JP2008196461A

JP2008196461A - Cylinder block

Info

Publication number: JP2008196461A
Application number: JP2007035423A
Authority: JP
Inventors: Atsunori Kumagai; 厚法熊谷; Takanobu Arai; 隆宜荒井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-02-15
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2008-08-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cylinder block wherein water jackets are formed only on cylinder bore walls along the arraying direction of cylinder bores for stabilizing the temperature of the cylinder bore walls located at both ends in the arraying direction while suppressing an increase in the temperature thereof and reducing noises. <P>SOLUTION: In the cylinder block 10, the water jackets are formed only on the cylinder bore walls 11 along the arraying direction of the cylinder bores 20. Parts of the cylinder bore walls 12 located at both ends in the arraying direction of the cylinder bores 20 are each formed of a porous material 50. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関におけるシリンダブロックに関する。 The present invention relates to a cylinder block in an internal combustion engine.

全長を短縮化するために、シリンダボアの配列方向の両端に位置するシリンダボア壁のウォータジャケットを省略したシリンダブロックが知られている。
シリンダブロックの改良技術は、全長を短縮化する以外にも、種々の観点から開示されており、例えば、特許文献１は、多数の気孔を有する金属発泡体でピストンが摺動するシリンダ壁を形成することにより、ピストンの耐摩耗性を向上させる技術を開示している。また、特許文献２は、シリンダライナを多孔質材料で形成し、このシリンダライナの多孔質材を通じてピストンの潤滑油をシリンダライナ内壁に浸出させて潤滑性を向上させる技術を開示している。さらに、特許文献３は、軽合金製のシリンダブロックの摺動面側を構成する摺動部材の一部にセラミック多孔体からなる断熱層を設けて、内燃機関の温度低下による燃焼効率の悪化を防止する技術を開示している。
特開２０００−２４６４２２号公報特開昭６２−１３５８４５号公報特開昭６２−１２６２４８号公報 In order to shorten the overall length, a cylinder block is known in which the water jackets on the cylinder bore walls located at both ends in the arrangement direction of the cylinder bores are omitted.
The improvement technology of the cylinder block is disclosed from various viewpoints besides shortening the total length. For example, Patent Document 1 forms a cylinder wall on which a piston slides with a metal foam having a large number of pores. Thus, a technique for improving the wear resistance of the piston is disclosed. Patent Document 2 discloses a technique for improving lubricity by forming a cylinder liner from a porous material and leaching the lubricating oil of the piston to the inner wall of the cylinder liner through the porous material of the cylinder liner. Further, Patent Document 3 provides a heat insulating layer made of a ceramic porous body on a part of the sliding member that constitutes the sliding surface side of the light alloy cylinder block, thereby reducing the combustion efficiency due to the temperature drop of the internal combustion engine. The technique to prevent is disclosed.
JP 2000-246422 A JP 62-135845 A JP 62-126248 A

ところで、シリンダボアの配列方向の両端に位置するシリンダボア壁のウォータジャケットを省略すると、全長の短縮化は実現できるが、ウォータジャケットの省略されたシリンダボア壁の冷却ができない。このため、当該シリンダボア壁の温度は他のウォータジャケットの存在するシリンダボア壁よりも高温になりやすく、又、周囲の雰囲気温度にも作用されて温度が安定化しない可能性もある。
シリンダボア壁の高温化と温度の不安定化により、ボア変形量が増加し、ピストンのフリクションが増加し、燃費が低下するという問題がある。
また、シリンダボア壁が高温化すると、その外壁面にオイルが付着した場合には、オイルがこげるという問題もある。
さらに、ウォータジャケットが省略されたシリンダボア壁からは、ウォータジャケットがある場合と比べて、シリンダボア内の爆発燃焼音が直接外部へ放出されやすく、内燃機関の騒音が増す可能性がある。 By the way, if the water jackets of the cylinder bore walls positioned at both ends in the arrangement direction of the cylinder bores are omitted, the overall length can be shortened, but the cylinder bore walls in which the water jacket is omitted cannot be cooled. For this reason, the temperature of the cylinder bore wall is likely to be higher than the cylinder bore wall where other water jackets are present, and there is a possibility that the temperature is not stabilized due to the influence of the ambient atmosphere temperature.
Due to the high temperature and unstable temperature of the cylinder bore wall, there is a problem that the amount of bore deformation increases, piston friction increases, and fuel consumption decreases.
In addition, when the cylinder bore wall is heated to a high temperature, there is a problem that if the oil adheres to the outer wall surface, the oil can be burned.
Furthermore, from the cylinder bore wall from which the water jacket is omitted, the explosion combustion sound in the cylinder bore is easily released directly to the outside as compared with the case where there is a water jacket, and the noise of the internal combustion engine may increase.

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、シリンダボアの配列方向に沿ったシリンダボア壁にのみウォータジャケットが形成されたシリンダブロックにおいて、配列方向の両端部に位置するシリンダボア壁が高温となるのを抑制しつつ温度を安定化させ、又、騒音を低減できるシリンダブロックを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to provide both end portions in the arrangement direction in a cylinder block in which a water jacket is formed only on the cylinder bore wall along the arrangement direction of the cylinder bores. An object of the present invention is to provide a cylinder block capable of stabilizing the temperature while suppressing the cylinder bore wall located at a high temperature from being raised and reducing noise.

本発明に係るシリンダブロックは、シリンダボアの配列方向に沿ったシリンダボア壁にのみウォータジャケットが形成されたシリンダブロックであって、前記配列方向の両端に位置するシリンダボア壁の一部が多孔質材で形成されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、シリンダボアの配列方向におけるシリンダボア壁の一部を多孔質材で形成することにより、配列方向の全長が拡大するのを避けると共に、多孔質材の断熱効果により配列方向の両端に位置するシリンダボア壁が安定化し、多孔質材のダンピング効果により爆発燃焼音が減衰されて、騒音が低減される。 The cylinder block according to the present invention is a cylinder block in which a water jacket is formed only on the cylinder bore wall along the arrangement direction of the cylinder bores, and a part of the cylinder bore wall located at both ends in the arrangement direction is formed of a porous material. It is characterized by being.
According to this configuration, by forming a part of the cylinder bore wall in the arrangement direction of the cylinder bores with the porous material, the overall length in the arrangement direction is prevented from being enlarged, and at the both ends in the arrangement direction due to the heat insulating effect of the porous material. The positioned cylinder bore wall is stabilized, and the explosion combustion noise is attenuated by the damping effect of the porous material, thereby reducing the noise.

上記構成において、前記多孔質材は、その表面がシリンダボア壁の外壁面から露出している、構成を採用できる。
この構成によれば、表面からの放熱性が高く、このため、シリンダボア壁が高温になるのを抑制できる。 The said structure WHEREIN: The structure which the surface has exposed from the outer wall surface of a cylinder bore wall can be employ | adopted for the said porous material.
According to this configuration, heat dissipation from the surface is high, and therefore, the cylinder bore wall can be prevented from becoming high temperature.

上記構成において、前記多孔質材は、その表面に放熱性の向上のための凹凸が形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、多孔質材の表面積が相対的に大きくなるので、シリンダボア壁が高温になるのを一層抑制できる。 The said structure WHEREIN: The said porous material can employ | adopt the structure by which the unevenness | corrugation for the heat dissipation improvement is formed in the surface.
According to this configuration, since the surface area of the porous material becomes relatively large, it is possible to further suppress the cylinder bore wall from becoming high temperature.

本発明によれば、シリンダボアの配列方向に沿ったシリンダボア壁にのみウォータジャケットが形成されたシリンダブロックにおいて、配列方向の両端部に位置するシリンダボア壁の高温化を抑制しつつ温度を安定化させることができると共に、騒音を低減できる。 According to the present invention, in the cylinder block in which the water jacket is formed only on the cylinder bore wall along the arrangement direction of the cylinder bores, the temperature is stabilized while suppressing the high temperature of the cylinder bore walls located at both ends in the arrangement direction. And noise can be reduced.

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図３は、本発明の一実施形態を示す図であって、図１は本発明が適用されたシリンダブロックの外観斜視図、図２（Ａ）は図１のＡ−Ａ線方向の断面図及び（Ｂ）は図１のＢ−Ｂ線方向の断面図、並びに図３（Ａ）は多孔質材の外壁面周辺の構造の一例、（Ｂ）は多孔質材の外壁面周辺の構造の他の例、及び（Ｃ）は多孔質材の外壁面周辺の構造のさらに他の例を示す断面図である。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 3 are views showing an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an external perspective view of a cylinder block to which the present invention is applied, and FIG. 2A is a direction along line AA in FIG. FIG. 3B is a cross-sectional view in the direction of line BB in FIG. 1, FIG. 3A is an example of the structure around the outer wall surface of the porous material, and FIG. (C) is sectional drawing which shows the further another example of the structure of the outer peripheral wall surface of a porous material.

このシリンダブロック１０は、例えば、鋳鉄等を機械加工することにより得られ、図１に示すように、一列に配列された４つのシリンダボア２０を有している。
シリンダボア２０の配列方向に沿った２つのシリンダボア壁１１には、各シリンダボア２０に対応して冷却水を通過させるためのウォータジャケット３０がそれぞれ形成されている。 The cylinder block 10 is obtained, for example, by machining cast iron or the like, and has four cylinder bores 20 arranged in a row as shown in FIG.
On the two cylinder bore walls 11 along the arrangement direction of the cylinder bores 20, water jackets 30 for allowing cooling water to pass are formed corresponding to the respective cylinder bores 20.

また、シリンダボア２０の配列方向の両端に位置する２つのシリンダボア壁１２には、ウォータジャケット３０は形成されておらず、代わりに多孔質材５０がその一部に一体的に形成されている。
多孔質材５０は、図１及び図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、その表面５１がシリンダボア壁１２の外壁面１２ｆから露出するように形成されている。
また、多孔質材５０は、シリンダボア２０の上部のシール性を確保する観点から、シリンダブロック１０の上面から剥き出しにならないように設けられている。 In addition, the water jacket 30 is not formed on the two cylinder bore walls 12 positioned at both ends of the cylinder bores 20 in the arrangement direction, and instead, the porous material 50 is integrally formed on a part thereof.
The porous material 50 is formed so that the surface 51 of the porous material 50 is exposed from the outer wall surface 12f of the cylinder bore wall 12, as shown in FIGS.
Further, the porous material 50 is provided so as not to be exposed from the upper surface of the cylinder block 10 from the viewpoint of ensuring the sealing performance of the upper portion of the cylinder bore 20.

多孔質材５０は、例えば、アルミニウム合金、銅合金、ニッケル合金等の粉末金属を発泡剤により発泡させたものを使用できる。
多孔質材５０をシリンダボア壁１２に一体的に形成するには、例えば、多孔質材５０を形成する前のシリンダブロック１０を所定形状の金型に収容すると共に、金型内の多孔質材５０の形成箇所に相当する部分に発泡剤を含む粉末金属を充填する。この状態で、金型を加熱して発泡剤を発泡させると、発泡金属からなる多孔質材５０を形成できる。このような形成方法を用いると、多孔質材５０は、シリンダブロック１０に密着結合する。尚、シリンダブロック１０とは別に成形した多孔質材５０を接着剤等を用いて固定することも可能である。 As the porous material 50, for example, a powder metal such as an aluminum alloy, a copper alloy, or a nickel alloy foamed with a foaming agent can be used.
In order to form the porous material 50 integrally with the cylinder bore wall 12, for example, the cylinder block 10 before forming the porous material 50 is accommodated in a mold having a predetermined shape, and the porous material 50 in the mold is used. The portion corresponding to the formation site is filled with powder metal containing a foaming agent. In this state, when the mold is heated to foam the foaming agent, the porous material 50 made of the foam metal can be formed. When such a forming method is used, the porous material 50 is tightly coupled to the cylinder block 10. Note that the porous material 50 molded separately from the cylinder block 10 can be fixed using an adhesive or the like.

多孔質材５０の表面形状は、種々の形態を採用できる。例えば、図３（Ａ）に示すように、表面５１をフラットにしても良いし、表面積の拡大の観点から、形状が略相応する凸部５２及び凹部５３を表面５１に形成してもよい。また、図３（Ｃ）に示すように、表面５１に比較的大きな容積をもつ凹部５４と比較的小さな凸部５１を形成してもよい。 Various forms can be adopted as the surface shape of the porous material 50. For example, as shown in FIG. 3 (A), the surface 51 may be flat, or a convex portion 52 and a concave portion 53 having substantially the same shape may be formed on the surface 51 from the viewpoint of increasing the surface area. Further, as shown in FIG. 3C, a concave portion 54 having a relatively large volume and a relatively small convex portion 51 may be formed on the surface 51.

次に、多孔質材５０の作用、効果について説明する。
多孔質材５０は、多くの孔を有しているため、断熱効果が高い。このため、ウォータジャケット３０の存在しないシリンダボア壁１２を断熱するため、シリンダボア壁１２の温度変化を安定化させ、温度分布を均一化させる。このことは、シリンダボア２０の変形量を安定化させる。 Next, the operation and effect of the porous material 50 will be described.
Since the porous material 50 has many holes, the heat insulating effect is high. For this reason, in order to insulate the cylinder bore wall 12 in which the water jacket 30 does not exist, the temperature change of the cylinder bore wall 12 is stabilized and the temperature distribution is made uniform. This stabilizes the amount of deformation of the cylinder bore 20.

また、多孔質材５０は、シリンダボア壁１２の壁面１２ｆから露出しており、かつ、表面積の拡大化により、外部へ熱を効率良く放出できる。これにより、シリンダボア２０内での爆発燃焼により発生する熱が多孔質材５０を通じて効率よく外部へ放出され、その結果、シリンダボア壁１２が高温になるのを抑制できる。この結果、シリンダボア２０の変形量を抑制でき、ピストンとの間のフリクションの増大を抑制できる。 Further, the porous material 50 is exposed from the wall surface 12f of the cylinder bore wall 12 and can efficiently release heat to the outside by increasing the surface area. Thereby, the heat generated by the explosion combustion in the cylinder bore 20 is efficiently released to the outside through the porous material 50, and as a result, it is possible to suppress the cylinder bore wall 12 from becoming high temperature. As a result, the deformation amount of the cylinder bore 20 can be suppressed, and an increase in friction with the piston can be suppressed.

多孔質材５０は、多数の孔の作用により優れたダンピング（減衰）効果を有しており、シリンダボア２０内で発生する爆発燃焼音が減衰されて、騒音が低減される。すなわち、ウォータジャケット３０が存在しないと、その分爆発燃焼音が外部に伝わりやすいが、多孔質材５０をシリンダボア壁１２に形成することにより、爆発燃焼音が外部に伝わりやすくなるのを抑制し、内燃機関の静粛性に寄与する。また、タイミングベルト使用の内燃機関においては、タイミングチェーン室内又はタイミングベルトカバー室内の定在波を吸音することができる。さらに、シリンダブロック１０が縦置きに搭載される場合には、多孔質材５０による衝撃吸収効果を期待できる。 The porous material 50 has an excellent damping (attenuation) effect due to the action of a large number of holes, and the explosion combustion sound generated in the cylinder bore 20 is attenuated to reduce noise. That is, if the water jacket 30 is not present, the explosion combustion sound is easily transmitted to the outside, but the formation of the porous material 50 on the cylinder bore wall 12 suppresses the explosion combustion sound from being easily transmitted to the outside. Contributes to the quietness of the internal combustion engine. Further, in the internal combustion engine using the timing belt, it is possible to absorb the standing wave in the timing chain chamber or the timing belt cover chamber. Furthermore, when the cylinder block 10 is mounted vertically, the impact absorbing effect by the porous material 50 can be expected.

上記実施形態では、シリンダボア壁１２に多孔質材５０を形成しただけの場合について説明したが、例えば、多孔質材５０中を内燃機関に用いるオイルが流通するように構成してもよい。このような構成とすることにより、オイルの温度を上昇させる熱源、ヒータとして多孔質材５０を用いることができる。 In the above-described embodiment, the case where the porous material 50 is simply formed on the cylinder bore wall 12 has been described. However, for example, the oil used for the internal combustion engine may flow through the porous material 50. By setting it as such a structure, the porous material 50 can be used as a heat source and a heater which raise the temperature of oil.

また、多孔質材５０中をエンジンの冷却水が流通するように構成することも可能である。このような構成とすることにより、ヒータ暖気の立ち上がりを早めることが可能となる。 It is also possible to configure the engine coolant to flow through the porous material 50. With such a configuration, it is possible to accelerate the rise of the heater warm-up.

尚、多孔質材５０は、シリンダブロック１０のヘッドボルト部の内側に配置したほうが、シリンダブロック１０の全長をより短縮することができる。 Note that the overall length of the cylinder block 10 can be further shortened when the porous material 50 is disposed inside the head bolt portion of the cylinder block 10.

本発明が適用されたシリンダブロックの外観斜視図である。1 is an external perspective view of a cylinder block to which the present invention is applied. （Ａ）は図１のＡ−Ａ線方向の断面図及び（Ｂ）は図１のＢ−Ｂ線方向の断面図である。(A) is sectional drawing of the AA line direction of FIG. 1, (B) is sectional drawing of the BB line direction of FIG. （Ａ）は多孔質材の外壁面周辺の構造の一例、（Ｂ）は多孔質材の外壁面周辺の構造の他の例、及び（Ｃ）は多孔質材の外壁面周辺の構造のさらに他の例を示す断面図である。(A) is an example of the structure around the outer wall surface of the porous material, (B) is another example of the structure around the outer wall surface of the porous material, and (C) is a further structure around the outer wall surface of the porous material. It is sectional drawing which shows another example.

Explanation of symbols

１０…シリンダブロック
１１，１２…シリンダボア壁
１２ｆ…外壁面
２０…シリンダボア
３０…ウォータジャケット
５０…多孔質材
５１…表面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Cylinder block 11, 12 ... Cylinder bore wall 12f ... Outer wall surface 20 ... Cylinder bore 30 ... Water jacket 50 ... Porous material 51 ... Surface

Claims

A cylinder block in which a water jacket is formed only on the cylinder bore wall along the arrangement direction of the cylinder bores,
A cylinder block characterized in that a part of cylinder bore walls located at both ends in the arrangement direction is formed of a porous material.

The cylinder block according to claim 1, wherein a surface of the porous material is exposed from an outer wall surface of the cylinder bore wall.

The cylinder block according to claim 1, wherein the porous material has irregularities formed on its surface for improving heat dissipation.