JP2011231719A - Internal combustion engine - Google Patents

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一平 福富
Norio Inami
規夫 稲見
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  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress effects of a predetermined component such as an acidic component on oil in an internal combustion engine.SOLUTION: The internal combustion engine 10 has a functional member 40 that integrally includes a reaction entity with a function for adsorbing the predetermined component and a water adsorbing entity with a function for adsorbing water in a cylinder head cover 16.

Description

本発明は、車両等に用いられることができる内燃機関に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine that can be used in a vehicle or the like.

特許文献1は、内燃機関の潤滑システム内で使用する化学フィルターを開示する。特許文献1の記載によれば、この化学フィルターは、内燃機関潤滑システム内のオイルフィルターのハウジング内に使用されるか、またはそのオイルフィルターのバイパス部分に使用され、イオン交換材料を有することができる。   Patent Document 1 discloses a chemical filter used in a lubrication system of an internal combustion engine. According to the description of Patent Document 1, this chemical filter is used in a housing of an oil filter in an internal combustion engine lubrication system or used in a bypass portion of the oil filter and can have an ion exchange material. .

特表2008−540123号公報Special table 2008-540123

例えば、内燃機関のシリンダヘッドカバー内では酸性成分が生成し得る。このような成分は、内燃機関内でのガスおよびオイルの循環に伴い、エンジンオイルに混ざり得る。しかし、そのような成分はオイルの劣化を促すので、何らかの対策が必要とされる。   For example, an acidic component can be generated in a cylinder head cover of an internal combustion engine. Such components can be mixed into the engine oil as the gas and oil circulate in the internal combustion engine. However, since such components promote the deterioration of the oil, some measures are required.

そこで、本発明はかかる点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、内燃機関においてそのような成分のオイルへの影響を抑制することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to suppress the influence of such components on oil in an internal combustion engine.

本発明は、所定の成分を吸着する機能を有する反応体と、水を吸着する機能を有する水吸着体とを備えた、内燃機関を提供する。   The present invention provides an internal combustion engine including a reactant having a function of adsorbing a predetermined component and a water adsorbent having a function of adsorbing water.

反応体と水吸着体とは一体的に設けられるとよい。反応体および水吸着体はシリンダヘッドカバー内に設けられるとよい。   The reactant and the water adsorbent are preferably provided integrally. The reactant and the water adsorbent may be provided in the cylinder head cover.

シリンダヘッドカバーを温めるための加熱システムがさらに備えられるとよい。加熱システムは、シリンダヘッドカバーに一部が形成されて熱媒体が流れる流路と、該流路に設けられた蓄熱装置と、蓄熱装置に対する熱媒体の流通を調整するための調整手段と、シリンダヘッドカバーの温度を検出するための温度検出手段と、該温度検出手段を用いて検出されたシリンダヘッドカバーの温度に応じて調整手段の作動を制御する制御手段とを備えるとよい。   A heating system for heating the cylinder head cover may be further provided. The heating system includes a flow path in which a part of the cylinder head cover is formed and the heat medium flows, a heat storage device provided in the flow path, an adjustment unit for adjusting the flow of the heat medium to the heat storage device, and the cylinder head cover The temperature detecting means for detecting the temperature of the cylinder head and the control means for controlling the operation of the adjusting means in accordance with the temperature of the cylinder head cover detected using the temperature detecting means may be provided.

本発明の第1実施形態に係る内燃機関の概念図である。1 is a conceptual diagram of an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention. オイル中のイオン交換樹脂の効果を調べるために行った実験の結果を表すグラフである。It is a graph showing the result of the experiment conducted in order to investigate the effect of the ion exchange resin in oil. オイル中のイオン交換樹脂の効果およびオイル中の水分量とオイル粘度との関係を調べるために行った実験の結果を表すグラフである。It is a graph showing the result of the experiment conducted in order to investigate the effect of the ion exchange resin in oil, and the relationship between the water content in oil and oil viscosity. 本発明の第2実施形態に係る内燃機関の概念図である。It is a conceptual diagram of the internal combustion engine which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る内燃機関の概念図である。It is a conceptual diagram of the internal combustion engine which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る内燃機関の概念図である。It is a conceptual diagram of the internal combustion engine which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る内燃機関の概念図である。It is a conceptual diagram of the internal combustion engine which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る内燃機関の概念図である。It is a conceptual diagram of the internal combustion engine which concerns on 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1に本発明の実施形態に係る内燃機関(以下、エンジン)10が概念的に示されている。ただし、本実施形態でのエンジン10は、直列4気筒形式のエンジンであるが、本発明が適用されるエンジンは、その気筒数や気筒配列形式ばかりか、火花点火式機関であるか圧縮着火式機関であるかさえも問わない。   FIG. 1 conceptually shows an internal combustion engine (hereinafter, engine) 10 according to an embodiment of the present invention. However, the engine 10 in the present embodiment is an in-line four-cylinder engine, but the engine to which the present invention is applied is not only the number of cylinders and the cylinder arrangement type, but is a spark ignition engine or a compression ignition type engine. It doesn't matter if it's an institution.

エンジン10はクランクケース11を一体的に備えたシリンダブロック12と、シリンダヘッド14と、シリンダヘッド14を上方から覆うヘッドカバー16と、オイルパン18とを備える。吸気通路20のスロットルバルブ22を介して取り込まれた空気と燃料噴射弁から噴射された燃料との混合気は燃焼室23で燃焼され、排気ガスは排気通路を介して排出される。   The engine 10 includes a cylinder block 12 integrally provided with a crankcase 11, a cylinder head 14, a head cover 16 that covers the cylinder head 14 from above, and an oil pan 18. The air-fuel mixture of the air taken in through the throttle valve 22 of the intake passage 20 and the fuel injected from the fuel injection valve is burned in the combustion chamber 23, and the exhaust gas is discharged through the exhaust passage.

シリンダブロック12とシリンダヘッド14には、ヘッドカバー16内とクランクケース11内つまりオイルパン18内とを連通するオイル戻し通路(オイル落とし通路)24が設けられている。なお、オイル戻し通路は複数設けられている。オイル戻し通路は、動弁系の潤滑を終えたオイルをシリンダヘッド14からオイルパン18内へ向けて戻す(落とす)ための通路であると同時に、クランクケース11内のブローバイガスをヘッドカバー16内に向けて上昇移動させるための通路である。   The cylinder block 12 and the cylinder head 14 are provided with an oil return passage (oil dropping passage) 24 that connects the inside of the head cover 16 and the inside of the crankcase 11, that is, the oil pan 18. A plurality of oil return passages are provided. The oil return passage is a passage for returning (dropping) the oil that has finished lubrication of the valve system from the cylinder head 14 toward the oil pan 18, and at the same time, blow-by gas in the crankcase 11 is put into the head cover 16. This is a passage for moving upward.

なお、エンジン10の潤滑装置は、上記オイル戻し通路24やオイルパン18を含む。潤滑装置は、図1においてはその一部のみ表されている。潤滑装置はストレーナおよびオイルポンプを備え、オイルパン18内のオイルはストレーナを通じてオイルポンプによって汲み上げられる(吸引される)。こうして汲み上げたオイルはオイルフィルターを介して、エンジン10内に形成された油路(各供給部位に対応した複数の油路を含む。)を通じて、エンジン10内の各部、例えばカムシャフトジャーナル、クランクジャーナル、コンロッド、ピストン28に供給される。そして、こうして各部に供給された潤滑油つまりオイルは自らの自重によりオイル戻し通路を介して最終的にはオイルパン18に戻る。   The lubricating device of the engine 10 includes the oil return passage 24 and the oil pan 18. Only a part of the lubricating device is shown in FIG. The lubricating device includes a strainer and an oil pump, and the oil in the oil pan 18 is pumped (sucked) by the oil pump through the strainer. The oil pumped in this way passes through an oil filter through oil passages formed in the engine 10 (including a plurality of oil passages corresponding to each supply site), for example, each part in the engine 10 such as a camshaft journal and a crank journal. , Connecting rod and piston 28. Then, the lubricating oil, that is, the oil thus supplied to the respective parts finally returns to the oil pan 18 through the oil return passage by its own weight.

ここで、ブローバイガスとは、ピストン28のピストンリングと、シリンダブロック12のシリンダボアとの隙間からクランクケース11内へ漏れ出るガスのことである。このブローバイガスは多量の炭化水素や水分を含む。このため、ブローバイガスがあまりに多いとそれはエンジンオイルの早期劣化やエンジン内部の錆の原因になる。また、ブローバイガスには炭化水素が含まれているため、それをこのまま大気に解放することは環境上好ましくない。そのため、エンジン10は、ブローバイガス環流装置30を備えている。ブローバイガスは、ヘッドカバー16内に導入された後、吸気負圧を利用して後述の経路を通じて強制的に吸気通路20へ戻され、燃焼室23に供給される。   Here, the blow-by gas is a gas that leaks into the crankcase 11 from the gap between the piston ring of the piston 28 and the cylinder bore of the cylinder block 12. This blow-by gas contains a large amount of hydrocarbons and moisture. For this reason, too much blow-by gas causes premature deterioration of engine oil and rust inside the engine. Further, since the blow-by gas contains hydrocarbons, it is not environmentally preferable to release it to the atmosphere as it is. Therefore, the engine 10 includes a blow-by gas recirculation device 30. After the blow-by gas is introduced into the head cover 16, the blow-by gas is forcibly returned to the intake passage 20 through a route described later using intake negative pressure and supplied to the combustion chamber 23.

ブローバイガス還流装置30は、スロットルバルブ22の下流側の吸気通路20dと、ヘッドカバー16内とをつなぐPCV通路34を備えている。ここでPCVとはPositive Crankcase Ventilationの略称である。また、スロットルバルブ22の上流側の吸気通路20uと、ヘッドカバー16内とをつなぐ大気通路36が形成されている。PCV通路34にはこれを開閉するPCVバルブ36が設けられる。PCVバルブは吸気負圧の大きさに応じて開閉し、PCV通路34における流量を変えるものであり、ここではヘッドカバー16に固設されている。なお、図1には、エンジン軽負荷時のガスの流れが概念的に表されている。   The blow-by gas recirculation device 30 includes a PCV passage 34 that connects the intake passage 20 d on the downstream side of the throttle valve 22 and the inside of the head cover 16. Here, PCV is an abbreviation for Positive Crankcase Ventilation. In addition, an air passage 36 is formed to connect the intake passage 20 u on the upstream side of the throttle valve 22 and the inside of the head cover 16. A PCV valve 36 that opens and closes the PCV passage 34 is provided. The PCV valve opens and closes according to the magnitude of the intake negative pressure and changes the flow rate in the PCV passage 34, and is fixed to the head cover 16 here. FIG. 1 conceptually shows the gas flow when the engine is lightly loaded.

また、エンジン10のヘッドカバー16内には、ブローバイガスからオイルを分離するためのオイルセパレータ室が区画形成されている。ブローバイガスは、上記したような燃料成分である炭化水素、水分を含む以外に、クランクケース11内のオイルの攪拌、蒸発によって生成された気体としてのオイルミストを含んでいる。このため、単にブローバイガスを吸気側に環流させるだけだとオイルも同時に燃焼されてしまい、オイルの消費量が多くなると同時に、オイル燃焼による白煙が生じて問題となる。そこで、ヘッドカバー16内には、既知の構成のオイルセパレータ室が形成されている。このオイルセパレータ室にブローバイガスを通すことにより、ブローバイガスを吸気系に戻す前にブローバイガスからオイルを分離して回収することを可能にし、そのような問題を解消可能にしている。   An oil separator chamber for separating oil from blow-by gas is defined in the head cover 16 of the engine 10. The blow-by gas includes oil mist as a gas generated by stirring and evaporation of oil in the crankcase 11 in addition to the above-described fuel and hydrocarbons, which are fuel components. For this reason, if the blow-by gas is simply circulated to the intake side, the oil is also burned at the same time, which increases the amount of oil consumed and causes white smoke due to oil combustion. Therefore, an oil separator chamber having a known configuration is formed in the head cover 16. By passing the blow-by gas through the oil separator chamber, it is possible to separate and recover the oil from the blow-by gas before returning the blow-by gas to the intake system, and to solve such problems.

ところで、そのようなブローバイガス中には既燃焼ガスに含まれるNOxおよび水分が含まれている。そして、ヘッドカバー16がエンジンからの熱を伝達されづらくかつその外面が外気に晒されて冷却風等によって冷却されるので、ヘッドカバー16の内面には結露等による凝縮水が生じやすい。よって、ヘッドカバー16内には、それらの反応により、酸性物質、例えば硝酸ができ易い。このような酸性物質は、潤滑油つまりエンジンオイルに混ざり得、エンジン内部におけるスラッジの発生、付着、堆積を促し得る。   By the way, such blow-by gas contains NOx and moisture contained in the already burned gas. Since the head cover 16 is difficult to transmit heat from the engine and its outer surface is exposed to outside air and cooled by cooling air or the like, condensed water due to condensation or the like tends to be generated on the inner surface of the head cover 16. Therefore, an acidic substance such as nitric acid is easily formed in the head cover 16 due to the reaction thereof. Such acidic substances can be mixed with lubricating oil, that is, engine oil, and can promote generation, adhesion, and accumulation of sludge inside the engine.

そこで、そのような酸性物質つまり酸性成分を除去するべく、エンジン10は機能部材40を有する。機能部材40は、ヘッドカバー16内に設けられている。より具体的には、ここでは機能部材40は、上記したブローバイガスからオイルを分離するためのオイルセパレータ室を区画形成するセパレータ室形成部材の内面に設けられている。図1に示すように、セパレータ室形成部材であるヘッドカバー16内壁面に機能部材40は設けられ、かつ、セパレータ室形成部材である図示しないバッフルプレート壁面に機能部材40は設けられている。なお、機能部材40は、化学的接着手段である接着剤を用いてそれらの壁面に貼り付けられている。ただし、機能部材40がそれらの壁面にボルトおよびナットなどの機械的結合手段を用いて取り付けられることも可能である。   Therefore, the engine 10 has a functional member 40 in order to remove such acidic substances, that is, acidic components. The functional member 40 is provided in the head cover 16. More specifically, here, the functional member 40 is provided on the inner surface of a separator chamber forming member that partitions and forms an oil separator chamber for separating oil from the blow-by gas. As shown in FIG. 1, the functional member 40 is provided on the inner wall surface of the head cover 16 that is a separator chamber forming member, and the functional member 40 is provided on a wall surface of a baffle plate (not shown) that is a separator chamber forming member. In addition, the functional member 40 is affixed on those wall surfaces using the adhesive agent which is a chemical adhesion means. However, it is also possible for the functional member 40 to be attached to those wall surfaces using mechanical coupling means such as bolts and nuts.

機能部材40は、金属メッシュ(金網メッシュ)ケースと、その中に入れられたイオン交換樹脂およびシリカゲルとを備える。イオン交換樹脂は、反応体であり、所定のイオン(イオン成分)を吸着する機能を有する。換言すると、所定のイオンを除去するべく、そのような所定のイオンを吸着する機能を機能部材40のイオン交換樹脂は有する。なお、イオン交換樹脂は、所定のイオンを吸着し、その代わりに、別のイオンを放出する機能を有する。ここでは、イオン交換樹脂としてアニオン性イオン交換樹脂が用いられ、機能部材40のイオン交換樹脂はこれからなる。なお、イオン交換樹脂としては、例えば、三菱化学社製ダイヤイオン(登録商標)シリーズのイオン交換樹脂、ローム・アンド・ハース社製アンバーライト(登録商標)シリーズのイオン交換樹脂がある。   The functional member 40 includes a metal mesh (metal mesh) case, and an ion exchange resin and silica gel put in the case. The ion exchange resin is a reactant and has a function of adsorbing predetermined ions (ion components). In other words, the ion exchange resin of the functional member 40 has a function of adsorbing such predetermined ions in order to remove the predetermined ions. Note that the ion exchange resin has a function of adsorbing predetermined ions and releasing other ions instead. Here, an anionic ion exchange resin is used as the ion exchange resin, and the ion exchange resin of the functional member 40 is made of this. Examples of ion exchange resins include Diaion (registered trademark) series ion exchange resins manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation and Amberlite (registered trademark) series ion exchange resins manufactured by Rohm and Haas.

ここでは、具体的に、ブローバイガス中のNOxと水とにより生じ得る硝酸イオン(NO3 -)のオイル中からの除去を図るべく、硝酸イオンを吸着する機能を有するアニオン性イオン交換樹脂が用いられる。このようなアニオン性イオン交換樹脂は、その陰イオンを吸着し、例えば水酸化物イオンを放出する機能を有する。なお、このようなイオン交換樹脂は、繊維状、ビーズ状(球状)または膜状の種々の形状を有し得る。 Here, specifically, an anionic ion exchange resin having a function of adsorbing nitrate ions is used to remove nitrate ions (NO 3 ) that can be generated by NOx and water in blow-by gas from the oil. It is done. Such an anionic ion exchange resin has a function of adsorbing the anions and releasing, for example, hydroxide ions. Such an ion exchange resin may have various shapes such as a fiber shape, a bead shape (spherical shape), or a membrane shape.

機能部材40のシリカゲルは、水吸着体であり、水を吸着する機能を有する。ここでは、シリカゲルは、上記したイオン交換樹脂と混ぜられて一体的にケース内に入れられている。したがって、機能部材40は、硝酸イオンを吸着する機能を有すると共に、水を吸着する機能を有する。なお、水吸着体としてのシリカゲルは、例えば、イオン交換樹脂の反応性能を向上させるべく、備えられている。   The silica gel of the functional member 40 is a water adsorbent and has a function of adsorbing water. Here, the silica gel is mixed with the above-described ion exchange resin and integrally placed in the case. Accordingly, the functional member 40 has a function of adsorbing nitrate ions and a function of adsorbing water. Note that silica gel as a water adsorbent is provided, for example, to improve the reaction performance of the ion exchange resin.

このような機能部材40が、ヘッドカバー16内に設けられるので、オイルおよびガスが流通可能な空間42から上記したような酸成分を適切に除去することができる。以下に、機能部材40の作用効果について具体的に説明する。   Since such a functional member 40 is provided in the head cover 16, the acid component as described above can be appropriately removed from the space 42 through which oil and gas can flow. Below, the effect of the functional member 40 is demonstrated concretely.

エンジン冷間始動時には、エンジン10は冷えているので、ヘッドカバー16内で凝縮水が発生し易いが、そのような水は仮に生じても機能部材40のシリカゲルにより吸着され得る。これにより、そのような水の吸着が行われない場合に比べて、エンジン10のヘッドカバー16の昇温速度が上昇する。加えて、シリカゲルによりそのような水が吸着されるので、例えばイオン交換樹脂と硝酸イオンといった酸イオンとの反応距離が短くなり、イオン交換樹脂による酸イオンの吸着が適切に進行する。このイオン交換樹脂における反応の際に生じる熱により、イオン交換樹脂自体の温度は高まり、その活性温度域に早期に達することができる。したがって、ヘッドカバー16内の温度上昇はさらに促進される。結果として、硝酸イオンといった酸イオンがより迅速にイオン交換樹脂に吸着される。したがって、そのような成分のオイルへの悪影響を早期に適切に抑制できる。   At the time of engine cold start, the engine 10 is cold, so condensed water is likely to be generated in the head cover 16, but even if such water is generated, it can be adsorbed by the silica gel of the functional member 40. Thereby, compared with the case where such adsorption | suction of water is not performed, the temperature increase rate of the head cover 16 of the engine 10 increases. In addition, since such water is adsorbed by the silica gel, for example, the reaction distance between the ion exchange resin and acid ions such as nitrate ions is shortened, and the adsorption of acid ions by the ion exchange resin proceeds appropriately. Due to the heat generated during the reaction in the ion exchange resin, the temperature of the ion exchange resin itself increases and can reach the activation temperature range at an early stage. Therefore, the temperature rise in the head cover 16 is further promoted. As a result, acid ions such as nitrate ions are adsorbed to the ion exchange resin more rapidly. Therefore, the adverse effect of such components on the oil can be appropriately suppressed early.

他方、エンジン10の温度がある程度まで高まったときには、吸着されていた水がシリカゲルから放出される。そして、その水の気化熱によりヘッドカバー16内の温度上昇が抑制され、イオン交換樹脂の温度上昇が抑制される。したがって、イオン交換樹脂の温度がより適切にその活性温度域に維持され、イオン交換樹脂での酸イオンといった所定成分の吸着が促進される。   On the other hand, when the temperature of the engine 10 rises to some extent, the adsorbed water is released from the silica gel. And the temperature rise in the head cover 16 is suppressed by the vaporization heat of the water, and the temperature rise of the ion exchange resin is suppressed. Therefore, the temperature of the ion exchange resin is more appropriately maintained in the activation temperature range, and adsorption of predetermined components such as acid ions on the ion exchange resin is promoted.

ここで、機能部材40による効果を調べるべく実験を行ったので、その実験結果を図2および図3に基づいて説明する。   Here, since it experimented in order to investigate the effect by the functional member 40, the experimental result is demonstrated based on FIG. 2 and FIG.

図2は、オイル中のイオン交換樹脂の効果を調べるために行った実験の結果を表すグラフである。図2のグラフには、試験油中に0mol/Lの硝酸を添加した場合(つまり試験油中に硝酸を添加しなかった場合)のオイルの粘度、試験油中に7.5mmol/Lの硝酸を添加した場合のオイルの粘度、試験油中に75mmol/Lの硝酸を添加した場合のオイルの粘度が表されている。図2では、各硝酸濃度において、硝酸を添加しただけの常温のオイルの粘度、硝酸を添加して90℃まで加熱した後で所定量のイオン交換樹脂が加えられたオイルの常温での粘度、硝酸を添加して90℃まで加熱したオイルの常温での粘度が図中左側から順に表されている。なお、実験では、硝酸イオンを吸着する機能を有するイオン交換樹脂として、三菱化学社製ダイヤイオン(登録商標)のWA30を用いた。   FIG. 2 is a graph showing the results of an experiment conducted for examining the effect of an ion exchange resin in oil. The graph of FIG. 2 shows the viscosity of the oil when 0 mol / L of nitric acid is added to the test oil (that is, when nitric acid is not added to the test oil), and 7.5 mmol / L of nitric acid in the test oil. The viscosity of the oil when adding is added, and the viscosity of the oil when 75 mmol / L nitric acid is added to the test oil is shown. In FIG. 2, at each nitric acid concentration, the viscosity of oil at room temperature just by adding nitric acid, the viscosity at room temperature of oil to which a predetermined amount of ion exchange resin was added after adding nitric acid and heating to 90 ° C., The viscosity at normal temperature of the oil heated to 90 ° C. by adding nitric acid is shown in order from the left side in the figure. In the experiment, Diaion (registered trademark) WA30 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was used as an ion exchange resin having a function of adsorbing nitrate ions.

硝酸を加えて90℃までオイルを加熱することで、オイルの粘度が大幅に高くなった。これは、硝酸と熱とによってスラッジ生成が促されたことを意味する。しかし、イオン交換樹脂を加えることで、そのようなオイルの粘度の上昇は抑制された(図2中の矢印参照)。これは、イオン交換樹脂により硝酸イオンが吸着され、スラッジ生成が抑制されたことを意味する。このように、硝酸イオンを吸着する機能を有するイオン交換樹脂を用いることで、オイルの劣化を抑制できる。   By adding nitric acid and heating the oil to 90 ° C., the oil viscosity was significantly increased. This means that sludge generation was promoted by nitric acid and heat. However, by adding an ion exchange resin, such an increase in the viscosity of the oil was suppressed (see the arrow in FIG. 2). This means that nitrate ions were adsorbed by the ion exchange resin and sludge generation was suppressed. Thus, deterioration of oil can be suppressed by using an ion exchange resin having a function of adsorbing nitrate ions.

他方、図3は、オイル中のイオン交換樹脂の効果およびオイル中の水分量とオイル粘度との関係を調べるために行った実験の結果を表すグラフである。図3中の左側のグループがオイルに対する水の重量比(v/v)を12.5%とした場合のオイルの粘度を表し、図3中の右側のグループが同重量比を7.5%とした場合のオイルの粘度を表す。図3における各グループは、試験油中に0mol/Lの硝酸を添加した場合のオイルの粘度、試験油中に7.5mmol/Lの硝酸を添加した場合のオイルの粘度、試験油中に75mmol/Lの硝酸を添加した場合のオイルの粘度を表したグラフからなる。そして、図3中の右側のグループのグラフは、図2のグラフに対応する。つまり、図3では、各硝酸濃度において、硝酸を添加しただけの常温のオイルの粘度、硝酸を添加して90℃まで加熱した後で所定量のイオン交換樹脂が加えられたオイルの常温での粘度、硝酸を添加して90℃まで加熱したオイルの常温での粘度が図中左側から順に表されている。なお、この実験でも、硝酸イオンを吸着する機能を有するイオン交換樹脂として、三菱化学社製ダイヤイオン(登録商標)のWA30を用いた。   On the other hand, FIG. 3 is a graph showing the effect of the ion exchange resin in the oil and the result of the experiment conducted for examining the relationship between the amount of water in the oil and the oil viscosity. The left group in FIG. 3 represents the viscosity of the oil when the weight ratio of water to oil (v / v) is 12.5%, and the right group in FIG. 3 has the same weight ratio of 7.5%. Represents the viscosity of the oil. Each group in FIG. 3 shows the viscosity of oil when 0 mol / L nitric acid is added to the test oil, the viscosity of oil when 7.5 mmol / L nitric acid is added to the test oil, and 75 mmol in the test oil. It consists of a graph showing the viscosity of oil when / L nitric acid is added. The graph of the right group in FIG. 3 corresponds to the graph of FIG. That is, in FIG. 3, at each nitric acid concentration, the viscosity of the oil at room temperature just by adding nitric acid, the oil at room temperature of the oil to which a predetermined amount of ion exchange resin was added after adding nitric acid and heating to 90 ° C. The viscosity at room temperature of the oil heated to 90 ° C. with addition of nitric acid is shown in order from the left side in the figure. In this experiment as well, Diaion (registered trademark) WA30 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was used as an ion exchange resin having a function of adsorbing nitrate ions.

図3中の左側のグループの結果と右側のグループの結果との比較より明らかなように、水分量を多くしたオイルの粘度は、水分量を少なくしたオイルの粘度よりも高くなった。図3の実験の場合、オイルにおける水分量の違いにより50mPa・s以上、粘度に違いが生じた。したがって、オイルにおける水分量を減らすことが望まれる。   As is clear from the comparison between the result of the left group and the result of the right group in FIG. 3, the viscosity of the oil with the increased amount of water was higher than the viscosity of the oil with the decreased amount of water. In the case of the experiment of FIG. 3, the difference in viscosity was 50 mPa · s or more due to the difference in water content in the oil. Therefore, it is desirable to reduce the amount of water in the oil.

本第1実施形態に係るエンジン10では、上記したように、イオン交換樹脂と、シリカゲルとを有する機能部材40がヘッドカバー16内に配置される。したがって、図2、図3の結果から理解できるように、エンジン10において硝酸イオン等の酸性成分のオイルへの影響を適切に抑制する(低減する)ことができる。   In the engine 10 according to the first embodiment, as described above, the functional member 40 having the ion exchange resin and the silica gel is disposed in the head cover 16. Therefore, as can be understood from the results of FIGS. 2 and 3, it is possible to appropriately suppress (reduce) the influence of acidic components such as nitrate ions on the oil in the engine 10.

なお、機能部材は、ヘッドカバー16内のみならず、他の種々の箇所、例えばシリンダヘッド14内に設けられ得る。   The functional member can be provided not only in the head cover 16 but also in various other places, for example, in the cylinder head 14.

また、上記第1実施形態では、反応体としてアニオン性イオン交換樹脂を用いたが、反応体は、上記の如きイオン交換樹脂に限定されない。反応体として、種々のアニオン性イオン交換樹脂および/またはカチオン性イオン交換樹脂を用いることが可能である。   In the first embodiment, the anionic ion exchange resin is used as the reactant, but the reactant is not limited to the ion exchange resin as described above. Various anionic ion exchange resins and / or cationic ion exchange resins can be used as the reactant.

アニオン性イオン交換樹脂の使用により吸着除去することが望まれるイオンには、そのような硝酸イオン(NO3 -)ばかりでなく、例えば、ブローバイガスから生じ得る硫酸イオン(SO4 2-)、ブローバイガスから生じ得る酢酸イオン(CH3COO-)、同様にブローバイガスから生じ得るギ酸イオン(HCOO-)、塩化物イオン(Cl-)、クロム酸イオン(CrO4 2-)がある。これらを含む群またはこれらからなる群から選択された少なくとも1つのイオンを吸着する機能を有するアニオン性イオン交換樹脂が用いられ得る。なお、アニオン性イオン交換樹脂から放出されるイオンは、オイルの劣化を促進しないイオンであるとよく、好ましくは、オイルの劣化を抑制するイオンであるとよい。 Ions that are desired to be adsorbed and removed by the use of an anionic ion exchange resin include not only such nitrate ions (NO 3 ), but also sulfate ions (SO 4 2− ) that can be generated from blow-by gas, blow-by, for example. There are acetate ions (CH 3 COO ) that can be generated from gas, as well as formate ions (HCOO ), chloride ions (Cl ), and chromate ions (CrO 4 2− ) that can be generated from blow-by gas. An anionic ion exchange resin having a function of adsorbing at least one ion selected from a group containing these or a group consisting of these may be used. The ions released from the anionic ion exchange resin may be ions that do not promote the deterioration of the oil, and preferably ions that suppress the deterioration of the oil.

また、スラッジ生成を抑制するようにエンジンにアルカリ性物質、例えば炭酸カルシウムが設けられた場合、Caイオンを吸着する機能を有するイオン交換樹脂が用いられるとよい。また、オイル中に添加剤としてカルシウムスルホネートが添加されている場合には、このカルシウムスルホネートからCaイオンが生じ得るので、このような場合にもCaイオンを吸着する機能を有するカチオン性イオン交換樹脂が用いられるとよい。   In addition, when an alkaline substance such as calcium carbonate is provided in the engine so as to suppress sludge generation, an ion exchange resin having a function of adsorbing Ca ions may be used. In addition, when calcium sulfonate is added as an additive in the oil, Ca ions can be generated from this calcium sulfonate. In such a case, a cationic ion exchange resin having a function of adsorbing Ca ions is also provided. It should be used.

なお、カチオン性イオン交換樹脂の使用により吸着除去することが望まれるイオンには、そのようなCaイオン(Ca2+)ばかりでなく、例えば、Al3+、Fe2+、Fe3+、Cr3+、Pb2+、Ni2+、Cu2+、Mg2+、Ti+がある。これらは、オイルへの添加剤、例えばZnDTPから生じたり、エンジンの構成部材の磨耗および/または溶出により生じたりする。特に、エンジンの摺動部の摩耗によりエンジンオイル中に生じるCuイオン、Alイオン、Feイオン等は、除去されることが望まれる。これらを含む群またはこれらからなる群から選択された少なくとも1つのイオンを吸着する機能を有するカチオン性イオン交換樹脂が用いられ得る。なお、カチオン性イオン交換樹脂から放出されるイオンは、オイルの劣化を促進しないイオンであるとよく、好ましくは、オイルの劣化を抑制するイオンであるとよい。 In addition, not only such Ca ions (Ca 2+ ) but also, for example, Al 3+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Cr are ions desired to be adsorbed and removed by using a cationic ion exchange resin. There are 3+ , Pb 2+ , Ni 2+ , Cu 2+ , Mg 2+ and Ti + . These can come from additives to the oil, such as ZnDTP, or from wear and / or elution of engine components. In particular, it is desired that Cu ions, Al ions, Fe ions, and the like generated in engine oil due to wear of the sliding portion of the engine be removed. A cationic ion exchange resin having a function of adsorbing at least one ion selected from the group containing these or a group consisting of these may be used. The ions released from the cationic ion exchange resin may be ions that do not promote the deterioration of the oil, and preferably ions that suppress the deterioration of the oil.

また、本発明における反応体はイオン交換樹脂に限定されない。イオン交換樹脂、無機イオン交換体、キレート樹脂および/または合成吸着剤を反応体として用いることが可能である。反応体として、所定の成分を吸着する機能を有する種々の物質や、所定の成分を吸着する機能と別の所定の成分を放出する機能とを有する種々の物質を用いることができる。   The reactant in the present invention is not limited to an ion exchange resin. Ion exchange resins, inorganic ion exchangers, chelate resins and / or synthetic adsorbents can be used as reactants. As the reactant, various substances having a function of adsorbing a predetermined component, and various substances having a function of adsorbing a predetermined component and a function of releasing another predetermined component can be used.

また、反応体によって吸着除去されるべき成分は、上記したような硝酸イオン等の酸成分、添加物から生じた成分、エンジンの構成部材の磨耗および/または溶出により生じた成分であって、オイル中の不要成分または不純物であるとよい。なお、吸着されるべき成分は、上記イオンに限定されず、また、イオン以外の成分をも含み得る。また反応体から放出されるべき成分はエンジンオイルに無害である成分またはオイルへの添加剤として機能する有用成分であるとよい。なお、同様に、放出されるべき成分は、上記イオンに限定されず、イオン以外の成分も含み得る。   Further, the components to be adsorbed and removed by the reactants are acid components such as nitrate ions, components generated from additives, components generated by wear and / or elution of engine components, and oil It may be an unnecessary component or impurity therein. In addition, the component which should be adsorb | sucked is not limited to the said ion, Moreover, components other than ion can also be included. The component to be released from the reactant is preferably a component that is harmless to engine oil or a useful component that functions as an additive to the oil. Similarly, the component to be released is not limited to the above ions, and may include components other than ions.

また、上記実施形態では、水吸着体としてシリカゲルを用いたが、水吸着体は、水を吸着する機能を有する他の物質であり得る。例えば、水吸着体としてゼオライトを用いることができる。   Moreover, in the said embodiment, although the silica gel was used as a water adsorbent, a water adsorbent may be another substance which has the function to adsorb | suck water. For example, zeolite can be used as the water adsorbent.

また、機能部材では、金網ケース、パンチングメッシュタイプのケース、金網や樹脂などを用いて形成された袋状ケース、メッシュタイプの筒状ケース(内筒と外筒との間に収納領域を有する。)等が用いられ得、その中にイオン交換樹脂等の反応体や水吸着体が入れられ得る。また、反応体および水吸着体は、板やフィルムに積層されたり、部品にスプレー等を用いて塗布されたりすることができ、そのようにして板等に固定された反応体および水吸着体が機能部材として用いられることができる。   Further, in the functional member, a wire mesh case, a punching mesh type case, a bag-like case formed using a wire mesh, a resin, or the like, or a mesh type cylindrical case (having a storage region between the inner cylinder and the outer cylinder). Or the like, and a reactant such as an ion exchange resin or a water adsorbent can be placed therein. In addition, the reactant and water adsorbent can be laminated on a plate or film, or can be applied to parts using a spray or the like, and the reactant and water adsorbent thus fixed on the plate or the like It can be used as a functional member.

なお、そのような反応体および水吸着体は、上記第1実施形態で説明したように、ケース等に入れられたり、板等に固定されたりすることで機能部材とされて、所定箇所に設置されることができる。しかし、反応体および水吸着体は、ケース等に入れられることなく、配置されてもよい。   In addition, as described in the first embodiment, such a reactant and water adsorbent are set as functional members by being put in a case or the like or fixed to a plate or the like, and installed at a predetermined place. Can be done. However, the reactant and the water adsorbent may be arranged without being put in a case or the like.

次に本発明の第2実施形態に係るエンジン100が説明される。なお、エンジン100の説明では、既に説明された構成要素に対応する構成要素に既に説明された構成要素の符号に対応する符号を付す。第2実施形態のエンジン100は、加熱システム150を備える点で第1実施形態のエンジン10と相違する。第2実施形態のエンジン100は、上記第1実施形態のエンジン10の構成を実質的に備え、上記第1実施形態のエンジン10と同様の効果を奏し、同様の変更が適用される。   Next, an engine 100 according to a second embodiment of the present invention will be described. In the description of engine 100, components corresponding to the components already described are denoted by reference symbols corresponding to the components already described. The engine 100 of the second embodiment is different from the engine 10 of the first embodiment in that a heating system 150 is provided. The engine 100 of the second embodiment substantially includes the configuration of the engine 10 of the first embodiment, has the same effect as the engine 10 of the first embodiment, and the same changes are applied.

図4はエンジン100の概念図であり、図4ではそこに備えられた加熱システム150が概念的に表されている。当該車両はハイブリッド車両であり、エンジン100において発生する燃焼熱等を蓄熱する蓄熱装置152が設けられている。蓄熱装置152の熱はヘッドカバー116の加熱(暖機)に使用される。ここでは、熱媒体の一例として水が用いられる。なお、蓄熱装置152は、加熱システム150に含まれる。   FIG. 4 is a conceptual diagram of the engine 100. FIG. 4 conceptually shows the heating system 150 provided therein. The vehicle is a hybrid vehicle, and is provided with a heat storage device 152 that stores combustion heat generated in the engine 100. The heat of the heat storage device 152 is used for heating (warming up) the head cover 116. Here, water is used as an example of the heat medium. Note that the heat storage device 152 is included in the heating system 150.

ヘッドカバー116には、ヘッドカバー116内を通る流路としてカバー内水路154が形成されている。このカバー内水路154は、ヘッドカバー116の外部に通じる2つの接続口、第1接続口156および第2接続口158を有している。また、ヘッドカバー116内壁面には、硝酸イオンなどの所定のイオン成分を吸着する機能を有するイオン交換樹脂と水を吸着する機能を有するシリカゲルとを備える機能部材140が設けられている。機能部材140は、後述するように、カバー内水路154からの熱で加熱可能に設けられている。   In the head cover 116, an in-cover water channel 154 is formed as a flow path passing through the head cover 116. The in-cover water channel 154 has two connection ports that communicate with the outside of the head cover 116, a first connection port 156 and a second connection port 158. A functional member 140 including an ion exchange resin having a function of adsorbing a predetermined ion component such as nitrate ion and silica gel having a function of adsorbing water is provided on the inner wall surface of the head cover 116. As will be described later, the functional member 140 is provided so as to be heatable by heat from the in-cover water channel 154.

エンジン100の燃焼室123には吸気ポート160を通じて吸気が流れ込み、燃焼室123の燃焼ガスは排気ポート162を介して排出される。吸気ポート160には、ポート水路164が設けられている。ポート水路164は、2つの接続部、第3接続口166および第4接続口168を有している。第3接続口166は、第1流路170を介して蓄熱装置152に接続されている。第4接続口168は、第2流路172を介してカバー内水路154の第1接続口156に接続されている。   Intake air flows into the combustion chamber 123 of the engine 100 through the intake port 160, and the combustion gas in the combustion chamber 123 is exhausted through the exhaust port 162. A port water channel 164 is provided in the intake port 160. The port water channel 164 has two connection portions, a third connection port 166 and a fourth connection port 168. The third connection port 166 is connected to the heat storage device 152 via the first flow path 170. The fourth connection port 168 is connected to the first connection port 156 of the in-cover water channel 154 via the second channel 172.

カバー内水路154の第2接続口158は、第3流路174を介して蓄熱装置152に接続されている。第2流路172には、蓄熱装置102に対する水の流通を調整するための調整手段としてのポンプ174が設けられている。ポンプ174は、制御手段である、車両の制御装置176に接続されている。ポンプ174は、流路内に温水を循環させるもしくは停止させるように、制御装置176からの信号に応じて作動する。   The second connection port 158 of the in-cover water channel 154 is connected to the heat storage device 152 via the third flow channel 174. The second flow path 172 is provided with a pump 174 as adjustment means for adjusting the flow of water to the heat storage device 102. The pump 174 is connected to a vehicle control device 176 which is a control means. The pump 174 operates according to a signal from the control device 176 so as to circulate or stop the hot water in the flow path.

制御装置176にはエンジンの冷却水温を検出するための水温センサ(水温検出手段)178がつなげられている。また、制御装置176にはシリンダヘッドカバー116の温度、特にその内部の温度を検出するための温度センサ(温度検出手段)180がつなげられている。なお、温度センサ180は備えられずに、エンジン運転状態等に基づいてヘッドカバー116の温度が推定されてもよい(検出されてもよい)。この場合、制御装置176の一部は温度検出手段として機能する。   The controller 176 is connected with a water temperature sensor (water temperature detecting means) 178 for detecting the cooling water temperature of the engine. The controller 176 is connected to a temperature sensor (temperature detecting means) 180 for detecting the temperature of the cylinder head cover 116, particularly the temperature inside the cylinder head cover 116. Note that the temperature sensor 180 may not be provided, and the temperature of the head cover 116 may be estimated (may be detected) based on the engine operating state or the like. In this case, a part of the control device 176 functions as temperature detection means.

エンジン100の始動時には、制御装置176は、ポンプ174に対し信号を出力して、温水を循環させるようにポンプ174を作動させる。ポンプ174の作動により、以下のように温水が循環する。蓄熱装置152から出た温水は、第1流路170内を通って第3接続口166からポート水路164に流れ込む。蓄熱装置152からの温水がポート水路164を介して吸気ポート160の壁内に流れることで、吸気ポート160が温められる。次に、温水はポート水路164の第4接続口168から第2流路172へと流れ、第1接続口156からカバー内水路154内へと流れる。カバー内水路154の内部を温水が流れることで、ヘッドカバー116が温められる。これにより機能部材140も温められる。カバー内水路154を流れ終えた温水は、第2接続口158から第3流路174へと流れ、蓄熱装置152に戻される。   When engine 100 is started, control device 176 outputs a signal to pump 174 to operate pump 174 to circulate hot water. The operation of the pump 174 circulates hot water as follows. The hot water that has come out of the heat storage device 152 flows into the port water channel 164 from the third connection port 166 through the first flow path 170. The hot water from the heat storage device 152 flows into the wall of the intake port 160 via the port water channel 164, whereby the intake port 160 is warmed. Next, the hot water flows from the fourth connection port 168 of the port water channel 164 to the second flow channel 172 and from the first connection port 156 to the in-cover water channel 154. The warm water flows through the inside cover water channel 154, so that the head cover 116 is warmed. Thereby, the functional member 140 is also warmed. The hot water that has finished flowing through the in-cover water channel 154 flows from the second connection port 158 to the third flow channel 174 and is returned to the heat storage device 152.

このように、エンジンの始動時に、蓄熱装置152を通過して生じた温水によりヘッドカバー116が加熱されることにより、エンジンの暖機が促進される。また、ヘッドカバー116が温められることで、ヘッドカバー116内の露点温度が上昇し、ヘッドカバー116内での凝縮水の生成が抑制される。また、ヘッドカバー116の加熱により、機能部材140も温められるので、機能部材140による硝酸イオン等の吸着も促進され、エンジンオイルの劣化も上記の如く抑制される。   As described above, when the engine is started, the head cover 116 is heated by the hot water generated by passing through the heat storage device 152, so that warm-up of the engine is promoted. In addition, since the head cover 116 is warmed, the dew point temperature in the head cover 116 rises, and the generation of condensed water in the head cover 116 is suppressed. Further, since the functional member 140 is also warmed by heating the head cover 116, adsorption of nitrate ions and the like by the functional member 140 is promoted, and deterioration of the engine oil is also suppressed as described above.

このような蓄熱装置152の熱の利用は、エンジン暖機が終了するまで、実行される。水温センサ178を用いて得られた冷却水温が所定温度に達したとき、例えば70℃に達したとき、制御装置176はエンジン暖機完了と判定する。また、そのような蓄熱システム152の熱の利用は、シリンダヘッドカバー116の温度が所定温度以上、例えば60℃以上になるまで実行される。   Such use of the heat of the heat storage device 152 is executed until the engine warm-up is completed. When the cooling water temperature obtained using the water temperature sensor 178 reaches a predetermined temperature, for example, reaches 70 ° C., the control device 176 determines that the engine warm-up is complete. Further, such use of the heat of the heat storage system 152 is executed until the temperature of the cylinder head cover 116 becomes a predetermined temperature or higher, for example, 60 ° C. or higher.

そして、エンジン暖機完了後、そのような蓄熱装置152の熱の利用は、ヘッドカバー116の温度が所定温度、例えば60℃を下回ったとき再開され、所定温度、例えば60℃以上になったとき停止される。   Then, after the engine warm-up is completed, the use of heat of the heat storage device 152 is resumed when the temperature of the head cover 116 falls below a predetermined temperature, for example, 60 ° C., and stops when the temperature of the head cover 116 becomes higher than the predetermined temperature, for example, 60 ° Is done.

なお、上記蓄熱装置152は、ハイブリッド車両に設けられたものとして説明したが、ハイブリッド車両以外の一般の車両に搭載されている蓄熱装置が用いられてもよい。なお、蓄熱装置は、蓄熱タンクを備え得る。   In addition, although the said thermal storage apparatus 152 demonstrated as what was provided in the hybrid vehicle, the thermal storage apparatus mounted in general vehicles other than a hybrid vehicle may be used. Note that the heat storage device may include a heat storage tank.

上記第2実施形態では、蓄熱装置152の熱は、ヘッドカバー116に形成されたカバー内水路154を備える専用の流路を流れる水に加えられた。しかし、蓄熱装置152の熱は、ヘッドカバー116に形成されたカバー内水路154およびポート水路164を流れる水に与えられることに限定されず、その熱がカバー内水路154のみを流れる水にのみ与えられるように、蓄熱装置152を備えたシステムが構成されてもよい。または、そのような蓄熱装置152の熱は、エンジン始動時等に、そのような流路内の水に加えて、エンジン冷却水全体に与えられてもよい。この場合、ヘッドカバー116内に供給される水は、エンジン冷却水であってもよい。エンジン冷却水全体を加熱可能に構成されたシステムを備えるエンジンを次に説明する。   In the second embodiment, the heat of the heat storage device 152 is applied to the water flowing through the dedicated flow path including the in-cover water channel 154 formed in the head cover 116. However, the heat of the heat storage device 152 is not limited to being given to the water flowing through the in-cover water channel 154 and the port water channel 164 formed in the head cover 116, and the heat is given only to the water flowing through only the in-cover water channel 154. As such, a system including the heat storage device 152 may be configured. Alternatively, the heat of such a heat storage device 152 may be given to the entire engine cooling water in addition to the water in such a flow path when the engine is started. In this case, the water supplied into the head cover 116 may be engine cooling water. Next, an engine including a system configured to be able to heat the entire engine coolant will be described.

次に本発明の第3実施形態に係るエンジン200が説明される。エンジン200の説明では、既に説明された構成要素に対応する構成要素に既に説明された構成要素の符号に対応する符号を付す。なお、第3実施形態のエンジン200は、加熱システム250を備える点で第1実施形態のエンジン10と相違する。第3実施形態のエンジン200は、上記第1実施形態のエンジン10の構成を実質的に備え、上記第1実施形態のエンジン10と同様の効果を奏し、同様の変更が適用される。   Next, an engine 200 according to a third embodiment of the present invention will be described. In the description of the engine 200, the components corresponding to the components already described are denoted by the symbols corresponding to the components already described. The engine 200 of the third embodiment is different from the engine 10 of the first embodiment in that a heating system 250 is provided. The engine 200 of the third embodiment substantially includes the configuration of the engine 10 of the first embodiment, has the same effect as the engine 10 of the first embodiment, and the same changes are applied.

図5および図6の各々はエンジン200の概念図であり、それらではそこに備えられた加熱システム250が概念的に表されている。加熱システム250は、エンジン冷却水全体を加熱可能なシステムとして構成され、熱媒体としての水が流れる流路251に蓄熱装置としての蓄熱タンク252を備える。流路251は、シリンダブロック212、シリンダヘッド214、ヘッドカバー216のそれぞれに形成された流路を含む。   Each of FIG. 5 and FIG. 6 is a conceptual diagram of the engine 200, in which a heating system 250 provided therein is conceptually represented. The heating system 250 is configured as a system capable of heating the entire engine coolant, and includes a heat storage tank 252 as a heat storage device in a flow path 251 through which water as a heat medium flows. The flow path 251 includes flow paths formed in each of the cylinder block 212, the cylinder head 214, and the head cover 216.

図5には、冷間始動時等の、蓄熱タンク252を介して水を流す場合の水の流れが模式的に矢印で表されている。エンジンが始動されて、ヘッドカバー216の温度、特にその内部の温度を検出するための温度センサ(温度検出手段)280を用いて検出される温度が第1所定温度よりも低いとき、制御手段として機能する制御装置(不図示)は加熱用ポンプ282を作動させると共に切替弁284を低温時用位置に切り換える。ただし、エンジンが始動されて、エンジン200の冷却水温を検出するための図示しない水温センサ(水温検出手段)を用いて検出されるエンジン冷却水温が第2所定温度よりも低いとき、制御装置は加熱用ポンプ282を作動させると共に切替弁284を低温時用位置に切り換える。つまり、ヘッドカバー216の温度が第1所定温度よりも低いとき、または冷却水温が第2所定温度よりも低いとき、制御装置は加熱用ポンプ282を作動させると共に切替弁284を低温時用位置に切り換える。なお、エンジンが作動状態にあるとき、冷却水循環用のポンプ286は機械的に作動される。   In FIG. 5, the flow of water when flowing water through the heat storage tank 252 at the time of cold start or the like is schematically represented by arrows. When the engine is started and the temperature detected using the temperature sensor (temperature detection means) 280 for detecting the temperature of the head cover 216, particularly the temperature inside thereof, is lower than the first predetermined temperature, it functions as a control means The control device (not shown) operates the heating pump 282 and switches the switching valve 284 to the low temperature position. However, when the engine is started and the engine cooling water temperature detected by using a water temperature sensor (water temperature detecting means) (not shown) for detecting the cooling water temperature of the engine 200 is lower than the second predetermined temperature, the control device performs heating. And the switching valve 284 is switched to the low temperature position. That is, when the temperature of the head cover 216 is lower than the first predetermined temperature, or when the coolant temperature is lower than the second predetermined temperature, the control device operates the heating pump 282 and switches the switching valve 284 to the low temperature position. . When the engine is in an operating state, the cooling water circulation pump 286 is mechanically operated.

加熱用ポンプ282が作動していて切替弁284が低温時用位置にあるとき、冷却水は、図5に矢印で示すように流れる。蓄熱タンク252を経て温められた(加熱された)冷却水つまり温水は加熱用ポンプ282を通過し、第1流路288を介して切替弁284に送られる。切替弁284を介してシリンダブロック212内に導かれたここでは温水である冷却水は、シリンダヘッド214およびヘッドカバー216の流路を介して第2流路289および第3流路290に流出する。第2流路289に導かれた冷却水はヒーターコア291を介して蓄熱タンク252またはポンプ286に流れて、第1流路288に至る。他方、第3流路290に導かれた冷却水の一部は吸気スロットルバルブ222周囲に形成された流路292を介して第1流路288に至る。   When the heating pump 282 is operating and the switching valve 284 is in the low temperature position, the cooling water flows as shown by arrows in FIG. Cooling water that has been heated (heated) through the heat storage tank 252, that is, hot water, passes through the heating pump 282 and is sent to the switching valve 284 through the first flow path 288. The cooling water, which is hot water here, led into the cylinder block 212 via the switching valve 284 flows out to the second flow path 289 and the third flow path 290 via the flow paths of the cylinder head 214 and the head cover 216. The cooling water guided to the second flow path 289 flows to the heat storage tank 252 or the pump 286 via the heater core 291 and reaches the first flow path 288. On the other hand, a part of the cooling water led to the third flow path 290 reaches the first flow path 288 via a flow path 292 formed around the intake throttle valve 222.

このように、エンジン200の始動時等に、蓄熱タンク252を通過して生じた温水によりヘッドカバー216が加熱されることにより、エンジン200の暖機が促進される。また、ヘッドカバー216が温められることで、ヘッドカバー216内の露点温度が上昇し、ヘッドカバー216内での凝縮水の生成が抑制される。また、ヘッドカバー216の加熱により、そこに備えられた機能部材240も温められる。したがって、機能部材240による硝酸イオン等の吸着も促進され、エンジンオイルの劣化も上記の如く抑制される。   As described above, when the engine 200 is started, the head cover 216 is heated by the hot water generated by passing through the heat storage tank 252, so that warm-up of the engine 200 is promoted. In addition, since the head cover 216 is warmed, the dew point temperature in the head cover 216 increases, and the generation of condensed water in the head cover 216 is suppressed. Further, the functional member 240 provided therein is also warmed by heating the head cover 216. Therefore, adsorption of nitrate ions and the like by the functional member 240 is promoted, and deterioration of the engine oil is suppressed as described above.

そして、温度センサ280を用いて検出されるヘッドカバー216の温度が第1所定温度以上になって、かつ、水温センサを用いて検出される冷却水温が第2所定温度以上になったとき、制御装置は加熱用ポンプ282の作動を停止すると共に切替弁284を高温時用位置に切り換える。加熱用ポンプ282が非作動状態にあると共に切替弁284が高温時用位置にあるとき、冷却水は、図6に矢印で示すように流れる。加熱用ポンプ282が作動していないので蓄熱タンク252への冷却水の流通は実質的に停止する。加えて、切替弁284が高温時用位置(三方に開いた位置)にあるので、冷却水はラジエータ293にも流れる。   When the temperature of the head cover 216 detected using the temperature sensor 280 is equal to or higher than the first predetermined temperature and the cooling water temperature detected using the water temperature sensor is equal to or higher than the second predetermined temperature, the control device Stops the operation of the heating pump 282 and switches the switching valve 284 to the high temperature position. When the heating pump 282 is in the non-operating state and the switching valve 284 is in the high temperature position, the cooling water flows as indicated by arrows in FIG. Since the heating pump 282 is not operating, the flow of the cooling water to the heat storage tank 252 is substantially stopped. In addition, since the switching valve 284 is in a high temperature position (a position opened in three directions), the cooling water also flows into the radiator 293.

その後、エンジン200が停止されたとき、冷却水温が第3所定温度以上か否かが判定される。冷却水温が第3所定温度以上のとき、制御装置は、加熱用ポンプ282を作動させて冷却水を蓄熱タンク252に流す。これにより、蓄熱タンク252で熱の回収が行われる。このような熱回収は、所定時間、または、冷却水温が第3所定温度未満になるまで、実行される。しかし、バッテリ容量が所定値以下になったときには、停止される。こうして回収された熱は、次回のエンジン始動時等に上記の如く利用される。   Thereafter, when engine 200 is stopped, it is determined whether or not the coolant temperature is equal to or higher than a third predetermined temperature. When the cooling water temperature is equal to or higher than the third predetermined temperature, the control device operates the heating pump 282 to flow the cooling water to the heat storage tank 252. Thereby, heat recovery is performed in the heat storage tank 252. Such heat recovery is executed for a predetermined time or until the cooling water temperature becomes lower than the third predetermined temperature. However, when the battery capacity becomes a predetermined value or less, it is stopped. The heat recovered in this way is used as described above when the engine is next started.

なお、温度センサ280は備えられずに、エンジン運転状態等に基づいてヘッドカバー216の温度が推定されてもよい(検出されてもよい)。   Note that the temperature sensor 280 is not provided, and the temperature of the head cover 216 may be estimated (may be detected) based on the engine operating state or the like.

次に本発明の第4実施形態に係るエンジン300が説明される。なお、エンジン300の説明では、既に説明された構成要素に対応する構成要素に既に説明された構成要素の符号に対応する符号を付す。なお、第4実施形態のエンジン300は、加熱システム350を備える点で第1実施形態のエンジン10と相違する。第4実施形態のエンジン300は、上記第1実施形態のエンジン10の構成を実質的に備え、上記第1実施形態のエンジン10と同様の効果を奏し、同様の変更が適用される。   Next, an engine 300 according to a fourth embodiment of the present invention will be described. In the description of engine 300, components corresponding to the components already described are denoted by reference symbols corresponding to the components already described. The engine 300 according to the fourth embodiment is different from the engine 10 according to the first embodiment in that a heating system 350 is provided. The engine 300 of the fourth embodiment substantially includes the configuration of the engine 10 of the first embodiment, has the same effect as the engine 10 of the first embodiment, and the same changes are applied.

図7および図8の各々はエンジン300の概念図であり、それらではそこに備えられた加熱システム350が概念的に表されている。加熱システム350は、エンジン冷却水全体を加熱可能なシステムとして構成され、熱媒体としての水が流れる流路351に蓄熱装置としての蓄熱タンク352を備える。流路351は、シリンダブロック312、シリンダヘッド314、ヘッドカバー316のそれぞれに形成された流路を含む。   Each of FIG. 7 and FIG. 8 is a conceptual diagram of the engine 300, in which the heating system 350 provided therein is conceptually represented. The heating system 350 is configured as a system capable of heating the entire engine coolant, and includes a heat storage tank 352 as a heat storage device in a flow path 351 through which water as a heat medium flows. The flow path 351 includes flow paths formed in each of the cylinder block 312, the cylinder head 314, and the head cover 316.

第4実施形態における加熱システム350は、シリンダヘッド314を出た冷却水が直接的に蓄熱タンク352に流れ得、かつ、蓄熱タンク352からの冷却水が第1流路388に流れ込む部位に第2切替弁395が設けられている点で、第3実施形態における加熱システム250と相違する。その他の点では、第4実施形態における加熱システム350は、第3実施形態における加熱システム250と概ね同じである。それ故、以下では、主としてそれら相違点について説明する。   In the heating system 350 according to the fourth embodiment, the cooling water exiting the cylinder head 314 can flow directly to the heat storage tank 352, and the cooling water from the heat storage tank 352 flows into the first flow path 388 at a second position. It differs from the heating system 250 in 3rd Embodiment by the point in which the switching valve 395 is provided. In other respects, the heating system 350 in the fourth embodiment is substantially the same as the heating system 250 in the third embodiment. Therefore, in the following, these differences will be mainly described.

図7は上記第3実施形態の図5に対応し、図7には、温度センサ380を用いて検出されるシリンダヘッド316の温度が上記第1所定温度よりも低いときまたは冷却水温が上記第2所定温度よりも低いときの、冷却水の流れが矢印で表されている。なお、このようなとき制御装置からの信号により、加熱用ポンプ382は作動状態にされ、切替弁384は低温時用位置にされている。   FIG. 7 corresponds to FIG. 5 of the third embodiment, and FIG. 7 shows that the temperature of the cylinder head 316 detected using the temperature sensor 380 is lower than the first predetermined temperature or the cooling water temperature is the first temperature. 2 Flow of cooling water when it is lower than a predetermined temperature is indicated by an arrow. In such a case, the heating pump 382 is activated by the signal from the control device, and the switching valve 384 is in the low temperature position.

図8は上記第3実施形態の図6に対応し、図8には、温度センサ380を用いて検出されるシリンダヘッド316の温度が上記第1所定温度以上であって冷却水温が上記第2所定温度以上のときの、冷却水の流れが矢印で表されている。なお、このようなとき制御装置からの信号により、加熱用ポンプ382は非作動状態にされ、切替弁384は高温時用位置にされている。   FIG. 8 corresponds to FIG. 6 of the third embodiment. In FIG. 8, the temperature of the cylinder head 316 detected using the temperature sensor 380 is equal to or higher than the first predetermined temperature, and the coolant temperature is the second temperature. The flow of the cooling water when the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature is indicated by an arrow. In such a case, the heating pump 382 is deactivated by the signal from the control device, and the switching valve 384 is in the high temperature position.

第2切替弁395は、加熱用ポンプ382が作動するとき、つまり、シリンダヘッド316の温度が第1所定温度よりも低いときまたは冷却水温が第2所定温度よりも低いとき、制御装置によって低温時用位置にされる。第2切替弁395の低温時用位置は、三方に開いた位置である。   When the heating pump 382 is operated, that is, when the temperature of the cylinder head 316 is lower than the first predetermined temperature or when the cooling water temperature is lower than the second predetermined temperature, the second switching valve 395 is at a low temperature by the control device. Is in the position for use. The low temperature position of the second switching valve 395 is a position opened in three directions.

他方、第2切替弁395は、加熱用ポンプ382が非作動状態にされているとき、つまり、シリンダヘッド316の温度が第1所定温度以上であって冷却水温が第2所定温度以上のとき、制御装置によって高温時用位置にされる。第2切替弁395の高温時用位置は、蓄熱タンク352からの流路396が第1流路388に閉じる位置である。   On the other hand, the second switching valve 395 is configured such that when the heating pump 382 is in an inoperative state, that is, when the temperature of the cylinder head 316 is equal to or higher than the first predetermined temperature and the coolant temperature is equal to or higher than the second predetermined temperature. The high temperature position is set by the control device. The high temperature position of the second switching valve 395 is a position where the flow path 396 from the heat storage tank 352 closes to the first flow path 388.

なお、上記第2から第4実施形態では、ヘッドカバーを温めるための加熱システムは、冷間始動時など、ヘッドカバーに設けられた機能部材の昇温が必要とされるとき、そこに形成されたヘッドカバー内流路を含む流路を流れる熱媒体に蓄熱装置の熱を与えるように構成された。しかし、加熱システムは、通電により発熱するヒーターを備えて構成されてもよい。この場合、制御装置は、冷間始動時など、ヘッドカバーに設けられた機能部材の昇温が必要とされるとき、ヒーターに通電させる。なお、ヒーターはヘッドカバー外面、内面、それらの間のいずれかに設けられ得、機能部材を適切に加熱するように設けられるとよい。   In the second to fourth embodiments, the heating system for warming the head cover is formed when the temperature of the functional member provided in the head cover is required, such as during cold start. It was comprised so that the heat | fever of a thermal storage apparatus might be given to the heat medium which flows through the flow path containing an inner flow path. However, the heating system may include a heater that generates heat when energized. In this case, the controller energizes the heater when the temperature of the functional member provided on the head cover is required, such as during cold start. The heater may be provided on the outer surface of the head cover, the inner surface, or between them, and may be provided so as to appropriately heat the functional member.

以上、本発明を上記実施形態およびその変形例に基づいて説明した。しかし、本発明は、それら実施形態等に限定されず、他の実施形態を許容する。例えば、上記第1から第4実施形態を部分的に矛盾しない範囲で組み合わせた実施形態を本発明は許容する。本発明には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。   As described above, the present invention has been described based on the above embodiment and its modifications. However, the present invention is not limited to these embodiments and the like, and other embodiments are allowed. For example, the present invention allows an embodiment in which the first to fourth embodiments are combined in a range that does not contradict each other. The present invention includes all modifications, applications, and equivalents included in the spirit of the present invention defined by the claims.

10 エンジン
12 シリンダブロック
14 シリンダヘッド
16 ヘッドカバー
18 オイルパン
20 吸気通路
22 スロットルバルブ
24 オイル戻し通路
40 機能部材
10 Engine 12 Cylinder block 14 Cylinder head 16 Head cover 18 Oil pan 20 Intake passage 22 Throttle valve 24 Oil return passage 40 Functional member

Claims (5)

所定の成分を吸着する機能を有する反応体と、水を吸着する機能を有する水吸着体とを備えたことを特徴とする内燃機関。   An internal combustion engine comprising: a reactant having a function of adsorbing a predetermined component; and a water adsorbent having a function of adsorbing water. 前記反応体と前記水吸着体とを一体的に設けたことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。   The internal combustion engine according to claim 1, wherein the reactant and the water adsorbent are provided integrally. 前記反応体および前記水吸着体はシリンダヘッドカバー内に設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関。   The internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the reactant and the water adsorbent are provided in a cylinder head cover. 前記シリンダヘッドカバーを温めるための加熱システムをさらに備えたことを特徴とする請求項3に記載の内燃機関。   The internal combustion engine according to claim 3, further comprising a heating system for heating the cylinder head cover. 前記加熱システムは、
前記シリンダヘッドカバーに一部が形成されて熱媒体が流れる流路と、
該流路に設けられた蓄熱装置と、
前記蓄熱装置に対する前記熱媒体の流通を調整するための調整手段と、
前記シリンダヘッドカバーの温度を検出するための温度検出手段と、
該温度検出手段を用いて検出された前記シリンダヘッドカバーの温度に応じて前記調整手段の作動を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項4に記載の内燃機関。
The heating system includes:
A flow path in which a part of the cylinder head cover is formed and the heat medium flows;
A heat storage device provided in the flow path;
Adjusting means for adjusting the flow of the heat medium to the heat storage device;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the cylinder head cover;
5. The internal combustion engine according to claim 4, further comprising control means for controlling the operation of the adjusting means in accordance with the temperature of the cylinder head cover detected using the temperature detecting means.
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