JP2014088822A - エンジンの遮熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両停止中であってもエンジンの部品の温度上昇を抑制することができるエンジンの遮熱構造を提供する。
【解決手段】エンジンの遮熱構造は、エンジン１１の側面に取り付けられて一部の排気系の上方に位置するインシュレータ２０を備えている。こうしたインシュレータ２０においてエンジン１１の側面と反対側に位置する面には、インシュレータ２０の幅方向に所定間隔を隔てて上下方向に延びる一対の制限壁２３が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの遮熱構造に関する。

エキゾーストマニホールドを含む排気系内には燃焼室から排出された高温の排気ガスが流れるため、排気ガスからの受熱によってエキゾーストマニホールドは高温になりやすい。そこで、車両走行時に発生する走行風を利用したエキゾーストマニホールドの冷却方法として、例えば特許文献１に記載の方法が従来から提案されている。

この特許文献１に記載のエンジンでは、エキゾーストマニホールドをヒートインシュレータで覆うことによりエキゾーストマニホールドとヒートインシュレータとの間に閉空間が形成されている。そして、車両走行時にあっては、ヒートインシュレータに設けられた導入部を通じて走行風が閉空間内に導入され、エキゾーストマニホールドから受熱した空気が導出部を通じて閉空間外に排出されるようになっている。

特開２０１０−２２３０４２号公報

ところで、車両の停止中にあっては、走行風がエンジンルーム内に流入しないため、排気系の熱により高温となった空気が対流により上昇して広範囲にわたり拡散する。そのため、排気系の直上に位置する部品だけではなく、その周囲に位置する部品もこの対流する高温の空気からの受熱により温度上昇するおそれがある。

本発明の目的は、車両停止中であってもエンジンの部品の温度上昇を抑制することができるエンジンの遮熱構造を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
エンジンの遮熱構造は、エンジンの側面に取り付けられて一部の排気系の上方に位置するインシュレータを備えている。そして、このインシュレータにおいてエンジンの側面と反対側に位置する面には、インシュレータの幅方向に所定間隔を隔てて上下方向に延びる一対の制限壁を設けるようにした。

上記構成によれば、排気系の熱により高温となった空気の対流に伴う拡散は、インシュレータに形成された一対の制限壁によって制限される。これにより、高温の空気が広範囲にわたって拡散されにくくなるため、エンジンの各種部品のうち、一部の排気系の直上位置とは異なる位置に配置される部品には、高温の空気が触れにくくなる。したがって、車両停止中であってもエンジンの部品の温度上昇を抑制することができるようになる。

また、インシュレータにおけるエンジンの側面と反対側に位置する面には、一方の制限壁から他方の制限壁に向けて延びる延出壁を設けることが好ましい。これにより、インシュレータに設けた延出壁によって、対流する高温の空気をエンジンから遠ざかるように指向させることができるため、エンジンの部品は高温の空気にさらに触れにくくなる。したがって、車両停止中におけるエンジンの部品の温度上昇を抑制することができるようになる。

なお、こうした延出壁は、インシュレータの上端に設けることが好ましい。これにより、一対の制限壁によって拡散することなく上方に流れてきた高温の空気を、延出壁によってエンジンから遠ざけることができるようになる。そのため、車両停止中におけるエンジンの部品の温度上昇の抑制効果を効果的に発揮させることができるようになる。

ところで、エンジンとしては、排気式の過給機を備えるものがある。この場合、上記の一部の排気系は、過給機、過給機と触媒コンバータとを連結する連結部、及び触媒コンバータを含むこととなる。このようなエンジンにあっては、インシュレータを、一部の排気系と、エンジンの側面に設けられる樹脂製部品との間に配置することが好ましい。こうした構成によれば、熱源となる過給機、連結部及び触媒コンバータからの輻射熱がインシュレータによって遮断されることとなり、エンジンに設けられる樹脂製部品が温度上昇する事態が生じにくくなる。したがって、こうした樹脂製部品の温度上昇を抑制することができるようになる。

また、上記のエンジンの遮熱構造は、上記の一部の排気系がエンジンの車両後方に位置するようにエンジンルーム内に設置されたエンジンに適用することができる。この場合、車両走行によって生じる走行風によって排気系が冷却されにくいため、車両停止時にあっては排気系が高温になっている可能性が高い。そのため、こうしたエンジンの側面に上記のインシュレータを設けることにより、車両停止時における上記の部品の温度上昇の抑制効果をより発揮することができる。

内燃機関の一部を車両後方側から見た場合の概略構成を示す斜視図。 インシュレータを示す斜視図。 インシュレータを示す斜視図。 高温となった空気が対流によって上昇する様子を示す斜視図。 高温の空気がエンジンから離れるように流動する様子を示す作用図。

以下、排気式の過給機を備えるエンジンの遮熱構造の一実施形態を図１〜図５に従って説明する。なお、本実施形態では、車両前方を単に「前方」というとともに、車両後方を単に「後方」というものとする。

図１に示すエンジン１１は、複数の気筒が車両幅方向に沿って並ぶとともに、燃焼室から排出された排気ガスが流れる排気系１２がエンジン１１の後方に位置するようにエンジンルーム内に設置されている。こうしたエンジン１１には、排気式の過給機１３がエンジン１１の後側に設けられている。過給機１３はタービン部とコンプレッサ部とを有しており、タービン部には燃焼室から排出された排気ガスがエキゾーストマニホールドなどを通じて流入される。そして、このタービン部から排出された排気ガスは、連結部としての連結管路１４を通じて触媒コンバータ１５に流入し、この触媒コンバータ１５から排気下流側に導かれる。

なお、エキゾーストマニホールドを含む排気系１２内では、排気上流から排気下流に向けて排気ガスが流れている。そのため、過給機１３のタービン部、連結管路１４及び触媒コンバータ１５は排気系１２の上流側を構成しているため、それらの内部には燃焼室から排出された直後の高温の排気ガスが流れている。その結果、エンジン１１の運転停止の直後では、過給機１３（特に、タービン部）、連結管路１４及び触媒コンバータ１５が比較的高温になっており、これらの周囲に介在する空気は高温になりやすい。本実施形態では、過給機１３、連結管路１４及び触媒コンバータ１５が、「一部の排気系」に相当する。

一方、過給機１３のコンプレッサ部には、吸気を流入させるための合成樹脂製の吸気インレットホース１６と、圧縮後の吸気を排気下流側に送り出すための合成樹脂製の吸気アウトレットホース１７とが接続されている。本実施形態では、吸気インレットホース１６は、エンジン１１の上部を通ってエンジン１１の前側から後側まで延びてエンジン１１の後側に位置する過給機１３のコンプレッサ部に接続されている。そして、エンジン１１の後側では、吸気インレットホースの一部１６Ａが過給機１３、連結管路１４及び触媒コンバータ１５の直上位置を横切っている。したがって、本実施形態では、過給機１３、連結管路１４及び触媒コンバータ１５（即ち、一部の排気系）の直上を横切る吸気インレットホース１６が、エンジン１１の側面に設けられる「樹脂製部品」に相当する。

また、図１及び図２に示すように、本実施形態のエンジン１１には、吸気インレットホースの一部１６Ａを保護するインシュレータ２０が、過給機１３、連結管路１４及び触媒コンバータ１５よりも上方に設けられている。こうしたインシュレータ２０は、過給機１３、連結管路１４及び触媒コンバータ１５と、吸気インレットホースの一部１６Ａとの間に配置されている。

図２及び図３に示すように、本実施形態のインシュレータ２０は、一枚の板材を加工することにより構成されている。すなわち、インシュレータ２０は、吸気インレットホースの一部１６Ａの下側に位置する第１遮熱部２１と、吸気インレットホースの一部１６Ａの後側に位置する第２遮熱部２２とを有している。

第１遮熱部２１及び第２遮熱部２２は、それらの幅方向が複数の気筒の並ぶ方向、即ち車両幅方向とほぼ一致するように設置されている。こうした第２遮熱部２２の幅方向における両端には、板材を後側に折り曲げることにより制限壁２３がそれぞれ形成されている。すなわち、一対の制限壁２３は、第２遮熱部２２においてエンジン１１の側面と反対側に位置する後面２２ａに設けられるとともに、第２遮熱部２２の幅方向に所定間隔を隔てて上下方向に延びている。

本実施形態では、一対の制限壁２３間の間隔はほぼ一定となっている。この場合、各制限壁２３のうち、図２において右側に位置する一方の制限壁２３は、過給機１３の図２における右端（即ち、車両幅方向における一端）と同一の車両幅方向位置、又は、過給機１３の車両幅方向における一端よりも外側に配置することが好ましい。同様に、図２において左側に位置する他方の制限壁２３は、連結管路１４の図２における左端（即ち、車両幅方向における他端）と同一の車両幅方向位置、又は、連結管路１４の車両幅方向における他端よりも外側に配置することが好ましい。

また、第２遮熱部２２の上端には、板材を後側に折り曲げることにより延出壁２４が車両幅方向に沿って延びるように形成されている。すなわち、延出壁２４は、第２遮熱部２２の後面２２ａに設けられるとともに、一方の制限壁２３から他方の制限壁２３に向けて延びている。なお、第２遮熱部２２に延出壁２４を設ける際の板材の曲げ角度θ（図５参照）は、「９０°」よりも大きく且つ「１８０°」未満の角度（例えば、１４５°）に設定されている。

ちなみに、本実施形態においては、過給機１３、連結管路１４及び触媒コンバータ１５は、ヒートインシュレータ１３Ａ，１４Ａ，１５Ａをそれぞれ有している。そして、過給機１３のヒートインシュレータ１３Ａに、吸気インレットホースの一部１６Ａを保護するためのインシュレータ２０が設けられている。

車両走行時にあっては、これらヒートインシュレータ１３Ａ〜１５Ａ内に形成される閉空間に走行風が導入され、過給機１３、連結管路１４及び触媒コンバータ１５が冷却されている。しかし、車両が停止すると、上記の閉空間には走行風が導入されないため、閉空間内に介在する空気は過給機１３、連結管路１４及び触媒コンバータ１５からの受熱によって温度上昇して閉空間外に流出する。そして、こうして温度上昇した高温の空気が、自然対流によってエンジン１１の後側で上昇する。

次に、図４及び図５を参照して、車両の停止中の作用について説明する。
車両の停止中にあっては、エンジンルーム内に走行風が導入されないため、排気系１２の熱により高温となった空気が、自然対流によってエンジン１１の後側で上昇するようになる。このとき、高温の空気は広範囲にわたって拡散しようとする。しかし、排気系１２を構成する過給機１３、連結管路１４及び触媒コンバータ１５の直上位置に配置されるインシュレータ２０の第２遮熱部２２には、幅方向に所定間隔を隔てて上下方向に延びる一対の制限壁２３が設けられている。

その結果、図４に示すように、こうした一対の制限壁２３によって、上昇する高温の空気の拡散が制限される。これにより、エンジン１１の側面に設けられる各種部品のうち、過給機１３、連結管路１４及び触媒コンバータ１５の直上位置とは異なる位置に配置される部品は、専用のインシュレータを設けるなどの遮熱対策を個別に施さなくても、排気系１２から受熱した高温の空気に触れにくくなる。また、こうした部品の近傍に配置される部品（エンジン１１以外の部品も含む。）もまた、高温の空気に触れにくくなる。

また、図５に示すように、一対の制限壁２３によって拡散することなくインシュレータ２０の上端近傍に達した高温の空気は、インシュレータ２０の上端に設けられた延出壁２４によってエンジン１１から遠ざけられる。その結果、こうした空気の大部分は、エンジン１１に触れることなくエンジンルーム外に流出するようになる。

また、本実施形態では、過給機１３、連結管路１４及び触媒コンバータ１５と、合成樹脂で構成される吸気インレットホースの一部１６Ａとの間に配設されたインシュレータ２０により、過給機１３、連結管路１４及び触媒コンバータ１５から吸気インレットホースの一部１６Ａへの輻射熱の伝達が抑制される。その結果、排気系１２からの輻射熱に起因した吸気インレットホースの一部１６Ａの温度上昇が抑制される。

以上説明したように、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）排気系１２の熱により高温となった空気の対流に伴う拡散は、インシュレータ２０に設けられた一対の制限壁２３によって制限される。これにより、エンジン１１の後側で高温の空気が広範囲にわたって拡散されにくくなるため、エンジン１１の各種部品のうち、排気系１２の直上位置とは異なる位置に配置される部品には、高温の空気が触れにくくなる。したがって、車両停止中であってもエンジン１１の部品の温度上昇を抑制することができるようになる。さらには、エンジン１１においてインシュレータ２０が設けられる側の側面やエンジン１１の上面の近傍に配置される各種部品の温度上昇も抑制することができるようになる。

（２）また、上述したように、エンジン１１の各種部品のうち排気系１２の直上位置とは異なる位置に配置される部品には高温の空気が触れにくくなる。そのため、排気系１２の直上位置とは異なる位置に配置される各部品に対して、専用のインシュレータを設けるなどの遮熱対策を個別に施さなくても、これら各部品の温度上昇を抑制することができるようになる。したがって、エンジン１１の後側での遮熱構造の簡素化を図ることができるようになる。すなわち、エンジン１１の後側の狭いスペースに上記のインシュレータ２０を設けることにより、車両停止時における遮熱特性を効果的に発揮することができる。

（３）インシュレータ２０に延出壁２４を設けることにより、対流する高温の空気をエンジン１１から遠ざかるように指向させることができる。そのため、エンジン１１の部品は高温の空気にさらに触れにくくなる。したがって、車両停止中におけるエンジン１１の部品の温度上昇を抑制することができるようになる。また、エンジン１１の近傍に配置される部品の温度上昇も抑制することができるようになる。

（４）本実施形態では、延出壁２４がインシュレータ２０の上端に設けられている。そのため、一対の制限壁２３によって拡散することなくインシュレータ２０の上端近傍に達した高温の空気を、延出壁２４によってエンジン１１から遠ざけることができるようになる。そのため、車両停止中におけるエンジン１１の部品の温度上昇の抑制効果を効果的に発揮させることができるようになる。

（５）インシュレータ２０は、過給機１３、連結管路１４及び触媒コンバータ１５などの熱源と、吸気インレットホースの一部１６Ａとの間に配置されている。そのため、こうした熱源からの輻射熱がインシュレータ２０によって遮断されることとなり、吸気インレットホースの一部１６Ａが温度上昇する事態が生じにくくなる。したがって、こうした吸気インレットホース１６の温度上昇を抑制することができるようになる。なお、こうした輻射熱の遮熱効果は、車両停止時に限らず、車両走行時でも同様に発揮される。

（６）インシュレータ２０に一対の制限壁２３や延出壁２４を設けることにより、インシュレータ２０の剛性を高めることができる。すなわち、構成の簡素化を図りつつインシュレータ２０の剛性を高めることができるようになる。

（７）排気系１２がエンジン１１の後側に位置しているため、車両走行によって生じる走行風によって排気系１２が冷却されにくく、車両停止時にあっては排気系１２が高温になっている可能性が高い。そのため、こうしたエンジン１１の側面にインシュレータ２０を設けることにより、車両停止時におけるエンジン１１の側面（特に、後側の側面）に設けられる部品の温度上昇の抑制効果をより発揮することができる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・インシュレータ２０は、第１遮熱部２１を備えない構成であってもよい。このような構成であっても、車両停止中に排気系１２からの受熱によって高温となった空気の拡散を、一対の制限壁２３によって制限することができる。

・インシュレータ２０の第２遮熱部２２は、その上端以外の任意の位置（例えば、上下方向における中間位置）に延出壁２４を設けた構成であってもよい。
・延出壁は、インシュレータ２０を構成する板材に溶着などによって取り付けられたリブであってもよい。

・延出壁は、一方の制限壁２３から他方の制限壁２３に向けて延びる構成であれば、車両幅方向における一端から他端に向けて上下方向位置が次第に変化する構成であってもよい。

・インシュレータ２０は、延出壁２４を備えない構成であってもよい。
・一対の制限壁２３の間隔は、一定でなくてもよい。例えば、下端から上端に向かうに連れて次第に間隔が広くなるように一対の制限壁２３を設けてもよいし、下端から上端に向かうに連れて次第に間隔が狭くなるように一対の制限壁２３を設けてもよい。

・制限壁は、インシュレータ２０を構成する板材に溶着などによって取り付けられたリブであってもよい。また、この場合には、制限壁を、第２遮熱部の車両幅方向における端部よりも内側に設けてもよい。

さらに、制限壁は、その下端が第２遮熱部２２の下端よりも上側に位置する構成であってもよい。
同様に、制限壁は、その上端が第２遮熱部２２の上端よりも下側に位置する構成であってもよい。

・エンジン１１の構成によっては、過給機１３、連結管路１４及び触媒コンバータ１５の直上位置に、吸気インレットホース１６が位置していないことがある。この場合、インシュレータ２０によって保護される部品は、過給機１３、連結管路１４及び触媒コンバータ１５の直上位置に配置される部品であれば、吸気インレットホース１６以外の他の任意の部品であってもよい。すなわち、インシュレータ２０によって保護される部品は、樹脂製部品でなくてもよい。

・インシュレータ２０は、エンジン１１に直接取り付けられるものであってもよい。
・エンジンは、過給機１３を備えないものであってもよい。
・エンジンを、触媒コンバータ１５がエンジンよりも前方や車両幅方向に位置するようにエンジンルーム内に設置してもよい。

・エンジンを、その排気方向が車両前方や車両幅方向に向くように配置してもよい。

１１…エンジン、１２…排気系、１３…排気系の一部を構成する過給機、１４…排気系の一部を構成する連結管路（連結部）、１５…排気系の一部を構成する触媒コンバータ、１６…樹脂製部品の一例としての吸気インレットホース、２０…インシュレータ、２３…制限壁、２４…延出壁。

Claims (5)

1. エンジンの側面に取り付けられて一部の排気系の上方に位置するインシュレータを備え、同インシュレータにおいて前記エンジンの側面と反対側に位置する面に、同インシュレータの幅方向に所定間隔を隔てて上下方向に延びる一対の制限壁が設けられてなる
   エンジンの遮熱構造。
2. 前記インシュレータにおける前記エンジンの側面と反対側に位置する面に、一方の制限壁から他方の制限壁に向けて延びる延出壁が設けられてなる
   請求項１に記載のエンジンの遮熱構造。
3. 前記延出壁は、前記インシュレータの上端に設けられている
   請求項２に記載のエンジンの遮熱構造。
4. 前記エンジンは、排気式の過給機を備えてなり、
   前記一部の排気系は、前記過給機、同過給機と触媒コンバータとを連結する連結部、及び同触媒コンバータを含み、
   前記インシュレータは、前記一部の排気系と、前記エンジンの側面に設けられる樹脂製部品との間に配置されてなる
   請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載のエンジンの遮熱構造。
5. 前記一部の排気系は、前記エンジンの車両後方に位置する
   請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載のエンジンの遮熱構造。