JP2009257136A - 内燃機関の油中希釈燃料処理装置 - Google Patents

内燃機関の油中希釈燃料処理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】内燃機関の潤滑オイル中に含まれる燃料をオイルの劣化を抑制して分離することができると共に、吸気側の空燃比の安定した制御を図ることができる内燃機関の油中希釈燃料処理装置を提供する。
【解決手段】本装置1は、内燃機関のオイル回路3を流れる潤滑オイル中に含まれる燃料を透過させて分離する分離膜部を有するクロスフロー濾過方式の燃料分離器10と、前記燃料分離器により分離された燃料を気体成分と液体成分とに分離する気液分離器23と、前記気液分離器により分離された燃料の気体成分を捕集する燃料捕集手段(キャニスタ30)と、を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、内燃機関の油中希釈燃料処理装置に関し、さらに詳しくは、内燃機関の潤滑オイル中に含まれる燃料をオイルの劣化を抑制して分離することができると共に、吸気側の空燃比の安定した制御を図ることができる内燃機関の油中希釈燃料処理装置に関する。
従来の内燃機関の油中希釈燃料処理装置として、潤滑オイルの燃料混入による希釈を抑制するために潤滑オイルを加熱してオイル中に含まれる燃料を気化させて分離するものが知られている(例えば、特許文献1及び2参照)。
上記特許文献1には、内燃機関のオイル回路の途中にオイルヒータを設け、このヒータによりオイル回路を流れる潤滑オイルを加熱して燃料を気化分離することが開示されている。
また、上記特許文献2には、オイルパンの底部にヒータを設け、このヒータによりオイルパン内の潤滑オイルを加熱して燃料を気化分離することが開示されている。
さらに、その他の従来の油中希釈燃料処理装置として、ブローバイガス中の燃料(気体)を一旦キャニスタに吸着させ、空燃比の状況に基づいて吸気側に戻すものが知られている(例えば、特許文献3参照)。
特開2004−190513号公報 特開2004−340056号公報 特開2005−315172号公報
しかし、上記特許文献1及び2では、潤滑オイル中の燃料をヒータにて気化させているが、燃料にはその燃料成分により沸点の高い(例えば、200℃等)ものもあり、潤滑オイルを通常使用時の最高温度である130℃程度まで加熱昇温させる場合では、潤滑オイル中の燃料成分の30%以上が残留してしまう。一方、潤滑オイルを200℃程度まで加熱昇温させれば潤滑オイル中の燃料の略全量を気化させることができるが、この場合、オイルの劣化が促進されてしまう。また、急激な燃料の気化で大量の燃料成分がブローバイガス還元されるため、吸気側の空燃比の安定した制御が困難となる。
特に、上記特許文献1では、オイルパンとエンジンの被潤滑部とを連絡するオイル通路又はこのオイル通路に設けられたバイパス通路を通る比較的大量の潤滑オイルをヒータで加熱しているので、上述の問題が顕著なものとなる。また、上記特許文献2では、オイルパン内の全オイルを加熱しているので、上述の問題が極めて顕著なものとなる。
さらに、上記特許文献3では、気体である燃料をキャニスタに吸着させているが、分離後の燃料はその温度により気体成分と液体成分とが存在することがあり、この場合、直接両方をキャニスタに吸着させることはできない。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、内燃機関の潤滑オイル中に含まれる燃料をオイルの劣化を抑制して分離することができると共に、吸気側の空燃比の安定した制御を図ることができる内燃機関の油中希釈燃料処理装置を提供することを目的とする。
本発明は、以下の通りである。
1.内燃機関のオイル回路を流れる潤滑オイル中に含まれる燃料を透過させて分離する分離膜部を有するクロスフロー濾過方式の燃料分離器と、
前記燃料分離器により分離された燃料を気体成分と液体成分とに分離する気液分離器と、
前記気液分離器により分離された燃料の気体成分を捕集する燃料捕集手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の油中希釈燃料処理装置。
2.前記気液分離器の液体成分排出部と燃料タンクとを連絡する燃料戻し通路を更に備える上記1.記載の内燃機関の油中希釈燃料処理装置。
3.前記内燃機関のオイル貯留部と被潤滑部とを連絡し且つ前記オイル回路を構成するオイル通路と、該オイル通路に設けられ且つ前記オイル貯留部の潤滑オイルを前記被潤滑部に供給するオイルポンプと、その一端側が前記オイル通路の前記オイルポンプの下流側に接続され且つその他端側が前記オイルポンプの上流側に接続され更に前記燃料分離器が設けられたバイパス通路と、該バイパス通路に設けられ且つ該バイパス通路を潤滑オイルの温度又は該温度と相関関係を持つ物理量に基づいて開閉する開閉弁と、を更に備える上記2.記載の内燃機関の油中希釈燃料処理装置。
4.前記燃料分離器により分離された燃料中のオイルを検知するオイルセンサと、前記気液分離器の液体成分排出部と燃料タンクとを連絡する燃料戻し通路と、該燃料戻し通路から分岐されオイル貯留部に接続されている分岐通路と、該分岐通路及び該燃料戻し通路の分岐部に設けられ且つ前記オイルセンサの検知結果に基づいて該分岐通路及び該燃料戻し通路の開閉を切り替える電磁弁と、を更に備える上記1.記載の内燃機関の油中希釈燃料処理装置。
5.前記オイルセンサは、前記燃料戻し通路の前記分岐通路との分岐部より上流側に設けられている上記4.記載の内燃機関の油中希釈燃料処理装置。
6.前記気液分離器の液体成分排出部とオイル貯留部とを連絡するオイル戻し通路を更に備える上記1.記載の内燃機関の油中希釈燃料処理装置。
本発明の内燃機関の油中希釈燃料処理装置によると、燃料分離器の分離膜部により内燃機関のオイル回路を流れる潤滑オイル中に含まれる燃料が透過されて分離される。そして、この燃料分離器で分離された燃料は、気液分離器により気体成分と液体成分とに分離され、燃料捕集手段により燃料の気体成分が捕集される。このように、分離膜部により潤滑オイル中の燃料を透過分離しているので、潤滑オイルを高温加熱する必要がなく、オイルの劣化を抑制して燃料を分離することができる。また、大量の燃料成分がブローバイガス還元されないため、吸気側の空燃比の安定した制御を図ることができる。また、クロスフロー濾過方式であるため、分離膜部の表面に潤滑オイル中のスラッジ等の異物が堆積し難く分離膜部の分離能力の低下を抑制することができる。さらに、分離後の燃料の気体成分のみを燃料捕集手段で一旦捕集して適宜タイミングで吸気側へ戻すことができ、吸気側の空燃比のより安定した制御を図ることができる。
また、前記気液分離器の液体成分排出部と燃料タンクとを連絡する燃料戻し通路を更に備える場合は、燃料戻し通路を介して気液分離器の液体排出部から排出される燃料の液体成分が燃料タンクに戻されるため、燃費を向上させることができる。
また、オイル通路とオイルポンプとバイパス通路と開閉弁とを更に備える場合は、潤滑オイルの低温時には、開閉弁によりバイパス通路が開放され、オイルポンプの作用でオイル通路を流れる潤滑オイルのうちの一部がバイパス通路を流れて、燃料分離器によりその潤滑オイル中に含まれる燃料が分離される。一方、潤滑オイルの高温時には、開閉弁によりバイパス通路が閉鎖され、オイルポンプの作用でオイル通路を流れる潤滑オイルの全部が内燃機関の被潤滑部に供給される。このように、潤滑オイルの低温時の燃料希釈が比較的多いときに、オイル通路から分岐してバイパス通路を流れる比較的少量の潤滑オイル中の燃料を分離するようにしたので、オイルの劣化をより確実に抑制して燃料を分離することができる。また、大量の燃料成分がブローバイガス還元されないため、吸気側の空燃比のより安定した制御を図ることができる。さらに、潤滑オイルの高温時の燃料希釈が比較的少ないときに、潤滑オイルをバイパス通路に分岐させずにオイル通路のみを流すようにしたので、潤滑オイルの必要な油圧を確保して円滑に流通させることができる。さらに、潤滑オイルの低温時にのみ燃料を分離するようにしたので、分離後の燃料中にオイル成分を全く含ませないことが可能となり、気液分離後の燃料の液体成分の全部を燃料タンクに戻すことができる。
また、オイルセンサと燃料戻し通路と分岐通路と電磁弁とを更に備える場合は、オイルセンサが分離後の燃料中のオイルを検知しないときには、電磁弁により燃料戻し通路が開放され且つ分岐通路が閉鎖され、燃料戻し通路を介して気液分離後の燃料の液体成分が燃料タンクに戻される。一方、オイルセンサが分離後の燃料中のオイルを検知したときには、電磁弁により燃料戻し通路が閉鎖され且つ分岐通路が開放され、分岐通路を介して気液分離後の燃料の液体成分がオイル貯留部に戻される。これにより、気液分離後のオイルを含まない燃料の液体成分を燃料タンクに戻して燃費を向上させ得ると共に、気液分離後のオイルを含む燃料の液体成分を燃料タンクへ戻すことなく処理できる。
また、前記オイルセンサが、前記燃料戻し通路の前記分岐通路との分岐部より上流側に設けられている場合は、オイルセンサにより気液分離後の燃料の液体成分中のオイルの有無が検知されるため、オイルの検知と電磁弁の切り替えとの時期のずれを低減又は零とすることができ、気液分離後のオイルを含む燃料の液体成分の燃料タンクへの戻りをより確実に防止できる。
さらに、前記気液分離器の液体成分排出部とオイル貯留部とを連絡するオイル戻し通路を更に備える場合は、オイル戻し通路を介して気液分離器の液体成分排出部から排出される燃料の液体成分がオイル貯留部に戻される。これにより、気液分離後のオイル成分を含む燃料の液体成分を燃料タンクへ戻すことなく処理できる。
1.内燃機関の油中希釈燃料処理装置
本実施形態1.に係る内燃機関の油中希釈燃料処理装置は、以下に述べる燃料分離器、気液分離器及び燃料捕集手段を備えている。
上記「燃料分離器」は、内燃機関のオイル回路を流れる潤滑オイル中に含まれる燃料を透過させて分離する分離膜部を有するクロスフロー濾過方式の分離器である限り、その構造、分離形態等は特に問わない。この燃料分離器では、通常、潤滑オイルの低温時(例えば、50℃以下)にはオイル粘度が高いため透過分離された燃料中にオイルが含まれないが、潤滑オイルの高温時(例えば、50℃を超える温度)には透過分離された燃料中にオイル(液体)が含まれる。
なお、上記「クロスフロー濾過方式」とは、流れの一部が濾材を通過する濾過方式を意味する。また、上記「内燃機関のオイル回路」は、潤滑オイルが循環して流れる回路である限り、その構造、形状、設置形態等は特に問わない。
上記燃料分離器としては、例えば、金属製または樹脂製の筒状の分離器本体と、この分離器本体内に設けられ且つ分離器本体内を第1領域及び第2領域に仕切り更に上述の分離膜部を有する分離部材と、を備え、この分離器本体には、第1領域にオイルを導入するオイル導入部、第1領域からオイルを排出するオイル排出部、及び第2領域から燃料成分を排出する燃料排出部が設けられている形態を挙げることができる。これにより、燃料分離器として簡易且つ小型な構造のものを提供できる。この燃料分離器によると、オイル導入部により分離器本体の第1領域に導入されるオイルは、第1領域を流れる間に分離膜部により燃料成分が透過分離されてオイル排出部により第1領域から分離器本体の外方に排出される。一方、分離膜部によりオイルから透過分離された燃料成分は、第2領域を流れ燃料排出部により第2領域から分離器本体の外方に排出される。
上述の形態の場合、例えば、上記分離部材は、筒状の分離器本体の軸心方向に沿う軸心を有する筒状又は柱状に形成されていることができる。これにより、燃料分離器を更に簡易且つ小型な構造とすることができる。この場合、上記第1及び第2領域等の仕切り形態としては、例えば、(1)第1領域が分離部材の内側の領域であり、第2領域が分離部材の外側の領域である形態(図2参照)、(2)第1領域が分離部材の外側の領域であり、第2領域が分離部材の内側の領域である形態(図6参照)等を挙げることができる。上記(2)形態によると、比較的大量のオイルが流通する第1領域の容積を大きく設定できる。
上記(1)形態では、例えば、上記燃料排出部は、燃料を分離器本体の接線方向から排出するように設けられていることができる。これにより、第2領域内の燃料に旋回力が付与され、その旋回により第2領域の軸心側の圧力が遠心側の圧力より小さくなる。その結果、第1領域と第2領域との間の圧力差をより大きくすることができ、分離膜部に対する燃料の透過性を高めることができる。
上記(2)形態では、例えば、上記オイル導入部は、オイルを分離器本体の接線方向に導入するように設けられていることができる。これにより、第1領域内のオイルに旋回力が付与され、その旋回によりオイル中に含まれる比重の大きな金属粉等の異物が分離器本体の遠心方向に集積される。その結果、分離膜部の表面への異物の堆積を更に抑制できる。この場合、さらに、上記オイル排出部が、オイルを分離器本体の接線方向から排出するように設けられていることが好ましい。第1領域内のオイルにより強い旋回力を付与できるためである。
上記(2)形態では、例えば、分離器本体の内周面側にオイル中に含まれる比重の大きな金属粉等の異物を捕集する捕集部を設けることができる。これにより、分離後の燃料への異物の混入を抑制できる。
上記分離部材は、例えば、燃料成分を透過可能な多数の細孔を有する筒状の上記分離膜部と、この分離膜部の細孔の径よりも大きな径の多数の細孔を有し且つ分離膜部を支持する支持体部と、を備えることができる。この分離部材としては、例えば、(a)筒状の支持体部の内周側に筒状の分離膜部を支持してなる形態(図3参照)、(b)筒状の支持体部の外周側に筒状の分離膜部を支持してなる形態(図7参照)、(c)柱状の支持体部が複数の貫通孔を有しており、これら複数の貫通孔内のそれぞれに分離膜部を支持してなる形態(図9参照)等を挙げることができる。
上記分離部材、支持体部及び分離膜部の形状、材質、個数等は、分離するオイルの流量等に応じて適宜選択される。上記分離膜部の厚さは、例えば、1〜1000μm(好ましくは10〜20μm)であることができる。また、上記分離部材、支持体部及び分離膜部の材質としては、例えば、セラミック、樹脂、ゴム等を挙げることができる。
上記燃料分離器は、例えば、上記分離部材を加熱する加熱手段(例えば、上記分離部材の表面側又は内部に設けられるヒータ等)を更に備えることができる。これにより、オイルからの燃料成分の分離を更に促進させることができる。
上記「気液分離器」は、上記燃料分離器により分離された燃料を気体成分と液体成分とに分離する限り、その構造、分離形態等は特に問わない。この気液分離器は、例えば、分離室が形成された本体に、その分離室内に燃料を導入する燃料導入部、分離室内で分離された燃料の気体成分を本体の外部に排出する気体成分排出部、及び分離室内で分離された燃料の液体成分を本体の外部に排出する液体成分排出部を設けて構成されていることができる。この気液分離器の種類としては、例えば、遠心分離式、チャンバ式等を挙げることができる。
上記「燃料捕集手段」は、上記気液分離器により分離された燃料の気体成分を捕集する限り、その構造、捕集形態等は特に問わない。この燃料捕集手段としては、例えば、その内部に粒状活性炭等の吸着材を充填してなるキャニスタ、活性炭等の吸着材ハニカム構造体からなるキャニスタ等を挙げることができる。
ここで、上記内燃機関の油中希釈燃料処理装置としては、例えば、以下に述べる(1)〜(3)形態等を挙げることができる。
(1)上記気液分離器の液体成分排出部と燃料タンクとを連絡する燃料戻し通路を更に備える形態(図1参照)。
(2)上記燃料分離器により分離された燃料中のオイルを検知するオイルセンサと、上記気液分離器の液体成分排出部と燃料タンクとを連絡する燃料戻し通路と、この燃料戻し通路から分岐されオイル貯留部に接続されている分岐通路と、これら分岐通路及び燃料戻し通路の分岐部に設けられ且つオイルセンサの検知結果に基づいて分岐通路及び燃料戻し通路の開閉を切り替える電磁弁と、を更に備える形態(図4参照)。
(3)上記気液分離器の液体成分排出部とオイル貯留部とを連絡するオイル戻し通路を更に備える形態(図5参照)。
上記(1)〜(3)形態では、例えば、上記オイル貯留部としては、内燃機関の本体の下部に設けられるオイルパン、内燃機関の本体とは別体に設けられるオイルタンク等を挙げることができる。また、上記燃料タンクは、燃料を貯留する限り、その構造、形状、材質等は特に問わない。また、上記オイル通路としては、例えば、配管、内燃機関の本体又は機構部に形成された通路、空間等のうちの1種又は2種以上の組み合わせを挙げることができる。さらに、内燃機関の被潤滑部としては、例えば、ベアリング、ピストン、カムシャフト、バルブ系等を挙げることができる。
上記(1)形態では、例えば、内燃機関のオイル貯留部と被潤滑部とを連絡し且つオイル回路を構成するオイル通路と、このオイル通路に設けられ且つオイル貯留部の潤滑オイルを被潤滑部に供給するオイルポンプと、その一端側がオイル通路のオイルポンプの下流側に接続され且つその他端側がオイルポンプの上流側に接続され更に燃料分離器が設けられたバイパス通路と、このバイパス通路に設けられ且つバイパス通路を潤滑オイルの温度又は該温度と相関関係を持つ物理量に基づいて開閉する開閉弁と、を更に備えることができる。
上記オイルポンプとしては、例えば、トロコイド式、内接ギヤ式、外接ギヤ式、インナギヤ式等を挙げることができる。また、このオイルポンプは、例えば、内燃機関の駆動力により作動されたり、内燃機関とは別の駆動源により作動されたりできる。
上記バイパス通路としては、例えば、配管、内燃機関の本体又は機構部に形成された通路、空間等のうちの1種又は2種以上の組み合わせを挙げることができる。
上記バイパス通路の他端側の接続形態としては、例えば、(a)上記バイパス通路の他端側がオイル通路のオイルポンプの上流側に接続されている形態(図1参照)、(b)上記バイパス通路の他端側がオイル貯留部に接続されている形態(図10参照)等を挙げることができる。上記(a)形態によると、潤滑オイルの低温時に、バイパス通路を流れる燃料分離後のある程度勢いのある潤滑オイルがオイル通路のオイルポンプの上流側に戻されるため、内燃機関のフリクションを低減させることができる。また、上記(b)形態によると、潤滑オイルの低温時に、燃料分離された潤滑オイルがオイル貯留部に戻されてオイル貯留部内の燃料分離前の大量の潤滑オイルに混ぜられる。これにより、オイル通路には、燃料成分を比較的多く含む潤滑オイルが流れることとなり、燃料の分離効率を高めることができる。
上記物理量としては、例えば、潤滑オイルの圧力、粘度、燃料希釈度、潤滑オイルを冷却する冷却水の温度、内燃機関を構成する部位の温度等を挙げることができる。ここで、例えば、オイル通路を流れる潤滑オイルの温度が約50℃でその圧力が約400kPaとなり、潤滑オイルの温度が約130℃でその圧力が約200kPaとなり、潤滑オイルの温度と圧力とは一定の相関関係を持っている。
上記開閉弁は、例えば、上記バイパス通路の燃料分離器の下流側に設けられていてもよいが、上記開閉弁がバイパス通路の燃料分離器の上流側に設けられていることが好ましい。閉鎖状態のバイパス通路内の残存オイルを最小限又は略零として、潤滑オイルの必要な油量をより確保し易いためである。
上記開閉弁としては、例えば、(a)バネ等の弾性体によりバイパス通路を閉鎖する位置に付勢され且つバイパス通路に流入する潤滑オイルの圧力が所定の設定値(例えば、375〜425kPaのうちの任意の数値等)を超えたときにその潤滑オイルの圧力によりバイパス通路を開放するように変位される弁体を備える形態、(b)バイパス通路に流入される潤滑オイルの温度が所定の設定値(例えば、40〜60℃のうちの任意の数値等)を超えたときにバイパス通路を閉鎖し且つ所定の設定値以下のときにバイパス通路を開放するサーモスタットである形態、(c)潤滑オイルの温度を検出する検出センサの検出結果に基づいて開閉制御される電磁弁である形態、(d)上記物理量を検出する検出センサの検出結果に基づいて開閉制御される電磁弁である形態等を挙げることができる。これらのうち、より簡易に構成できるといった観点から、上記(a)形態であることが好ましい。また、より正確な温度で制御できるといった観点から、上記(b)(c)形態であることが好ましい。
上記(2)形態では、例えば、上記オイルセンサとしては、粘度センサ、希釈度センサ、濃度センサ等を挙げることができる。
上記(2)形態では、例えば、上記オイルセンサは、上述の燃料分離器の燃料排出部と気液分離器の燃料導入部との間に設けられていてもよいが、上記オイルセンサが、燃料戻し通路の分岐通路との分岐部より上流側に設けられていることが好ましい。
上記(2)(3)形態では、例えば、上記燃料分離器は、上記オイル通路のオイルポンプの下流側又は上流側に設けられていることができる。
以下、図面を用いて実施例1〜3により本発明を具体的に説明する。
なお、本実施例1〜3では、本発明に係る「内燃機関」として、燃焼室内に燃料噴射弁が配置され気筒内周面に直接燃料を噴射する直噴式エンジンを例示する。
(実施例1)
(1)油中希釈燃料処理装置の構成
本実施例1に係る油中希釈燃料処理装置1は、図1に示すように、エンジン2のオイル回路3の途中に設けられている。このエンジン2の本体2aの下部には、潤滑オイルを貯留するオイルパン5(本発明に係る「オイル貯留部」として例示する。)が設けられている。このオイルパン5内には周知のオイルストレーナ6が配設されている。このオイルストレーナ6とエンジン2の各被潤滑部(図示省略)とは、オイル回路3を構成するオイル通路7を介して連絡されている。このオイル通路7の途中には、エンジン2の駆動力により作動されオイルパン5内の潤滑オイルを各被潤滑部に圧送するオイルポンプ8が設けられている。
上記オイル通路7のオイルポンプ8の下流側には、バイパス通路9の一端側9a(流入端側)が接続されている。また、オイル通路7のオイルポンプ8の上流側には、バイパス通路9の他端側9b(流出端側)が接続されている。このバイパス通路9の途中には、バイパス通路9を流れる潤滑オイル中に含まれる燃料を分離する燃料分離器10が設けられている。
上記燃料分離器10は、図2に示すように、円筒状で金属製の分離器本体11を備えている。この分離器本体11の軸方向の両端側には、段差孔付きのリング部材12a,12bが取り付けられている。これら各リング部材12a,12bには円筒状のセラミックフィルタ13の両端側が支持されている。このセラミックフィルタ13は、分離器本体11内に本体11の軸心に沿って配置されている。また、このセラミックフィルタ13によって、分離器本体11内は、セラミックフィルタ13の内側の第1領域15と外側の第2領域16とに仕切られている。また、一方のリング部材12aの内周側によって、外部から第1領域15に潤滑オイルを導入するオイル導入部17が構成されている。また、他方のリング部材12bの内周側によって、第1領域15から外部へ潤滑オイルを排出するオイル排出部18が構成されている。また、分離器本体11の外周側には、セラミックフィルタ13で透過分離されて第2領域16を流れる燃料成分を外部へ排出する燃料排出部19が設けられている。
上記セラミックフィルタ13は、図3に示すように、多数の細孔を有する筒状の支持体部13aと、この支持体部13aの内周面に支持され且つ燃料を透過させ得る多数の細孔を有する円筒状の分離膜部13bとを備える2層構造となっている。この支持体部13aの厚さは約2mmとされており、分離膜部13bの厚さは約10μmとされている。また、支持体部13aの細孔の平均径は約10μmとされており、分離膜部13bの細孔の平均径は約20nmとされている。
ここで、エンジンに用いられるガソリン等の燃料は、その分子構造において、1つの分子あたり4〜13個程度の炭素原子を有しているが、オイルの場合、1つの分子あたり25個以上の炭素原子を有している。このような分子の構成の違いにより、燃料の分子径は分離膜部11bの細孔の径よりも小さく、オイルの分子径は分離膜部13bの細孔の径よりも大きいため、セラミックフィルタ13によりオイルに混合している燃料を分離することができる。そして、支持体部13aの細孔径は分離膜部13bの細孔径と比較して極めて大きいので、分離膜部13bを通過した燃料は、分離膜部13bを通過するよりも小さい抵抗で、支持体部13aを通過することができる。
上記バイパス通路9の燃料分離器10の上流側には、図1に示すように、バイパス通路9を流れる潤滑オイルの圧力(本発明に係る「温度と相関関係を持つ物理量」として例示する。)に応じてバイパス通路9を開閉する周知の開閉弁20が設けられている。この開閉弁20は、バネ等の弾性体(図示省略)によりバイパス通路9を閉鎖する位置に付勢される弁体(図示省略)を備えている。この弁体は、バイパス通路9に流入する潤滑オイルの圧力が所定の設定値(例えば、400kPa)を超えたときにその潤滑オイルの圧力によりバイパス通路9を開放するように変位される。そして、この開閉弁20により開放されるバイパス通路9には、オイルポンプ8の作用でオイル通路7を流れる潤滑オイルのうちの一部が流れるようになっている。
上記燃料分離器10の燃料排出部19は、通路22を介して周知の遠心分離式の気液分離器23に接続されている。この気液分離器23は、略円筒状の本体24を備えている。この本体24の上部側壁には、通路22の一端側が接続される燃料導入部25が設けられている。この燃料導入部25は、燃料分離器10の燃料排出部19から排出された燃料を本体24内に接線方向から導入するようになっている。また、本体24の天井壁には、本体24内で遠心分離された燃料の気体成分を外部へ排出する気体成分排出部26が設けられている。また、本体24の下部には、本体24内で遠心分離された燃料の液体成分を外部へ排出する液体成分排出部27が設けられている。
上記気液分離器23の気体成分排出部26は、通路29を介して粒状活性炭を充填してなるキャニスタ30(本発明に係る「燃料捕集手段」として例示する。)に接続されている。そして、この通路29を介して気液分離器23で遠心分離された燃料の気体成分がキャニスタ30に吸着されて一旦捕集されるようになっている。また、気液分離器23の液体成分排出部27は、燃料戻し通路32を介して燃料タンク33に接続されている。そして、この燃料戻し通路32を介して気液分離器23で遠心分離された燃料の液体成分が燃料タンク33に戻されるようになっている。
上記キャニスタ30は、通路35を介して吸気管36のスロットルバルブ37の下流側に接続されている。この通路35の途中には、エンジン制御ユニット38(ECU)により制御され通路35を開閉するパージ用電磁弁39が設けられている。そして、この電磁弁39により通路35が開放されると、通路40からの大気の導入によりキャニスタ30に一旦捕集された燃料の気体成分が吸気管36に導入され燃焼される。また、燃料タンク33は、その途中に周知の逆止弁42が設けられた通路43を介してキャニスタ30に接続されている。そして、この通路43を介して燃料タンク33内で発生する燃料の気体成分がキャニスタ30に吸着されて一旦捕集されるようになっている。
なお、上記エンジン制御ユニット38は、各種センサからの入力に基づいてパージ用電磁弁39、点火プラグの点火時期、燃料噴射弁から噴射される燃料の量、噴射タイミング等を制御するようになっている。また、吸気管36のスロットルバルブ37の下流側とヘッドカバー3bの内部とは通路44で連絡されており、この通路44を介してエンジン本体2a内で生じるブローバイガスG(図1中に破線矢印で示す。)が吸気管36に還流されるようになっている。また、吸気管36のスロットルバルブ37の上流側とエンジン2のヘッドカバー2bの内部とは通路45で連絡されており、この通路45を介して新気がヘッドカバー2b内に導入されるようになっている。さらに、吸気管36のスロットルバルブ37の上流側にはエアクリーナ46が設けられている。
(2)油中希釈燃料処理装置の作用
次に、上記構成の油中希釈燃料処理装置1の作用について説明する。
なお、本実施例では、直噴式エンジン2を採用しているので、気筒内周面に付着した燃料が潤滑オイルに混ざりオイルパン5内の潤滑オイルが希釈され易い。特に、潤滑オイルの低温時(例えば、50℃以下)には潤滑オイル中の燃料の気化がほとんどなく希釈燃料が比較的多い状態となる。一方、潤滑オイルの高温時(例えば、130℃)には潤滑オイル中の大部分の燃料が気化されて希釈燃料が比較的少ない状態となる。
先ず、潤滑オイルの低温時(例えば、50℃以下)の希釈燃料が比較的多いときには、開閉弁20によりバイパス通路9が開放され、図1中に実線矢印で示すように、オイルポンプ8の作用でオイル通路7を流れる潤滑オイルのうちの大部分がエンジン2の各被潤滑部に供給されると共に、オイル通路7を流れる潤滑オイルのうちの一部がバイパス通路9に流入し、燃料分離器10によりその潤滑オイル中に含まれる燃料が分離される。このとき、図2中に実線矢印で示すように、オイル導入部17から第1領域15内に導入される潤滑オイルは、セラミックフィルタ13により燃料成分が透過分離されて、オイル排出部18から外部へ排出される。そして、その排出された潤滑オイルはバイパス通路9を流れてオイル通路7に戻される。一方、図2中に破線矢印で示すように、セラミックフィルタ13により潤滑オイルから透過分離された燃料は、第2領域16に至り燃料排出部19から分離器本体11の外方に排出される。そして、その排出された燃料は、通路22を介して気液分離器23内に導入されて気体成分と液体成分とに遠心分離される。
なお、本実施例1では、潤滑オイルの低温時(例えば、50℃以下)には透過分離後の燃料中にオイルが含まれていないものとする。
この気液分離器23で遠心分離された燃料の気体成分は、通路29を介してキャニスタ30に吸着されて一旦捕集される。その後、適宜タイミングでエンジン制御ユニット38によりパージ用電磁弁39が切り替えられ、この電磁弁39により開放される通路35を介してキャニスタ30に捕集された燃料の気体成分が吸気管36に導入されて燃焼される。また、気液分離器23で遠心分離された燃料の液体成分は、燃料戻し通路32を介して燃料タンク33に戻される。
一方、潤滑オイルの高温時(例えば、130℃)の希釈燃料が比較的少ないときには、開閉弁20によりバイパス通路9が閉鎖され、オイルポンプ8の作用でオイル通路7を流れる潤滑オイルの全部がエンジン2の各被潤滑部に供給される。また、オイルパン5内の潤滑オイル中に含まれる燃料成分の大部分が気化されて、エンジン本体2a内で発生するブローバイガスGに混じり、その混合ガスが通路44を介して吸気管36に還流されることとなる。
(3)実施例の効果
以上より、本実施例1によると、燃料分離器10の分離膜部13bによりエンジン2のオイル回路3を流れる潤滑オイル中に含まれる燃料が透過されて分離される。そして、この燃料分離器10で分離された燃料は、気液分離器23により気体成分と液体成分とに分離され、キャニスタ30により燃料の気体成分が捕集される。このように、分離膜部13bにより潤滑オイル中の燃料を透過分離しているので、潤滑オイルを高温加熱する必要がなく、オイルの劣化を抑制して燃料を分離することができる。また、大量の燃料成分がブローバイガス還元されないため、吸気側の空燃比の安定した制御を図ることができる。また、クロスフロー濾過方式であるため、分離膜部13bの表面に潤滑オイル中のスラッジ等の異物が堆積し難く分離膜部13bの分離能力の低下を抑制することができる。さらに、分離後の燃料の気体成分のみをキャニスタ30で一旦捕集して適宜タイミングで吸気側へ戻すことができ、吸気側の空燃比のより安定した制御を図ることができる。
また、本実施例1では、気液分離器23の液体成分排出部と燃料タンク33とを連絡する燃料戻し通路32を更に備えて油中希釈燃料処理装置1を構成したので、燃料戻し通路32を介して気液分離器23の液体排出部27から排出される燃料の液体成分を燃料タンク33に戻すことができ、燃費を向上させることができる。
また、本実施例1では、オイル通路7、オイルポンプ8、バイパス通路9及び開閉弁20を更に備えて油中希釈燃料処理装置1を構成したので、潤滑オイルの低温時には、開閉弁20によりバイパス通路9が開放され、オイルポンプ8の作用でオイル通路7を流れる潤滑オイルのうちの一部がバイパス通路9を流れて、燃料分離器10によりその潤滑オイル中に含まれる燃料が分離される。一方、潤滑オイルの高温時には、開閉弁20によりバイパス通路9が閉鎖され、オイルポンプ8の作用でオイル通路7を流れる潤滑オイルの全部がエンジン2の被潤滑部に供給される。このように、潤滑オイルの低温時の燃料希釈が比較的多いときに、オイル通路7から分岐してバイパス通路9を流れる比較的少量の潤滑オイル中の燃料を分離するようにしたので、オイルの劣化をより確実に抑制して燃料を分離することができる。また、大量の燃料成分がブローバイガス還元されないため、吸気側の空燃比のより安定した制御を図ることができる。さらに、潤滑オイルの高温時の燃料希釈が比較的少ないときに、潤滑オイルをバイパス通路9に分岐させずにオイル通路7のみを流すようにしたので、潤滑オイルの必要な油圧を確保して円滑に流通させることができる。さらに、潤滑オイルの低温時にのみ燃料を分離するようにしたので、分離後の燃料中にオイル成分を全く含ませないことが可能となり、気液分離後の燃料の液体成分の全部を燃料タンク33に戻すことができる。
また、本実施例1では、バイパス通路9の他端側(流出端側)を、オイル通路7のオイルポンプ8の上流側に接続させているので、潤滑オイルの低温時に、バイパス通路9を流れる燃料分離後のある程度勢いのある潤滑オイルがオイル通路7のオイルポンプ8の上流側に戻されるため、エンジン2のフリクションを低減させることができる。
さらに、本実施例1では、開閉弁20を、バイパス通路9の燃料分離器10の上流側に設けたので、閉鎖状態のバイパス通路9内の残存オイルを最小限又は略零として、潤滑オイルの高温時に必要な油量をより容易に確保することができる。
(実施例2)
次に、実施例2に係る油中希釈燃料処理装置について説明する。なお、本実施例2に係る油中希釈燃料処理装置において上記実施例1の油中希釈燃料処理装置1と略同じ構成部分は同符号を付け詳説を省略し、両者の相違点について詳説する。
(1)油中希釈燃料処理装置の構成
本実施例2に係る油中希釈燃料処理装置70は、図4に示すように、エンジン2のオイル回路3の途中に設けられている。このオイル回路3を構成するオイル通路7のオイルポンプ8の下流側には、オイル通路7を流れる潤滑オイル中に含まれる燃料を分離する燃料分離器10が設けられている。この燃料分離器10は、オイル導入部17、オイル排出部18及び燃料排出部19が設けられた分離器本体11とセラミックフィルタ13とを備えている。
上記燃料分離器10の燃料排出部19は、通路22を介して周知の遠心分離式の気液分離器23に接続されている。この気液分離器23は、燃料導入部25、気体成分排出部26及び液体成分排出部27が設けられた本体24を備えている。
上記気液分離器23の液体成分排出部27は、燃料戻し通路71を介して燃料タンク33に接続されている。この燃料戻し通路71の途中には、電磁弁73を介して分岐通路72の一端側が接続されている。この分岐通路72の他端側はオイルパン5内に接続されている。また、この燃料戻し通路71の分岐通路72との分岐接続部より上流側には、燃料分離器10により分離された燃料の液体成分中のオイルを検知するオイルセンサ74が設けられている。そして、エンジン制御ユニット38は、オイルセンサ74の検知結果に基づいて燃料戻し通路71及び分岐通路72の開閉を切り替えるように電磁弁73を制御するようになっている。そして、電磁弁73により燃料戻し通路71が開放され且つ分岐通路72が閉鎖された状態では、燃料戻し通路71を介して気液分離器23で遠心分離された燃料の液体成分が燃料タンク33に戻される。また、電磁弁73により燃料戻し通路71が閉鎖され且つ分岐通路72が開放された状態では、分岐通路72を介して気液分離器23で遠心分離された燃料の液体成分がオイルパン5に戻されるようになっている。
なお、本実施例2では、上記オイルセンサ74として、燃料の液体成分の粘度の相違によりオイルの有無を検知する粘度センサを採用する。
(2)油中希釈燃料処理装置の作用
次に、上記構成の油中希釈燃料処理装置70の作用について説明する。
先ず、図4中に実線矢印で示すように、オイルポンプ8の作用でオイル通路7を流れる潤滑オイルは、燃料分離器10によりその潤滑オイル中に含まれる燃料が透過分離され、その燃料分離された潤滑オイルがエンジン2の各被潤滑部へ供給される。また、燃料分離器10により潤滑オイルから透過分離された燃料は、通路22を介して気液分離器23内に導入されて気体成分と液体成分とに遠心分離される。
なお、本実施例2では、潤滑オイルの低温時(例えば、50℃以下)には透過分離後の燃料中にオイルが含まれておらず、潤滑オイルの高温時(例えば、50℃を超える温度)には透過分離後の燃料中にオイルが含まれているものとする。
上記気液分離器23で遠心分離された燃料の気体成分は、通路29を介してキャニスタ30に吸着されて一旦捕集され、その後、適宜タイミングで吸気管36に導入されて燃焼される。また、気液分離器23で遠心分離された燃料の液体成分は、燃料戻し通路71の上流側71aを流れる際にオイルセンサ74によりオイルの有無が検知される。そして、オイルセンサ74でオイルが検知されないときには、電磁弁73により燃料戻し通路71が開放され且つ分岐通路72が閉鎖され、遠心分離後の燃料の液体成分は燃料戻し通路71を介して燃料タンク33内へ戻される。一方、オイルセンサ74でオイルが検知されたときには、電磁弁73により燃料戻し通路71が閉鎖され且つ分岐通路72が開放され、遠心分離後の燃料の液体成分は分岐通路72を介してオイルパン5内へ戻される。
(3)実施例の効果
以上より、本実施例2によると、上記実施例1と略同様の作用・効果を発揮できることに加えて、燃料戻し通路71、分岐通路72、電磁弁73及びオイルセンサ74を更に備えて油中希釈燃料処理装置70を構成したので、気液分離後のオイルを含まない燃料の液体成分を燃料タンク33に戻して燃費を向上させ得ると共に、気液分離後のオイルを含む燃料の液体成分を燃料タンク33へ戻すことなく処理できる。
さらに、上記実施例2では、燃料戻し通路71の電磁弁73の上流側近傍にオイルセンサ74を設けたので、オイルの検知と電磁弁73の切り替えとの時期のずれを低減又は零とすることができ、気液分離後のオイルを含む燃料の液体成分の燃料タンク33への戻りをより確実に防止できる。
(実施例3)
次に、実施例3に係る油中希釈燃料処理装置について説明する。なお、本実施例3に係る油中希釈燃料処理装置において上記実施例1の油中希釈燃料処理装置1と略同じ構成部分は同符号を付け詳説を省略し、両者の相違点について詳説する。
(1)油中希釈燃料処理装置の構成
本実施例3に係る油中希釈燃料処理装置80は、図5に示すように、エンジン2のオイル回路3の途中に設けられている。このオイル回路3を構成するオイル通路7のオイルポンプ8の下流側には、オイル通路7を流れる潤滑オイル中に含まれる燃料を分離する燃料分離器10が設けられている。この燃料分離器10は、オイル導入部17、オイル排出部18及び燃料排出部19が設けられた分離器本体11とセラミックフィルタ13とを備えている。
上記燃料分離器10の燃料排出部19は、通路22を介して周知の遠心分離式の気液分離器23に接続されている。この気液分離器23は、燃料導入部25、気体成分排出部26及び液体成分排出部27が設けられた本体24を備えている。この気液分離器23の液体成分排出部27は、オイル戻し通路81を介してオイルパン5に接続されている。
(2)油中希釈燃料処理装置の作用
次に、上記構成の油中希釈燃料処理装置80の作用について説明する。
先ず、図5中に実線矢印で示すように、オイルポンプ8の作用でオイル通路7を流れる潤滑オイルは、燃料分離器10によりその潤滑オイル中に含まれる燃料が透過分離され、その燃料分離された潤滑オイルがエンジン2の各被潤滑部へ供給される。また、燃料分離器10により潤滑オイルから透過分離された燃料は、通路22を介して気液分離器23内に導入されて気体成分と液体成分とに遠心分離される。
なお、本実施例3では、潤滑オイルの低温時(例えば、50℃以下)には透過分離後の燃料中にオイルが含まれておらず、潤滑オイルの高温時(例えば、50℃を超える温度)には透過分離後の燃料中にオイルが含まれているものとする。
上記気液分離器23で遠心分離された燃料の気体成分は、通路29を介してキャニスタ30に吸着されて一旦捕集され、その後、適宜タイミングで吸気管36に導入されて燃焼される。また、気液分離器23で遠心分離された燃料の液体成分は、オイル戻し通路81を介してオイルパン5内へ戻される。
(3)実施例の効果
以上より、本実施例3によると、上記実施例1と略同様の作用・効果を発揮できることに加えて、オイル戻し通路81を更に備えて油中希釈燃料処理装置80を構成したので、気液分離後のオイルを含む燃料の液体成分を燃料タンク33へ戻すことなく処理できる。
尚、本発明においては、上記実施例1〜3に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、上記実施例1〜3では、遠心分離式の気液分離器23を例示したが、これに限定されず、例えば、仕切り壁で複数の空間に仕切られた分離室を有する本体を備え、この本体の分離室内に導入される燃料を仕切り壁に衝突させつつ流動させて気液分離するチャンバ式の気液分離器としてもよい。
また、上記実施例1〜3では、燃料捕集手段として、粒状活性炭を充填してなるキャニスタ30を例示したが、これに限定されず、例えば、活性炭ハニカム構造体からなるキャニスタとしてもよい。
また、上記実施例1〜3では、第1領域15がセラミックフィルタ13の内側の領域であり、第2領域16がセラミックフィルタ13の外側の領域である燃料分離器10を例示したが、これに限定されず、例えば、図6及び図7に示すように、第1領域55がセラミックフィルタ53の外側の領域であり、第2領域56がセラミックフィルタ53の内側の領域である燃料分離器50としてもよい。この場合、分離器本体51に、潤滑オイルを分離器本体51の接線方向に導入するようにオイル導入部57を設けることが好ましい。第1領域55内のオイルに旋回力が付与され、その旋回によりオイル中に含まれる比重の大きな金属粉等の異物が分離器本体51の遠心方向に集積されるためである。さらに、分離器本体51に、潤滑オイルを分離器本体51の接線方向から排出するようにオイル排出部59を設けることが好ましい。第1領域55内のオイルにより強い旋回力を与え得るためである。
また、上記実施例1〜3では、分離器本体11内に1つのセラミックフィルタ13を設けてなる燃料分離器10を例示したが、これに限定されず、例えば、図8に示すように、分離器本体60内に複数(図中4つ)のセラミックフィルタ61を設けてなる燃料分離器62としてもよい。
また、上記実施例1〜3では、円筒状の支持体部13aの内周側に円筒状の分離膜部13bを支持してなるセラミックフィルタ13を例示したが、これに限定されず、例えば、図9に示すように、円柱状の支持体部64に形成された複数の貫通孔65のそれぞれに分離膜部66を支持してなるセラミックフィルタ67としてもよい。
また、上記実施例1〜3では、筒状のセラミックフィルタ13により分離器本体11内を第1及び第2領域15,16に仕切るようにしたが、これに限定されず、例えば、平板状の分離部材により分離器本体内を左右に隣接する第1領域及び第2領域に仕切るようにしてもよい。
また、上記実施例2及び3では、オイル通路7のオイルポンプ8の下流側に燃料分離器10を設けるようにしたが、これに限定されず、例えば、オイル通路7のオイルポンプ8の上流側に燃料分離器10を設けるようにしてもよい。
また、上記実施例1では、潤滑オイルの圧力に基づいて開閉する開閉弁20を例示したが、これに限定されず、例えば、開閉弁として、潤滑オイルの温度に基づいて開閉するサーモスタット弁を採用してもよい。また、潤滑オイルの温度、圧力、粘度、燃料希釈度、潤滑オイルを冷却する冷却水の温度、内燃機関を構成する部位の温度等のうちの1種又は2種以上の組み合わせを検出する検出センサの検出結果に基づいて開閉制御される電磁弁としてもよい。
また、上記実施例1では、バイパス通路9の他端側9b(流出端側)をオイル通路7のオイルポンプ8の上流側に接続するようにしたが、これに限定されず、例えば、図10に示すように、バイパス通路9の他端側9b(流出端側)をオイルパン5内に接続するようにしてもよい。この場合、潤滑オイルの低温時に、燃料分離された潤滑オイルがオイルパン5に戻されてオイルパン5内の燃料分離前の大量の潤滑オイルに混ぜられるため、オイル通路7には、燃料成分を比較的多く含む潤滑オイルが流れることとなり、燃料の分離効率をより高めることができる。
また、上記実施例2では、オイルセンサ74として粘度センサを例示したが、これに限定されず、例えば、オイルセンサとして希釈度センサ又は濃度センサを採用してもよい。
また、上記実施例2では、燃料戻し通路71の電磁弁73より上流側にオイルセンサ74を設けるようにしたが、これに限定されず、例えば、燃料分離器10と気液分離器23とを連絡する通路22の途中にオイルセンサ74を設けるようにしてもよい。
また、上記実施例2では、分岐通路72の一端側をオイルパン5に接続するようにしたが、これに限定されず、例えば、分岐通路72の一端側をオイル通路7に接続するようにしてもよい。
また、上記実施例3では、オイル戻し通路81の一端側をオイルパン5に接続するようにしたが、これに限定されず、例えば、オイル戻し通路81の一端側をオイル通路7に接続するようにしてもよい。
さらに、上記実施例1の油中希釈燃料処理装置1において、開閉弁20の作動契機となる潤滑オイルの圧力の設定値を比較的低圧に設定する場合{即ち、潤滑オイルの温度の設定値を比較的高温(例えば、50℃を超える温度)に設定する場合}には、燃料分離器20で透過分離された後の燃料中にオイルが含まれるため、燃料戻し通路32に取り替えて、実施例2に係る燃料戻し通路71、分岐通路72、電磁弁73及びオイルセンサ74を更に備えるようにしてもよい。さらに、燃料戻し通路32に取り替えて、実施例3に係るオイル戻し通路81を備えるようにしてもよい。
内燃機関の潤滑オイル中に含まれる希釈燃料を分離処理する技術として広く利用される。特に、直墳式エンジンの潤滑オイル中に含まれる希釈燃料を分離処理する技術として好適に利用される。
実施例1に係る油中希釈燃料処理装置を模式的に示す全体回路図である。 実施例1に係る燃料分離器の縦断面図である。 図2のIII−III線断面図である。 実施例2に係る油中希釈燃料処理装置を模式的に示す全体回路図である。 実施例3に係る油中希釈燃料処理装置を模式的に示す全体回路図である。 その他の形態の燃料分離器の縦断面図である。 図6のVII−VII線断面図である。 その他の形態の燃料分離器の縦断面図である。 その他の形態のセラミックフィルタの縦断面図である。 その他の形態の油中希釈燃料処理装置を模式的に示す部分回路図である。
符号の説明
1,70,80;油中希釈燃料処理装置、2;エンジン、3;オイル回路、5;オイルパン、7;オイル通路、8;オイルポンプ、9;バイパス通路、9a;一端側、9b;他端側、10,50,62;燃料分離器、13b;分離膜部、71;燃料戻し通路、72;分岐通路、73;電磁弁、74;オイルセンサ、81;オイル戻し通路。

Claims (6)

  1. 内燃機関のオイル回路を流れる潤滑オイル中に含まれる燃料を透過させて分離する分離膜部を有するクロスフロー濾過方式の燃料分離器と、
    前記燃料分離器により分離された燃料を気体成分と液体成分とに分離する気液分離器と、
    前記気液分離器により分離された燃料の気体成分を捕集する燃料捕集手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の油中希釈燃料処理装置。
  2. 前記気液分離器の液体成分排出部と燃料タンクとを連絡する燃料戻し通路を更に備える請求項1記載の内燃機関の油中希釈燃料処理装置。
  3. 前記内燃機関のオイル貯留部と被潤滑部とを連絡し且つ前記オイル回路を構成するオイル通路と、該オイル通路に設けられ且つ前記オイル貯留部の潤滑オイルを前記被潤滑部に供給するオイルポンプと、その一端側が前記オイル通路の前記オイルポンプの下流側に接続され且つその他端側が前記オイルポンプの上流側に接続され更に前記燃料分離器が設けられたバイパス通路と、該バイパス通路に設けられ且つ該バイパス通路を潤滑オイルの温度又は該温度と相関関係を持つ物理量に基づいて開閉する開閉弁と、を更に備える請求項2記載の内燃機関の油中希釈燃料処理装置。
  4. 前記燃料分離器により分離された燃料中のオイルを検知するオイルセンサと、前記気液分離器の液体成分排出部と燃料タンクとを連絡する燃料戻し通路と、該燃料戻し通路から分岐されオイル貯留部に接続されている分岐通路と、該分岐通路及び該燃料戻し通路の分岐部に設けられ且つ前記オイルセンサの検知結果に基づいて該分岐通路及び該燃料戻し通路の開閉を切り替える電磁弁と、を更に備える請求項1記載の内燃機関の油中希釈燃料処理装置。
  5. 前記オイルセンサは、前記燃料戻し通路の前記分岐通路との分岐部より上流側に設けられている請求項4記載の内燃機関の油中希釈燃料処理装置。
  6. 前記気液分離器の液体成分排出部とオイル貯留部とを連絡するオイル戻し通路を更に備える請求項1記載の内燃機関の油中希釈燃料処理装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012197690A (ja) * 2011-03-18 2012-10-18 Toyota Motor Corp 内燃機関
JP2016023613A (ja) * 2014-07-23 2016-02-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のオイル劣化抑制装置
KR102056235B1 (ko) 2015-09-25 2019-12-17 현대일렉트릭앤에너지시스템(주) 유중가스 측정장치 및 이를 구비하는 유입변압기

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8506816B2 (en) * 2009-09-16 2013-08-13 GM Global Technology Operations LLC Membrane separation of water and fuel from engine oil in an internal combustion engine
CN102022616A (zh) * 2010-09-21 2011-04-20 西安恒旭科技发展有限公司 油气集输一体化装置
CN102242867B (zh) * 2011-07-07 2013-05-29 东北石油大学 原油整形装置
DE102012219979A1 (de) * 2012-10-31 2014-04-30 Robert Bosch Gmbh Filtervorrichtung mit einer Filtertrennschicht
US9482174B2 (en) * 2014-01-20 2016-11-01 Ford Global Technologies, Llc Controlling an internal combustion engine through modeling compensation of PCV fuel flow due to oil dilution
CN108397312A (zh) * 2018-03-31 2018-08-14 重庆长安汽车股份有限公司 一种燃油系统蒸汽回收方法、系统及车辆

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6355316A (ja) * 1986-08-22 1988-03-09 Mazda Motor Corp アルコ−ルエンジンの潤滑装置
JPH03290012A (ja) * 1990-04-06 1991-12-19 Tokyo Roki Kk オイルフィルター
JP2002266619A (ja) * 2001-03-13 2002-09-18 Isuzu Motors Ltd 燃料・オイル分離機付きディーゼルエンジン
JP2004190513A (ja) * 2002-12-09 2004-07-08 Toyota Motor Corp 内燃機関
WO2007042675A1 (fr) * 2005-10-11 2007-04-19 Institut Francais Du Petrole Procede pour eliminer le carburant contenu dans de l'huile de lubrification d'un moteur a combustion interne et moteur utilisant un tel procede

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1459301A (en) * 1917-02-20 1923-06-19 Good Inventions Co Combustion-engine oil purifier
US1769897A (en) * 1922-02-16 1930-07-01 Edmund E Hans Lubricating-oil purifier
US1769894A (en) * 1926-06-18 1930-07-01 Combustion Utilities Corp Furnace-arch construction
US4986918A (en) * 1989-11-08 1991-01-22 Romicon Inc. Membrane separation system and method of operation
US5329913A (en) * 1991-03-26 1994-07-19 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Oil vapor separator system for the engine of a gas heat pump air conditioner
US6273031B1 (en) * 1998-12-11 2001-08-14 Nelson Industries, Inc. Clean lubricant circulation system
SE522391C2 (sv) * 2000-01-26 2004-02-03 Volvo Personvagnar Ab Vevhus- och emissionsventilation i en överladdad förbränningsmotor
EP1124053A3 (en) * 2000-02-09 2003-01-08 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel vapor treatment system
US6386171B1 (en) * 2000-10-12 2002-05-14 Bombardier Motor Corporation Of America Oil delivery system with oil temperature compensation control
US6711893B2 (en) * 2001-03-27 2004-03-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel supply apparatus for an internal combustion engine
JP4288182B2 (ja) * 2002-04-22 2009-07-01 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 流体のための調量装置、特に自動車用噴射弁
US6972093B2 (en) * 2003-01-30 2005-12-06 Exxonmobil Research And Engineering Company Onboard fuel separation apparatus for an automobile
JP2004340056A (ja) 2003-05-16 2004-12-02 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の潤滑油希釈防止装置
JP4244786B2 (ja) * 2003-11-07 2009-03-25 トヨタ自動車株式会社 車載用燃料分離装置
US6924460B1 (en) * 2004-01-27 2005-08-02 Lincoln Global, Inc. Engine welder with shielding gas generation
JP2005315172A (ja) 2004-04-28 2005-11-10 Toyota Motor Corp 内燃機関のガス浄化システム
JPWO2007060866A1 (ja) * 2005-11-22 2009-05-07 日本電気株式会社 気液分離装置及び液体供給型燃料電池
NO325857B1 (no) * 2005-12-12 2008-08-04 Shore Tec Consult As Fremgangsmåte og apparat for separasjon og injeksjon av vann fra en vann- og hydrokarbonholdig utstrømning nede i en produksjonsbrønn
US7337754B2 (en) * 2006-03-17 2008-03-04 Ford Global Technologies Llc Apparatus with mixed fuel separator and method of separating a mixed fuel
JP2008280986A (ja) * 2007-05-14 2008-11-20 Denso Corp 希釈抑制装置
US8118009B2 (en) * 2007-12-12 2012-02-21 Ford Global Technologies, Llc On-board fuel vapor separation for multi-fuel vehicle
US20090165759A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-02 Bhaskar Sengupta Fuel management for vehicles equipped with multiple tanks for different grades of fuel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6355316A (ja) * 1986-08-22 1988-03-09 Mazda Motor Corp アルコ−ルエンジンの潤滑装置
JPH03290012A (ja) * 1990-04-06 1991-12-19 Tokyo Roki Kk オイルフィルター
JP2002266619A (ja) * 2001-03-13 2002-09-18 Isuzu Motors Ltd 燃料・オイル分離機付きディーゼルエンジン
JP2004190513A (ja) * 2002-12-09 2004-07-08 Toyota Motor Corp 内燃機関
WO2007042675A1 (fr) * 2005-10-11 2007-04-19 Institut Francais Du Petrole Procede pour eliminer le carburant contenu dans de l'huile de lubrification d'un moteur a combustion interne et moteur utilisant un tel procede

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012197690A (ja) * 2011-03-18 2012-10-18 Toyota Motor Corp 内燃機関
JP2016023613A (ja) * 2014-07-23 2016-02-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のオイル劣化抑制装置
US9957858B2 (en) 2014-07-23 2018-05-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Oil deterioration suppressing apparatus for internal combustion engine
KR102056235B1 (ko) 2015-09-25 2019-12-17 현대일렉트릭앤에너지시스템(주) 유중가스 측정장치 및 이를 구비하는 유입변압기

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