JP4983771B2 - Oil-diluted fuel separator - Google Patents
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Description
本発明は、油中希釈燃料分離装置に関し、更に詳しくは、従来に比べて少ないエネルギーにて、燃料成分の気化分離を行うことにより内燃機関の潤滑油の劣化を抑制することができる油中希釈燃料分離装置に関する。 The present invention relates to an oil-diluted fuel separator, and more particularly, to an oil-diluted fuel oil that can suppress deterioration of lubricating oil in an internal combustion engine by vaporizing and separating fuel components with less energy than in the past. The present invention relates to a fuel separator.
従来より、内燃機関の潤滑オイルの燃料成分の混入による希釈を抑制するため、その分離方法として、オイルを昇温させることにより燃料成分を気化させて分離する方法が知られている。(例えば、特許文献1及び2参照。)。
上記特許文献1には、内燃機関の潤滑回路内に設けられたオイルヒータにより、潤滑オイルの温度を上昇させて、潤滑オイルに混入した燃料や潤滑オイルに混入しようとする燃料のうち気化する燃料成分を増やすことが開示されている。
また、上記特許文献2には、オイルパン内の潤滑油を加熱するためのヒータをオイルパン底部に設けて潤滑油の温度調整を行い、燃料を気化させることが開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to suppress dilution due to mixing of fuel components in lubricating oil of an internal combustion engine, a method for separating the fuel components by vaporizing them by raising the temperature of the oil is known. (For example, refer to
In the above-mentioned patent document 1, the temperature of the lubricating oil is raised by an oil heater provided in the lubricating circuit of the internal combustion engine, and the fuel vaporized out of the fuel mixed in the lubricating oil or the fuel to be mixed into the lubricating oil Increasing the ingredients is disclosed.
しかし、上記特許文献1及び2では、オイル中の燃料成分をヒータにて気化させているが、通常、内燃機関の運転時のオイル温度は最高でも130℃程度であり、この場合、オイル中の燃料成分の30%以上が残留してしまう。また、200℃程度まで昇温させればオイル中に含まれる燃料成分の略全量を気化させることができるが、この場合、オイル自体も劣化してしまうという問題が発生する。
しかも、いずれの場合も潤滑回路内のオイル全体を加熱するようにしているので、ヒータが大掛かりな構成になり、気化分離に必要なエネルギーも大きなものとなってしまう。
However, in
In addition, since the entire oil in the lubrication circuit is heated in any case, the heater has a large structure and the energy required for vaporization separation becomes large.
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、従来に比べて少ないエネルギーにて、燃料成分の気化分離を行うことにより内燃機関の潤滑油の劣化を抑制することができる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-described present situation, and is an oil-diluted fuel capable of suppressing deterioration of lubricating oil of an internal combustion engine by performing vaporization separation of fuel components with less energy than conventional. An object is to provide a separation device.
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するオイル貯留部と、
前記内燃機関のクランク室内に前記オイル貯留部の潤滑オイルの一部を含む減圧空間を形成する壁部と、
前記減圧空間と前記内燃機関の吸気系の負圧発生部とを連絡する連絡路と、
前記連絡路に設けられ、且つ、前記負圧発生部で発生する負圧を蓄える負圧タンクと、
前記連絡路に設けられ、且つ、前記負圧タンクに蓄えられた負圧の前記減圧空間への供給・停止を切り替える切替弁と、を備えることを特徴とする油中希釈燃料分離装置。
2.前記連絡路には、前記内燃機関の可変吸気システムを構成する可変吸気バルブを開閉させる負圧アクチュエータに連なるサブ連絡路の一端側が接続されており、前記切替弁は、前記連絡路及び前記サブ連絡路の連絡部に配設されていると共に、前記負圧タンクに蓄えられた負圧の前記減圧空間及び前記負圧アクチュエータへの供給・停止を切り替えるように構成されている上記1.記載の油中希釈燃料分離装置。
3.前記減圧空間には、前記内燃機関の吸気系を構成する吸気管に連なるブローバイガス通路の一端側が接続されている上記1.又は2.に記載の油中希釈燃料分離装置。
4.前記減圧空間内又は前記減圧空間の下方側には、前記オイル貯留部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供給路の一端側が配設されている上記1.乃至3.のいずれか一項に記載の油中希釈燃料分離装置。
5.前記内燃機関の被潤滑部を潤滑した潤滑オイルを前記オイル貯留部の所定部に案内するオイル案内部を更に備え、該オイル貯留部の所定部から離間した他の所定部には、前記オイル貯留部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供給路の一端側が配設されており、該オイル貯留部の所定部と他の所定部との間には前記減圧空間が配設されている上記1.乃至3.のいずれか一項に記載の油中希釈燃料分離装置。
The present invention is as follows.
1. An oil reservoir for storing lubricating oil of the internal combustion engine;
A wall portion forming a decompression space including a part of the lubricating oil of the oil reservoir in the crank chamber of the internal combustion engine;
A communication path that connects the decompression space and the negative pressure generating portion of the intake system of the internal combustion engine;
A negative pressure tank that is provided in the communication path and stores negative pressure generated in the negative pressure generating section;
And a switching valve for switching supply / stop of the negative pressure stored in the negative pressure tank to the decompression space, provided in the communication path.
2. One end side of a sub communication path connected to a negative pressure actuator that opens and closes a variable intake valve that constitutes a variable intake system of the internal combustion engine is connected to the communication path, and the switching valve includes the communication path and the sub communication path. 1. It is arranged in the communication part of the road, and is configured to switch supply / stop of the negative pressure stored in the negative pressure tank to the decompression space and the negative pressure actuator. The in-oil diluted fuel separator.
3. One end side of a blow-by gas passage connected to an intake pipe constituting an intake system of the internal combustion engine is connected to the decompression space. Or 2. The oil-diluted fuel separator according to claim 1.
4). One end side of an oil supply path for supplying the lubricating oil in the oil reservoir to the lubricated part of the internal combustion engine is disposed in the decompression space or on the lower side of the decompression space. To 3. The oil-diluted fuel separator according to any one of the above.
5. The oil guide further includes an oil guide that guides lubricated oil that has lubricated the lubricated portion of the internal combustion engine to a predetermined portion of the oil reservoir, and the oil reservoir is provided in another predetermined portion that is separated from the predetermined portion of the oil reservoir. One end side of an oil supply path for supplying lubricating oil of a part to the lubricated part of the internal combustion engine is disposed, and the decompression space is provided between a predetermined part of the oil storage part and another predetermined part. The above 1. To 3. The oil-diluted fuel separator according to any one of the above.
本発明の油中希釈燃料分離装置によると、吸気系の負圧発生部で発生する負圧が負圧タンクに蓄えられ、切替弁により負圧タンクに蓄えられた負圧が減圧空間に供給され、減圧空間内が減圧されて減圧空間内の潤滑オイル中に含まれる燃料成分は、その沸点が下げられて気化分離される。これによって、潤滑オイル中の燃料成分の気化分離が促進され、従来に比べて少ないエネルギーにて、燃料成分の気化分離を行うことにより内燃機関の潤滑油の劣化を抑制することができる。また、従来のようにヒータで燃料成分を気化分離させるものに比べ、構造を簡素化できる。
また、前記連絡路には、負圧アクチュエータに連なるサブ連絡路の一端側が接続されており、前記切替弁は、前記連絡路及び前記サブ連絡路の連絡部に配設されていると共に、前記負圧タンクに蓄えられた負圧の前記減圧空間及び前記負圧アクチュエータへの供給・停止を切り替えるように構成されている場合は、可変吸気システムとの間で負圧タンクを兼用することができ、構造をより簡素化することができる。
また、前記減圧空間には、ブローバイガス通路の一端側が接続されている場合は、減圧空間内で気化分離された燃料成分を既存のブローバイガス通路を利用して吸気管に送ることができる。そのため、装置全体の構造をより簡素化することができると共に、気化分離された燃料成分の潤滑オイルへの再混入をより確実に防止することができる。
また、前記減圧空間内又は前記減圧空間の下方側には、オイル供給路の一端側が配設されている場合は、減圧空間内とその外側のオイル貯留部内との間で潤滑オイルを円滑に流入させることができ、燃料成分の気化分離後の潤滑オイルを内燃機関の被潤滑部に円滑に供給することができる。
さらに、オイル案内部を更に備え、該オイル貯留部の所定部から離間した他の所定部には、オイル供給路の一端側が配設されており、該オイル貯留部の所定部と他の所定部との間には前記減圧空間が配設されている場合は、オイル貯留部内で所定部から減圧空間を介して他の所定部に向かうオイル流れが発生される。そのため、減圧空間内とその外側のオイル貯留部内との間で潤滑オイルを円滑に流入させることができ、燃料成分の気化分離後の潤滑オイルを内燃機関の被潤滑部に円滑に供給することができる。
According to the oil-diluted fuel separation device of the present invention, the negative pressure generated in the negative pressure generating portion of the intake system is stored in the negative pressure tank, and the negative pressure stored in the negative pressure tank is supplied to the decompression space by the switching valve. The fuel component contained in the lubricating oil in the decompression space after the decompression space is decompressed is vaporized and separated by lowering its boiling point. As a result, the vaporization and separation of the fuel component in the lubricating oil is promoted, and the deterioration of the lubricating oil of the internal combustion engine can be suppressed by performing the vaporization and separation of the fuel component with less energy than conventional. In addition, the structure can be simplified as compared with the conventional structure in which the fuel component is vaporized and separated by a heater.
The communication path is connected to one end of a sub communication path connected to the negative pressure actuator, and the switching valve is disposed in the communication path and the communication section of the sub communication path, and When configured to switch supply / stop of the negative pressure stored in the pressure tank to the reduced pressure space and the negative pressure actuator, the negative pressure tank can also be used with the variable intake system, The structure can be further simplified.
Further, when one end of the blow-by gas passage is connected to the decompression space, the fuel component vaporized and separated in the decompression space can be sent to the intake pipe using the existing blow-by gas passage. Therefore, the structure of the entire apparatus can be further simplified, and remixing of the vaporized and separated fuel component into the lubricating oil can be more reliably prevented.
In addition, when one end side of the oil supply path is disposed in the decompression space or below the decompression space, the lubricating oil smoothly flows between the decompression space and the oil storage portion outside thereof. The lubricating oil after the vaporization and separation of the fuel component can be smoothly supplied to the lubricated portion of the internal combustion engine.
Furthermore, an oil guide part is further provided, and one end side of the oil supply path is disposed in another predetermined part spaced apart from the predetermined part of the oil storage part, and the predetermined part of the oil storage part and the other predetermined part When the decompression space is disposed between the oil storage portion, an oil flow is generated from the predetermined portion to the other predetermined portion via the decompression space in the oil storage portion. Therefore, it is possible to smoothly flow the lubricating oil between the decompression space and the outside oil storage portion, and to smoothly supply the lubricating oil after the vaporization separation of the fuel component to the lubricated portion of the internal combustion engine. it can.
1.油中希釈燃料分離装置
本実施形態1.に係る油中希釈燃料分離装置は、以下に述べるオイル貯留部、壁部、連絡路、負圧タンク及び切替弁を備える。
1. In-oil diluted fuel separator This embodiment 1. The oil-diluted fuel separator according to 1 includes an oil storage part, a wall part, a communication path, a negative pressure tank, and a switching valve described below.
上記「オイル貯留部」は、内燃機関の潤滑オイルを貯留する限り、その構造、大きさ、形状、材質、数量などは特に問わない。この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 part” stores the lubricating oil of the internal combustion engine, the structure, size, shape, material, quantity, etc. are not particularly limited. Examples of the oil reservoir include an oil pan provided at 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「壁部」は、内燃機関のクランク室内にオイル貯留部の潤滑オイルの一部を含む減圧空間を形成する限り、その構造、大きさ、形状、材質、数量などは特に問わない。この壁部は、例えば、内燃機関のクランク室内及び/又はオイル貯留部内に配設されていることができる。
なお、上記「潤滑オイルの一部を含む減圧空間」とは、クランク室内をオイル貯留部内の潤滑オイルの一部を含むように区画された空間を意図する。
The “wall” is not particularly limited in structure, size, shape, material, quantity, etc. as long as a decompression space including a part of the lubricating oil in the oil reservoir is formed in the crank chamber of the internal combustion engine. This wall part can be arrange | positioned, for example in the crank chamber of an internal combustion engine, and / or in an oil storage part.
The “depressurized space including a part of the lubricating oil” refers to a space partitioned in the crank chamber so as to include a part of the lubricating oil in the oil reservoir.
上記減圧空間には、例えば、内燃機関の吸気系を構成する吸気管に連なるブローバイガス通路の一端側が接続されていることができる。このブローバイガス通路としては、例えば、配管、内燃機関の本体又は機構部に形成された通路、空間等のうちの1種又は2種以上の組み合わせを挙げることができる。
この場合、例えば、上記ブローバイガス通路の一端側には流量制御バルブ(「PCVバルブ」とも呼ばれる。)が設けられており、このブローバイガス通路の流量制御バルブより先端側が2以上に分岐された分岐部とされており、少なくとも1つの分岐部の先端側が上記減圧空間に接続されており、少なくとも1つの他の分岐部の先端側がクランク室に接続されていることができる(図1参照)。これにより、構造をより簡素化できると共に、燃料成分の潤滑オイルへの再混入をより確実に防止できる。なお、上記2以上の分岐部の先端側は、通常、減圧空間内の潤滑オイルの液面レベルより上方側に接続されている。
For example, one end side of a blow-by gas passage connected to an intake pipe constituting an intake system of an internal combustion engine can be connected to the decompression space. Examples of the blow-by gas passage include one or a combination of two or more of pipes, passages formed in the main body or mechanism of the internal combustion engine, and spaces.
In this case, for example, a flow rate control valve (also referred to as a “PCV valve”) is provided at one end side of the blow-by gas passage, and the branch side of the blow-by gas passage is branched into two or more from the flow rate control valve. The tip end side of at least one branch portion is connected to the decompression space, and the tip side of at least one other branch portion can be connected to the crank chamber (see FIG. 1). As a result, the structure can be further simplified, and the re-mixing of the fuel component into the lubricating oil can be more reliably prevented. It should be noted that the tip ends of the two or more branch portions are usually connected above the level of the lubricating oil in the reduced pressure space.
上記「連絡路」は、上記減圧空間と内燃機関の吸気系の負圧発生部とを連絡する限り、その構造、大きさ、形状、材質、数量などは特に問わない。この連絡路としては、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。また、上記内燃機関の吸気系の負圧発生部としては、例えば、吸気管、サージタンク、エアクリーナ、ブローバイガス通路等を挙げることができる。 The “connecting path” is not particularly limited in structure, size, shape, material, quantity, etc., as long as it communicates the decompression space and the negative pressure generating portion of the intake system of the internal combustion engine. Examples of the communication path include one or a combination of two or more of pipes, passages formed in the main body or mechanism of the internal combustion engine, and spaces. Examples of the negative pressure generating portion of the intake system of the internal combustion engine include an intake pipe, a surge tank, an air cleaner, and a blow-by gas passage.
上記「負圧タンク」は、上記連絡路に設けられ且つ負圧発生部で発生する負圧を蓄える限り、その構造、大きさ、形状、材質、数量などは特に問わない。上記連絡路の負圧タンクと負圧発生部への接続端側との間には、例えば、負圧発生部から負圧タンクへの負圧の供給を許容し且つ負圧タンクから負圧発生部への負圧の供給を規制する逆止弁が設けられていることができる。 The “negative pressure tank” is not particularly limited in structure, size, shape, material, quantity, etc. as long as it stores the negative pressure provided in the communication path and generated in the negative pressure generating section. Between the negative pressure tank of the communication path and the connection end side to the negative pressure generating part, for example, supply of negative pressure from the negative pressure generating part to the negative pressure tank is allowed and negative pressure is generated from the negative pressure tank. There may be provided a check valve for restricting supply of negative pressure to the section.
上記「切替弁」は、上記連絡路に設けられ且つ負圧タンクに蓄えられた負圧の減圧空間への供給・停止を切り替える限り、その構造、大きさ、形状、材質、数量などは特に問わない。この切替弁は、例えば、制御装置により切替え制御される電磁弁であることができる。また、この切替弁は、例えば、上記連絡路の減圧空間への接続端側と負圧タンクとの間に配設されていることができる。 The “switching valve” is not particularly limited in its structure, size, shape, material, quantity, etc., as long as it switches supply / stop of the negative pressure stored in the negative pressure tank to the decompression space. Absent. This switching valve can be, for example, an electromagnetic valve that is switched and controlled by a control device. Moreover, this switching valve can be arrange | positioned, for example between the connection end side to the pressure reduction space of the said communication path, and a negative pressure tank.
上記切替弁は、例えば、潤滑オイルの燃料希釈度、圧力、温度、粘度、潤滑オイルを冷却する冷却水の温度、内燃機関を構成する部位の温度、内燃機関の運転状態(例えば、回転数、パイロット噴射又はポスト噴射等の副噴射が実施されている時期等)のうちの1種又は2種以上の組み合わせに基づいて制御装置により切り替え制御されることができる。これにより、潤滑オイル中の燃料成分を更に効率よく気化分離することができる。 The switching valve includes, for example, the fuel dilution of the lubricating oil, pressure, temperature, viscosity, the temperature of the cooling water that cools the lubricating oil, the temperature of the part that constitutes the internal combustion engine, the operating state of the internal combustion engine (for example, the rotational speed, The control device can perform switching control based on one type or a combination of two or more types of timings such as the time when sub-injection such as pilot injection or post injection is performed. Thereby, the fuel component in lubricating oil can be vaporized and separated more efficiently.
ここで、上記連絡路には、例えば、内燃機関の可変吸気システムを構成する可変吸気バルブを開閉させる負圧アクチュエータに連絡されるサブ連絡路の一端側が接続されており、前記切替弁は、連絡路及びサブ連絡路の連絡部に配設されていると共に、上記負圧タンクに蓄えられた負圧の減圧空間及び負圧アクチュエータへの供給・停止を切り替えるように構成されていることができる。
この場合、上記切替弁は、例えば、内燃機関の回転数が所定の設定値未満(又は所定の設定値以上)のときに、負圧タンクの負圧を減圧空間に供給せず且つ負圧アクチュエータに供給すると共に、内燃機関の回転数が所定の設定値以上(又は所定の設定値未満)のときに、負圧タンクの負圧を減圧空間に供給し且つ負圧アクチュエータに供給しないように構成されていることができる。
Here, for example, one end side of a sub communication path connected to a negative pressure actuator that opens and closes a variable intake valve constituting a variable intake system of an internal combustion engine is connected to the communication path, and the switching valve is connected to the communication path. In addition to being disposed in the communication portion of the road and the sub-communication path, the supply / stop of the negative pressure stored in the negative pressure tank and the negative pressure actuator can be switched.
In this case, the switching valve does not supply the negative pressure of the negative pressure tank to the reduced pressure space when the rotational speed of the internal combustion engine is less than a predetermined set value (or higher than the predetermined set value), for example. And the negative pressure of the negative pressure tank is supplied to the decompression space and not to the negative pressure actuator when the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined set value (or less than the predetermined set value). Can be.
なお、上記「可変吸気システム」とは、内燃機関の回転数等の運転状態に応じて吸気管の数、長さ、径等を変えて吸気効率を向上させるシステムを意図する。この可変吸気システムは、例えば、内燃機関の低回転域(例えば、5000rpm未満)では、負圧タンクの負圧を負圧アクチュエータに作用させて(又は作用させずに)可変吸気バルブでサージタンクを閉鎖して吸気管の長さ(有効吸気管長)を実質上長くする一方、内燃機関の高回転域(例えば、5000rpm以上)では、負圧タンクの負圧をアクチュエータに作用させずに(又は作用させて)可変吸気バルブでサージタンクを開放して吸気管の長さ(有効吸気管長)を実質上短くするように構成されている。したがって、可変吸気システムを構成する可変吸気バルブ及び負圧タンクは常時使用されているものではなく、これら可変吸気バルブ及び負圧タンクが使用されていないときに、負圧タンクの負圧を利用して減圧空間を減圧させることができる。 The “variable intake system” is intended to be a system that improves the intake efficiency by changing the number, length, diameter, etc. of the intake pipes according to the operating state such as the rotational speed of the internal combustion engine. In this variable intake system, for example, in a low rotation range of an internal combustion engine (for example, less than 5000 rpm), the negative pressure of the negative pressure tank is (or is not) applied to the negative pressure actuator, and the surge tank is connected with the variable intake valve. While closing and substantially increasing the length of the intake pipe (effective intake pipe length), the negative pressure of the negative pressure tank does not act on (or acts on) the actuator in the high rotation range (for example, 5000 rpm or more) of the internal combustion engine. The surge tank is opened with a variable intake valve so that the length of the intake pipe (effective intake pipe length) is substantially shortened. Therefore, the variable intake valve and negative pressure tank that make up the variable intake system are not always used. When these variable intake valve and negative pressure tank are not used, the negative pressure of the negative pressure tank is used. Thus, the decompression space can be decompressed.
ここで、上記実施形態1.の油中希釈燃料分離装置としては、例えば、(1)上記減圧空間内又は減圧空間の下方側には、オイル貯留部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供給路の一端側が配設されている形態(図1参照)、(2)上記内燃機関の被潤滑部を潤滑した潤滑オイルをオイル貯留部の所定部に案内するオイル案内部を更に備え、オイル貯留部の所定部から離間した他の所定部には、オイル貯留部の潤滑オイルを被潤滑部に供給するためのオイル供給路の一端側が配設されており、オイル貯留部の所定部と他の所定部との間には減圧空間が配設されている形態(図3参照)等を挙げることができる。 Here, the first embodiment. For example, (1) an oil supply passage for supplying the lubricating oil in the oil reservoir to the lubricated part of the internal combustion engine is provided in the decompressed space or below the decompressed space. A configuration in which one end side is disposed (see FIG. 1), and (2) an oil guide portion that guides lubricating oil that has lubricated the lubricated portion of the internal combustion engine to a predetermined portion of the oil storage portion, One end side of the oil supply path for supplying the lubricating oil of the oil storage part to the lubricated part is disposed in another predetermined part separated from the predetermined part, and the predetermined part of the oil storage part and the other predetermined part And the like (see FIG. 3) in which a decompression space is disposed.
上記(1)(2)形態において、上記オイル供給路としては、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。また、上記(1)(2)形態では、例えば、上記オイル供給路の一端側にはオイルストレーナが設けられていることができる。さらに、上記(2)形態において、例えば、上記所定部がオイル貯留部の一側壁側であり、上記他の所定部が一側壁に対向する対向壁側であることができる。 In the above (1) and (2) modes, examples of the oil supply path include one or a combination of two or more of pipes, passages formed in the body or mechanism of the internal combustion engine, spaces, and the like. Can do. Moreover, in the said (1) (2) form, the oil strainer can be provided in the one end side of the said oil supply path, for example. Furthermore, in the above (2) mode, for example, the predetermined portion may be one side wall side of the oil storage portion, and the other predetermined portion may be the opposite wall side facing the one side wall.
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。
上記「内燃機関」としては、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、バイオ燃料エンジン等を挙げることができる。したがって、上記実施形態1.に係る油中希釈燃料分離装置により分離される燃料としては、例えば、ガソリン、ディーゼル燃料、バイオ燃料等を挙げることができる。
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.
Examples of the “internal combustion engine” include a gasoline engine, a diesel engine, a biofuel engine, and the like. Therefore, the first embodiment. Examples of the fuel separated by the oil-in-oil diluted fuel separator include gasoline, diesel fuel, biofuel, and the like.
以下、図面を用いて実施例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(以下、単に「エンジン」とも記載する。)を例示する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In this embodiment, as an “internal combustion engine” according to the present invention, an in-cylinder injection type engine (hereinafter, also simply referred to as “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
上記シリンダヘッド1bには、その一端側が吸気管7a(本発明に係る「吸気系」として例示する。)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。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還元流路16の他端側が接続されている。
One end side of the
上記エンジン1には、その回転数に応じて吸気管7aの長さを変えて吸気効率を向上させる可変吸気システム20が設けられている。この可変吸気システム20は、吸気管7aのスロットルバルブ12の下流側に形成されるサージタンク21を備えている。この吸気管7aのサージタンク21の入口近傍には、この入口を開閉する可変吸気バルブ22が設けられている。この可変吸気バルブ22は、ダイヤフラム式の負圧アクチュエータ23により開閉されるようになっている。この負圧アクチュエータ23には、負圧タンク34に蓄えられた負圧が供給されるようになっている。そして、この可変吸気システム20は、エンジン1の低回転域(例えば、5000rpm未満)では、図2(a)に示すように、負圧タンク34の負圧を負圧アクチュエータ23に作用させて可変吸気バルブ22でサージタンク21を閉鎖して吸気管7aの長さ(有効吸気管長)を実質上長くする。一方、エンジン1の高回転域(例えば、5000rpm以上)では、図2(b)に示すように、負圧タンク34の負圧を負圧アクチュエータ23に作用させずに可変吸気バルブ22でサージタンク21を開放して吸気管7aの長さ(有効吸気管長)を実質上短くするように構成されている。
The engine 1 is provided with a
(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30は、図1に示すように、オイルパン31(本発明に係る「オイル貯留部」として例示する。)、壁部32、連絡路33、負圧タンク34及び切替弁35を備えている。このオイルパン31とエンジン1の被潤滑部(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)とは、図示しないオイル循環経路を介して連絡されている。
(2) Configuration of In-Oil Diluted Fuel Separation Device As shown in FIG. 1, the in-oil diluted
上記壁部32は、エンジン1のクランク室14内に下方を開放した箱状に設けられている。この壁部32は、オイルパン31の側壁31aと、この側壁31aから水平方向に延びる天井壁37aと、この天井壁37aの外周縁から下方に延びる側壁37bとを備えている。この壁部32によって、オイルパン31内のオイルの一部を含むようにクランク室14内を区画してなる減圧空間38が形成されている。また、壁部32の下端側とオイルパン31の底面との間には、減圧空間38内とその外側のオイルパン31内との間でオイルを流通させるための連絡路39が形成されている。
The
上記減圧空間38には、吸気管7aのスロットルバルブ12の下流側にその一端側が連なるブローバイガス通路40の他端側が接続されている。具体的には、ブローバイガス通路40の他端側には、流量制御バルブ41(「PCVバルブ」とも呼ばれる。)が設けられており、このブローバイガス通路40の流量制御バルブ41より先端側が二股状に分岐された2つの分岐部40a,40bとされている。そして、一方の分岐部40aの先端側が減圧空間38のオイルの液面レベルより上方側に接続されている。また、他方の分岐部40bの先端側がクランク室14に接続されている。
The
上記連絡路33は、その一端側がスロットバルブ12の上流側(本発明に係る「負圧発生部」として例示する。)に接続され、その他端側が減圧空間38のオイルの液面レベルより上方側に接続されている。この連絡路33には、逆止弁44、負圧タンク34及び切替弁35(三方向切替弁)が設けられている。この逆止弁44は、負圧発生部から負圧タンク34への負圧の供給を許容し且つ負圧タンク34から負圧発生部への負圧の供給を規制するものである。また、負圧タンク34には、負圧発生部で発生する所定量の負圧が蓄えられるようになっている。
One end side of the
上記切替弁35には、その一端側が負圧アクチュエータ23に連絡されるサブ連絡路45の他端側が接続されている。この切替弁35は、制御装置46の制御によって、エンジン1の回転数が所定の設定値未満(例えば、5000rpm未満)のときに、負圧タンク34の負圧を減圧空間38に供給せず且つ負圧アクチュエータ23に供給すると共に、エンジン1の回転数が所定の設定値以上(例えば、5000rpm以上)のときに、負圧タンク34の負圧を減圧空間38に供給し且つ負圧アクチュエータ23に供給しないように構成されている。
One end of the switching
上記減圧空間38の下方には、オイルパン31内のオイルをエンジン1の被潤滑部に供給するためのオイル供給路47の一端側に設けられたオイルストレーナ48が配設されている。このオイル供給路47の途中には、エンジン1の駆動力により作動されるオイルポンプ49が設けられている。そして、オイルポンプ49の作動により減圧空間38内のオイルがオイルストレーナ48で吸い込まれるとき、減圧空間38の外側から減圧空間38に向かうオイル流れFが発生する。
Below the
(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30の作用について説明する。
エンジン1の低回転域(例えば、5000rpm未満)では、切替弁35により負圧タンク34の負圧が負圧アクチュエータ23に供給される。すると、負圧アクチュエータ23の作動により可変吸気バルブ22でサージタンク21が閉鎖されて吸気管7aの長さ(有効吸気管長)が実質上長くされ低回転域での吸気効率が向上される。一方、エンジン1の高回転域(例えば、5000rpm以上)では、切替弁35により負圧タンク34の負圧が負圧アクチュエータ23に供給されない。すると、可変吸気バルブ22でサージタンク21が開放されて吸気管7aの長さ(有効吸気管長)が実質上短くされ高回転域での吸気効率が向上される。
(3) Operation of the oil-diluted
In the low rotation range of the engine 1 (for example, less than 5000 rpm), the negative pressure in the
また、エンジン1の高回転域(例えば、5000rpm以上)では、切替弁35により負圧タンク34の負圧が減圧空間38に供給される。すると、減圧空間38内が減圧されて減圧空間38内のオイル中に含まれる燃料成分は、その沸点が下げられて気化分離される。その気化分離された燃料成分は、ブローバイガス通路40を介して吸気管7aに送られる。さらに、クランク室14内で発生するブローバイガスもブローバイガス通路40を介して吸気管7aに送られると共に、シリンダヘッドカバー1d内のブローバイガスは還元流路16を介して吸気管7aに送られる。また、減圧空間38内で燃料成分が気化分離された後のオイルは、オイルポンプ49の作動によりオイルストレーナ48から吸い込まれてオイル供給路47を介してエンジン1の被潤滑部に供給される。さらに、オイルパン31の減圧空間38の外側のオイルは、オイル流れFにより減圧空間38内に流れることとなる。
なお、エンジン1の低回転域では、還元流路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。
Further, in the high rotation range of the engine 1 (for example, 5000 rpm or more), the negative pressure in the
In the low rotation region of the engine 1, fresh air flowing upstream of the
(4)実施例1の効果
以上より、本実施例1の油中希釈燃料分離装置30では、クランク室14内に減圧空間38を形成する壁部32を設け、この減圧空間38と吸気管7aとを連絡する連絡路33に負圧タンク34及び切替弁35を設けたので、吸気管7aで発生する負圧が負圧タンク34に蓄えられ、切替弁35により負圧タンク34に蓄えられた負圧が減圧空間38に供給され、減圧空間38内が減圧されて減圧空間38内のオイル中に含まれる燃料成分は、その沸点が下げられて気化分離される。これによって、潤滑オイル中の燃料成分の気化分離が促進され、従来に比べて少ないエネルギーにて、燃料成分の気化分離を行うことにより内燃機関の潤滑油の劣化を抑制することができる。また、従来のようにヒータで燃料成分を気化分離させるものに比べ、構造を簡素化できる。
(4) Effects of Embodiment 1 As described above, in the oil-diluted
また、本実施例1では、切替弁35に、可変吸気システム20を構成する負圧アクチュエータ23に連なるサブ連絡路45の一端側を接続し、切替弁35によって、負圧タンク34に蓄えられた負圧の減圧空間38及び負圧アクチュエータ23への供給・停止を切り替えるように構成したので、可変吸気システム20との間で負圧タンク23を兼用することができ、装置全体の構造をより簡素化することができる。
In the first embodiment, the switching
また、本実施例1では、減圧空間38にブローバイガス通路40の一端側を接続したので、減圧空間38内で気化分離された燃料成分を既存のブローバイガス通路40を利用して吸気管7aに送ることができる。そのため、装置全体の構造をより簡素化することができると共に、気化分離された燃料成分の潤滑オイルへの再混入をより確実に防止することができる。
Further, in the first embodiment, since one end side of the blow-by
さらに、本実施例1では、減圧空間38内又は減圧空間38の下方側に、オイル供給路47の一端側のオイルストレーナ48を配設したので、減圧空間38内とその外側のオイルパン31内との間で潤滑オイルを円滑に流入させることができ、燃料成分の気化分離後の潤滑オイルをエンジン1の被潤滑部に円滑に供給することができる。
Further, in the first embodiment, since 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50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50において、上記実施例1の油中希釈燃料分離装置30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50は、図3に示すように、エンジン1の被潤滑部を潤滑した潤滑オイルをオイルパン51の側壁51a側(本発明に係る「オイル貯留部の所定部」として例示する。)に案内する板状のオイル案内部52を備えている。また、オイルパン51の側壁51aと離間して対向する対向壁51b側(本発明に係る「オイル貯留部の他の所定部」として例示する。)には、オイルパン51のオイルをエンジン1の被潤滑部に供給するためのオイル供給路53の一端側のオイルストレーナ54が配設されている。
(1) Configuration of Oil-Dilute Fuel Separation Device In the oil-diluted
また、クランク室14内には、オイルパン51の側壁51aと対向壁51bとの略中間部に下方を開放した箱状の壁部55が設けられている。この壁部55は、水平方向に延びる天井壁55aと、この天井壁55aの外周縁から下方に延びる側壁55bとを有している。この壁部55によって、オイルパン51内のオイルの一部を含むようにクランク室14内を区画してなる減圧空間56が形成されている。また、壁部55の下端側とオイルパン51の底面との間には、減圧空間56内とその外側のオイルパン51内との間でオイルを流通させるための連絡路57が形成されている。
Further, in the
(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50の作用について説明する。なお、本実施例2では、オイル案内部52を備え、減圧空間56及びオイルストレーナ54を上述の特定の配置関係とすることによって、オイルパン51内に側壁51a側から減圧空間56を介して対向壁51b側へ向かうオイル流れF’が発生することとなる。
(2) Operation of the oil-in-diluted fuel separator Next, the operation of the oil-in-diluted
エンジン1の被潤滑部を潤滑したオイルは、オイル案内部52によりオイルパン51の側壁51a側に案内され、オイル流れF’により減圧空間56内に流入する。そして、エンジン1の高回転域(例えば、5000rpm以上)では、切替弁35により負圧タンク34の負圧が減圧空間56に供給される。すると、減圧空間56内が減圧されて減圧空間56内のオイル中に含まれる燃料成分は、その沸点が下げられて気化分離される。その気化分離された燃料成分は、ブローバイガス通路40を介して吸気管7aに送られる。また、減圧空間56内で燃料成分が気化分離された後のオイルは、オイル流れF’によりオイルパン51の対向壁51b側に流れ、オイルポンプ49の作動によりオイルストレーナ54から吸い込まれてオイル供給路53を介してエンジン1の被潤滑部に供給されることとなる。
The oil that has lubricated the lubricated part of the engine 1 is guided to the
(3)実施例2の効果
以上より、本実施例2の油中希釈燃料分離装置50では、上記実施例1の油中希釈燃料分離装置30と略同様の作用・効果を奏することに加えて、オイルパン51の側壁51a側に潤滑後のオイルを案内するオイル案内部52を更に備え、オイルパン51の側壁51a側から離間した対向壁51b側にオイル供給路53の一端側のオイルストレーナ54を配設し、オイルパン51の側壁51a側と対向壁51b側との略中間部に減圧空間56を配設したので、オイルパン51内において側壁51a側から減圧空間56を介して対向壁51b側に向かうオイル流れF’が発生される。そのため、減圧空間56内とその外側のオイルパン51内との間でオイルを円滑に流入させることができ、燃料成分の気化分離後のオイルをエンジン1の被潤滑部に円滑に供給することができる。
(3) Effects of
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、可変吸気システム20を構成する負圧タンク34を利用して減圧空間38,56を減圧するようにしたが、これに限定されず、例えば、負圧タンク34とは別に減圧専用の負圧タンクを設け、この負圧タンクに蓄えられる負圧で減圧空間を減圧するようにしてもよい。この場合、エンジン1としては、可変吸気システム20を備えていてもよいし、可変吸気システム20を備えていなくてもよい。
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, the
さらに、上記実施例1及び2では、減圧空間38,56にブローバイガス通路40の一端側を接続して減圧空間38,56内で気化分離された燃料成分をブローバイガス通路40を介して吸気管7aに送るようにしたが、これに限定されず、例えば、減圧空間38,56にクランク室14内に開口し弁体により開閉される開口を設け、この開口を介して減圧空間38,56内で気化分離された燃料成分をクランク室14内に一旦排気し、クランク室14内のブローバイガスと共に気化分離後の燃料成分をブローバイガス通路40(又はシリンダヘッドカバーの内部空間と吸気管とを連絡するブローバイガス通路)を介して吸気管7aに送るようにしてもよい。
Further, in the first and second embodiments, one end side of the blow-by
内燃機関の潤滑オイルに混入した燃料成分を分離する技術として広く利用される。特に、直噴式エンジン等のオイルに燃料成分が混入しやすい方式のエンジンで使用されるオイルから燃料成分を分離する技術として好適に利用される。 It is widely used as a technique for separating fuel components mixed in lubricating oil of an internal combustion engine. In particular, it is suitably used as a technique for separating a fuel component from oil used in an engine of a system in which the fuel component is likely to be mixed into oil such as a direct injection engine.
1;エンジン、14;クランク室、20;可変吸気システム、22;可変吸気バルブ、23;負圧アクチュエータ、30,50;油中希釈燃料分離装置、31,51;オイルパン、32,55;壁部、33;連絡路、34;負圧タンク、35;切替弁、38,56;減圧空間、40;ブローバイガス通路、45;サブ連絡路、46;制御装置、47,53;オイル供給路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Engine, 14; Crank chamber, 20; Variable intake system, 22; Variable intake valve, 23; Negative pressure actuator, 30, 50; Diluted fuel separator in oil, 31, 51; Oil pan, 32, 55; 34, negative pressure tank, 35; switching valve, 38, 56; decompression space, 40; blow-by gas passage, 45; sub-communication passage, 46; control device, 47, 53;
Claims (5)
前記内燃機関のクランク室内に前記オイル貯留部の潤滑オイルの一部を含む減圧空間を形成する壁部と、
前記減圧空間と前記内燃機関の吸気系の負圧発生部とを連絡する連絡路と、
前記連絡路に設けられ、且つ、前記負圧発生部で発生する負圧を蓄える負圧タンクと、
前記連絡路に設けられ、且つ、前記負圧タンクに蓄えられた負圧の前記減圧空間への供給・停止を切り替える切替弁と、を備えることを特徴とする油中希釈燃料分離装置。 An oil reservoir for storing lubricating oil of the internal combustion engine;
A wall portion forming a decompression space including a part of the lubricating oil of the oil reservoir in the crank chamber of the internal combustion engine;
A communication path that connects the decompression space and the negative pressure generating portion of the intake system of the internal combustion engine;
A negative pressure tank that is provided in the communication path and stores negative pressure generated in the negative pressure generating section;
And a switching valve for switching supply / stop of the negative pressure stored in the negative pressure tank to the decompression space, provided in the communication path.
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