(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の温度分布を好適に均一化することができる技術を提供することを課題とする。【解決手段】熱伝導子（６）の入熱部（６１）をシリンダブロック（１）の燃焼室（１００）近傍の部位に配置し、且つ熱伝導素子（６）の放熱部（６０）をシリンダブロック（１）のクランクケース（２００）近傍の部位に配置することにより、シリンダ軸方向におけるシリンダブロック（１）の温度差を速やかに解消し、温度分布を均一化することを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関において、該内燃機関の運転時に温度差が生じる部位間に、自励振動式の熱伝導素子を介設したことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
請求項１において、前記熱伝導素子の入熱部はシリンダ軸方向における燃焼室近傍の部位に配置され、前記熱伝導素子の放熱部はシリンダ軸方向におけるクランクケース近傍の部位に配置されることを特徴とする内燃機関。
【請求項３】
請求項１において、前記熱伝導素子の入熱部はシリンダ周方向における排気ポート近傍の部位に配置され、前記熱伝導素子の放熱部はシリンダ周方向における吸気ポート近傍の部位に配置されることを特徴とする内燃機関。
【請求項４】
請求項２において、前記熱伝導素子の放熱部は、シリンダ軸方向におけるクランクケースの近傍であり且つ潤滑油通路の近傍となる部位に配置されることを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関し、特に内燃機関の温度分布を適正化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載される内燃機関では、シリンダライナの肉厚を軸方向において異ならせることで、シリンダの軸方向における熱膨張差を低減させようとする技術が知られている（たとえば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００２−９７９９９号公報
【特許文献２】特開平７−１９１２９号公報
【特許文献３】特開２００２−１３０９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記した従来の技術ではシリンダライナ及びシリンダブロックの形状が複雑になるため、それらの製造工程が煩雑化する。更に、近年の内燃機関では隣接するシリンダのボア間隔が狭小化されてきており、それに応じてシリンダライナの肉厚も必要最小限の厚さに抑えられている。このため、シリンダライナの肉厚を軸方向において異ならせることは、強度及び剛性の観点から難しくなってきている。
【０００４】
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は内燃機関の温度分布を好適に均一化することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記した課題を解決するために以下のような手段を採用した。すなわち、本発明の特徴は、内燃機関において、該内燃機関の運転時に温度差を生じる部位間に、自励振動式の熱伝導素子を介設した点にある。
【０００６】
内燃機関の運転時に温度差を生じる部位間に熱伝導素子が介設されると、高温部位の熱が低温部位へ速やかに伝導されるため、双方の部位の温度差が解消され、温度分布が均一となる。その結果、前記した部位間の熱膨張差が抑制される。
【０００７】
本発明は、既存の内燃機関に熱伝導素子を付設すればよいため、製造工程が煩雑になることがなく、更に内燃機関の強度及び剛性の低下を招くこともない。
【０００８】
また、自励振動式の熱伝導素子は、内燃機関の構造材として用いられる鋳鉄やアルミ合金等の金属、若しくは内燃機関内を循環する冷却水や潤滑油等の熱媒体に比して熱伝導率が高いため、前記した部位間の温度差を速やかに解消することが可能である。
【０００９】
内燃機関の運転時に温度差を生じる部位間としては、シリンダの軸方向における燃焼室近傍の部位とクランクケース近傍の部位との間、シリンダの周方向における吸気ポート近傍の部位と排気ポート近傍の部位との間などを例示することができる。
【００１０】
シリンダの軸方向における燃焼室近傍の部位はクランクケース近傍の部位に比して燃焼室内で発生する燃焼熱を受け易いため、燃焼室近傍の部位はクランクケース近傍の部位より高温になり易い。
【００１１】
従って、熱伝導素子の入熱部を内燃機関の燃焼室近傍の部位に配置し、且つ熱伝導素子
の放熱部を内燃機関のクランクケース近傍の部位に配置することにより、シリンダの軸方向における温度差を速やかに解消することができる。シリンダ軸方向における温度差が解消されると、シリンダの軸方向における熱膨張差が抑制される。
【００１２】
尚、熱伝導素子の放熱部は、内燃機関のクランクケース近傍であって且つ潤滑油通路の近傍の部位に配置するようにしてもよい。この場合、シリンダの軸方向における温度差が解消されるのに加え、潤滑油が温まり易くなる。内燃機関の冷間時には、潤滑油の昇温によってフリクションが低減し、燃費を向上させることが可能となる。
【００１３】
次に、シリンダの周方向における吸気ポート近傍の部位は低温の空気に曝されるのに対し、排気ポート近傍の部位は高温の既燃ガスに曝されるため、吸気ポート近傍の部位は排気ポート近傍の部位より低温になり易い。
【００１４】
従って、熱伝導素子の入熱部を内燃機関の排気ポート近傍の部位に配置し且つ熱伝導素子の放熱部を内燃機関の吸気ポート近傍の部位に配置することにより、シリンダの周方向における温度差を速やかに解消することができる。シリンダ周方向における温度差が解消されると、シリンダの周方向における熱膨張差が抑制される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、内燃機関の製造工程の煩雑化、及び強度や剛性の低下を抑えつつ、内燃機関の温度分布を好適に均一化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る内燃機関の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る内燃機関のシリンダブロックの平面図である。図１において、シリンダブロック１には、４つのシリンダ２が形成されている。４つのシリンダ２は一体化されたシリンダライナ３によって包囲されている。
【００１８】
シリンダライナ３の周囲にはウォータジャケット４が形成され、冷却水が循環するようになっている。ウォータジャケット４内には、第１の熱伝導素子５と第２熱伝導素子６が配置されている。第１熱伝導素子５及び第２熱伝導素子６は、自励振動式の熱伝導素子である。
【００１９】
図２は、図１に示すシリンダブロック１のＡ−Ａ’断面を示す図である。第１熱伝導素子５の放熱部５０（以下、第１放熱部５０と称する）は、シリンダライナ３の吸気側外壁面、すなわち吸気ポート１０１の近傍の部位と接触するよう配置されている。その際、第１放熱部５０が断熱材によって被覆され、ウォータジャケット４内の冷却水と接触しないようにしてもよい。
【００２０】
第１熱伝導素子５の入熱部５１（以下、第１入熱部５１と称する）は、シリンダライナ３の排気側外壁面、すなわち排気ポート１０２の近傍の部位と接触するよう配置されている。その際、第２放熱部６０が断熱材によって被覆され、ウォータジャケット４内の冷却水と接触しないようにしてもよい。
【００２１】
ここで図１に戻り、第２熱伝導素子６は、隣接するシリンダ２間のウォータジャケット４内に配置されている。本実施例のシリンダブロック１は４つのシリンダ２を有しているため、隣接するシリンダ２間に相当する部位は６箇所存在する。本実施例では、前記した６箇所全てに第２熱伝導素子６が配置されている。
【００２２】
図３は、図１に示すシリンダブロック１のＢ−Ｂ’断面を示す図である。第２熱伝導素子６の放熱部６０（以下、第２放熱部６０と称する）は、クランクケース２００近傍のシリンダライナ３壁面と接触するように配置されている。尚、本実施例では、６箇所に配置された第２放熱部６０の一つが、オイルギャラリ８からクランクジャーナル７へオイルを導くオイル通路９の近傍に配置される。
【００２３】
第２熱伝導素子６の入熱部６１（以下、第２入熱部６１と称する）は、燃焼室１００近傍のシリンダライナ３壁面と接触するよう配置されている。
【００２４】
以下、本実施例の作用及び効果について述べる。
内燃機関の燃焼室１００では混合気が燃焼された際に多量の熱が発生する。このため、シリンダ軸方向においてシリンダブロック１の燃焼室１００近傍の部位は、クランクケース２００近傍の部位に比べて温度が高くなり易い。
【００２５】
シリンダブロック１において燃焼室１００近傍の部位とクランクケース２００近傍の部位との間に温度差が生じると、シリンダ軸方向においてシリンダライナ３の熱膨張差が生じる。すなわち、図４に示すように、
シリンダライナ３において、燃焼室１００近傍の部位はクランクケース２００近傍の部位より熱膨張が大きくなるため、燃焼室１００近傍のシリンダボア径がクランクケース２００近傍のシリンダボア径より大きくなる。
【００２６】
燃焼室１００近傍においてシリンダボア径が大きくなると、ピストンとシリンダボアとのクリアランスが大きくなるため、ブローバイガス量が増加する可能性がある。一方、クランクケース２００近傍においてシリンダボア径が小さくなると、ピストンとシリンダボアとのクリアランスが小さくなるため、フリクションの増加や、ピストン及びシリンダライナ３の偏摩耗等が誘発される可能性がある。
【００２７】
これに対し、本実施例では、燃焼室１００近傍の部位とクランクケース２００近傍の部位とに温度差が生じると、第２熱伝導素子６が燃焼室１００近傍の部位の熱をクランクケース２００近傍の部位へ速やかに伝導するため、シリンダ軸方向におけるシリンダライナ３の温度差が直ちに解消される。
【００２８】
従って、シリンダ軸方向におけるシリンダライナ３の温度分布が均一になり、熱膨張差が抑制される。その結果、ピストンやシリンダボアの偏摩耗、ブローバイガス量の増加、及び、フリクションの増加が抑制される。
【００２９】
更に、本実施例では、第２放熱部６０がオイル通路９の近傍に配置されるため、内燃機関の冷間始動時及び始動後においてクランクジャーナル７へ供給されるオイルは、燃焼室１００で発生した熱を受けることができる。その結果、クランクシャフトのフリクションを低減させることができ、始動性や燃費が向上する。
【００３０】
また、シリンダライナ３における吸気側の部位は、吸気ポート１０１から燃焼室１００へ流入する低温の吸気によって温度が下がり易い。これに対し、シリンダライナ３における排気側の部位は、燃焼室１００から排気ポート１０２へ流れる高温の既燃ガスによって温度が上がり易い。依って、シリンダライナ３における吸気ポート近傍の部位は排気ポート近傍の部位より温度が低くなり易い。
【００３１】
このようにシリンダライナ３における吸気側の部位と排気側の部位との間に温度差が生じると、シリンダ２の周方向において熱膨張差が生じ、シリンダボアの真円度が低下する可能性がある。
【００３２】
シリンダボアの真円度が低下すると、シリンダ周方向においてピストンとシリンダボアとのクリアランスが不均一となり、ピストンとシリンダボアとの偏当たりによる偏摩耗、フリクションの増加、或いはブローバイガス量の増加が誘発される。
【００３３】
これに対し、本実施例では、シリンダライナ３における吸気側の部位と排気側の部位との間に温度差が生じると、第１熱伝導素子５が排気側の部位の熱を吸気側の部位へ速やかに伝導するため、シリンダ周方向におけるシリンダライナ３の温度差が直ちに解消される。
【００３４】
従って、シリンダ周方向におけるシリンダライナ３の温度分布が均一となり、熱膨張差が抑制される。その結果、ピストンやシリンダボアの偏摩耗、ブローバイガス量の増加、及び、フリクションの増加が抑制される。
【００３５】
以上述べた実施例によれば、既存の内燃機関に熱伝導素子を付設すればよいため、製造工程の煩雑化や、強度及び剛性の低下を招くことなくシリンダブロック１の温度分布を均一化することができる。
【００３６】
尚、本実施例では、第１熱伝導素子５及び第２熱伝導素子６がウォータジャケット４に配置される例について述べたが、ウォータジャケット４に限らずシリンダ軸方向及び周方向に延在する溝や孔を利用することもできる。また、シリンダ軸方向及び周方向に延在する適当な孔や溝が存在しない内燃機関については、専用の溝や孔を設けて第１熱伝導素子及び第２熱伝導素子を配置するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施例におけるシリンダブロックの平面図
【図２】図１におけるシリンダブロックのＡ−Ａ’断面図
【図３】図１におけるシリンダブロックのＢ−Ｂ’断面図
【図４】シリンダ軸方向において温度差が生じた場合のシリンダライナの状態を示す図
【符号の説明】
【００３８】
１・・・・・シリンダブロック
２・・・・・シリンダ
３・・・・・シリンダライナ
４・・・・・ウォータジャケット
５・・・・・第１熱伝導素子
６・・・・・第２熱伝導素子
９・・・・・オイル通路
５０・・・・第１放熱部
５１・・・・第１入熱部
６０・・・・第２放熱部
６１・・・・第２入熱部
１００・・・燃焼室
１０１・・・吸気ポート
１０２・・・排気ポート
２００・・・クランクケース
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005330902.tif 000005
【図４】
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