JP2019027322A

JP2019027322A - 車両用内燃機関

Info

Publication number: JP2019027322A
Application number: JP2017145628A
Authority: JP
Inventors: 智也田中; Tomoya Tanaka; 正弘前田; Masahiro Maeda
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2019-02-21

Abstract

【課題】排気ガスの熱によってオイルの昇温を促進させて早期暖機できる内燃機関を、簡単な構造で実現する。
【解決手段】排気管１１は、オイルパン５の前面に沿って延びる上下長手部１１ａと、オイルパン５の下面に沿って後ろに向かう前後長手部１１ｂとを有している。オイルパン５の前面と下面とのうち少なくとも一方に、排気管１１からの受熱面積を増大させるフィン１２の群を形成している。排気管１１からオイル１３への伝熱量が増大するため、オイル１３の昇温を促進して早期暖機に貢献できる。フィン１２には走行風が当たるため、オイル１３が過剰に昇温することはない。構造は簡単であるため、製造コストが嵩むこともない。
【選択図】図２

Description

本願発明は、車両用内燃機関に関するもので、オイルパンの構造に特徴を有している。

車両用内燃機関において、コールドスタート時の早期暖機は重要な課題であり、これを達成する一つのアプローチとして、オイルの昇温を促進してメカロスの低減等を図る方策がある。その例として特許文献１には、排気管の一部にオイル加熱部を設けて、専用のオイルを管路でオイル加熱部に導くようにした内燃機関が開示されている。この特許文献１では、暖機が必要なときだけオイルをオイル加熱部で昇温させるために、オイルの管路に制御弁を設けている。

特開２００７−２７８２５６号公報

特許文献１は、オイルの昇温機能においては優れているといえるが、専用の管路や制御弁などが必要であるため、構造が著しく複雑化するという問題がある。また、オイル加熱部は排気管に設けているため、暖機終了後に制御弁を閉じてオイルの流れを遮断しても、オイル加熱部の内部に付着していたオイルが高温の排気管によって焦げつき、これが次の始動時に剥がれてオイルに混入して、潤滑通路の詰まり等の不具合を招来するおそれも懸念される。

本願発明はこのような現状に鑑み成されたものであり、排気ガスを利用してオイルを昇温させる点は特許文献１と共通しつつも、簡単な構造でオイルの昇温を実現すること等を目的とするものである。

本願発明の車両用内燃機関は、下部にオイルパンを設けた機関本体を備えていて、前記機関本体は、排気側が車両の前方に向くようにエンジンルームに横置きで配置されており、排気管が、前記オイルパンの前面に沿って下向きに延びてから、オイルパンの下面に沿って後ろ向きに延びるように形成されている構成であって、前記オイルパンの外面のうち前記排気管と対向した部位に、前記排気管からの受熱面積を大きくすると共に走行風が当たるフィン又はその他の表面積増大部を設けている。

本願発明において、表面積増大部は、オイルパンの一部として一体形成してもよいし、別部材を付加して形成してもよい。別部材を付加する場合は、熱伝導率の高い素材で形成するのが好ましい。表面積増大部は、オイルパンの前面と下面とのうち、少なくとも片方に形成したらよい。

排気管がオイルパンの外面に沿って配置されていると、オイルパンのうち排気管と対向した部位が排気管によって加熱されて、オイルパンの内部のオイルも加熱される。そして、本願発明では、オイルパンのうち排気管と対向した部位に表面積増大部を設けたことにより、排気管の熱を効率よく吸収して、オイルパンの内部のオイルを早期昇温させることができる。これにより、専用の管路や制御弁が不要な簡単な構造により、早期暖機に貢献できる。

そして、排気管の熱は常にオイルパンに作用しているが、オイルパンの内部でオイルは常に動いているため、オイルが焦げつくようなことは皆無であり、潤滑油通路の詰まりの不具合は全くない。また、車両が走行すると表面積増大部には走行風が当たるため、表面積増大部が冷却フィンとして機能して、オイルの過剰昇温を防止できると共に、オイルの冷却も可能になる。

第１実施形態に係る内燃機関の全体的な正面図である。（Ａ）は図１のIIA-IIA 視断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図である。（Ａ）は第２実施形態の平断面図、（Ｂ）は第３実施形態の平断面図、（Ｃ）は第４実施形態の縦断正面図である。第５実施形態を図４（Ｃ）の V-V視方向から見た断面図である。

(1).第１実施形態の概要
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１，２に示す第１実施形態を説明する。内燃機関は機関本体１を備えており、機関本体１は、シリンダブロック２とその上面に固定されたシリンダヘッド３、シリンダヘッド３の上面に固定されたヘッドカバー、シリンダブロック２の下面に固定されたオイルパン５、及び、シリンダブロック２とシリンダヘッド３の前面に重ね固定されたフロントカバー６とを備えている。

シリンダブロック２にはクランク軸７が回転自在に保持されており、機関本体１は、クランク軸７を車両の進行方向と直交した左右長手の姿勢にした横置き状態で車両のエンジンルームに搭載されている。符号８は、クランクプーリである。

また、機関本体１のシリンダヘッド３は吸気側面と排気側面とを有しているが、本実施形態の機関本体１は、吸気側面が車両の後ろ側を向いて排気側面が車両の前側を向いて前排気方式であり、シリンダヘッド３の排気側面には、排気マニホールド（集合部内蔵式の場合は排気出口管）９が固定されている。排気マニホールド９には触媒ケース１０が固定されており、触媒ケース１０の出口管には排気管１１が固定されている。

排気管１１は、機関本体１の前面に沿って下方に向かってから、オイルパン５の下面に沿って後ろ向きに延びるようにＬ字状に曲がっており、車体フレームの下面に沿って後ろ向きに長く延びている。従って、排気管１１は、オイルパン５の前面との間に若干の間隔を空けた状態で位置した上下長手部（鉛直状部）１１ａと、オイルパン５の下方に位置する前後長手部（水平状部）１１ｂとを有している。

オイルパン５は、アルミ等の金属を材料にしたダイキャスト品又は鋳造品であるか、若しくは樹脂の成形品であり、その前面のうち排気管１１の上下長手部１１ａと対向した部位（或いは、上下長手部１１ａの概ね後ろ側の部位）に、表面積増大部の例として、多数本の縦長フィン（縦長リブ）１２を一体に形成している。

フィン１２の群は、排気管１１の上下長手部１１ａと最も近い箇所に位置したものが最も前向き高さが低くと、そこから遠ざかるに従って高さが高くなるように形成している。従って、おおまかには、排気管１１における上下長手部１１ａの後ろ半分程度をフィン１２の群で後ろから囲うような状態になっている。

このように、多数本のフィン１２によって、オイルパン５のうち排気管１１の後ろ側の部分の面積が著しく増大するため、コールドスタート時には、排気管１１の熱（主として輻射熱）がフィン１２の群に効率良く伝熱して、オイル１３の加温を則して早期暖機に貢献できる。また、フィン１２は一体に形成したものであるため、構造は簡単であって、製造コストが大きく嵩むこともない。

実施形態のように、フィン１２の高さを異ならせて排気管１１をフィン１２の群で囲うと、排気管１１から放散される熱をフィン１２の群で多く補集できるため、特に好適である。図２（Ａ）に一点鎖線で一部だけを示すように、オイルパン５に内向きリブ１４を設けることも可能であり、この場合は、オイルパン５とオイル１３との接触面積が増大するため、オイル１３の昇温促進効果は一層高くなるといえる。

そして、シリンダヘッド３はオイルパン５の前面に突設されているが、オイルパン５の前面は車両の前進方向に向いているため、車両が走行すると走行風が各フィン１２に当たり、走行風による冷却作用を受ける。従って、オイル１３が過剰に昇温することを防止できる。なお、排気管１１がラジェータの後ろに配置されている場合は、ラジェータの風がフィン１２に当たることによる冷却作用も期待できる。

ラジェータは、冷却水温度がある程度以上に高くなっている状態で作動するため、ラジェータが作動している状態ではオイル１３の加温は必要ないが、ラジェータは車両が停止している状態でも作動しているため、ラジェータの風がフィン１２に当たるように設定しておくと、暖機状態を脱した通常運転域において、車両の停止中であってもオイル１３が排気管１１によって過剰に加温されることを防止できる利点がある。

(2).他の実施形態
図３，４では他の実施形態を示している。このうち図３（Ａ）に示す第２実施形態は第１実施形態の変形例であり、各フィン１２は、オイルパン５の内部に開口した溝を有する中空構造に形成されている。この実施形態では、フィン１２の群とオイル１３との接触面積が格段に増大するため、フィン１２からオイル１３への熱交換の効率を著しく向上できる。

図３（Ｂ）に示す第３実施形態では、表面積増大部として、左右のフィン部１５ａを有する伝熱部材１５をオイルパン５に固定している。伝熱部材１５は、例えば銅のように熱伝導率が高い金属で製造されており、左右のフィン部１５ａを設けることにより、排気管１１の上下長手部１１ａを囲う形態になっている。オイルパン５には、伝熱部材１５が嵌まる嵌合穴１６を形成しており、伝熱部材１５は、シールされた状態で嵌合穴１６に嵌まっている。

伝熱部材１５の固定手段としては、フランジ１５ｂをオイルパン５にリベット等で固定したり、全周をろう付けしたりすることができる。伝熱部材１５に、第１実施形態や第２実施形態のようなフィン１２を設けることも可能である。また、一点鎖線で示すように、内向きのリブ１４を設けることも可能である。

この実施形態のように表面積増大部をオイルパン５とは別部材で構成すると、例えば、オイルパン５が伝熱性が低い樹脂製である場合でも、排気管１１の熱を効率良く受熱してオイル１３の昇温を促進できる。

オイルパン５が板金製である場合、フィン１２の群を加工することは不可能ではないが、高さやピッチにはおのずと限度があり、第２実施形態のような高さやピッチに加工することは現実には難しい。しかし、第３実施形態のように表面積増大部を別部材で構成すると、オイルパン５が板金製であっても、オイル１３への熱交換効果に優れた表面積増大部を実現することができる。

図３（Ｃ）に示す第４実施形態では、フィン１２の群をオイルパン５の前面と下面とに連続した状態で形成している。この場合は、フィン１２の長さが長くなるため、オイル１３の加温性能は更にアップする。また、走行風は下面のフィン１２にも当たるため、過剰昇温も防止できる。フィン１２等の表面積増大部は、オイルパン５の下面のみに形成することも可能である。また、オイルパン５の前面と下面とにフィン１２等の表面積増大部を設ける場合、必ずしも連続させる必要はないのであり、互いに分離して設けてもよい。

図４に示す第５実施形態では、オイルパン５の下面にフィン１２を形成した場合において、フィン１２の群と排気管１１の前後長手部１１ｂとを、金属製カバー１７で下方から囲っている。この実施形態では、排気管１１の前後長手部１１ｂから放散される熱が金属製カバー１７で囲われた内部で籠もり、これがフィン１２の群に効率良く伝達される。従って、オイル１３の加温効果は格段に高くなるといえる。

また、走行風は金属製カバー１７の内部を通過するため、走行風による冷却機能には支障はない。この実施形態では、金属製カバー１７も表面積増大部を構成しているが、フィン１２の群を設けずに金属製カバー１７のみを設けることも可能である。なお、金属製カバー１７は排気管１１の保護部材としての役割も果たしており、例えば、車両の走行に際して跳ね上げられた小石が排気管１１に当たることを防止できる利点もある。

本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。

本願発明は、内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。

１機関本体
２シリンダブロック
５オイルパン
９排気マニホールド
１０触媒ケース
１１排気管
１１ａ上下長手部（鉛直状部）
１１ｂ前後長手部（水平状部）
１２表面積増大部を構成するフィン
１３オイル

Claims

下部にオイルパンを設けた機関本体を備えていて、前記機関本体は、排気側が車両の前方に向くようにエンジンルームに横置きで配置されており、排気管が、前記オイルパンの前面に沿って下向きに延びてから、オイルパンの下面に沿って後ろ向きに延びるように形成されている構成であって、
前記オイルパンの外面のうち前記排気管と対向した部位に、前記排気管からの受熱面積を大きくすると共に走行風が当たるフィン又はその他の表面積増大部を設けている、
車両用内燃機関。