JP2004116350A - エンジン自動洗浄装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】エンジンの運転中に洗浄が必要な時期がくると自動的にエンジン内部に洗浄液を導入して吸排気バルブや燃焼室内部に付着したカーボン等の汚れを除去することのできるエンジン自動洗浄装置を提供する。
【解決手段】洗浄液を貯留するタンク3と、エンジン2の吸気管4内へ洗浄液を噴射するノズル5と、タンク3からノズル5へ洗浄液を供給する通路に設けられ、タンク3側からノズル5側へ洗浄液を送り込むポンプ8と、前記ポンプ8を駆動するモータと、エンジン2の回転を検出する回転検出手段と、前記回転検出手段が検出したエンジン2の回転数の積算値が所定の値に達した時点でモータを一定時間だけ作動させる制御手段とを備えている。
【選択図】 図1
【解決手段】洗浄液を貯留するタンク3と、エンジン2の吸気管4内へ洗浄液を噴射するノズル5と、タンク3からノズル5へ洗浄液を供給する通路に設けられ、タンク3側からノズル5側へ洗浄液を送り込むポンプ8と、前記ポンプ8を駆動するモータと、エンジン2の回転を検出する回転検出手段と、前記回転検出手段が検出したエンジン2の回転数の積算値が所定の値に達した時点でモータを一定時間だけ作動させる制御手段とを備えている。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転中のエンジン内部を自動的に洗浄する洗浄装置に関し、特に、ガソリンエンジンやジーゼルエンジンで走行する車両に搭載し、車両走行中にエンジンを自動的に洗浄することのできるエンジンの洗浄装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自動車等のエンジンは、図4にその概略構造を示すように、シリンダブロックA1下部のクランクケースA2内にクランク軸A3が設けられ、前記クランク軸A3はコンロッドA4により燃焼室A5内に上下動自在に設けられたピストンA6と連結されている。
【0003】
シリンダブロックA1の上部には、吸気タペットA7、排気タペットA8、及び、点火プラグA9等が設けられたシリンダヘッドA10が取り付けられている。
シリンダヘッドA10には、吸気管A11の一方の端部が連結されており、前記吸気管A11の他方の端部にはエアクリーナA12が取り付けられている。また吸気管A11の途中には、スロットルバルブA13、キャブレターA14のベンチュリー部、チョークバルブA15等が配置されている。
【0004】
キャブレターA14のフロート室A16には、燃料タンクA17からガソリンが給油管A18を介して燃料ポンプA19で供給されるようになっている。
フロート室A16には、図示しないフロート弁が配置されており、前記フロート弁によって、フロート室A16内のガソリンの液面のレベルが常時一定に保たれるように、給油管A18からフロート室内A16へ送り込まれるガソリンの量が自動的に調整されるようになっている。
なお、フロート室A16に燃料ポンプA19で送られる過剰のガソリンは、戻し管A20により燃料タンクA17に戻される。
【0005】
また、シリンダヘッドA10には、排気管路A21の一方の端部が連結されている。前記排気管路A21の途中には排気ガス中のNOx等を分解するための触媒装置A22が設けられ、他方の端部には排気騒音を消音する排気マフラーA23が取り付けられている。
【0006】
前述したように構成されているエンジンは、排気タペットA8が閉じ、吸入タペットA7が開いてピストンA6が下降する過程で、外部の空気がエアクリーナA12を介して吸気管A11へ流入し、キャブレターA14のベンチュリー部を通過する際の流速の増加によって生じた負圧で、フロート室A16内のガソリンを吸い出して吸気管A11内に霧状に噴出させる。
そして、その結果生じたガソリンと空気との混合気は、ピストンA6のさらなる下降動作によって燃焼室A5内に流入する。
【0007】
次に、吸入タペットA7と排気タペットA8の両方が閉じた状態でピストンA6が上昇すると燃焼室内A5の混合気は圧縮され、ピストンA6が上死点近傍に至ると点火プラグA9に通電されて燃焼室A5内の混合気に着火される。
【0008】
混合気の爆発燃焼によって燃焼室A5内の圧力は急激に上昇し、その結果ピストンA6は押し下げられ、コンロッドA4を介してクランク軸A3に回転力が生じる。
次いで、ピストンA6が再び上昇する過程で、排気タペットA8が開放されると、燃焼室A5内の燃焼ガスは、排気管路A21からエンジン外部へ排気される。
【0009】
このようにして、エンジンが長時間使用されると、燃焼室A5の内壁や、吸気タペットA7、排気タペットA8等に、カーボンや塵埃等が付着堆積し、エンジンの効率を低下させるとともに、排気ガスに含まれる種々の有害物質の量が増加し、大気汚染等の公害を原因となる問題があった。
【0010】
そこで、従来では、燃料タンク内の燃料中に清浄剤を混合し、走行状態において、燃料内に混入させた清浄剤によって吸気弁やインジェクタ等を清浄にする技術や、燃料タンクからエンジン本体に通ずる燃料送給管の途中に清浄剤を含有する燃料を注入し、この燃料によってエンジンを作動させると同時に清浄剤によって燃料噴射器や吸気弁、燃焼室を清浄にする技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0011】
【特許文献1】
特開平1−262328号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来技術においては、エンジンの洗浄が必要な時期を的確に判断して清浄作業を行うことが困難であり、また、洗浄設備がある場所でしかエンジンの洗浄を行うことができない問題があった。
【0013】
そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題を解決し、エンジンの運転中に洗浄が必要な時期がくると自動的にエンジン内部に洗浄液を導入して吸排気バルブや燃焼室内部に付着したカーボン等の汚れを除去することのできるエンジン自動洗浄装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明のエンジン自動洗浄装置は、運転中のエンジン内部を自動的に洗浄する装置であって、洗浄液タンクと、エンジンの吸気管内へ洗浄液を噴射する洗浄液噴射ノズルと、洗浄液タンクから洗浄液噴射ノズルへ洗浄液を供給する通路に設けられ、洗浄液タンク側から洗浄液噴射ノズル側へ洗浄液を送り込む洗浄液ポンプと、前記洗浄液ポンプを駆動するモータと、エンジンの回転を検出する回転検出手段と、前記回転検出手段が検出したエンジンの回転数の積算値が所定の値に達した時点でモータを一定時間だけ作動させる駆動制御手段とを備えている。
【0015】
前記駆動制御手段は、エンジンの回転数の積算値が所定の値に達した時点から一定時間だけ、洗浄液噴射ノズルから洗浄液が短い周期で間欠的に噴射されるようにモータを間欠回転させる制御を行うことが望ましい。
【0016】
また、本発明のエンジン自動洗浄装置においては、燃料噴射ノズルによって洗浄液噴射ノズルが兼用されているとともに、洗浄液ポンプの吐出側通路が逆流防止弁を介して燃料噴射ノズルに燃料を給送する通路の前記燃料噴射ノズル近傍へ合流していることも望ましい。
【0017】
また、本発明のエンジン自動洗浄装置は、エンジンで走行する車両に搭載されているものであることも望ましい。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明のエンジン自動洗浄装置は、エンジンの運転中に自動的にエンジン内部に洗浄液を導入して吸排気バルブや燃焼室内部に付着したカーボン等の汚れを除去するようにしたものである。
【0019】
本発明のエンジン自動洗浄装置は、例えば自動車等のエンジンで走行する車両に搭載することで、走行中やエンジンのアイドリング中に自動的にエンジン内部の洗浄が開始され、所定時間洗浄が行われる。
【0020】
本発明のエンジン自動洗浄装置の一つの実施形態においては、エンジンの回転を検出し、その回転数の積算値が所定の値に達した時点から一定時間ポンプが駆動され、洗浄液がノズルから吸気管内へ噴射されてエンジン内部の洗浄が行われる。
【0021】
吸気管内へ噴射された洗浄液は、吸気バルブからエンジン内部の燃焼室へ流入し、燃焼室内壁やピストンに付着したカーボン等を洗浄して燃焼室内部でガソリンやディーゼル等の燃料とともに燃焼し、その後、排気ガスとして排気バルブを通ってエンジン外部へ排気される。この際、吸気バルブや排気バルブの吸気や排気に晒される部分も洗浄液によって洗浄される。
【0022】
エンジンの回転の検出は、ガソリンエンジン等の点火プラグを有するエンジンであれば、点火プラグに通電を検出して行うことができる。これは、例えば、ディストリビュータから点火プラグへ接続されているケーブルをループ状の検出コイルの中を通し、点火プラグへの通電を検出コイルに誘導される電圧によって検出ことができる。
【0023】
また、ディーゼルエンジンのように、点火プラグを有しないエンジンの場合には、クランクシャフトあるいは、これに連動する例えばカムシャフト等の回転部品の回転を検出して行うことができる。
【0024】
このような回転部品の回転検出は、タコジェネレータを利用したり、あるいは、回転部品に取り付けた被検出部材の回転を、光学センサやリードスイッチで検出して行うことができる。
【0025】
本発明のエンジン自動洗浄装置の別の実施形態においては、駆動制御手段は、エンジンの回転数の積算値が所定の値に達した時点から一定時間だけ、洗浄液噴射ノズルから洗浄液が短い周期で間欠的に噴射されるようにモータを間欠回転させる機能を有している。
【0026】
洗浄液噴射ノズルから洗浄液が間欠的に噴射されることで、洗浄液の消費量が少なくなり、また、吸気管内へ過剰供給された洗浄液が燃焼室で燃焼しきれないで生じるエンジンの作動不良を防ぐことができる。
【0027】
また、本発明のエンジン自動洗浄装置のさらに別の実施形態においては、燃料噴射ノズルによって洗浄液噴射ノズルが兼用され、洗浄液ポンプの吐出側通路が逆流防止弁を介して燃料噴射ノズルに燃料を給送する通路の前記燃料噴射ノズル近傍へ合流している。
【0028】
なお、本発明のエンジン自動洗浄装置によれば、自動車用のエンジンに限らず、船舶に搭載したり、鉄道のジーゼル車両に搭載して、舶用エンジンや鉄道用エンジンの洗浄を自動的に行うようにすることもできる。
【0029】
【実施例】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。図1は、本発明の第1実施例を示す、エンジン自動洗浄装置を取り付けたガソリンエンジンの概略図、図2は、本発明のエンジン自動洗浄装置の第1実施例を示す概略図である。
【0030】
エンジン自動洗浄装置1は、自動車の車体(図示せず)に搭載されたエンジン2の近傍に付設されていて、洗浄液を貯留している洗浄液タンク3、エンジン2の吸気管4内へ洗浄液を噴射するための洗浄液噴射ノズル5、洗浄液タンク3内の洗浄液を吸入側通路6から吸入し、ノズル4へ連通した吐出側通路7へ送り出す洗浄液ポンプ8を備えている。また、ポンプ8の吸入側通路6と吐出側通路7との間には、吐出側通路7の圧力を所定値以下に制限するための減圧弁9が介装されている。
【0031】
図2に示すように、洗浄装置1は、後述する駆動制御手段10から給電ケーブル11で電力供給されて駆動制御されるモータ12を有しており、洗浄液ポンプ8は前記モータ12によって駆動されるようになっている。
【0032】
また、この実施例においては、洗浄液噴射ノズル5と吐出側通路7との間に電磁弁13が設けられている。この電磁弁13は常時は閉じており、駆動制御手段10から給電ケーブル14を介して給電されたときに開かれる構造になっている。
【0033】
一方、図示していないディストリビュータからエンジン2の点火プラグ15へ給電するケーブル16には、本発明における回転検出手段としての検出コイル17が装着されている。
【0034】
この検出コイル17は、ケーブル18によって駆動制御手段10に接続されていて、点火プラグ15のスパーク時にケーブル16にパルス状の電流が流れると、検出コイル17に電圧が発生し、これがケーブル18を介して駆動制御手段10に入力されるようになっている。
【0035】
本実施例においては、駆動制御手段10にはマイクロコンピュータが内蔵されていて、ケーブル18を通じて検出コイル17から入力されるパルス電流の数を積算してその積算値を監視し、この積算値が予め設定されている所定値に達すると、駆動制御手段10は給電ケーブル11を介してモータ12に予め設定された時間だけ給電するようになっている。
【0036】
本実施例においては、駆動制御手段10は給電ケーブル11に給電を開始すると同時に電磁弁13へ給電ケーブル14を介して給電して、前記設定時間と同じか、やや長めの時間経過後経過後に電磁弁13への給電を停止してこの電磁弁13を閉じるようになっている。なお、駆動制御手段10への給電は、図示していないバッテリー等の電源から電源ケーブル19を介して行われるようになっている。
【0037】
次に、前述したように構成されているエンジン自動洗浄装置1の動作を説明する。図1において、燃料タンク20に貯留されている燃料は、燃料ポンプ21によって燃料供給管22を通して燃料噴射ノズル23へ送られ、ここからエンジン2の吸気管4内へ霧状に噴射される。なお、燃料噴射ノズル23へ送られる燃料の圧力は、減圧弁24により定圧に維持されている。
【0038】
吸気管4内には、エンジン2の燃焼室25内のピストン26の下降動作に伴い、吸気管4の入口側に取り付けられているエアフィルタ27を通して外部の空気が取り込まれ、この空気に燃料噴射ノズル23から燃料が噴射されてできた混合気が絞り弁Vを通過し、さらに吸気タペット28を通って燃焼室内へ流入する。
【0039】
次いでピストン26の上昇動作によって燃焼室25内の混合気が圧縮され、さらにこの混合気が点火プラグ15によって着火されて爆発燃焼することで、ピストン26は押し下げられ、これにコンロッド29で連結されているクランク軸30が回転駆動される。
【0040】
一方、燃焼室25内で燃焼したガスは、その後のピストン26の上昇に伴って排気タペット31から排気管32へ入り、触媒装置33でガス中の有害物質が除去され、さらにマフラ34で消音されて外部へ排出される。
【0041】
このような動作の反復によってクランク軸30は回転するが、このクランク軸30の回転は、図2に示す点火プラグ15へ接続されたケーブル16を流れる電流によってを検出コイル17に誘起されるパルス状の電圧として検出される。
【0042】
前記パルス状の誘起電圧は、駆動制御手段10内で積算され、これがクランク軸30の回転の所定の積算回数に対応する値に達すると、モータ12と電磁弁13にそれぞれ給電ケーブル11、14を介して給電が開始される。
【0043】
その結果、電磁弁13が開放されるとともに、モータ12によって洗浄液ポンプポンプ8が駆動され、洗浄液タンク3内の洗浄液が吸入側通路6と吐出側通路7を通って洗浄液噴射ノズル5に送られ、ここから吸気管4内へ霧状に噴射される。
【0044】
吸気管4内へ噴射された洗浄液は、混合気に混ざり合って吸気タペット28を通過してこの周囲を洗浄し、さらに、燃焼室25内へ流入してその内壁やピストン26等に付着した汚れを洗浄する。
【0045】
こうして燃焼室25内に混合気と共に導入された洗浄液は、混合気の爆発燃焼とともに燃焼し、排気ガスとして排気タペット31を通して排気管32からエンジン2の外部へ排出される。
【0046】
駆動制御手段10は、モータ12と電磁弁13に給電を開始してから、予め設定されている所定時間(例えば15分程度)後に給電を遮断する。そうすると、洗浄液ポンプ8は回転を停止し、同時に電磁弁13は閉じる。
【0047】
電磁弁13が閉鎖することによって、吸気管4内に生じる負圧によって洗浄液吐出側通路7内に残る洗浄液が吸気管4内に吸い出されることが確実に防止できる。
【0048】
次に、図3は本発明の第2実施例としてのエンジン自動洗浄装置を取り付けたエンジンの概略図であって、この実施例では、エンジン自動洗浄装置1Aは、燃料供給管22の途中に洗浄液の吐出側通路7Aを合流させ、洗浄液を洗浄液噴射ノズルを兼ねた燃料噴射ノズル23Aから燃料と共に噴射するように構成されている。
【0049】
また、本実施例のエンジン自動洗浄装置においては、燃料ポンプ21の吐出圧のピークが洗浄液ポンプ8の吐出圧より高いため、吐出側通路7A内へ燃料が侵入してこないように、吐出側通路7Aの電磁弁13と、燃料供給管22との合流位置Pとの間に逆流防止弁13Aを設けている。
【0050】
本実施例のエンジン自動洗浄装置1Aは、逆流防止弁13Aを設けた点と、燃料噴射ノズル23Aを洗浄液噴射ノズルと兼用させた点を除いて、前述した実施例と同様に構成されており、図1と図3において共通する部材については、同一番号を付してある。
【0051】
前述したそれぞれの実施例においては、クランク軸30の回転数の積算値が所定の回転数の達すると、設定された時間だけ洗浄液が吸気管4内へ連続的に噴射されるように構成しているが、洗浄液の噴射は設定された時間、短い周期で噴射が断続的に反復されるように、図2に示す駆動制御手段10によってモータ12と電磁弁13を制御するようにしてもよい。
【0052】
なお、洗浄液の使用量は、容積にしておよそ洗浄するエンジンの排気量の1割程度で十分であり、これを20分乃至30分噴射すればよい。また、洗浄液を間欠的に噴射する場合には、例えば、エンジンの排気量が小さいものは、30秒毎に2秒噴射、排気量が大きいものは、2秒ごとに30秒噴射というように、噴射時間と休止時間の間隔をエンジンの排気量等に応じて適宜選択する。
【0053】
洗浄液の噴射を断続的に行うことで、燃焼室25内で燃焼しきれない多量の洗浄液が一度に吸気管4内へ送り込まれてエンジンの作動不良を引き起こす事故の発生を防ぐことができる。
【0054】
また、前述した各実施例においては、洗浄液の流通を遮断するために、吐出側通路7の洗浄液ポンプ8下流側に電磁弁13を設けているが、洗浄液の供給を停止する際、ポンプ8を所定時間逆転させてから停止させるようにモータ12を制御することにより、吐出側通路内の洗浄液を洗浄液タンク8側に回収するようにして、電磁弁13を省略した構造としてもよい。
【0055】
また、前述した各実施例においては、エンジン2の回転を検出する回転検出手段として、点火プラグへの通電を検出する検出コイルを用いているが、回転検出手段はこれに限定するものではなく、点火プラグを有しないディーゼルエンジン等の場合では、クランクシャフトの回転、または、これに連動して回転するカムシャフトその他の回転部材の回転を検出するタコジェネレータや、ロータリエンコーダ等を回転検出手段として用いてもよい。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載された発明によれば、エンジンの回転数の積算量が所定の値に達すると自動的に洗浄液をエンジン内に導入して吸排気バルブや燃焼室等の洗浄を行うことができるため、常にエンジンを良好な状態に維持しておくことができるとともに、エンジンの排気中に含まれる大気汚染物質を低減することができる。
【0057】
また、請求項2に記載された発明によれば、洗浄液噴射ノズルから洗浄液が短い周期で間欠的に噴射されるようにモータを間欠回転させることで、洗浄液の消費量が少なくなり、また、吸気管内へ過剰供給された洗浄液が燃焼室で燃焼しきれないで生じるエンジンの作動不良を防ぐことができる。
【0058】
また、請求項3に記載された発明によれば、燃料噴射ノズルによって洗浄液噴射ノズルが兼用されているとともに、洗浄液ポンプの吐出側通路が逆流防止弁を介して燃料噴射ノズルに燃料を給送する通路の前記燃料噴射ノズル近傍へ合流するようにしているため、洗浄液の吐出側管路の一部と洗浄液噴射ノズルを省略することができ、洗浄装置の構成を簡略化することができる。
【0059】
さらに、請求項4に記載された発明によれば、車両の走行中やアイドリング中に車両のエンジンをいつでも自動的に洗浄することができ、洗浄設備がある場所まで車両を移動させてそのエンジンを洗浄する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例における、エンジン自動洗浄装置を取り付けたガソリンエンジンの概略図である。
【図2】本発明のエンジン自動洗浄装置の構成を示す概略斜視図である。
【図3】本発明の第2実施例における、エンジン自動洗浄装置を取り付けたエンジンの概略図である。
【図4】従来の一般的なガソリンエンジンの構造を示す概略図である。
【符号の説明】
1、1A エンジン自動洗浄装置
2 エンジン
3 タンク
4 吸気管
5 ノズル
6 吸入側通路
7、7A 吐出側通路
8 ポンプ
9 減圧弁
10 駆動制御手段
11 給電ケーブル
12 モータ
13 ポンプ
13A 逆流防止弁
14 給電ケーブル
15 点火プラグ
16 ケーブル
17 検出コイル
18 ケーブル
19 電源ケーブル
20 燃料タンク
21 燃料ポンプ
22 燃料供給管
23 23A 燃料噴射ノズル
24 吸気管
25 燃焼室
26 ピストン
27 エアフィルタ
28 吸気タペット
29 コンロッド
30 クランク軸
31 排気タペット
32 排気管
33 触媒装置
34 マフラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転中のエンジン内部を自動的に洗浄する洗浄装置に関し、特に、ガソリンエンジンやジーゼルエンジンで走行する車両に搭載し、車両走行中にエンジンを自動的に洗浄することのできるエンジンの洗浄装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自動車等のエンジンは、図4にその概略構造を示すように、シリンダブロックA1下部のクランクケースA2内にクランク軸A3が設けられ、前記クランク軸A3はコンロッドA4により燃焼室A5内に上下動自在に設けられたピストンA6と連結されている。
【0003】
シリンダブロックA1の上部には、吸気タペットA7、排気タペットA8、及び、点火プラグA9等が設けられたシリンダヘッドA10が取り付けられている。
シリンダヘッドA10には、吸気管A11の一方の端部が連結されており、前記吸気管A11の他方の端部にはエアクリーナA12が取り付けられている。また吸気管A11の途中には、スロットルバルブA13、キャブレターA14のベンチュリー部、チョークバルブA15等が配置されている。
【0004】
キャブレターA14のフロート室A16には、燃料タンクA17からガソリンが給油管A18を介して燃料ポンプA19で供給されるようになっている。
フロート室A16には、図示しないフロート弁が配置されており、前記フロート弁によって、フロート室A16内のガソリンの液面のレベルが常時一定に保たれるように、給油管A18からフロート室内A16へ送り込まれるガソリンの量が自動的に調整されるようになっている。
なお、フロート室A16に燃料ポンプA19で送られる過剰のガソリンは、戻し管A20により燃料タンクA17に戻される。
【0005】
また、シリンダヘッドA10には、排気管路A21の一方の端部が連結されている。前記排気管路A21の途中には排気ガス中のNOx等を分解するための触媒装置A22が設けられ、他方の端部には排気騒音を消音する排気マフラーA23が取り付けられている。
【0006】
前述したように構成されているエンジンは、排気タペットA8が閉じ、吸入タペットA7が開いてピストンA6が下降する過程で、外部の空気がエアクリーナA12を介して吸気管A11へ流入し、キャブレターA14のベンチュリー部を通過する際の流速の増加によって生じた負圧で、フロート室A16内のガソリンを吸い出して吸気管A11内に霧状に噴出させる。
そして、その結果生じたガソリンと空気との混合気は、ピストンA6のさらなる下降動作によって燃焼室A5内に流入する。
【0007】
次に、吸入タペットA7と排気タペットA8の両方が閉じた状態でピストンA6が上昇すると燃焼室内A5の混合気は圧縮され、ピストンA6が上死点近傍に至ると点火プラグA9に通電されて燃焼室A5内の混合気に着火される。
【0008】
混合気の爆発燃焼によって燃焼室A5内の圧力は急激に上昇し、その結果ピストンA6は押し下げられ、コンロッドA4を介してクランク軸A3に回転力が生じる。
次いで、ピストンA6が再び上昇する過程で、排気タペットA8が開放されると、燃焼室A5内の燃焼ガスは、排気管路A21からエンジン外部へ排気される。
【0009】
このようにして、エンジンが長時間使用されると、燃焼室A5の内壁や、吸気タペットA7、排気タペットA8等に、カーボンや塵埃等が付着堆積し、エンジンの効率を低下させるとともに、排気ガスに含まれる種々の有害物質の量が増加し、大気汚染等の公害を原因となる問題があった。
【0010】
そこで、従来では、燃料タンク内の燃料中に清浄剤を混合し、走行状態において、燃料内に混入させた清浄剤によって吸気弁やインジェクタ等を清浄にする技術や、燃料タンクからエンジン本体に通ずる燃料送給管の途中に清浄剤を含有する燃料を注入し、この燃料によってエンジンを作動させると同時に清浄剤によって燃料噴射器や吸気弁、燃焼室を清浄にする技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0011】
【特許文献1】
特開平1−262328号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来技術においては、エンジンの洗浄が必要な時期を的確に判断して清浄作業を行うことが困難であり、また、洗浄設備がある場所でしかエンジンの洗浄を行うことができない問題があった。
【0013】
そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題を解決し、エンジンの運転中に洗浄が必要な時期がくると自動的にエンジン内部に洗浄液を導入して吸排気バルブや燃焼室内部に付着したカーボン等の汚れを除去することのできるエンジン自動洗浄装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明のエンジン自動洗浄装置は、運転中のエンジン内部を自動的に洗浄する装置であって、洗浄液タンクと、エンジンの吸気管内へ洗浄液を噴射する洗浄液噴射ノズルと、洗浄液タンクから洗浄液噴射ノズルへ洗浄液を供給する通路に設けられ、洗浄液タンク側から洗浄液噴射ノズル側へ洗浄液を送り込む洗浄液ポンプと、前記洗浄液ポンプを駆動するモータと、エンジンの回転を検出する回転検出手段と、前記回転検出手段が検出したエンジンの回転数の積算値が所定の値に達した時点でモータを一定時間だけ作動させる駆動制御手段とを備えている。
【0015】
前記駆動制御手段は、エンジンの回転数の積算値が所定の値に達した時点から一定時間だけ、洗浄液噴射ノズルから洗浄液が短い周期で間欠的に噴射されるようにモータを間欠回転させる制御を行うことが望ましい。
【0016】
また、本発明のエンジン自動洗浄装置においては、燃料噴射ノズルによって洗浄液噴射ノズルが兼用されているとともに、洗浄液ポンプの吐出側通路が逆流防止弁を介して燃料噴射ノズルに燃料を給送する通路の前記燃料噴射ノズル近傍へ合流していることも望ましい。
【0017】
また、本発明のエンジン自動洗浄装置は、エンジンで走行する車両に搭載されているものであることも望ましい。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明のエンジン自動洗浄装置は、エンジンの運転中に自動的にエンジン内部に洗浄液を導入して吸排気バルブや燃焼室内部に付着したカーボン等の汚れを除去するようにしたものである。
【0019】
本発明のエンジン自動洗浄装置は、例えば自動車等のエンジンで走行する車両に搭載することで、走行中やエンジンのアイドリング中に自動的にエンジン内部の洗浄が開始され、所定時間洗浄が行われる。
【0020】
本発明のエンジン自動洗浄装置の一つの実施形態においては、エンジンの回転を検出し、その回転数の積算値が所定の値に達した時点から一定時間ポンプが駆動され、洗浄液がノズルから吸気管内へ噴射されてエンジン内部の洗浄が行われる。
【0021】
吸気管内へ噴射された洗浄液は、吸気バルブからエンジン内部の燃焼室へ流入し、燃焼室内壁やピストンに付着したカーボン等を洗浄して燃焼室内部でガソリンやディーゼル等の燃料とともに燃焼し、その後、排気ガスとして排気バルブを通ってエンジン外部へ排気される。この際、吸気バルブや排気バルブの吸気や排気に晒される部分も洗浄液によって洗浄される。
【0022】
エンジンの回転の検出は、ガソリンエンジン等の点火プラグを有するエンジンであれば、点火プラグに通電を検出して行うことができる。これは、例えば、ディストリビュータから点火プラグへ接続されているケーブルをループ状の検出コイルの中を通し、点火プラグへの通電を検出コイルに誘導される電圧によって検出ことができる。
【0023】
また、ディーゼルエンジンのように、点火プラグを有しないエンジンの場合には、クランクシャフトあるいは、これに連動する例えばカムシャフト等の回転部品の回転を検出して行うことができる。
【0024】
このような回転部品の回転検出は、タコジェネレータを利用したり、あるいは、回転部品に取り付けた被検出部材の回転を、光学センサやリードスイッチで検出して行うことができる。
【0025】
本発明のエンジン自動洗浄装置の別の実施形態においては、駆動制御手段は、エンジンの回転数の積算値が所定の値に達した時点から一定時間だけ、洗浄液噴射ノズルから洗浄液が短い周期で間欠的に噴射されるようにモータを間欠回転させる機能を有している。
【0026】
洗浄液噴射ノズルから洗浄液が間欠的に噴射されることで、洗浄液の消費量が少なくなり、また、吸気管内へ過剰供給された洗浄液が燃焼室で燃焼しきれないで生じるエンジンの作動不良を防ぐことができる。
【0027】
また、本発明のエンジン自動洗浄装置のさらに別の実施形態においては、燃料噴射ノズルによって洗浄液噴射ノズルが兼用され、洗浄液ポンプの吐出側通路が逆流防止弁を介して燃料噴射ノズルに燃料を給送する通路の前記燃料噴射ノズル近傍へ合流している。
【0028】
なお、本発明のエンジン自動洗浄装置によれば、自動車用のエンジンに限らず、船舶に搭載したり、鉄道のジーゼル車両に搭載して、舶用エンジンや鉄道用エンジンの洗浄を自動的に行うようにすることもできる。
【0029】
【実施例】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。図1は、本発明の第1実施例を示す、エンジン自動洗浄装置を取り付けたガソリンエンジンの概略図、図2は、本発明のエンジン自動洗浄装置の第1実施例を示す概略図である。
【0030】
エンジン自動洗浄装置1は、自動車の車体(図示せず)に搭載されたエンジン2の近傍に付設されていて、洗浄液を貯留している洗浄液タンク3、エンジン2の吸気管4内へ洗浄液を噴射するための洗浄液噴射ノズル5、洗浄液タンク3内の洗浄液を吸入側通路6から吸入し、ノズル4へ連通した吐出側通路7へ送り出す洗浄液ポンプ8を備えている。また、ポンプ8の吸入側通路6と吐出側通路7との間には、吐出側通路7の圧力を所定値以下に制限するための減圧弁9が介装されている。
【0031】
図2に示すように、洗浄装置1は、後述する駆動制御手段10から給電ケーブル11で電力供給されて駆動制御されるモータ12を有しており、洗浄液ポンプ8は前記モータ12によって駆動されるようになっている。
【0032】
また、この実施例においては、洗浄液噴射ノズル5と吐出側通路7との間に電磁弁13が設けられている。この電磁弁13は常時は閉じており、駆動制御手段10から給電ケーブル14を介して給電されたときに開かれる構造になっている。
【0033】
一方、図示していないディストリビュータからエンジン2の点火プラグ15へ給電するケーブル16には、本発明における回転検出手段としての検出コイル17が装着されている。
【0034】
この検出コイル17は、ケーブル18によって駆動制御手段10に接続されていて、点火プラグ15のスパーク時にケーブル16にパルス状の電流が流れると、検出コイル17に電圧が発生し、これがケーブル18を介して駆動制御手段10に入力されるようになっている。
【0035】
本実施例においては、駆動制御手段10にはマイクロコンピュータが内蔵されていて、ケーブル18を通じて検出コイル17から入力されるパルス電流の数を積算してその積算値を監視し、この積算値が予め設定されている所定値に達すると、駆動制御手段10は給電ケーブル11を介してモータ12に予め設定された時間だけ給電するようになっている。
【0036】
本実施例においては、駆動制御手段10は給電ケーブル11に給電を開始すると同時に電磁弁13へ給電ケーブル14を介して給電して、前記設定時間と同じか、やや長めの時間経過後経過後に電磁弁13への給電を停止してこの電磁弁13を閉じるようになっている。なお、駆動制御手段10への給電は、図示していないバッテリー等の電源から電源ケーブル19を介して行われるようになっている。
【0037】
次に、前述したように構成されているエンジン自動洗浄装置1の動作を説明する。図1において、燃料タンク20に貯留されている燃料は、燃料ポンプ21によって燃料供給管22を通して燃料噴射ノズル23へ送られ、ここからエンジン2の吸気管4内へ霧状に噴射される。なお、燃料噴射ノズル23へ送られる燃料の圧力は、減圧弁24により定圧に維持されている。
【0038】
吸気管4内には、エンジン2の燃焼室25内のピストン26の下降動作に伴い、吸気管4の入口側に取り付けられているエアフィルタ27を通して外部の空気が取り込まれ、この空気に燃料噴射ノズル23から燃料が噴射されてできた混合気が絞り弁Vを通過し、さらに吸気タペット28を通って燃焼室内へ流入する。
【0039】
次いでピストン26の上昇動作によって燃焼室25内の混合気が圧縮され、さらにこの混合気が点火プラグ15によって着火されて爆発燃焼することで、ピストン26は押し下げられ、これにコンロッド29で連結されているクランク軸30が回転駆動される。
【0040】
一方、燃焼室25内で燃焼したガスは、その後のピストン26の上昇に伴って排気タペット31から排気管32へ入り、触媒装置33でガス中の有害物質が除去され、さらにマフラ34で消音されて外部へ排出される。
【0041】
このような動作の反復によってクランク軸30は回転するが、このクランク軸30の回転は、図2に示す点火プラグ15へ接続されたケーブル16を流れる電流によってを検出コイル17に誘起されるパルス状の電圧として検出される。
【0042】
前記パルス状の誘起電圧は、駆動制御手段10内で積算され、これがクランク軸30の回転の所定の積算回数に対応する値に達すると、モータ12と電磁弁13にそれぞれ給電ケーブル11、14を介して給電が開始される。
【0043】
その結果、電磁弁13が開放されるとともに、モータ12によって洗浄液ポンプポンプ8が駆動され、洗浄液タンク3内の洗浄液が吸入側通路6と吐出側通路7を通って洗浄液噴射ノズル5に送られ、ここから吸気管4内へ霧状に噴射される。
【0044】
吸気管4内へ噴射された洗浄液は、混合気に混ざり合って吸気タペット28を通過してこの周囲を洗浄し、さらに、燃焼室25内へ流入してその内壁やピストン26等に付着した汚れを洗浄する。
【0045】
こうして燃焼室25内に混合気と共に導入された洗浄液は、混合気の爆発燃焼とともに燃焼し、排気ガスとして排気タペット31を通して排気管32からエンジン2の外部へ排出される。
【0046】
駆動制御手段10は、モータ12と電磁弁13に給電を開始してから、予め設定されている所定時間(例えば15分程度)後に給電を遮断する。そうすると、洗浄液ポンプ8は回転を停止し、同時に電磁弁13は閉じる。
【0047】
電磁弁13が閉鎖することによって、吸気管4内に生じる負圧によって洗浄液吐出側通路7内に残る洗浄液が吸気管4内に吸い出されることが確実に防止できる。
【0048】
次に、図3は本発明の第2実施例としてのエンジン自動洗浄装置を取り付けたエンジンの概略図であって、この実施例では、エンジン自動洗浄装置1Aは、燃料供給管22の途中に洗浄液の吐出側通路7Aを合流させ、洗浄液を洗浄液噴射ノズルを兼ねた燃料噴射ノズル23Aから燃料と共に噴射するように構成されている。
【0049】
また、本実施例のエンジン自動洗浄装置においては、燃料ポンプ21の吐出圧のピークが洗浄液ポンプ8の吐出圧より高いため、吐出側通路7A内へ燃料が侵入してこないように、吐出側通路7Aの電磁弁13と、燃料供給管22との合流位置Pとの間に逆流防止弁13Aを設けている。
【0050】
本実施例のエンジン自動洗浄装置1Aは、逆流防止弁13Aを設けた点と、燃料噴射ノズル23Aを洗浄液噴射ノズルと兼用させた点を除いて、前述した実施例と同様に構成されており、図1と図3において共通する部材については、同一番号を付してある。
【0051】
前述したそれぞれの実施例においては、クランク軸30の回転数の積算値が所定の回転数の達すると、設定された時間だけ洗浄液が吸気管4内へ連続的に噴射されるように構成しているが、洗浄液の噴射は設定された時間、短い周期で噴射が断続的に反復されるように、図2に示す駆動制御手段10によってモータ12と電磁弁13を制御するようにしてもよい。
【0052】
なお、洗浄液の使用量は、容積にしておよそ洗浄するエンジンの排気量の1割程度で十分であり、これを20分乃至30分噴射すればよい。また、洗浄液を間欠的に噴射する場合には、例えば、エンジンの排気量が小さいものは、30秒毎に2秒噴射、排気量が大きいものは、2秒ごとに30秒噴射というように、噴射時間と休止時間の間隔をエンジンの排気量等に応じて適宜選択する。
【0053】
洗浄液の噴射を断続的に行うことで、燃焼室25内で燃焼しきれない多量の洗浄液が一度に吸気管4内へ送り込まれてエンジンの作動不良を引き起こす事故の発生を防ぐことができる。
【0054】
また、前述した各実施例においては、洗浄液の流通を遮断するために、吐出側通路7の洗浄液ポンプ8下流側に電磁弁13を設けているが、洗浄液の供給を停止する際、ポンプ8を所定時間逆転させてから停止させるようにモータ12を制御することにより、吐出側通路内の洗浄液を洗浄液タンク8側に回収するようにして、電磁弁13を省略した構造としてもよい。
【0055】
また、前述した各実施例においては、エンジン2の回転を検出する回転検出手段として、点火プラグへの通電を検出する検出コイルを用いているが、回転検出手段はこれに限定するものではなく、点火プラグを有しないディーゼルエンジン等の場合では、クランクシャフトの回転、または、これに連動して回転するカムシャフトその他の回転部材の回転を検出するタコジェネレータや、ロータリエンコーダ等を回転検出手段として用いてもよい。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載された発明によれば、エンジンの回転数の積算量が所定の値に達すると自動的に洗浄液をエンジン内に導入して吸排気バルブや燃焼室等の洗浄を行うことができるため、常にエンジンを良好な状態に維持しておくことができるとともに、エンジンの排気中に含まれる大気汚染物質を低減することができる。
【0057】
また、請求項2に記載された発明によれば、洗浄液噴射ノズルから洗浄液が短い周期で間欠的に噴射されるようにモータを間欠回転させることで、洗浄液の消費量が少なくなり、また、吸気管内へ過剰供給された洗浄液が燃焼室で燃焼しきれないで生じるエンジンの作動不良を防ぐことができる。
【0058】
また、請求項3に記載された発明によれば、燃料噴射ノズルによって洗浄液噴射ノズルが兼用されているとともに、洗浄液ポンプの吐出側通路が逆流防止弁を介して燃料噴射ノズルに燃料を給送する通路の前記燃料噴射ノズル近傍へ合流するようにしているため、洗浄液の吐出側管路の一部と洗浄液噴射ノズルを省略することができ、洗浄装置の構成を簡略化することができる。
【0059】
さらに、請求項4に記載された発明によれば、車両の走行中やアイドリング中に車両のエンジンをいつでも自動的に洗浄することができ、洗浄設備がある場所まで車両を移動させてそのエンジンを洗浄する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例における、エンジン自動洗浄装置を取り付けたガソリンエンジンの概略図である。
【図2】本発明のエンジン自動洗浄装置の構成を示す概略斜視図である。
【図3】本発明の第2実施例における、エンジン自動洗浄装置を取り付けたエンジンの概略図である。
【図4】従来の一般的なガソリンエンジンの構造を示す概略図である。
【符号の説明】
1、1A エンジン自動洗浄装置
2 エンジン
3 タンク
4 吸気管
5 ノズル
6 吸入側通路
7、7A 吐出側通路
8 ポンプ
9 減圧弁
10 駆動制御手段
11 給電ケーブル
12 モータ
13 ポンプ
13A 逆流防止弁
14 給電ケーブル
15 点火プラグ
16 ケーブル
17 検出コイル
18 ケーブル
19 電源ケーブル
20 燃料タンク
21 燃料ポンプ
22 燃料供給管
23 23A 燃料噴射ノズル
24 吸気管
25 燃焼室
26 ピストン
27 エアフィルタ
28 吸気タペット
29 コンロッド
30 クランク軸
31 排気タペット
32 排気管
33 触媒装置
34 マフラ
Claims (4)
- 運転中のエンジン内部を自動的に洗浄する装置であって、
洗浄液タンクと、
エンジンの吸気管内へ洗浄液を噴射する洗浄液噴射ノズルと、
洗浄液タンクから洗浄液噴射ノズルへ洗浄液を供給する通路に設けられ、洗浄液タンク側から洗浄液噴射ノズル側へ洗浄液を送り込む洗浄液ポンプと、
前記洗浄液ポンプを駆動するモータと、
エンジンの回転を検出する回転検出手段と、
前記回転検出手段が検出したエンジンの回転数の積算値が所定の値に達した時点で前記モータを一定時間だけ作動させる駆動制御手段とを備えたことを特徴とするエンジン自動洗浄装置。 - 駆動制御手段はエンジンの回転数の積算値が所定の値に達した時点から一定時間だけ、洗浄液噴射ノズルから洗浄液が短い周期で間欠的に噴射されるようにモータを間欠回転させることを特徴とする請求項1記載のエンジン自動洗浄装置。
- 燃料噴射ノズルによって洗浄液噴射ノズルが兼用されているとともに、洗浄液ポンプの吐出側通路が逆流防止弁を介して燃料噴射ノズルに燃料を給送する通路の前記燃料噴射ノズル近傍へ合流していることを特徴とする請求項1又は2記載のエンジン自動洗浄装置。
- エンジンで走行する車両に搭載されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のエンジン自動洗浄装置。
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JP2002278828A JP2004116350A (ja) | 2002-09-25 | 2002-09-25 | エンジン自動洗浄装置 |
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-
2002
- 2002-09-25 JP JP2002278828A patent/JP2004116350A/ja active Pending
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