一の符号を付している。
(Fourth and fifth embodiments)
FIGS. 11 and 12 are longitudinal sectional views of the engine 1 cut along a plane orthogonal to the engine longitudinal direction of the fourth and fifth embodiments, which replace FIG. 8 of the third embodiment. The same parts as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals.
図8に示す第3実施形態では、金属一律部材でロアオイルパン51を形成する場合を前提とし、ロアオイルパン51の金属部材の一部をロアオイルパン構造体111で置き換えた。さらに、ロアオイルパン構造体111に対して、板金製のロアオイルパン部材112と高分子化合物部材113とを繋ぐように伝熱部材114を配置した。一方、図11、図12に示す第4、第5の実施形態でも、第3実施形態と同様に、金属一律部材でロアオイルパン51を形成する場合を前提とし、ロアオイルパン51の金属部材の一部をロアオイルパン構造体111で置き換えるものである。さらに、第4、第5の実施形態でもロアオイルパン構造体111に対して、板金製のロアオイルパン部材112と高分子化合物部材113とを繋ぐように伝熱部材114を配置している点で第3実施形態と同じである。
In the third embodiment shown in FIG. 8, on the assumption that the lower oil pan 51 is formed with a uniform metal member, a part of the metal member of the lower oil pan 51 is replaced with the lower oil pan structure 111. Further, the heat transfer member 114 is disposed so as to connect the lower oil pan member 112 made of sheet metal and the polymer compound member 113 to the lower oil pan structure 111. On the other hand, in the fourth and fifth embodiments shown in FIGS. 11 and 12, similarly to the third embodiment, the metal member of the lower oil pan 51 is premised on the assumption that the lower oil pan 51 is formed of a uniform metal member. Is replaced with the lower oil pan structure 111. Further, in the fourth and fifth embodiments, the heat transfer member 114 is arranged so as to connect the lower oil pan member 112 made of sheet metal and the polymer compound member 113 to the lower oil pan structure 111. This is the same as in the third embodiment.
第4実施形態において、第3実施形態と相違するのは、第3実施形態のようにシリンダブロック11のアルミダイカスト部分の一部をシリンダブロック構造体22で置き換えていない点である。同様に、第5実施形態において、第3実施形態と相違するのは、第3実施形態のようにシリンダブロック11のアルミダイカスト部分の一部及びアッパーオイルパン31のアルミ合金部分の一部をシリンダブロック構造体22及びアッパーオイルパン構造体41で置き換えていない点である。
The fourth embodiment is different from the third embodiment in that a part of the aluminum die cast part of the cylinder block 11 is not replaced with the cylinder block structure 22 as in the third embodiment. Similarly, the fifth embodiment differs from the third embodiment in that a part of the aluminum die cast part of the cylinder block 11 and a part of the aluminum alloy part of the upper oil pan 31 are cylinders as in the third embodiment. The block structure 22 and the upper oil pan structure 41 are not replaced.
第4、第5の実施形態でも、ロアオイルパン構造体111及び伝熱部材114について第3実施形態と同様の作用効果を奏する。
Even in the fourth and fifth embodiments, the lower oil pan structure 111 and the heat transfer member 114 have the same effects as the third embodiment.
(第6実施形態)
図13は第6実施形態のエンジン長手方向に直交する面で切断したエンジン1の縦断面図で、第1実施形態の図3と置き換わるものである。図3と同一部分には同一の符号を付している。
(Sixth embodiment)
FIG. 13 is a longitudinal sectional view of the engine 1 cut along a plane orthogonal to the engine longitudinal direction of the sixth embodiment, which replaces FIG. 3 of the first embodiment. The same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.
第1、第2の実施形態は、シリンダブロック11、アッパーオイルパン31の金属部分の一部をシリンダブロック、アッパーオイルパンの構造体22、41で置き換えると共に、その構造体22、41に伝熱部材101を配置するものであった。第3〜第5の実施形態は、ロアオイルパン51の金属部分の一部をロアオイルパン構造体111で置き換えると共に、その構造体111に伝熱部材114を配置するものであった。一方、第6実施形態は、シリンダヘッド61のアルミ合金部分の一部を、内部に高分子化合物部材を収納し外部を金属で被覆したシリンダヘッド構造体121で置き換え、そのシリンダヘッド構造体121に伝熱部材123を配置するものである。ここで、シリンダヘッド構造体121の範囲を二点鎖線で囲って示している。
In the first and second embodiments, part of the metal parts of the cylinder block 11 and the upper oil pan 31 is replaced with the cylinder blocks and upper oil pan structures 22 and 41, and heat is transferred to the structures 22 and 41. The member 101 was arranged. In the third to fifth embodiments, a part of the metal portion of the lower oil pan 51 is replaced with the lower oil pan structure 111, and the heat transfer member 114 is arranged in the structure 111. On the other hand, in the sixth embodiment, a part of the aluminum alloy part of the cylinder head 61 is replaced with a cylinder head structure 121 in which a polymer compound member is housed and the outside is covered with metal. The heat transfer member 123 is arranged. Here, the range of the cylinder head structure 121 is shown surrounded by a two-dot chain line.
詳述すると、吸気ポート63側のシリンダヘッド側面61a(図13で左側)であって、シリンダヘッド側面61aに開口する吸気ポート63の一方の開口端63aとシリンダヘッド底面61bとの間にシリンダヘッド構造体121を貼り付ける。なお、シリンダヘッド61の形状が複雑であるため、説明の便宜上、シリンダヘッド構造体121をシリンダヘッド61の側面61aに貼り付ける場合で説明するが、単に貼り付けるのでは、シリンダヘッド61を軽量化することができない。実際には、シリンダヘッド61のアルミ合金部分のうち吸気側かつシリンダヘッド構造体121で置き換え可能な部位を探し、その部位をシリンダヘッド構造体121で置き換えることとなる。
More specifically, the cylinder head side surface 61a on the intake port 63 side (left side in FIG. 13), between the one opening end 63a of the intake port 63 that opens to the cylinder head side surface 61a and the cylinder head bottom surface 61b. The structure body 121 is pasted. In addition, since the shape of the cylinder head 61 is complicated, for convenience of explanation, the cylinder head structure 121 will be described as affixed to the side surface 61a of the cylinder head 61. However, simply attaching the cylinder head 61 reduces the weight of the cylinder head 61. Can not do it. Actually, a portion of the aluminum alloy portion of the cylinder head 61 that can be replaced by the intake side and the cylinder head structure 121 is searched, and that portion is replaced by the cylinder head structure 121.
ここで、シリンダヘッド構造体121は中空金属部材122と高分子化合物部材123とで構成する。中空金属部材122は、外周部材122aと内周部材122bとこれらを接続する部材(図示しない)とから構成し、全体を例えばアルミ合金部材で形成する。シリンダヘッド61もアルミ合金部材であるので、実際にはシリンダヘッド61と内周部材122bの境界はなく、シリンダヘッドと内周部材122bとは一体である。
Here, the cylinder head structure 121 includes a hollow metal member 122 and a polymer compound member 123. The hollow metal member 122 includes an outer peripheral member 122a, an inner peripheral member 122b, and a member (not shown) that connects them, and the whole is formed of, for example, an aluminum alloy member. Since the cylinder head 61 is also an aluminum alloy member, there is actually no boundary between the cylinder head 61 and the inner peripheral member 122b, and the cylinder head and the inner peripheral member 122b are integrated.
上記の中空金属部材122の内部には高分子化合物部材123を収納する。高分子化合物部材123としては、第1実施形態と同じに、軽くて断熱性に優れる発泡樹脂が望ましい。なお、発泡樹脂に限定されるものでなく、金属材料より軽い高分子化合物材料であればかまわない。
A polymer compound member 123 is accommodated in the hollow metal member 122. As the polymer compound member 123, a foamed resin that is light and excellent in heat insulation is desirable, as in the first embodiment. The material is not limited to the foamed resin, and any polymer compound material that is lighter than the metal material may be used.
これによって、シリンダヘッド61の全体としてみれば、アルミ合金部材で形成されていた金属部分の一部が高分子化合物部材123で置き換わったことになる。高分子化合物部材123とアルミ合金部材とを比較すれば、比重は高分子化合物部材123のほうが小さいので、両者の比重差に高分子化合物部材123の体積を乗算した分だけシリンダヘッド61が軽量化されることとなる。
Accordingly, as a whole of the cylinder head 61, a part of the metal portion formed of the aluminum alloy member is replaced with the polymer compound member 123. If the high molecular compound member 123 is compared with the aluminum alloy member, the specific gravity is smaller in the high molecular compound member 123. Therefore, the weight of the cylinder head 61 is reduced by multiplying the difference in specific gravity between the two by the volume of the high molecular compound member 123. Will be.
シリンダヘッド構造体121の数や形状、シリンダヘッド構造体121を吸気ポート63側に設ける位置は任意である。例えば、シリンダヘッド構造体121を特定の吸気ポート63の近くにだけ設けてもよいし、各気筒の吸気ポート63の近くに設けてもよい。吸気ポート63毎に設けたシリンダヘッド構造体をつないだ一体の形状としてもよい。
The number and shape of the cylinder head structures 121 and the positions where the cylinder head structures 121 are provided on the intake port 63 side are arbitrary. For example, the cylinder head structure 121 may be provided only near the specific intake port 63 or may be provided near the intake port 63 of each cylinder. It is good also as an integral shape which connected the cylinder head structure provided for every intake port 63. FIG.
一方、高分子化合物部材123を収納した中空金属部材122でシリンダヘッド61のアルミ合金部分の一部を置き換えることは、熱の授受の面からは不利となる場合がある。すなわち、高負荷時のようにエンジンが盛んに熱を発生して高温になるときには、それに応じて大量の熱をシリンダヘッド構造体121から外気に放出することが望ましい。このとき、シリンダヘッド構造体121内部の高分子化合物部材123が断熱部材として働いたのでは、特にエンジンの高負荷時にエンジンを冷やす効果が、シリンダヘッド構造体121を設けていない場合より低下する。
On the other hand, replacing a part of the aluminum alloy portion of the cylinder head 61 with the hollow metal member 122 containing the polymer compound member 123 may be disadvantageous from the viewpoint of heat transfer. That is, when the engine actively generates heat and becomes high temperature, such as during a high load, it is desirable to release a large amount of heat from the cylinder head structure 121 to the outside air accordingly. At this time, if the polymer compound member 123 inside the cylinder head structure 121 functions as a heat insulating member, the effect of cooling the engine particularly when the engine is under a high load is reduced as compared with the case where the cylinder head structure 121 is not provided.
そこで中空金属部材122の外周部材122aと高分子化合物部材123とを繋ぐように伝熱部材124を配置する。なお、図13でも伝熱部材124の内部の状態は示していない。
Therefore, the heat transfer member 124 is disposed so as to connect the outer peripheral member 122 a of the hollow metal member 122 and the polymer compound member 123. Note that FIG. 13 does not show the internal state of the heat transfer member 124.
ここで、伝熱部材124の伝熱特性も、第1実施形態の伝熱部材101と同様に、伝熱部材124自体の温度により伝熱部材124自体の温度が高くなるほど熱を伝え易くなるよう変化するものである。詳細には伝熱部材124は、図4Aと同様に中空金属部材にパラフィンワックスなどの蓄熱材(媒体)を封入することによって構成されている。このため、伝熱部材124自体の温度により中空金属部材内での蓄熱材の移動の容易さが変化することによって、伝熱部材124の伝熱特性が変化する。
Here, similarly to the heat transfer member 101 of the first embodiment, the heat transfer characteristics of the heat transfer member 124 are such that heat is more easily transferred as the temperature of the heat transfer member 124 increases due to the temperature of the heat transfer member 124 itself. It will change. Specifically, the heat transfer member 124 is configured by encapsulating a heat storage material (medium) such as paraffin wax in a hollow metal member as in FIG. 4A. For this reason, the heat transfer characteristic of the heat transfer member 124 is changed by changing the ease of movement of the heat storage material in the hollow metal member depending on the temperature of the heat transfer member 124 itself.
具体的には、蓄熱材は、蓄熱材の融点である所定温度以下のとき固体であり、所定温度を超えるとき液体となる。つまり、蓄熱材が固体の状態では、中空金属部材内で移動しにくくなる(蓄熱材の移動量が相対的に減る)。蓄熱材の移動量が減ると熱移動量も減る。一方、蓄熱材が液体の状態になると、中空金属部材内で移動し易くなる(蓄熱材の移動量が相対的に増加する)。蓄熱材の移動量が増加するほど熱移動量が大きくなる。
Specifically, the heat storage material is solid when it is below a predetermined temperature, which is the melting point of the heat storage material, and becomes liquid when it exceeds a predetermined temperature. That is, when the heat storage material is in a solid state, it is difficult to move within the hollow metal member (the amount of movement of the heat storage material is relatively reduced). If the amount of movement of the heat storage material decreases, the amount of heat transfer also decreases. On the other hand, when the heat storage material is in a liquid state, the heat storage material is easily moved within the hollow metal member (the amount of movement of the heat storage material is relatively increased). The amount of heat transfer increases as the amount of movement of the heat storage material increases.
なお、伝熱部材124の中空金属部材の材質は、シリンダヘッド61の本体を構成するアルミ合金部材より熱伝導性がよいものが好ましい。
The material of the hollow metal member of the heat transfer member 124 is preferably a material having better thermal conductivity than the aluminum alloy member constituting the main body of the cylinder head 61.
伝熱部材124による放熱と断熱の切換の仕組みは、第1実施形態の伝熱部材101による放熱と断熱の切換の仕組みと同様である。
The mechanism of switching between heat dissipation and heat insulation by the heat transfer member 124 is the same as the mechanism of switching between heat dissipation and heat insulation by the heat transfer member 101 of the first embodiment.
このように、軽量化のための高分子化合物部材の置き換えによってエンジンの放熱性が低下することを考慮し、放熱と断熱とを切換可能な機能を有する伝熱部材124を配置することによって熱交換可能なシリンダヘッド構造体121を構成する。熱交換可能なシリンダヘッド構造体121とすることで、特にエンジンの高負荷状態での放熱性を良くする。これによって、シリンダヘッド61を軽量化したからといってエンジンの冷間始動から高負荷状態までのエンジンの冷却性能及び潤滑性能に不都合が出ることはないので、従来のウォータポンプ及びオイルポンプをそのまま用いることができる。
In this way, considering that the heat dissipation of the engine is reduced by replacing the polymer compound member for weight reduction, heat exchange is performed by arranging the heat transfer member 124 having a function capable of switching between heat dissipation and heat insulation. A possible cylinder head structure 121 is constructed. By using the cylinder head structure 121 capable of heat exchange, heat dissipation is improved particularly in a high load state of the engine. As a result, the weight reduction of the cylinder head 61 does not cause any inconvenience in the cooling performance and lubrication performance of the engine from the cold start of the engine to the high load state. Therefore, the conventional water pump and oil pump can be used as they are. Can be used.
第6実施形態でも、シリンダヘッド構造体121及び伝熱部材124について第1実施形態のシリンダブロック構造体22、アッパーオイルパン構造体41及び伝熱部材101と同様の作用効果を奏する。すなわち、第6実施形態では、シリンダヘッド61のアルミ合金部分の一部(エンジンの構造体の少なくとも一部)が中空金属部材122(金属部材)と高分子化合物部材123とで構成され、中空金属部材122と高分子化合物部材123とを繋ぐように配置される伝熱部材124を備えている。第6実施形態によれば、シリンダヘッド61のアルミ合金部分の一部を高分子化合物部材123で置き換えることで、従来シリンダヘッドのようなアルミ合金一律部材の構造体と比較して、アルミ合金部材と高分子化合物部材123との間の比重差及び高分子化合物部材123の体積に応じた分だけシリンダヘッド61を軽量化することができる。かつ、伝熱部材124を配置することで熱交換可能なシリンダヘッド構造体121が構成されることから、特にエンジンの高負荷時に冷却水温及び油温が高くなり過ぎず、冷却水温及び油温が従来と同等レベルに収めることが可能となり、これによってエンジン内部の軸受け部の焼付きなどを回避できる。
Also in the sixth embodiment, the cylinder head structure 121 and the heat transfer member 124 have the same effects as the cylinder block structure 22, the upper oil pan structure 41, and the heat transfer member 101 of the first embodiment. That is, in the sixth embodiment, a part of the aluminum alloy part of the cylinder head 61 (at least a part of the engine structure) is constituted by the hollow metal member 122 (metal member) and the polymer compound member 123, and the hollow metal A heat transfer member 124 is provided so as to connect the member 122 and the polymer compound member 123. According to the sixth embodiment, by replacing a part of the aluminum alloy portion of the cylinder head 61 with the polymer compound member 123, the aluminum alloy member is compared with the structure of a uniform aluminum alloy member such as a conventional cylinder head. The weight of the cylinder head 61 can be reduced by an amount corresponding to the specific gravity difference between the polymer compound member 123 and the volume of the polymer compound member 123. In addition, since the cylinder head structure 121 capable of heat exchange is configured by arranging the heat transfer member 124, the cooling water temperature and the oil temperature do not become excessively high particularly when the engine is under a high load, and the cooling water temperature and the oil temperature are reduced. This makes it possible to keep the same level as before, thereby avoiding seizure of the bearing portion inside the engine.
実施形態では、伝熱部材が、固体と液体との間で相変化する蓄熱材を内部に封入した伝熱部材である場合で説明したが、これに限られるものでなく、ヒートパイプを伝熱部材として用いることができる。ここで、ヒートパイプは、熱伝導性が高い材質からなるパイプの中に揮発性の液体(媒体)を作動液として封入したものである。ヒートパイプでは、パイプの一方を高温部として加熱し、パイプの他方を低温部として冷却することで、作動液の蒸発と凝縮のサイクルが発生して熱が移動する。このようなヒートパイプを伝熱部材として用いるときには、例えば、エンジンの高負荷時には、高温部で作動液が周囲から気化熱を吸収して蒸発する。この蒸気はパイプ内の空洞を通って低温部に移動する。低温部で冷却された蒸気は凝集して液体に戻り、再び高温部に移動する。このように両端に温度差を与えることによりヒートパイプ内で作動液が循環し、高温部から低温部への熱移動が起こる(放熱性が高まる)。
In the embodiment, the case where the heat transfer member is a heat transfer member in which a heat storage material that changes phase between a solid and a liquid is encapsulated has been described. It can be used as a member. Here, the heat pipe is obtained by enclosing a volatile liquid (medium) as a working liquid in a pipe made of a material having high thermal conductivity. In the heat pipe, one of the pipes is heated as a high temperature part, and the other of the pipes is cooled as a low temperature part, whereby a cycle of evaporation and condensation of the working fluid occurs and heat is transferred. When such a heat pipe is used as a heat transfer member, for example, when the engine is heavily loaded, the working fluid absorbs heat of vaporization from the surroundings and evaporates at the high temperature portion. This steam travels through the cavity in the pipe to the cold part. The vapor cooled in the low temperature part aggregates and returns to the liquid, and again moves to the high temperature part. Thus, by giving a temperature difference to both ends, a working fluid circulates in a heat pipe, and the heat transfer from a high temperature part to a low temperature part occurs (heat dissipation improves).
実施形態は、エンジンの構造体が、シリンダヘッド61とシリンダブロック11とアッパーオイルパン31とロアオイルパン51とを含み、第1の構造体はシリンダヘッド61、シリンダブロック11、アッパーオイルパン31の少なくとも一つであり、第2の構造体はロアオイルパン51であった。これに限らず、エンジンの構造体が、シリンダヘッドとシリンダブロックとオイルパンとを含むものであってよい。このときには、第1の構造体はシリンダヘッド、シリンダブロックの少なくとも一つであり、第2の構造体はオイルパンである。
In the embodiment, the engine structure includes a cylinder head 61, a cylinder block 11, an upper oil pan 31, and a lower oil pan 51. The first structure includes the cylinder head 61, the cylinder block 11, and the upper oil pan 31. At least one and the second structure was the lower oil pan 51. The structure of the engine is not limited to this, and may include a cylinder head, a cylinder block, and an oil pan. At this time, the first structure is at least one of a cylinder head and a cylinder block, and the second structure is an oil pan.
実施形態では、エンジンの各気筒の配置が直列である場合で説明したが、これに限られるものでない。V型や水平対向のエンジンに対しても本発明の適用がある。
In the embodiment, the case where the cylinders of the engine are arranged in series has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention is also applicable to V-type and horizontally opposed engines.