JP3155095B2 - 内燃機関の潤滑油監視装置 - Google Patents

内燃機関の潤滑油監視装置

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  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、潤滑油の質や循環状
態の異常を検出するための監視装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】内燃機関を常に良好な状態で運転するに
は潤滑油が適正に循環していることが必要であるため、
潤滑油ポンプの運転状態や潤滑油レベル等を検出してこ
れを常時表示することが一般に行われている。しかし、
潤滑油の質についてはこのような表示手段は設けられて
おらず、定期的に粘度などの性状を検査して劣化してい
れば交換し、あるいは一定期間ごとに交換することが一
般的であるが、従来の粘度検査は、定流量ポンプを用い
てキャピラリに潤滑油を流し、その時の圧力降下から粘
度を算出しており、保守管理が面倒である上に比較的高
価な定流量ポンプが必要であるという問題点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この発明はこのような
問題点に着目し、潤滑油の粘度だけでなく質や循環状態
なども自動的に且つ常時監視できるようにし、潤滑油の
保守管理を容易に行えるようにすることを課題としてな
されたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、第1の発明では、潤滑油ポンプによって機関内に
送給される潤滑油の一部をキャピラリを備えた流量計に
分岐して流し、流量計における潤滑油の流量と圧力の検
出結果から潤滑油の粘度を算出するようにしている。ま
た、オイルパンでの潤滑油のレベルが上昇傾向にあり、
且つ上記の手順で算出された潤滑油の粘度が正常値と比
較してある値以下に低下した場合には潤滑油に燃料が混
入していると判定し、正常値と比較してある値以上に上
昇した場合には潤滑油に水が混入していると判定するよ
うに構成している。また第2の発明では、潤滑油ポンプ
の出口での圧力と、潤滑油ポンプの下流側に設けられて
いるフィルタの入口と出口での圧力差が共に上昇傾向に
あり、且つフィルタに設けられたリリーフスイッチの開
期間が増加傾向にあれば、フィルタで目詰まりが発生し
ていると判定するように構成している。
【0005】
【作用】細い管内に液体を流した場合の流量、圧力、粘
度の三者の間には一定の関係が成立するから、キャピラ
リを備えた流量計に潤滑油を流し、その時の流量と圧力
から定流量ポンプを用いないでも粘度を算出することが
できる。また、潤滑油には燃料や冷却水の混入が生じや
すいものであり、これを適切に検出することは潤滑油の
管理にとって重要なことであるが、これらの混入があれ
ば見かけ上の潤滑油量が増加すると共に粘度が変化す
る。このため、上記のようにして算出される粘度と潤滑
油レベルの組合せにより、間接的にこれらの現象を検出
することができる。更にフィルタは目詰まりが生じやす
いものであるが、ポンプ出口での圧力、フィルタ前後の
圧力差及びリリーフスイッチの開期間の組合せにより、
間接的にこれらの現象を検出することができる。
【0006】
【実施例】次に図示の一実施例について説明する。図1
は潤滑油の概略系統図である。1はオイルパン、2はオ
イルポンプ、3はフィルタ、4はオイルクーラ、5は機
関本体内のメインギャラリ、6は摺動部、7は流量計で
あり、潤滑油はオイルポンプ2によってフィルタ3、オ
イルクーラ4を経てメインギャラリ5に送給され、ここ
から主軸受などの各摺動部6と流量計7とに分かれて流
れ、オイルパン1に戻るような循環経路となっている。
フィルタ3にはリリーフスイッチ8が設けられ、オイル
ポンプ2の出口、フィルタ3の出口、メインギャラリ
5、流量計7には圧力センサ9a,9b,9c,9dが
それぞれ設けられており、更に流量計7には温度センサ
10が設けられ、オイルパン1にはレベルセンサ11が
設けられている。12はコントローラであり、各センサ
の検出出力やリリーフスイッチ8の開閉状態が入力さ
れ、粘度を算出したりセンサの検出値の変化を監視した
りするように構成されている。このコントローラ12と
しては一般にコンピュータを利用することができる。1
3は潤滑油を示す。
【0007】流量計7は図2のようにキャピラリ7aを
備えた構造のものであり、流量計本体7bとキャピラリ
7aとの接続部が圧力センサ9dと温度センサ10が設
けられた検出部7cとなっている。7dは潤滑油入口、
7eは同出口、7fは基台である。前述したように、潤
滑油の粘度の測定は定流量ポンプを用いてキャピラリに
潤滑油を流し、その時の圧力降下から算出していたので
あるが、そのような手順によらないでも、流量計7を流
れる潤滑油の流量と圧力が分かれば所定の換算式から粘
度を算出することができる。そこでこの実施例では、流
量計7と圧力センサ9dの各検出出力をコントローラ1
2に入力し、コントローラ12に記憶された換算式を用
いて潤滑油の粘度を算出するのである。
【0008】なお、図3は潤滑油の粘度と温度の関係を
示したもので、周知のように潤滑油の粘度は温度の高低
と逆の関係にある。実線Aは新しい潤滑油の標準的な粘
度−温度特性を例示しており、温度が高くなると粘度は
下がるという性質があるので、上記のコントローラ12
における粘度算出の換算式は温度に応じて補正を行うた
めの補正項を持ったものとしてあり、温度センサ10で
検出された潤滑油の温度に応じて標準温度における粘度
が算出されるようにしてある。
【0009】ところで潤滑油は燃料や水が混入すると粘
度が変化し、燃料が混入した場合には粘度は図3の鎖線
Bのように下がり、水が混入した場合には破線Cのよう
に上がる。また、これらの混入があれば見かけ上の潤滑
油量が増加する。そこで、レベルセンサ11で検出され
る潤滑油のレベルが上昇傾向にあり、しかもコントロー
ラ12で算出された潤滑油の粘度が、例えば新油の場合
のA線の値を基準値としてあらかじめ設定されたしきい
値を超えて低下した場合には、潤滑油に燃料が混入して
いると判断でき、しきい値を超えて上昇した場合には水
が混入していると判断できるのである。コントローラ1
2からはこれらの判断結果に応じて警報信号Sが出力さ
れ、処置が必要であることが報知される。
【0010】また、潤滑油が劣化した場合も粘度が上が
るが、この場合には潤滑油のレベルは変化しないので冷
却水などの混入とは区別して検出することが可能であっ
た。また、潤滑油のレベル変化の要因としては潤滑油漏
れがあるが、この場合にはレベルが低下し、しかもオイ
ルポンプ2の出口やメインギャラリ5における圧力も低
下傾向を示すので、上記のような原因による異常とは区
別して検出することができる。なお、上記における潤滑
油レベルの検出の際には、数分間のデータを用いた最小
二乗法によって油面の揺れの影響を除去することが望ま
しい。
【0011】潤滑油は適正に循環していることも必要で
あり、この循環の阻害要因としてはフィルタの目詰まり
が大きなウェイトを占めている。研究によれば、フィル
タ3で詰まりが発生している場合には、オイルポンプ2
の出口における圧力とフィルタ3の前後の圧力差が共に
上昇し、またフィルタ3のリリーフスイッチ8が開いて
いる期間が増加することが見出された。そこで、圧力セ
ンサ9aの検出値と、圧力センサ9a,9bの検出値と
の差が共に上昇傾向にあり、しかもリリーフスイッチ8
の開期間が増加傾向にあれば、フィルタ3で目詰まりが
発生していると予想でき、警報信号Sがコントローラ1
2から出力されて処置が必要であることが報知される。
なお、圧力だけでなくリリーフスイッチ8の動作状態も
判断に利用しているため、フィルタの目詰まりを高い精
度で検出することができる。
【0012】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、第1の
発明の装置は、潤滑油ポンプによって機関内に送給され
る潤滑油の一部をキャピラリを備えた流量計に分岐して
流し、流量計における潤滑油の流量と圧力の検出結果か
ら潤滑油の粘度を算出するようにしたものである。従っ
て、比較的高価な定流量ポンプを用いないでも粘度を算
出することができ、また、このような手順で算出された
潤滑油の粘度と潤滑油のレベルとを組合せて判断するこ
とにより、粘度及び燃料や水の混入を自動的に常時監視
できるので潤滑油の保守管理が容易になる。また第2の
発明では、潤滑油ポンプの出口と、潤滑油ポンプの下流
側に設けられているフィルタの前後の圧力差が共に上昇
傾向にあり、且つフィルタに設けられたリリーフスイッ
チの開期間が増加傾向にあればフィルタで目詰まりが発
生していると判定するようにしたものである。従って、
潤滑油の循環状態も自動的に且つ常時監視でき、しかも
単に圧力だけでなくリリーフスイッチの開期間も判断基
準として用いているため、フィルタの目詰まりを精度よ
く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例における潤滑油の概略系統
図である。
【図2】同実施例の流量計の正面図である。
【図3】潤滑油の粘度と温度の関係を示した図である。
【符号の説明】
1 オイルパン 2 オイルポンプ 3 フィルタ 5 メインギャラリ 7 流量計 7a キャピラリ 8 リリーフスイッチ 9a〜9d 圧力センサ 10 温度センサ 11 レベルセンサ 12 コントローラ 13 潤滑油

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 潤滑油ポンプによって機関内に送給され
    る潤滑油の一部をキャピラリを備えた流量計に分岐して
    流し、流量計における潤滑油の流量と圧力の検出結果か
    ら潤滑油の粘度を算出することを特徴とする内燃機関の
    潤滑油監視装置。
  2. 【請求項2】 オイルパンでの潤滑油のレベルが上昇傾
    向にあり、且つ算出された潤滑油の粘度が正常値と比較
    してある値以下に低下した場合には潤滑油に燃料が混入
    していると判定し、正常値と比較してある値以上に上昇
    した場合には潤滑油に水が混入していると判定するよう
    に構成された請求項1記載の内燃機関の潤滑油監視装
    置。
  3. 【請求項3】 潤滑油ポンプの出口での圧力と、潤滑油
    ポンプの下流側に設けられているフィルタの入口と出口
    での圧力差が共に上昇傾向にあり、且つフィルタに設け
    られたリリーフスイッチの開期間が増加傾向にあれば、
    フィルタで目詰まりが発生していると判定するように構
    成されたことを特徴とする内燃機関の潤滑油監視装置。
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