JP2009270545A - In-oil diluted fuel separating device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の油中希釈燃料分離装置に関し、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効率良く分離することができる内燃機関の油中希釈燃料分離装置に関する。 The present invention relates to an oil-in-oil diluted fuel separation device for an internal combustion engine, and more particularly, to an oil dilution in an internal combustion engine capable of efficiently separating fuel contained in lubricating oil of the internal combustion engine while suppressing deterioration of the oil. The present invention relates to a fuel separator.
従来の内燃機関の油中希釈燃料分離装置として、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分離するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
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。
2. Description of the Related Art Conventionally, an oil-in-oil diluted fuel separator for an internal combustion engine is known that evaporates and separates fuel contained in oil by heating the lubricating oil in order to suppress dilution due to fuel contamination of the lubricating oil (for example, Patent Document 1).
Patent Document 1 discloses that an oil heater is provided in the middle of an oil circuit of an internal combustion engine, and the lubricating oil flowing in the oil circuit is heated by this heater to vaporize and separate the fuel.
Further,
しかし、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、熱エネルギーロスが大きく、またオイルが熱劣化してしまうなどの問題がある。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。
However, in Patent Document 1, a relatively large amount of lubricating oil that passes through an oil passage that connects the oil pan and the lubricated portion of the engine or a bypass passage provided in the oil passage is heated by a heater. There are problems such as large energy loss and heat deterioration of the oil. Moreover, in the said
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効率良く分離することができる内燃機関の油中希釈燃料分離装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and provides a diluted fuel separation apparatus for an internal combustion engine that can efficiently separate the fuel contained in the lubricating oil of the internal combustion engine while suppressing deterioration of the oil. The purpose is to provide.
本発明は、以下の通りである。
1.内燃機関の潤滑オイルを貯留し、且つ、第1室及び該第1室内の潤滑オイルを導入し得るように該第1室から区画された第2室を有するオイル貯留部と、
前記第1室内の潤滑オイル中に気泡を発生させる気泡発生機構と、を備え、
前記第2室内には、該第2室内の潤滑オイルを前記内燃機関の被潤滑部に供給するためのオイルポンプを有するオイル通路が配設されていることを特徴とする内燃機関の油中希釈燃料分離装置。
2.前記第1室のオイル貯留容積は前記第2室のオイル貯留容積より小さい上記1.記載の内燃機関の油中希釈燃料分離装置。
3.前記内燃機関の本体内には、前記被潤滑部であるピストンを潤滑した潤滑オイルを前記第1室に案内するオイル案内部が設けられている上記1.又は2.に記載の内燃機関の油中希釈燃料分離装置。
4.前記第1室は、前記被潤滑部であるピストンの直下に配置されている上記1.又は2.に記載の内燃機関の油中希釈燃料分離装置。
5.前記第2室は、前記被潤滑部であるヘッド周りを潤滑した潤滑オイルを前記オイル貯留部に戻す通路の直下に配置されている上記1.乃至4.のいずれか一項に記載の内燃機関の油中希釈燃料分離装置。
The present invention is as follows.
1. An oil storage section that stores lubricating oil of an internal combustion engine and has a first chamber and a second chamber partitioned from the first chamber so that the lubricating oil in the first chamber can be introduced;
A bubble generating mechanism for generating bubbles in the lubricating oil in the first chamber,
An oil passage having an oil pump for supplying lubricating oil in the second chamber to a lubricated part of the internal combustion engine is disposed in the second chamber. Fuel separator.
2. The oil storage volume of the first chamber is smaller than the oil storage volume of the second chamber. The oil-diluted fuel separator for an internal combustion engine as described.
3. In the main body of the internal combustion engine, there is provided an oil guide portion that guides the lubricating oil that has lubricated the piston that is the lubricated portion to the first chamber. Or 2. 2. An oil-in-diluted fuel separator for an internal combustion engine according to 1.
4). The said 1st chamber is arrange | positioned directly under the piston which is the said to-be-lubricated part. Or 2. 2. An oil-in-diluted fuel separator for an internal combustion engine according to 1.
5. The second chamber is disposed immediately below the passage for returning the lubricating oil lubricated around the head as the lubricated portion to the oil storage portion. To 4. An oil-in-oil diluted fuel separator for an internal combustion engine according to any one of the above.
本発明の内燃機関の油中希釈燃料分離装置によると、オイル貯留部の第1室内の潤滑オイル中には気泡発生機構により気泡が発生され、その気泡により潤滑オイル中に含まれる燃料の気化が促進される。そして、第1室内で燃料が気化分離された潤滑オイルは、第2室内に導かれてオイルポンプによりオイル通路を介して被潤滑部に供給される。このように、気泡発生機構を備え、気泡によりオイル貯留部の第1室内の潤滑オイル中の燃料の気化を促進させるようにしたので、従来のように潤滑オイルを加熱して燃料を気化分離するものに比べて、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効率良く分離することができる。また、オイル貯留部に第1室及び第1室から区画された第2室を設け、第1室内の潤滑オイルを第2室に導入し得るようにしたので、第1室内の潤滑オイルを十分に脱泡された状態で第2室内に導くことができる。その結果、オイルポンプには気泡の混入した潤滑オイルが吸引され難く、オイルポンプの吐出能力の低下を抑制することができる。
また、前記第1室のオイル貯留容積が前記第2室のオイル貯留容積より小さい場合は、第1室内で比較的少量の潤滑オイルを対象として燃料をより効率良く分離できると共に、第2室内に比較的大量の潤滑オイルを確保して被潤滑部に供給することができる。
また、前記内燃機関の本体内に、前記被潤滑部であるピストンを潤滑した潤滑オイルを前記第1室に案内するオイル案内部が設けられている場合は、燃料を比較的多く含む潤滑オイルがオイル案内部により第1室内に案内されるので、第1室内での潤滑オイル中の燃料の分離効率をより向上させることができる。
さらに、前記第1室が、前記被潤滑部であるピストンの直下に配置されている場合は、燃料を比較的多く含む潤滑オイルが第1室内に直接的に落下するので、第1室内での潤滑オイル中の燃料の分離効率をより向上させることができる。
さらに、前記第2室が、前記被潤滑部であるヘッド周りを潤滑した潤滑オイルを前記オイル貯留部に戻す通路の直下に配置されている場合は、ヘッド周りを潤滑した燃料の混入が比較的少ない潤滑オイルを直接第2室内に戻すことができるので、第2室内の潤滑オイルの確保が容易となる。
According to the fuel-in-oil diluted fuel separator for an internal combustion engine of the present invention, bubbles are generated in the lubricating oil in the first chamber of the oil reservoir by the bubble generating mechanism, and the fuel contained in the lubricating oil is vaporized by the bubbles. Promoted. Then, the lubricating oil from which the fuel is vaporized and separated in the first chamber is guided to the second chamber and supplied to the lubricated portion via the oil passage by the oil pump. As described above, since the bubble generation mechanism is provided and the vaporization of the fuel in the lubricating oil in the first chamber of the oil reservoir is promoted by the bubbles, the lubricating oil is heated to vaporize and separate the fuel as in the prior art. Compared to those, the fuel contained in the lubricating oil can be efficiently separated while suppressing the deterioration of the oil. In addition, since the oil storage part is provided with the first chamber and the second chamber partitioned from the first chamber so that the lubricating oil in the first chamber can be introduced into the second chamber, the lubricating oil in the first chamber is sufficiently supplied. It is possible to guide into the second chamber in a state of being defoamed. As a result, it is difficult for the oil pump to suck the lubricating oil mixed with air bubbles, and a reduction in the discharge capacity of the oil pump can be suppressed.
In addition, when the oil storage volume of the first chamber is smaller than the oil storage volume of the second chamber, the fuel can be separated more efficiently for a relatively small amount of lubricating oil in the first chamber, and in the second chamber A relatively large amount of lubricating oil can be secured and supplied to the lubricated part.
Further, in the case where an oil guide portion for guiding the lubricating oil that has lubricated the piston, which is the lubricated portion, to the first chamber is provided in the main body of the internal combustion engine, the lubricating oil containing a relatively large amount of fuel is provided. Since it is guided into the first chamber by the oil guide section, the separation efficiency of the fuel in the lubricating oil in the first chamber can be further improved.
Further, when the first chamber is arranged directly below the piston that is the lubricated part, the lubricating oil containing a relatively large amount of fuel falls directly into the first chamber, The separation efficiency of the fuel in the lubricating oil can be further improved.
Further, when the second chamber is arranged immediately below the passage for returning the lubricating oil lubricated around the head, which is the lubricated part, to the oil storage part, mixing of the fuel lubricated around the head is relatively difficult. Since a small amount of lubricating oil can be returned directly to the second chamber, it is easy to secure the lubricating oil in the second chamber.
1.内燃機関の油中希釈燃料分離装置
本実施形態1.に係る内燃機関の油中希釈燃料分離装置は、以下に述べるオイル貯留部及び気泡発生機構を備えている。
1. Embodiment 1 An oil-diluted fuel separator for an internal combustion engine. The oil-diluted fuel separator for an internal combustion engine according to the present invention includes an oil reservoir and a bubble generation mechanism described below.
上記「オイル貯留部」は、内燃機関の潤滑オイルを貯留し、且つ、第1室及び第1室内の潤滑オイルを導入し得るように第1室から区画された第2室を有する限り、その構造、形状、材質等は特に問わない。
上記オイル貯留部としては、例えば、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。
As long as the “oil storage section” has a second chamber that is partitioned from the first chamber so as to store the lubricating oil of the internal combustion engine and introduce the lubricating oil in the first chamber and the first chamber, The structure, shape, material, etc. are not particularly limited.
Examples of the oil reservoir include an oil pan provided in the lower part of the main body of the internal combustion engine, an oil tank provided separately from the main body of the internal combustion engine, and the like.
上記第1室及び第2室の区画形態としては、例えば、(1)第1室及び第2室が、オイル貯留部の底壁から立ち上げられる仕切り壁により水平方向に区画されている形態(図1参照)、(2)オイル貯留部内の上部にオイル容器を設け、オイル容器の内部領域が第1室とされ、オイル貯留部内の下部の内部領域が第2室とされ、第1室及び第2室が上下方向に区画されている形態(図2参照)等を挙げることができる。
上記(1)形態によると、オイル貯留部の高さ方向の寸法をコンパクトにできると共に、第1室内の潤滑オイルを第2室内へ円滑に導入できる。また、上記(2)形態によると、オイル貯留部の水平方向の寸法をコンパクトにできると共に、気泡が十分に脱泡された状態の潤滑オイルを第2室に導入できる。
As a partition form of the first chamber and the second chamber, for example, (1) a form in which the first chamber and the second chamber are partitioned in a horizontal direction by a partition wall raised from the bottom wall of the oil reservoir ( 1), (2) an oil container is provided in the upper part of the oil reservoir, the internal region of the oil container is a first chamber, the lower internal region of the oil reservoir is a second chamber, The form (refer FIG. 2) etc. which the 2nd chamber is divided in the up-down direction can be mentioned.
According to the configuration (1), the height of the oil reservoir can be made compact, and the lubricating oil in the first chamber can be smoothly introduced into the second chamber. Moreover, according to the said (2) form, while the dimension of the horizontal direction of an oil storage part can be made compact, the lubricating oil of the state from which the bubble was fully degas | defoamed can be introduce | transduced into a 2nd chamber.
上記(1)形態では、例えば、第1室内の潤滑オイルが仕切り壁の上端部に形成された連絡路を通って第2室内に導入されることができる。これにより、気泡が十分に脱泡された状態の潤滑オイルを第2室に円滑に導入できる。上記連絡路としては、例えば、仕切り壁の上端縁、連絡孔等を挙げることができる。 In the form (1), for example, the lubricating oil in the first chamber can be introduced into the second chamber through a communication path formed at the upper end of the partition wall. Thereby, the lubricating oil in a state where the bubbles are sufficiently degassed can be smoothly introduced into the second chamber. Examples of the communication path include an upper end edge of the partition wall and a communication hole.
上記第1室内には、例えば、内燃機関の被潤滑部を潤滑してオイル貯留部に戻される略全部の潤滑オイルが導入されてもよいが、内燃機関の被潤滑部の所定個所(例えば、ピストン周り等)を潤滑してオイル貯留部に戻される潤滑オイルの一部が導入されることが好ましい。潤滑オイル中の燃料の分離効率を向上させ得るためである。 For example, substantially all of the lubricating oil that lubricates the lubricated portion of the internal combustion engine and returns to the oil storage portion may be introduced into the first chamber, but a predetermined portion (for example, the lubricated portion of the internal combustion engine (for example, It is preferable to introduce a part of the lubricating oil that lubricates the piston and the like and returns to the oil reservoir. This is because the separation efficiency of the fuel in the lubricating oil can be improved.
上記第2室内には、第2室内の潤滑オイルを内燃機関の被潤滑部に供給するためのオイルポンプを有するオイル通路が配設されている。
上記オイル貯留部がオイルパンである場合には、通常、オイル通路の一端側にはオイルストレーナが設けられ、このオイルストレーナがオイルパン内に配置(接続)されている。
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。
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。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。
An oil passage having an oil pump for supplying lubricating oil in the second chamber to a lubricated portion of the internal combustion engine is disposed in the second chamber.
When the oil reservoir is an oil pan, an oil strainer is usually provided at one end of the oil passage, and this oil strainer is disposed (connected) in the oil pan.
Examples of the oil passage include one or a combination of two or more of piping, a passage formed in a main body or a mechanism portion of an internal combustion engine, a space, and the like.
Examples of the oil pump include a trochoid type, an internal gear type, an external gear type, and an inner gear type. This oil pump can be operated, for example, by a driving force of an internal combustion engine, or can be operated by a drive source different from the internal combustion engine.
ここで、例えば、上記第1室のオイル貯留容積は、第2室のオイル貯留容積より小さいことができる。この第1室のオイル貯留容積C1と第2室のオイル貯留容積C2との比(C1/C2)が0.2〜0.5(特に0.25〜0.3)であることが好ましい。第1室内での燃料の分離効率をより高め得ると共に、第2室内により大量の潤滑オイルを確保できるためである。
上述の(1)形態では、例えば、オイル貯留部の底壁を段差状に形成し、第1室を構成する底壁を第2室を構成する底壁より高位レベルとして、第1室のオイル貯留容積を第2室のオイル貯留容積より小さくすることができる。これにより、オイル貯留部の高さ方向の寸法をよりコンパクトにできる。
Here, for example, the oil storage volume of the first chamber can be smaller than the oil storage volume of the second chamber. The ratio (C1 / C2) between the oil storage volume C1 of the first chamber and the oil storage volume C2 of the second chamber is preferably 0.2 to 0.5 (particularly 0.25 to 0.3). This is because the fuel separation efficiency in the first chamber can be further increased and a large amount of lubricating oil can be secured in the second chamber.
In the above-described form (1), for example, the bottom wall of the oil reservoir is formed in a stepped shape, and the bottom wall constituting the first chamber is set at a higher level than the bottom wall constituting the second chamber. The storage volume can be made smaller than the oil storage volume of the second chamber. Thereby, the dimension of the height direction of an oil storage part can be made more compact.
上記「気泡発生機構」は、上記第1室内の潤滑オイル中に気泡を発生させる限り、その構造、気泡発生形態、タイミング等は特に問わない。ここで、上記潤滑オイル中に含まれる燃料は、潤滑オイルの粘度抵抗によりその気化が妨げられこととるが、上記気泡発生機構で潤滑オイル中に気泡を発生させることによって、その気泡に燃料が包まれる及び/又は押し上げられて潤滑オイル中に含まれる燃料の気化が促進される。 As long as the “bubble generating mechanism” generates bubbles in the lubricating oil in the first chamber, the structure, bubble generation mode, timing, etc. are not particularly limited. Here, the fuel contained in the lubricating oil is prevented from evaporating due to the viscosity resistance of the lubricating oil. However, by generating bubbles in the lubricating oil by the bubble generating mechanism, the fuel is wrapped in the bubbles. And / or pushed up to promote vaporization of the fuel contained in the lubricating oil.
上記気泡発生機構としては、例えば、(1)オイル貯留部の第1室を構成する底壁及び/又は側壁に複数の気泡用孔を形成し、それらの気泡用孔に、その一端側がコンプレッサ等の空気源に接続されたエア通路の他端側を接続してなる形態(図1及び2参照)、(2)オイル貯留部の第1室内に、その一端側がコンプレッサ等の空気源に接続されたエア通路の他端側に接続され且つ複数の気泡ノズルが形成された気泡管を配置してなる形態(図3参照)等を挙げることができる。 As the bubble generating mechanism, for example, (1) a plurality of bubble holes are formed in the bottom wall and / or the side wall constituting the first chamber of the oil reservoir, and one end side of each of the bubble holes has a compressor or the like. A configuration in which the other end of the air passage connected to the air source is connected (see FIGS. 1 and 2). (2) One end of the oil passage is connected to an air source such as a compressor. A configuration (see FIG. 3) in which a bubble tube connected to the other end of the air passage and formed with a plurality of bubble nozzles is arranged.
上記(1)(2)形態では、例えば、上記エア通路の途中にはエア通路を開閉する制御弁を設け、内燃機関の回転数、油圧、油温等に基づいて制御部により制御弁を開閉制御するようにしてもよい。その結果、内燃機関の潤滑オイル中の燃料希釈が比較的多いときに集中的に燃料を分離することができる。 In the modes (1) and (2), for example, a control valve for opening and closing the air passage is provided in the middle of the air passage, and the control valve is opened and closed by the control unit based on the rotational speed, hydraulic pressure, oil temperature, etc. of the internal combustion engine. You may make it control. As a result, the fuel can be intensively separated when the fuel dilution in the lubricating oil of the internal combustion engine is relatively large.
上記気泡発生機構により発生される気泡の直径は、例えば、0.1〜5mm(好ましくは1〜2mm)であることができる。これにより、潤滑オイル中に含まれる燃料をより効率良く分離できる。 The diameter of the bubbles generated by the bubble generation mechanism can be, for example, 0.1 to 5 mm (preferably 1 to 2 mm). Thereby, the fuel contained in lubricating oil can be more efficiently separated.
なお、上記「内燃機関の被潤滑部」としては、例えば、クランクシャフト、コネクティングロッド、ピストン、カムシャフト、駆動系等を挙げることができる。これらのうち、クランクシャフト、コネクティングロッド、ピストン等のピストン周りを循環してオイル貯留部に戻される潤滑オイル中には、ピストンの気筒内壁面の隙間から漏れる比較的多くの燃料が混入している。一方、カムシャフト、駆動系等のヘッド周りを循環してオイル貯留部に戻される潤滑オイル中には殆ど燃料が混入していない。また、ピストン周りを循環する潤滑オイルは、通常、ピストンと気筒との隙間を介してオイル貯留部内に戻される。一方、ヘッド周りを循環する潤滑オイルは、通常、エンジンのシリンダブロック及びシリンダヘッドに形成されクランク室とヘッドカバー内の空間とを連絡する連絡路を介してオイル貯留部内に戻されたり、エンジンのチェーンケース又はベルトケースを介してオイル貯留部内に戻されたりする。 Examples of the “lubricated part of the internal combustion engine” include a crankshaft, a connecting rod, a piston, a camshaft, and a drive system. Of these, relatively large amount of fuel leaking from the gaps in the cylinder inner wall surface of the piston is mixed in the lubricating oil that circulates around the piston such as the crankshaft, the connecting rod, and the piston and is returned to the oil reservoir. . On the other hand, almost no fuel is mixed in the lubricating oil that circulates around the head such as the camshaft and the drive system and is returned to the oil reservoir. Further, the lubricating oil circulating around the piston is usually returned to the oil reservoir through a gap between the piston and the cylinder. On the other hand, the lubricating oil that circulates around the head is usually returned to the oil reservoir through a communication path that is formed in the cylinder block and cylinder head of the engine and connects the crank chamber and the space in the head cover. Or returned to the oil reservoir through the case or belt case.
本実施形態1.に係る内燃機関の油中希釈燃料分離装置としては、例えば、(1)上記内燃機関の本体内に、上記被潤滑部であるピストンを潤滑した潤滑オイルを第1室に案内するオイル案内部が設けられている形態(図1及び4参照)、(2)上記第1室が、上記被潤滑部であるピストンの直下に配置されている形態(図2参照)、(3)上記第2室が、上記被潤滑部であるヘッド周りを潤滑した潤滑オイルをオイル貯留部に戻す通路の直下に配置されている形態(図1及び4参照)等を挙げることができる。これらのうち、上記(1)(3)形態の組み合わせ、及び上記(2)(3)形態の組み合わせであることが好ましい。第1室内での燃料の分離効率をより向上させ得ると共に、第2室内の潤滑オイルの確保が容易となるためである。
上記(1)形態において、上記内燃機関の本体としては、例えば、オイル貯留部、クランクケース等を挙げることができる。
Embodiment 1 For example, the oil-diluted fuel separator for an internal combustion engine according to the present invention includes (1) an oil guide portion that guides the lubricating oil that lubricates the piston, which is the lubricated portion, to the first chamber in the main body of the internal combustion engine. Form (see FIGS. 1 and 4) provided, (2) Form (see FIG. 2) in which the first chamber is disposed immediately below the piston as the lubricated portion, (3) The second chamber However, a configuration (see FIGS. 1 and 4) in which the lubricating oil that has lubricated around the head, which is the lubricated portion, is disposed directly below the passage that returns the oil to the oil storage portion. Among these, it is preferable that they are a combination of the above forms (1) and (3) and a combination of the above forms (2) and (3). This is because the fuel separation efficiency in the first chamber can be further improved and the lubricating oil in the second chamber can be easily secured.
In the above (1) mode, examples of the main body of the internal combustion engine include an oil reservoir and a crankcase.
上記(1)(2)形態では、例えば、(a)上記内燃機関の本体内に、エンジンのシリンダブロック及びシリンダヘッドに形成され且つクランク室とヘッドカバー内の空間とを連絡する連絡路を通ってオイル貯留部内に戻される潤滑オイルを第2室に案内する他のオイル案内部が設けられていたり、(b)上記内燃機関の本体内に、エンジンのチェーンケース又はベルトケースを通ってオイル貯留部内に戻される潤滑オイルを第2室に案内する他のオイル案内部が設けられていたりすることができる。これにより、他のオイル案内部により燃料が殆ど混入してしない潤滑オイルを第2室内に案内して導入でき、第1室内での潤滑オイル中の燃料の分離効率をより向上させることができる。分離効率の更なる向上といった観点から、上記(a)(b)形態の組み合わせであることが好ましい。 In the embodiments (1) and (2), for example, (a) the main body of the internal combustion engine is formed in a cylinder block and a cylinder head of the engine and passes through a communication path that connects the crank chamber and the space in the head cover. Another oil guide for guiding the lubricating oil returned to the oil reservoir to the second chamber is provided, or (b) in the oil reservoir through the chain case or the belt case of the engine in the main body of the internal combustion engine. Another oil guide part for guiding the lubricating oil returned to the second chamber to the second chamber may be provided. Accordingly, the lubricating oil in which almost no fuel is mixed can be guided and introduced into the second chamber by the other oil guide portion, and the separation efficiency of the fuel in the lubricating oil in the first chamber can be further improved. From the viewpoint of further improving the separation efficiency, a combination of the above forms (a) and (b) is preferable.
上記(3)形態としては、例えば、(a)上記第2室が、エンジンのシリンダブロック及びシリンダヘッドに形成され且つクランク室とヘッドカバー内の空間とを連絡する連絡路の直下に配置されている形態(図1参照)、(b)上記第2室が、エンジンのチェーンケース又はベルトケースの直下に配置されている形態(図4参照)等を挙げることができる。潤滑オイルを更に容易に確保できるといった観点から、上記(a)(b)形態の組み合わせであることが好ましい。 As the form (3), for example, (a) the second chamber is formed in the cylinder block and the cylinder head of the engine and is disposed immediately below a communication path that connects the crank chamber and the space in the head cover. Form (refer to FIG. 1), (b) The second chamber may be disposed directly below the chain case or belt case of the engine (refer to FIG. 4). From the standpoint that lubricating oil can be more easily secured, a combination of the above-described forms (a) and (b) is preferable.
なお、筒内噴射型の内燃機関において、圧縮上死点近傍で気筒内へ燃料を噴射する主噴射に加え、この主噴射の前後に気筒内へ燃料を噴射する副噴射(例えば、パイロット噴射、ポスト噴射等)を行う場合、噴射燃料が気筒の内壁面に付着し易く、その付着した燃料が潤滑オイル中に混入し易い。したがって、本実施形態1.に係る内燃機関の油中希釈燃料分離装置は、主噴射の前後に副噴射を行う筒内噴射型の内燃機関の油中希釈燃料分離装置として好適に用いられることができる。 In a cylinder injection type internal combustion engine, in addition to main injection for injecting fuel into the cylinder in the vicinity of compression top dead center, sub-injection for injecting fuel into the cylinder before and after the main injection (for example, pilot injection, When performing post injection or the like, the injected fuel is likely to adhere to the inner wall surface of the cylinder, and the attached fuel is likely to be mixed into the lubricating oil. Therefore, the first embodiment. The oil-diluted fuel separator for an internal combustion engine according to the above can be suitably used as an oil-diluted fuel separator for an in-cylinder injection type internal combustion engine that performs sub-injection before and after main injection.
以下、図面を用いて実施例1及び2により本発明を具体的に説明する。
なお、本実施例では、本発明に係る「内燃機関」として、主噴射の前後に副噴射を行う筒内噴射型エンジンを例示する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the first and second embodiments with reference to the drawings.
In this embodiment, as an “internal combustion engine” according to the present invention, an in-cylinder injection type engine that performs sub-injection before and after main injection is illustrated.
(実施例1)
(1)エンジンの構成
本実施例1に係るエンジン1は、図1に示すように、気筒2が形成されたシリンダブロック1aと、このシリンダブロック1aの上部に固定されたシリンダヘッド1bとを備えている。このシリンダブロック1aの気筒2内には、ピストン3が往復動自在に支持されている。また、シリンダブロック1aの下部には、クランクシャフト4を回転自在に支持してなるクランクケース1cが固定されている。このクランクシャフト4は、コネクティングロッド5を介してピストン3に連結されている。このピストン3の上方には、ピストン3の頂面とシリンダヘッド1bの壁面と気筒2の壁面とに囲まれた燃焼室6が形成されている。
Example 1
(1) Engine Configuration As shown in FIG. 1, the engine 1 according to the first embodiment includes a cylinder block 1a in which a
上記シリンダヘッド1bには、その一端側が吸気管7aに接続され且つその他端側が燃焼室6に接続される吸気ポート8aと、その一端側が排気管7bに接続され且つその他端側が燃焼室6に接続される排気ポート8bとが形成されている。また、シリンダヘッド1bには、吸気ポート8aを開閉する吸気弁9a及び排気ポート8bを開閉する排気弁9bが設けられると共に、これら吸気弁9a及び排気弁9bを駆動するカムシャフト10a,10bがそれぞれ回転自在に支持されている。さらに、シリンダヘッド1bの上部には、上記動弁機構を覆うシリンダヘッドカバー1dが取り付けられている。上記吸気管7aの一端側は、エアクリーナボックス11に接続されている。この吸気管7aの途中には、吸気管7a内を流れる吸気量を調整するスロットルバルブ12が設けられている。
The
上記シリンダヘッドカバー1d内の空間13には、その一端側が吸気管7aのスロットルバルブ12の下流側に接続された第1還流路15の他端側がPCVバルブ15aを介して接続されている。また、シリンダヘッドカバー1d内の空間13には、その一端側が吸気管7aのスロットルバルブ12の上流側に接続された第2還流路16の他端側が接続されている。
The
上記クランクケース1cの下部には、潤滑オイルを貯留するオイルパン18(本発明に係る「オイル貯留部」として例示する。)が取り付けられている。このオイルパン18とエンジン1の被潤滑部とは、オイル通路19を含むオイル循環経路(図示省略)を介して連絡されている。
An oil pan 18 (illustrated as an “oil storage section” according to the present invention) for storing lubricating oil is attached to the lower portion of the
(2)油中希釈燃料分離装置の構成
本実施例1に係る油中希釈燃料分離装置20は、図1に示すように、第1室21及び第2室22を有する上記オイルパン18を備えている。これら第1室21及び第2室22は、オイルパン18の底壁23から立ち上げられる仕切り壁24により水平方向に隣接して区画されている。また、オイルパン18の底壁23は段差状に形成されており、第1室21を構成する底壁23aが第2室22を構成する底壁23bより高位レベルとされている。また、第1室21のオイル貯留容積C1は約1.2リットルに設定されており、第2室22のオイル貯留容積C2は約4リットルに設定されている。したがって、第1室21のオイル貯留容積C1と第2室22のオイル貯留容積C2との比(C1/C2)が0.3とされている。
(2) Configuration of the oil-diluted fuel separator The oil-diluted
上記第1室21には、この第1室21内の潤滑オイル中に気泡を発生させる気泡発生機構26が接続されている。この気泡発生機構26は、第1室21の底壁23aに形成された複数の気泡用孔27を備えている。これら複数の気泡用孔27は、直径が約1mmであり底壁23aの全面域にわたって等ピッチ間隔で形成されている。また、オイルパン18の底壁23aの下方には、各気泡用孔27に連なるエア空間28を形成する下壁29が設けられている。このエア空間28には、その一端側がコンプレッサ30に接続されたエア配管31の他端側が接続されている。このエア配管31の途中には、CPU、RAM及びROM等からなる制御部32と電気的に接続された電磁弁33が設けられている。この制御部32は、エンジン始動時に電磁弁33を開放してエア配管31を開放状態とする一方、エンジン停止時に電磁弁33を閉鎖してエア配管31を閉鎖状態とするようになっている。
A
上記第2室22内には、上記オイル通路19の一端側に設けられたオイルストレーナ35が配置されている。このオイル通路19の途中には、第2室22内の潤滑オイルをエンジン1の被潤滑部に供給するためのオイルポンプ36が設けられている。また、第2室22は、エンジン1のシリンダブロック1a及びシリンダヘッド1bに形成され且つクランク室14とシリンダヘッドカバー1d内の空間13とを連絡する連絡路37の直下に配置されている。
An
上記クランクケース1cの下部及びオイルパン18の上部には、ピストン3と気筒2との隙間を通ってオイルパン18に戻される潤滑オイルを第1室21に案内する板状のオイル案内部38が設けられている。
A plate-like
(3)油中希釈燃料分離装置の作用
次に、上記構成の油中希釈燃料分離装置20の作用について説明する。
なお、本実施例では、主噴射の前後に副噴射を行う筒内噴射型エンジン1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ピストン3と気筒2との隙間を通ってオイルパン18内に戻される潤滑オイル中の燃料希釈率が高くなる。
(3) Operation of the oil-in-diluted fuel separation device Next, the operation of the oil-in-diluted
In the present embodiment, the cylinder injection engine 1 that performs the sub-injection before and after the main injection is employed, so that the fuel adhering to the inner peripheral surface of the cylinder is mixed with the lubricating oil and the gap between the
エンジン運転中には、エンジンの被潤滑部として、クランクシャフト4、コネクティングロッド5、ピストン3等のピストン周りを循環する潤滑オイルは、ピストン3と気筒2との隙間を通ってオイル案内部38に案内されてオイルパン18の第1室21内に戻される。一方、エンジンの被潤滑部として、カムシャフト10a,10b、駆動系等のヘッド周りを循環する潤滑オイルは、連絡路37を通ってオイルパン18の第2室22内に戻されたり、エンジン1の図示しないチェーンケース又はベルトケースを通ってオイルパン18の第2室22内に戻されたりする。
During engine operation, lubricating oil that circulates around the pistons such as the
また、エンジン運転中には、コンプレッサ30からの圧縮空気が開放状態のエア配管31及びエア空間28を介して気泡用孔27に送られ、第1室21内の潤滑オイル中には多数の気泡が発生されている。そして、第1室21内の潤滑オイル中に含まれる燃料は、それら発生気泡に包まれたり押し上げられたりして潤滑オイルの粘度抵抗に抗して気化が促進される。その気化された燃料は、潤滑オイルから自然脱泡した空気及びブローバイガスに混じって、連絡路37を介してクランク室14からシリンダヘッドカバー1d内の空間13に送られる。そのブローバイガスは、エンジン1の低負荷運転状態(スロットルバルブの開度が小さな運転状態)では第1還流路15を介して吸気管7aに還流され、エンジン1の高負荷運転状態(スロットルバルブの開度が大きな運転状態)では第1還流路15に加えて第2還流路16を介して吸気管7aに還流される。
なお、エンジン1の低負荷運転状態では、第2還流路16を介して吸気管7aのスロットルバルブ12の上流を流れる新気がシリンダヘッドカバー1d内の空間13に吸い込まれ、その空間13内のブローバイガスが換気されることとなる。
During engine operation, compressed air from the
When the engine 1 is in a low load operation state, fresh air flowing upstream of the
一方、第1室21内で燃料が気化分離された潤滑オイルは、仕切り壁24の上端縁を乗り越えて第2室22内に導入される。そして、第2室22内の潤滑オイルは、オイルポンプ36の作動によりオイルストレーナ35を介してオイル通路19を通ってエンジン1の被潤滑部に圧送されることとなる。
On the other hand, the lubricating oil from which the fuel is vaporized and separated in the
(4)実施例1の効果
以上より、本実施例1では、オイルパン18に気泡発生機構26を設け、気泡によりオイルパン18の第1室21内の潤滑オイル中の燃料の気化を促進させるようにしたので、従来のように潤滑オイルを加熱して燃料を気化分離するものに比べて、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効率良く分離することができる。また、オイルパン18に第1室21及び第1室21から区画された第2室22を設け、第1室21内の潤滑オイルを第2室22に導入し得るようにしたので、第1室21内の潤滑オイルを十分に脱泡された状態で第2室22内に導くことができる。その結果、オイルポンプ36には気泡の混入した潤滑オイルが吸引され難く、油圧の脈動や油圧により気泡がつぶされる際の発熱等の不具合の発生が抑制され、オイルポンプ36の吐出能力の低下を抑制することができる。さらに、潤滑オイルから気化分離された燃料が、潤滑オイルから自然脱泡した大量の空気及びブローバイガスに混じって、連絡路37を介してクランク室14からシリンダヘッドカバー1d内の空間13に送られるため、エンジン1の運転状態、即ちスロットルバルブ12の開度に拘わらず、空間13内のブローバイガスの換気を促進させることができる。
(4) Effects of Embodiment 1 As described above, in Embodiment 1, the
また、本実施例1では、第1室21のオイル貯留容積C1を第2室22のオイル貯留容積C2より小さくしたので、第1室21内で比較的少量の潤滑オイルを対象として燃料をより効率良く分離できると共に、第2室22内に比較的大量の潤滑オイルを確保して被潤滑部に供給することができる。特に、オイルパン18の底壁23を段差状に形成し、第1室21の底壁23aを第2室22の底壁23bより高位レベルとして、第1室21のオイル貯留容積C1を第2室22のオイル貯留容積C2より小さくしたので、オイルパン18の高さ方向の寸法をよりコンパクトにできる。
Further, in the first embodiment, the oil storage volume C1 of the
また、本実施例1では、オイルパン18及びクランクケース1c内に、被潤滑部であるピストン3と気筒2との隙間を介してオイルパン18内に戻る潤滑オイルを第1室21に案内するオイル案内部38を設けたので、ピストン周りを潤滑した燃料が比較的多く混入された潤滑オイルをオイル案内部38により第1室21内に案内でき、第1室21内での潤滑オイル中の燃料の分離効率をより向上させることができる。
Further, in the first embodiment, the lubricating oil returning to the
また、本実施例1では、第2室22を、エンジン1のシリンダブロック1a及びシリンダヘッド1bに形成され且つクランク室14とシリンダヘッドカバー1d内の空間13とを連絡する連絡路37の直下に配置したので、連絡路37により燃料が殆ど混入してしない潤滑オイルを第2室22内に直接的に落下させることができ、第1室21内での潤滑オイル中の燃料の分離効率をより向上させることができる。
Further, in the first embodiment, the
また、本実施例1では、第1室21及び第2室22を、オイルパン18の底壁23から立ち上げられる仕切り壁24により水平方向に区画したので、オイルパン18の高さ方向の寸法をコンパクトにできると共に、第1室21内の潤滑オイルを第2室22内へ円滑に導入することができる。
In the first embodiment, since the
さらに、第1室21内の潤滑オイルを仕切り壁24の上端縁を乗り越えて第2室22内に導入するようにしたので、気泡が十分に脱泡された状態の潤滑オイルを第2室22内に導入でき、オイルポンプ36の吐出能力の低下をより確実に抑制できる。
Furthermore, since the lubricating oil in the
(実施例2)
次に、本実施例2に係る油中希釈燃料分離装置40について説明する。なお、本実施例2に係る油中希釈燃料分離装置40において、上記実施例1の油中希釈燃料分離装置20と略同じ構成部位には同符号を付けて詳説を省略する。
(Example 2)
Next, the in-oil diluted
(1)油中希釈燃料分離装置の構成
本実施例2に係る油中希釈燃料分離装置40は、図2に示すように、その上部中央側に受け皿状のオイル容器41を有するオイルパン42を備えている。このオイル容器41の内部領域が第1室43とされ、オイルパン18の下部の内部領域が第2室44とされ、第1室43及び第2室44が上下方向に区画されている。この第1室43は、被潤滑部であるピストン3の直下に配置されている。
(1) Structure of the oil-in-diluted fuel separator As shown in FIG. 2, the oil-in-diluted
上記第1室43には、この第1室43内の潤滑オイル中に気泡を発生させる気泡発生機構46が接続されている。この気泡発生機構46は、上記オイル容器41の底壁41aに形成された複数の気泡用孔47を備えている。これら複数の気泡用孔47は、直径が約1mmであり底壁41aの全面域にわたって等ピッチ間隔で形成されている。また、オイル容器41の底壁41aの下方には、各気泡用孔47に連なるエア空間48を形成する下壁49が設けられている。このエア空間48には、その一端側がコンプレッサ30に接続されたエア配管31の他端側が接続されている。
A
(2)油中希釈燃料分離装置の作用
次に、上記構成の油中希釈燃料分離装置40の作用について説明する。
エンジン運転中には、エンジンの被潤滑部として、クランクシャフト4、コネクティングロッド5、ピストン3等のピストン周りを循環する潤滑オイルは、ピストン3と気筒2との隙間を通ってオイル容器41の第1室43内に落下して戻される。一方、エンジンの被潤滑部として、カムシャフト10a,10b、駆動系等のヘッド周りを循環する潤滑オイルは、シリンダブロック1a及びシリンダヘッド1bに形成されクランク室14とシリンダヘッドカバー1d内の空間13とを連絡する連絡路37を通ってオイルパン42の第2室44内に戻されたり、エンジン1の図示しないチェーンケース又はベルトケースを通ってオイルパン42の第2室44内に戻されたりする。
(2) Operation of the oil-in-diluted fuel separator Next, the operation of the oil-in-diluted
During engine operation, the lubricating oil that circulates around the pistons such as the
また、エンジン運転中には、コンプレッサ30からの圧縮空気が開放状態のエア配管31及びエア空間48を介して気泡用孔47に送られ、第1室43内の潤滑オイル中には多数の気泡が発生されている。そして、第1室43内の潤滑オイル中に含まれる燃料は、それら発生気泡に包まれたり押し上げられたりして、潤滑オイルの粘度抵抗に抗して気化が促進される。
During engine operation, compressed air from the
一方、第1室43内で燃料が気化分離された潤滑オイルは、オイル容器41の上端縁を乗り越えて第2室44内に落下して導入される。そして、第2室44内の潤滑オイルは、オイルポンプ36の作動によりオイルストレーナ35を介してオイル通路19を通ってエンジン1の被潤滑部に圧送されることとなる。
On the other hand, the lubricating oil from which the fuel is vaporized and separated in the
(3)実施例2の効果
以上より、本実施例2では、上記実施例1と略同様の作用・効果を奏すると共に、オイルパン42内の上部にオイル容器41を設け、オイル容器41の内部領域を第1室43とし、オイルパン42の下部の内部領域を第2室44とし、第1室43及び第2室44を上下方向に区画したので、オイルパン42の水平方向の寸法をコンパクトにできると共に、気泡が十分に脱泡された状態の潤滑オイルを第2室44内に落下させて導入でき、オイルポンプ36の吐出能力の低下をより確実に抑制できる。
(3) Effects of Second Embodiment As described above, the second embodiment provides substantially the same operations and effects as the first embodiment, and an
さらに、本実施例2では、第1室43を、被潤滑部であるピストン3の直下に配置したので、燃料が比較的多く混入された潤滑オイルを第1室43内に直接的に落下させることができ、第1室43内での潤滑オイル中の燃料の分離効率をより向上させることができる。
Furthermore, in the second embodiment, since the
尚、本発明においては、上記実施例1及び2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及び2では、第1室21,43の底壁23a,41aに複数の気泡用孔27,47を形成し、それらの気泡用孔27,47に、その一端側がコンプレッサ30に接続されたエア配管31の他端側を接続してなる気泡発生機構26,46を例示したが、これに限定されず、例えば、図3に示すように、第1室21(又は第1室43)内に、その一端側がコンプレッサ30に接続されたエア配管31の他端側に接続され且つ複数の気泡用ノズル50が形成された気泡管51を配置してなる気泡発生機構52としてもよい。この場合、複数の気泡用ノズル50は下向きに形成されていることが好ましい。気泡管51内への潤滑オイルの侵入を抑制できるためである。
なお、上記吸気管51の配置形態としては、例えば、複数本の直線状の吸気管51を併設してなる形態、渦巻き状や蛇腹状の吸気管51を配置してなる形態等を挙げることができる。
In the present invention, the present invention is not limited to the first and second embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention depending on the purpose and application. That is, in the first and second embodiments, a plurality of bubble holes 27 and 47 are formed in the
Examples of the arrangement form of the
また、上記実施例1及び2では、第2室22,44を連絡路37の直下に配置するようにしたが、これに限定されず、例えば、図4に示すように、第2室22,44を連絡路37の直下に配置することに加えて、又は第2室22,44を連絡路37の直下に配置することに換えて、第2室22,44をエンジン1のチェーンケース54又はベルトケースの直下に配置するようにしてもよい。
In the first and second embodiments, the
また、上記実施例1では、第1室21の底壁23aの全面域にわたって複数の気泡用孔27を等ピッチ間隔で形成してなるオイルパン18を例示したが、これに限定されず、例えば、図5に示すように、第1室21の底壁23aのうち第2室22に隣接する側に向かってその個数を減少させて複数の気泡用孔27を形成してなるオイルパン18としてもよい。これにより、気泡がより確実に脱泡された状態の潤滑オイルを第2室22内に導入できる。
In the first embodiment, the
また、上記実施例1及び2では、エンジン運転中に気泡発生機構26,46で気泡を常時発生させるようにしたが、これに限定されず、例えば、エンジン1の回転数、油圧、油温等に基づいて制御部32により電磁弁33を開閉制御するようにしてもよい。その結果、エンジン1の潤滑オイル中の燃料希釈が比較的多いときに燃料をさらに効率よく分離できる。
Further, in the first and second embodiments, the
また、上記実施例1及び2では、エンジン1の被潤滑部のうちのピストン周りを循環する潤滑オイルを第1室21,43内に戻すと共に、ヘッド周りを循環する潤滑オイルを第2室22,44内に戻すようにしたが、これに限定されず、例えば、エンジン1の被潤滑部を循環する潤滑オイルの略全部を第1室21,43内に戻すようにしてもよい。
In the first and second embodiments, the lubricating oil that circulates around the piston in the portion to be lubricated of the engine 1 is returned into the
また、上記実施例1及び2において、第1室21,43内の潤滑オイルを加熱するヒータを設け、第1室21,43内の潤滑オイル中の燃料を、気泡発生機構26,46で発生される気泡により気化分離させることに加えて、ヒータの加熱により気化分離させるようにしてもよい。
In the first and second embodiments, a heater for heating the lubricating oil in the
さらに、上記実施例1及び2では、ウェットサンプ式エンジンのオイルパン18,42に気泡発生機構26,46を設ける形態を例示したが、これに限定されず、例えば、ドライサンプ式エンジンのオイルタンクに気泡発生機構を設けるようにしてもよい。
Further, in the first and second embodiments, the mode in which the
内燃機関の潤滑オイル中に含まれる希釈燃料を分離する技術として広く利用される。特に、主噴射の前後に副噴射を行う筒内噴射型の内燃機関の油中希釈燃料分離装置として好適に利用される。 It is widely used as a technique for separating diluted fuel contained in lubricating oil of an internal combustion engine. In particular, it is suitably used as an in-oil diluted fuel separator for a direct injection internal combustion engine that performs sub-injection before and after main injection.
1;エンジン、3;ピストン、18,42;オイルパン、19;オイル通路、20,40;油中希釈燃料分離装置、21,43;第1室、22,44;第2室、26,46,52;気泡発生機構、36;オイル通路、38;オイル案内部、41;オイル容器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Engine, 3; Piston, 18, 42; Oil pan, 19; Oil passage, 20, 40; Oil-in-diluted fuel separator, 21, 43; First chamber, 22, 44; Second chamber, 26, 46 , 52; bubble generating mechanism, 36; oil passage, 38; oil guide, 41; oil container.
Claims (5)
前記第1室内の潤滑オイル中に気泡を発生させる気泡発生機構と、を備え、
前記第2室内には、該第2室内の潤滑オイルを前記内燃機関の被潤滑部に供給するためのオイルポンプを有するオイル通路が配設されていることを特徴とする内燃機関の油中希釈燃料分離装置。 An oil storage section that stores lubricating oil of an internal combustion engine and has a first chamber and a second chamber partitioned from the first chamber so that the lubricating oil in the first chamber can be introduced;
A bubble generating mechanism for generating bubbles in the lubricating oil in the first chamber,
An oil passage having an oil pump for supplying lubricating oil in the second chamber to a lubricated part of the internal combustion engine is disposed in the second chamber. Fuel separator.
Priority Applications (2)
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Cited By (2)
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WO2018012537A1 (en) * | 2016-07-15 | 2018-01-18 | 本田技研工業株式会社 | Fuel supply device |
WO2023032257A1 (en) * | 2021-08-31 | 2023-03-09 | 日立Astemo株式会社 | Electric motor system |
-
2008
- 2008-05-09 JP JP2008124030A patent/JP2009270545A/en active Pending
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