JP2649576B2 - エンジンオイル消費量測定装置 - Google Patents

エンジンオイル消費量測定装置

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JP2649576B2
JP2649576B2 JP1109126A JP10912689A JP2649576B2 JP 2649576 B2 JP2649576 B2 JP 2649576B2 JP 1109126 A JP1109126 A JP 1109126A JP 10912689 A JP10912689 A JP 10912689A JP 2649576 B2 JP2649576 B2 JP 2649576B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、性能試験等においてエンジン運転中のエ
ンジンオイル消費量を測定する装置に関する。
〔従来の技術〕 従来の技術によるエンジンオイル消費量測定装置は、
例えば特開昭59−79815号公報に開示されているよう
に、エンジンの下部のオイルパン内のエンジンオイル空
間と外部オイルタンクとをサイフォンを介して連通し、
両者におけるオイルレベルを同一にするようにして、エ
ンジンオイルが消費されるエンジン運転中にも外部にオ
イルタンクのオイルレベルを時間的に一定高さに維持す
るようにオイル補充タンクから外部オイルタンクにエン
ジンオイルを補給し、オイル補充タンク内のエンジンオ
イルの重量変化を計測することにより間接的にエンジン
運転中のエンジンオイル消費量を測定するものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の従来の技術によるエンジンオイル消費量測定装
置によれば、次のような諸問題がある。
サイフォンによりオイルパン内のエンジンオイルのオ
イルレベルと外部オイルタンク内のエンジンオイルのオ
イルレベルとを同一高さにするのであるが、エンジンオ
イルの粘性により両者のオイルレベルが同一高さに安定
するのに可成りの時間を要する。
エンジン運転時、オイルパン内のエンジンオイルは、
小さい気泡を含み、サイフォン管に気泡が入り、サイフ
ォン動作が行われなくなる可能性がある。
外部オイルタンク及びオイル補充タンクの設置に関
し、前者は、オイルパンの高さに位置させ、後者は、前
者より高く位置させなければならないという制約があ
り、設置スペースが大きくなる。
エンジンオイル供給モードが常時補給方式である場合
にのみに適用して得て、耐久試験におけるような実際の
運転状態に近似した所定量消費した時点毎の補給方式の
場合には適用できない。
オイル補充タンクへの可撓管、手動式プランジャポン
プへの配管が重量測定精度に影響を与えたり、周囲温度
変化による外部オイルタンク内のオイルの堆積変化が消
費量測定精度誤差となったりして、消費量測定精度が低
い。
〔課題を解決するための手段〕
この発明によるエンジンオイル消費量測定装置は、エ
ンジンにエンジンオイルを供給する供給装置、エンジン
のオイル層底部と連通するオイルレベル検出チャンバ
ー、前記オイルレベル検出チャンバー内のエンジンオイ
ル層中及びエンジン内部の前記オイルレベル検出チャン
バー中及びエンジン内部の空気層中の夫々に空気を給送
する給気装置、前記両管路の先端口の圧力の圧力差を計
測する装置、及び計測された圧力差に基づいてエンジン
におけるエンジンオイルレベルを検出し、供給装置を制
御し、且つ所定時間に制御供給されたエンジンオイル量
を計量する計測制御装置から構成されている。
計測制御装置は、エンジンオイルの補給制御が常時補
給方式の場合は、検出したエンジンオイルレベルを一定
に維持するように供給装置を制御する計測制御装置であ
り、補給開始設定方式の場合は、検出したエンジンオイ
ルレベルが供給開始レベルに達した時、供給を開始し、
基準レベルに達した時、供給を停止するように供給装置
を制御し、供給開始時点間、又は供給停止時点間に制御
供給されたエンジンオイル量を計量する計測制御装置で
ある。
〔作用〕
運転時のエンジンにおけるエンジンオイルの層中及空
気層中の夫々に管路を連通させ、給気装置から前記両管
路の夫々に空気が給送されると、空気は、管路端からエ
ンジンのオイル層底部と連通するオイルレベル検出チャ
ンバーのエンジンオイル層中及びエンジンの空気層中の
夫々に放出される。その際の両管路中の圧力の圧力差が
計測される。その計測された圧力差ΔPは、ρ(エンジ
ンオイルの密度)とg(重力の加速度)とh(オイルレ
ベル検出チャンバー中)の管路端からオイルレベルまで
の高さ)との積である。ρとgとは既知であるからhは
演算検出される。
エンジンオイルの補給制御が常時補給方式の場合は、
hを一定に維持するように、即ち、ΔPを一定に維持す
るように制御装置がエンジンオイルを補充供給すると、
その供給量がエンジンオイルの消費量に相当する。従っ
て、単位時間当りのその供給量を計測制御装置が計量す
ることにより運転時のエンジンのエンジンオイルの消費
量が計測されることになる。
エンジンオイルの補給制御が補給開始設定方式の場合
は、hが供給開始レベルに達した時点で、供給を開始
し、基準レベルに達した時点で、供給を停止するように
計測制御装置が供給装置を制御し、その補給制御サイク
ルが繰り返され、供給開始レベルに達した時点間、又は
基準レベルに達した時点間の供給量を計測制御装置が計
量することにより運転時のエンジンのエンジンオイルの
消費量が計測されることになる。
〔実 施 例〕
この発明の実施例を図面に従って説明する。
第1図及び第2図に示すように、エンジンオイル消費
量測定装置においては、エンジン1のオイルレベルゲー
ジロ2には給油ジョイント3及び圧力検出ジョイント4
が取付けられ、エンジン1のオイルパン5の底には仕切
り板6が流通方向に設けられている連通路7を介してオ
イルレベル検出チャンバー8が取付けられる。
給油ジョイント3にはオイルポンプ9の吐出口が給油
管10により接続され、オイルポンプ9の吸込口にはフロ
ートスイッチ11を備えたオイルタンク12が給油管13によ
り接続されている。
圧力スイッチ14を備え、空気ポンプ15の吐出口に接続
されたアキュムレータタンク16は、電磁弁17が介在する
気相側空気管18により圧力検出ジョイント4に接続され
ていると共に、電磁弁19が介在する液相側空気管20によ
りオイルレベル検出チャンバー8に接続されている。電
磁弁17の下流で、気相側空気管18の分岐路は、差圧変換
器21の低圧側に、電磁弁19の下流で、液相側空気管20の
分岐路は、差圧変換器21の高圧側に夫々接続されてい
る。
計測制御ユニット22は、フロートスイッチ11及び圧力
スイッチ14からの開閉信号が入力されるように接続され
ると共に、差圧変換器21からの検出差圧信号が入力され
るように接続されている。更に、オイルポンプ9、空気
ポンプ15及び電磁弁17,19は、計測制御ユニット22の出
力信号により制御作動されるように夫々計測制御ユニッ
ト22に接続されている。
上記のエンジンオイル消費量測定装置の操作・作用に
ついて説明する。
空気ポンプ15は、計測制御ユニット22の制御により運
転され、アキュムレータタンク16に圧縮空気を供給し、
圧力スイッチ14は、アキュムレータタンク16内の圧力が
設定値以上の圧力になると開路し、それにより計測制御
ユニット22は、空気ポンプ15の駆動を停止するようにな
っているので、アキュムレータタンク16内の圧力は常に
一定に維持される。
アキュムレータタンク16からは、空気が気相側空気管
18を介して圧力検出ジョイント4からエンジン1内の上
部の気相部内に放出されると共に、液相側空気管20を介
してその先端口からオイルレベル検出チャンバー8のエ
ンジンオイル内に放出される。気相側空気管18と液相側
空気管20との空気流量は、計測制御ユニット22により制
御される電磁弁17,19により同量、且つ微量に調整され
る。
その際、気相側空気管18多び液相側空気管20の差圧変
換器21への接続部と両空気管18,20の先端口との間に
は、空気流通状態により夫々圧力差が生じるが、気相側
空気間18側(L側)の圧力差と液相側空気管20側(H
側)の圧力差とが相殺し、両圧力差に多少の大小があっ
ても、それは微々たるもので、差圧変換器21との接続部
から両空気管18,20の先端口へ空気が流れているので無
視し得る程度であり、従って、差圧変換器21のL側に加
わる圧力P1は、エンジン1のブローバイ圧力Pである。
そうして、差圧変換器21の高圧側に加わる圧力をP2
すると、P2=P1+h・ρ・gである。
h:オイルレベル検出チャンバー8内の液相側空気管20の
先端口からオイルパン5内のオイル面までの高さ、即ち
オイルパン内のオイルレベル ρ:エンジンオイルの密度 g:重力の加速度 従って、差圧量をΔP(=P2−P1)とすると、h=Δ
P/ρ・g である。
ρは計測制御ユニット22で任意に設定し得、gは定数
であるので、ΔPを計測することによりhを求めること
ができる。
そこで、差圧変換器21で計測された差圧量ΔPが計測
制御ユニット22に入力され、計測制御ユニット22におい
て上記の演算によりhが検出される。
更に、計測制御ユニット22においては、基準オイルレ
ベルh0及び補給が必要となる補給開始オイルレベルh1
適宜設定され得る。
一般にエンジン1におけるエンジンオイルの補給制御
には、常時補給方式(第3図参照)と補給開始設定方式
(第4図参照)とがある。
先ず、常時補給方式におけるエンジンオイルの消費量
計測について説明する。
エンジン1が運転され、エンジンオイルが消費中にお
いて、オイルポンプ9が駆動されオイルタンク12のエン
ジンオイルが給油管10,13を介して給油ジョイント3か
らエンジン1内へ供給されるのであるが、常時、オイル
パン5内のオイルレベルhが計測制御ユニット22で検出
されると共に、計測制御ユニット22においては、検出さ
れるオイルレベルhが設定された基準レベルh0と比較さ
れ、その差が常に零になるようにオイルポンプ9に対し
て駆動制御がされる。
そうして、所定時間T1のオイルポンプ9の吐出量が計
測制御ユニット22において積算される。その積算値が即
ち所定時間T1中のエンジンオイル消費量Qである。
次に、補給開始設定方式におけるエンジンオイルの消
費量計測について説明する。
エンジン1の運転において、エンジンオイルが消費さ
れ、計測制御ユニット22においては、オイルパン5内の
オイルレベルhが検出されると共に、検出されるオイル
レベルhが設定された補給開始レベルh1と比較され、そ
の差が零になった時点ta1で、計測制御ユニット22から
オイルポンプ9のモータに補給開始信号が入力され、オ
イルポンプ9の駆動が開始され、オイルタンク12のエン
ジンオイルが給油管10,13を介して補給ジョイント3か
らエンジン1内へ供給される。
その結果、オイルパン5内のオイルレベルhが高くな
り、計測制御ユニット22においては、検出されるオイル
レベルhが設定された基準レベルh0と比較され、その差
が零になった時点tb1で、計測制御ユニット22からオイ
ルポンプ9のモータに補給停止信号が入力され、オイル
ポンプ9の駆動、即ちエンジン1内への給油が停止され
る。
すると、エンジンオイルの消費によりオイルパン5内
のエンジンオイルのオイルレベルhが再び低下し始め、
補給開始レベルh1に達すると、上記のようにエンジンオ
イルの補給が再開され、上記のエンジンオイル補給サイ
クルが繰り返される。
そうして、上記のエンジンオイル補給サイクルにおけ
る補給開始時点ta1から次の補給開始時点ta2までの間
T2、又は補給停止時点tb1から次の補給停止時点tb2まで
の間T3のオイルポンプ9の吐出量が計測制御ユニット22
において積算される。その積算値が即ちT2、又はT3にお
けるエンジンオイル消費量Qである。
かくして、いずれの給油制御方式においてもエンジン
オイル消費量が測定される。
仕切り板6は、液相側空気管20の先端口より吐出する
空気がオイルパン5へ入り込む際の通過を良好にし、空
気抜けの為のオイルレベル検出チャンバー8内の圧力変
動を抑制する。又、気相側空気管18を流れる空気は、エ
ンジン運転時におけるオイルミストが気相側空気管18乃
至差圧変換器21へ侵入するのを防止する。
〔発明の効果〕
この発明のエンジンオイル消費量測定装置によれば、
オイルパンの高さに位置した外部オイルタンクの必要も
なく、オイル補充タンクをオイルパンより高くする必要
もないので、装置が小型となり、設置スペースも小さく
なる。
しかも外部オイルタンクがないので、周囲温度の影響
が小さく、圧力差を互定する装置がオイル温度に曝され
ないのでオイル温度の影響がない。サイフォンによる給
油がないので、エンジンオイルの粘性による安定時間を
要しない上、エンジンオイル中の気泡の影響も少ない。
エンジンの運転中エンジンオイルパン内のオイル層は
流動しているので、このような状態のオイル層中に放出
した空気の圧力を高精度に測定するのが困難であるけれ
ども、エンジンのオイル層底部と連通するオイルレベル
検出チャンバーにおいてオイル層は安定しており、そこ
に放出した空気の圧力は高精度に測定され、延いては、
エンジの消費量が高精度に測定され得る。
又、管路に空気を供給流通させてながら差圧を測定す
るので、エンジン運転時において空気層中に連通する管
路や圧力差を計測する装置内へのオイルミストの侵入が
防止される。更に、圧力差検出器及び計測制御装置よる
測定制御であるので、配管の影響も少なく、消費量測定
精度が高い。
エンジンオイル供給モードが常時補給方式である場合
にのみならず、耐久試験におけるような実際の運転状態
に近似した所定量消費した時点毎の補給方式の場合にも
適用し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の実施例におけるエンジンオイル消
費量測定装置の構成図、 第2図は、この発明の実施例におけるエンジンオイル消
費量測定装置の拡大部分構成図、 第3図及び第4図は、この発明の実施例におけるエンジ
ンオイル消費量測定装置の給油制御状態を示すグラフで
ある。 1:エンジン、2:オイルレベルゲージ口 3:給油ジョイント、4:圧力検出ジョイント 5:オイルパン、6:仕切り板、7:連通路 8:オイルレベル検出チャンバー 9:オイルポンプ、10:給油管 11:フロートスイッチ、12:オイルタンク 13:給油管、4:圧力スイッチ、15:空気ポンプ 16:アキュムレータタンク、17:電磁弁 18:気相側空気管、19:電磁弁、20:液相側空気管 21:差圧変換器、22:計測制御ユニット

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンにエンジンオイルを供給する供給
    装置、 エンジンのオイルパン底部と連通するオイルレベル検出
    チャンバー、 前記オイルレベル検出チャンバー内のエンジンオイル層
    中及びエンジン内部の空気層中の夫々に連通する管路、 前記両管路の夫々に空気を給送する給気装置、 前記両管路の先端口の圧力の圧力差を計測する装置、 並びに計測された圧力差に基づいてエンジンにおけるエ
    ンジンオイルレベルを検出し、供給装置を制御し、且つ
    所定時間に制御供給されたエンジンオイル量を計量する
    計測制御装置 から構成されたエンジンオイル消費量測定装置。
  2. 【請求項2】計測制御装置は、検出したエンジンオイル
    レベルを一定に維持するように供給装置を制御する計測
    制御装置である請求項第1項に記載のエンジンオイル消
    費量測定装置。
  3. 【請求項3】計測制御装置は、検出したエンジンオイル
    レベルが供給開始レベルに達した時、供給を開始し、基
    準レベルに達した時、供給を停止するように供給装置を
    制御し、供給開始時点間、又は供給停止時点間に制御供
    給されたエンジンオイル量を計量する計測制御装置であ
    る請求項第1項に記載のエンジンオイル消費量測定装
    置。
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