JP5642416B2

JP5642416B2 - 潤滑油診断装置を備えたエンジンシステム

Info

Publication number: JP5642416B2
Application number: JP2010104379A
Authority: JP
Inventors: 繁信真庭; 田中　健吾; 健吾田中; 塚原　千幸人; 千幸人塚原; 一弘竹田; 土橋　晋作; 晋作土橋
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2030-04-28
Also published as: JP2011231725A

Description

本発明は、例えば船用ディーゼルエンジンの潤滑油の劣化要因をオンラインで把握してトラブルを未然に防止することができる潤滑油診断装置を備えたエンジンシステムに関する。

舶用ディーゼルエンジンの潤滑油の品質および純度が維持されることは、エンジンの耐久性を維持させるために極めて重要である。

ところで、潤滑油は様々な要因で劣化することがあり、予想外に短い期間で劣化してしまう。例えば、エンジンシステム内のギアの損傷、腐食、スラッジによる汚れ、磨耗粉による汚れ等が、潤滑油の劣化の要因となっている。

従来においては、潤滑油の性状分析は、潤滑油を採取し、別途分析手段を有する設備において、判定するので、時間がかかると共に、オンラインでの分析はできなかった。例えば汚染度質量法（ＪＩＳＢ９９３１：非特許文献１）、汚染度計数法（ＪＩＳＢ９９３０：非特許文献２）。

ＪＩＳＢ９９３１ＪＩＳＢ９９３０

前記ＪＩＳ法の分析技術においては、各種機器、器具、有機溶剤が必要であると共に、有機溶剤として石油エーテルなどを使用しているので、局所排気設備内での操作が必要となる為、現場にてサンプリングした潤滑油を、局所排気設備が整った分析室に持ち帰り、その後分析しなければならない。その為、結果が出るまでに時間がかかり、トラブル時に迅速な対応ができない、という問題がある。

特に、航行中の船舶でのトラブルにおいては、その航行中に分析することができず、その分析結果が出るまでに長期間を要し、その対策実施までの期間、多くの損失を招いているのが現状であるので、簡易迅速な計測方法及び装置の出現が求められている。

また、排気ガスの浄化のために設けた触媒を再生させるために行うポスト噴射が実施された場合においては、潤滑油中に燃料の混入が発生する可能性が高いが、その影響をオンラインで計測する手段がないので、潤滑油の劣化の程度を予測することは困難であるという、問題がある。

本発明は、前記問題に鑑み、簡易迅速な潤滑油の診断が可能な潤滑油診断装置を備えたエンジンシステムヲ提供することを課題とする。

本発明の潤滑油装置を備えたエンジンシステムは、ディーゼルエンジンと、前記ディーゼルエンジンとの間に設けられた潤滑油供給ラインを介して鉛直筒体内に前記ディーゼルエンジン内の潤滑油を一時的に貯留し、前記鉛直筒体内に貯留した前記潤滑油中を落下する落下体の落下速度により前記潤滑油の粘性状態を求めた後、潤滑油排出ラインを介して粘性状態の測定に供した前記潤滑油を排出可能な潤滑油診断装置とを具備し、前記潤滑油供給ライン及び前記潤滑油排出ラインに前記ディーゼルエンジン側からの振動を回避するための蛇腹状の管が介装され、前記潤滑油診断装置の診断結果により前記潤滑油の酸化劣化、及び前記潤滑油への燃料の混入による劣化の少なくとも一方を判断することを特徴とする。

本発明の潤滑油装置を備えたエンジンシステムにおいては、前記潤滑油診断装置は、前記鉛直筒体の頂部側に設けられた第１のセンサと、前記鉛直筒体の底部側に設けられた第２のセンサを有し、前記第２のセンサの底部側に前記ディーゼルエンジン側からの振動を回避するための防振手段が設けられたことが好ましい。

本発明の潤滑油装置を備えたエンジンシステムにおいては、前記潤滑油診断装置は、前記第１のセンサ側に設けられた電磁石を有し、前記落下体が鉄球であることが好ましい。

本発明の潤滑油装置を備えたエンジンシステムは、ディーゼルエンジンと、前記ディーゼルエンジンとの間に設けられた潤滑油供給ラインを介して筒体内に前記ディーゼルエンジン内の潤滑油を一時的に貯留し、前記筒体に設けた窓を介して前記筒体内に貯留した前記潤滑油の色相を求める撮像手段を有し、潤滑油排出ラインを介して色相の測定に供した前記潤滑油を排出可能な潤滑油診断装置とを有してなり、前記潤滑油供給ライン及び前記潤滑油排出ラインに前記ディーゼルエンジン側からの振動を回避するための蛇腹状の管が介装され、前記潤滑油診断装置の診断結果により前記潤滑油の酸化劣化、及び前記潤滑油への燃料の混入による劣化の少なくとも一方を判断することを特徴とする。

本発明の潤滑油診断装置を備えたエンジンシステムは、ディーゼルエンジンと、前記ディーゼルエンジンとの間に設けられた潤滑油供給ラインを介して鉛直筒体内に前記ディーゼルエンジン内の潤滑油を一時的に貯留し、前記鉛直筒体内に貯留した前記潤滑油中を落下する落下体の落下速度により前記潤滑油の粘性状態を求めると共に、前記鉛直筒体に設けた窓を介して前記潤滑油の色相を求める撮像手段を有し、潤滑油排出ラインを介して粘性状態の測定に供した前記潤滑油を排出可能な潤滑油診断装置とを有し、前記潤滑油供給ライン及び前記潤滑油排出ラインに前記ディーゼルエンジン側からの振動を回避するための蛇腹状の管が介装され、前記潤滑油診断装置の診断結果による前記潤滑油の粘性状態と、前記潤滑油の色相との２元情報から、前記潤滑油の酸化劣化、及び前記潤滑油への燃料の混入による劣化の少なくとも一方を判断することを特徴とする。

本発明の潤滑油診断装置を備えたエンジンシステムにおいては、前記潤滑油のｐＨを計測するｐＨ計を有することが好ましい。

本発明の潤滑油診断装置を備えたエンジンシステムにおいては、前記ディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質濃度を求める粒子物質濃度計測装置を有することが好ましい。

本発明によれば、ディーゼルエンジンの潤滑油の一部を用いてオンラインでその性状を分析することで、潤滑油の劣化がエンジンシステムに及ぼす影響が深刻になる前にその劣化状況を把握でき、適切な予防を講じることができる。

図１は、ディーゼルエンジンを模式的に示す説明図である。図２は、１つの気筒を模式的に示す説明図である。図３は、本発明に係る潤滑油診断装置を備えたエンジンシステムの概略図である。図４は、本発明の実施例１に係る潤滑油診断装置の概略図である。図５は、本発明の実施例１に係る他の潤滑油診断装置の概略図である。図６は、本発明の実施例２に係る他の潤滑油診断装置の概略図である。図７は、本発明の実施例３に係る他の潤滑油診断装置の概略図である。図８は、本発明に係る潤滑油診断装置を備えたエンジンシステムの他の概略図である。図９は、本発明に係る排ガス中の粒子状物質の濃度計測装置の概略図である。図１０は、本発明に係る潤滑油診断装置を備えた１つの気筒を模式的に示す説明図である。図１１は、本発明に係る潤滑油診断装置を備えた１つの気筒を模式的に示す他の説明図である。図１２は、本発明に係る潤滑油診断装置を備えた１つの気筒を模式的に示す他の説明図である。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、ディーゼルエンジンを模式的に示す説明図である。図２は、１つの気筒を模式的に示す説明図である。
図１に示すように、本実施例のディーゼルエンジン１００は、１つ以上（本実施例では９つ）の気筒１２０と、過給機１１１と、空気冷却器１１２と、排気集合管１１３とを含む。まずは図２を用いて１つの気筒１２０の基本的な構成を説明する。なお、以下では、気筒１２０の一例としてレシプロ型のものを説明するが、気筒１２０はロータリー型のものでもよい。図２に示すように、気筒１２０は、シリンダ１２１と、ピストン１２２と、クランク軸１２３と、クランク室１２３ａと、コネクティングロッド１２４と、シリンダヘッド１２５と、燃焼室１２５ａと、吸気ポート１２６ａと、吸気バルブ１２６と、排気ポート１２７ａと、排気バルブ１２７と、インジェクター１２８と、オイルパン１２９とを含む。

シリンダ１２１は、筒状の部材である。ピストン１２２は、シリンダ１２１の中空部に設けられる。ピストン１２２は、シリンダ１２１の中心軸方向に移動できるように設けられる。クランク軸１２３は、回転できるようにクランク室１２３ａに設けられる。クランク室１２３ａは、シリンダ１２１の中心軸方向の一方側に設けられる。クランク軸１２３は、ピストン１２２の往復運動を回転運動に変換する。コネクティングロッド１２４は、ピストン１２２とクランク軸１２３とを連結する。

シリンダヘッド１２５は、シリンダ１２１の中心軸方向の他方側（クランク室１２３ａとは反対側）に設けられる。燃焼室１２５ａは、ピストン１２２と、シリンダヘッド１２５とで囲まれる空間である。

吸気ポート１２６ａ及び排気ポート１２７ａは、気筒１２０の外部と燃焼室１２５ａとを連通する。吸気バルブ１２６は、吸気ポート１２６ａに設けられる。吸気バルブ１２６は、吸気ポート１２６ａを介して気筒１２０の外部と燃焼室１２５ａとの間での空気の流動を調節する。排気バルブ１２７は、排気ポート１２７ａに設けられる。排気バルブ１２７は、排気ポート１２７ａを介して気筒１２０の外部と燃焼室１２５ａとの間での空気の流動を調節する。

インジェクター１２８は、図１に示す燃料噴射ポンプ１２８ａと接続される。燃料噴射ポンプ１２８ａは、エマルジョン燃料を加圧し、インジェクター１２８にエマルジョン燃料を導く。インジェクター１２８は、例えば燃焼室２５ａに噴出口が突出して設けられる。インジェクター１２８は、燃焼噴射ポンプ１２８ａから導かれたエマルジョン燃料を燃焼室１２５ａに導く。エマルジョン燃料は、軽油や重油などの燃料に水が混合したものである。なお、インジェクター１２８は、吸気ポート１２６ａに噴出口が突出して設けられてもよい。オイルパン１２９は、クランク室１２３ａに設けられる。オイルパン１２９は、潤滑油１３１を溜める。

上記構成の気筒１２０は、吸気、圧縮、膨張、排気の１サイクルを繰り返し行う。これにより、気筒１２０は、ピストン１２２が往復運動し、クランク軸１２３が回転する。なお、気筒１２０は、４ストロークで１サイクルを行うものでもよいし、２ストロークで１サイクルを行うものでもよい。

ディーゼルエンジン１００についての説明に戻る。
過給機１１１は、空気を加圧する。過給機１１１は、図２に示す排気ポート１２７ａから排出された排気ガスのエネルギーを得て空気を加圧する、いわゆるターボチャージャーである。なお、過給機１１１は、クランク軸１２３の回転力を得て空気を加圧する、いわゆるスーパーチャージャーでもよい。空気冷却器１１２は、過給機１１１から導かれた空気を冷却する。排気集合管１１３は、各気筒１２０の排気ポート１２７ａと連通する。本実施例では、各気筒１２０の排気ポート１２７ａから排出された排気ガスは排気集合管１１３を介して過給機１１１に導かれる。

ここで、図１に示すクランク軸１２３は、各気筒１２０で共通の部材である。上記構成により、各気筒１２０が稼動することにより、ディーゼルエンジン１００はクランク軸１２３を回転させる。なお、本実施例では、ディーゼルエンジン１００が過給機１１１を含むものとして説明したが、ディーゼルエンジン１００は、過給機１１１を含まなくてもよい。すなわち、ディーゼルエンジン１００は、自然吸気型の内燃機関でもよい。この場合、ディーゼルエンジン１００は、空気冷却器１１２を含まなくてもよい。

次に、ディーゼルエンジンの潤滑油の診断方法及び潤滑油の診断装置を備えたエンジンシステムについて詳細に説明する。

図３は、本発明に係る潤滑油診断装置を備えたエンジンシステムの概略図を示す。図３に示すように、潤滑油診断装置を備えたエンジンシステム２００Ａは、ディーゼルエンジン１００と、鉛直筒体５１内にディーゼルエンジン潤滑油（以下、「潤滑油」という）１３１を一部導入・封入し、該潤滑油１３１中を落下する落下体である鉄球５２の落下速度により、潤滑油１３１の粘性状態を求める潤滑油診断装置５０Ａ（５０Ｂ、５０Ｃ）と、を有してなる。そして、前記潤滑油診断装置５０Ａ（５０Ｂ、５０Ｃ）の診断結果により、１）潤滑油１３１の酸化劣化による劣化、２）燃料の混入による劣化の、いずれかを判断するものである。
なお、図３中、符号Ｌ₁₁は潤滑油供給ライン、Ｌ₁₂は潤滑油排出ライン、Ｖ₁₁、Ｖ₁₂はバルブを図示する。

ここで、図３に示すディーゼルエンジンシステム２００Ａにおけるディーゼルエンジン１００には、吸入空気を過給するための過給機１１１を備えており、該過給機１１１は、排気管２０２に介装されたタービン１１１ａと、吸気管２０３に介装された圧縮器１１１ｂとを有している。なお、符号２２０は電磁式高圧噴射システムのコモンレール式燃料噴射システム（ＣＲＳ）、２２１はスロットルバルブを図示する。

また、図示していないが、前記ディーゼルエンジン１００には、さらに、上記タービン１１１ａより上流側の排気管２０２と上記圧縮器１１１ｂより下流側の吸気管２０３とを連絡する排気ガス環流装置（以下「ＥＧＲ」という）のＥＧＲ通路を具備するようにしてもよい。そして、ＥＧＲバルブの開度を制御することで、ＥＧＲ率を調整するようにしている。

さらに、排気管２０２には、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦ）を介装してもよく、介装されている場合には、通常このＤＰＦを迂回して排ガス２０１が外部に排気されている。

図４は、実施例１に係る潤滑油診断計測装置の概略図である。
図４に示すように、本実施例に係る第１の潤滑油診断装置５０Ａは、潤滑油供給ラインＬ₁₁を介して導入された潤滑油１３１を一時的に貯留する鉛直筒体５１と、鉛直筒体５１内を落下する落下体である鉄球５２と、該鉛直筒体５１の頂部側と底部側とに設けた第１のセンサ５３Ａ、第２のセンサ５３Ｂと、頂部の第１のセンサ５３Ａ側に設けられた電磁石５４とを備えている。そして、スイッチＳＷをＯＮ状態とするときに、鉄球５２が電磁石５４の磁力に引寄せられて第１のセンサ５３Ａ側に接した状態としている。

また、スイッチＳＷのＯＮ−ＯＦＦはタイミング測定装置５５により制御されており、スイッチＳＷをＯＦＦとして電磁石５４の磁力をＯＦＦとした際に、潤滑油１３１中を底部側に落下した鉄球５２の接触状態を第２のセンサ５３Ｂで確認し、その落下速度をタイミング測定装置５５で計測し、その結果をデータ解析装置５６で解析する。

第１のセンサ５３Ａ及び第２のセンサ５３Ｂは、音センサ、光センサなどの検知手段を用いて、鉄球５２の接触の有無を確認している。

この結果、前記データ解析装置５６での解析の結果、潤滑油１３１の粘性状態から、１）潤滑油１３１の劣化状態、２）潤滑油１３１に混入する劣化物の種類のいずれか一方又は両方を診断することができる。
すなわち、鉄球５２の落下速度が遅くなる場合には、潤滑油１３１の粘度が高くなる状態であり、このような場合には、酸化による潤滑油１３１の劣化が進行して、粘性が悪くなると診断することができる。
例えば、正常な潤滑油１３１の落下速度に対して、所定範囲（例えば２０％程度の偏差）以上又は以下となったときに、劣化であると判断することができる。なお、劣化の偏差の程度は、潤滑油によって予め求めておく。

一方、鉄球５２の落下速度が速くなる場合には、潤滑油１３１の粘度が低くなる状態であり、このような場合には、潤滑油１３１の酸化劣化が原因ではなく、燃料の混入による劣化が進行して、粘性が低くなると診断することができる。

なお、エンジン駆動中における粘性計測においては、エンジン側からの振動を回避するための低減手段として、潤滑油供給ラインＬ₁₁及び潤滑油排出ラインＬ₁₂に、蛇腹状の管５７を介装している。また、鉛直筒体５１の第２のセンサ５３Ｂの底部側には防振ゴムなどの防振手段５８が設けられている。

粘性を計測するには以下のようにして行う。
１）バルブＶ₁₁、Ｖ₁₂を開き、潤滑油供給ラインＬ₁₁から潤滑油１３１を鉛直筒体５１内に導入・貯留し、次いでバルブＶ₁₁、Ｖ₁₂を閉じ、電磁石５４を起動する。
２）第１のセンサ５３Ａにより、鉄球５２が上方に達したことを確認する。
３）次に、電磁石５４をＯＦＦとし、これと同時に鉄球５２が落下するので、タイミング測定装置５５にて鉄球５２の落下時間の計測を開始する。
４）第２のセンサ５３Ｂにより、鉄球５２が下方側に達したことを確認する（タイミング測定装置５５にて計測を終了する）。
５）データ解析装置５６にて、データ解析を行い、潤滑油１３１の劣化状態を判断する。
６）バルブＶ₁₁、Ｖ₁₂を開き、潤滑油排出ラインＬ₁₂により測定に供した潤滑油１３１を廃棄する。
７）その後、必要に応じて図示しない洗浄手段により鉛直筒体５１及び配管などの内部を洗浄するようにしてもよい。

本発明では、鉛直筒体５１の内部に封入された潤滑油１３１中を移動自在に設けた鉄球５２の落下速度により、潤滑油１３１の粘性をオンラインで判断することができ、従来の粘度計と比べて簡易な構成とすることができる。
また、計測手段の系内は、配管と鉄球のみであり、系内の汚染を防止することができる。

これにより、エンジンシステムにおける潤滑油の劣化が、潤滑油の経時変化による酸化劣化に起因する事象か、燃料による潤滑油の混入汚染による事象かの迅速な判断を行うことができる。

本実施例では、落下体を鉄球としているが、本発明はこれに限定されず、例えば円盤、円柱体、球体、立方体などを例示することができる。

また、電磁石５４により鉄球を引き上げているが、本発明はこれに限定されるものではなく、鉛直筒体５１の上下を逆転させて、鉄球を移動させ、磁力で保持させて、その後上下を逆転させて、図４に示すような状態から磁力をＯＦＦとして、鉄球５２を落下させるようにしてもよい。
これにより、精度を確保するために複数回測定を必要とする時などに測定時間の短縮が可能となる。

また、図５に示すように、粘性の計測と共に、潤滑油１３１のｐＨ値を求めるようにしてもよい。
ｐＨを計測するには、潤滑油１３１の一部を抜き出すラインＬ₁₃と、この抜き出しラインＬ₁₃から導入された潤滑油１３１を貯留するｐＨ計測用貯留部６０と、ｐＨ計測用貯留部６０内に希釈液６１を供給するラインＬ₁₄と、内部を攪拌する攪拌手段６２とを備え、ｐＨ計６３によりｐＨを計測するようにしている。希釈液６１としては、トルエンやイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などを例示することができる。

排ガス中には、硫黄酸化物や窒素酸化物などの酸性物質が存在する。そして、排ガスの一部が潤滑油１３１側に混入した場合には、ｐＨが通常の中性域（ｐＨ７〜８）から酸性域（ｐＨ２〜３程度）に変化する。
よって、ｐＨ計６３によりｐＨを計測することにより、酸性物質による潤滑油１３１の酸化劣化を迅速に抑制することができる。

図６は実施例２に係る潤滑油診断計測装置の概略図である。
図６に示すように、本実施例に係る第２の潤滑油診断装置５０Ｂは、潤滑油供給ラインＬ₁₁を介して導入された潤滑油１３１を一時的の貯留する鉛直筒体５１と、該鉛直筒体５１の側壁に設けた窓７１により内部の潤滑油１３１の色調を判断する撮像手段７２とを備えている。そして、撮像手段７２の撮像データをデータ解析装置５６で解析している。

潤滑油１３１の色相を計測するには以下のようにして行う。
１）バルブＶ₁₁、Ｖ₁₂を開き、潤滑油供給ラインＬ₁₁から潤滑油１３１を鉛直筒体５１内に導入・貯留する。
２）撮像手段７２により、窓７１内の潤滑油１３１の色による劣化状況を測定する。
３）データ解析装置５６にて、データ解析を行い、潤滑油１３１の劣化状態を判断する。
４）バルブＶ₁₁、Ｖ₁₂を開き、潤滑油排出ラインＬ₁₂により測定に供した潤滑油１３１を廃棄する。
５）その後、必要に応じて洗浄手段により鉛直筒体５１及び配管などの内部を洗浄するようにしてもよい。

本実施例によれば、潤滑油１３１の色相を判断することで、潤滑油１３１の劣化状況を判断することができる。

なお、本実施例では、実施例１で用いた鉛直筒体５１を共用しているが、単なる潤滑油を封入する容器を用い、この容器の側壁の一部に窓７１を設け、撮像手段７２で色相を計測するようにしてもよい。

さらに、本実施例では色相の撮像手段として、得られた光情報を分光器で分光してスペクトル解析を行うようにしてもよい。

図７は、実施例３に係る潤滑油診断計測装置の概略図である。
図７に示すように、第３の潤滑油診断装置５０Ｃは、第１の潤滑油診断装置５０Ａと第２の潤滑油診断装置５０Ｂとを統合したものであり、潤滑油供給ラインＬ₁₁を介して導入された潤滑油１３１を一時的の貯留する鉛直筒体５１と、該鉛直筒体５１の頂部側と底部側とに設けられた第１のセンサ５３Ａ、第２のセンサ５３Ｂと、第１のセンサ５３Ａ側に設けられた電磁石５４と、該鉛直筒体５１の側壁に設けた窓７１により内部の潤滑油１３１の色調を判断する撮像手段７２とを備えている。
本実施例では、鉛直筒体５１の内部に移動自在に設けた鉄球５２の落下速度により、粘性を判断すると共に、撮像手段７２の撮像データから粘性を判断するので、判断精度の向上を図ることができる。

すなわち、鉛直筒体５１内に潤滑油１３１を導入・封入し、該潤滑油１３１中を落下する落下体である鉄球５２の落下速度により、潤滑油１３１の粘性状態を求め、鉛直筒体５１内の潤滑油１３１の色相を求め、前記潤滑油の粘性状態と、該潤滑油の色相との２元情報から、潤滑油の劣化状態、潤滑油に混入する劣化物のいずれか一方又は両方を診断することができる。

図８は実施例４に係る潤滑油診断装置を備えたエンジンシステムの概略図を示す。図８に示すように、粒子状物質濃度計測装置を備えたエンジンシステム２００Ｂは、ディーゼルエンジン１００と、鉛直筒体５１内にディーゼルエンジン潤滑油（以下、「潤滑油」という）１３１を一部導入・封入し、該潤滑油１３１中を落下する鉄球５２の落下速度により、潤滑油１３１の粘性状態を求める潤滑油診断装置５０Ａ（５０Ｂ、５０Ｃ）と、排気管２０２に介装され、排ガス中の粒子状物質の濃度を計測する濃度計測装置８０とを有してなる。

図９を参照して粒子状物質の濃度計測装置の一例について説明する。
図９に示すように、粒子状物質の濃度計測装置８０は、排ガス２０１にレーザ光１１を照射するレーザ装置１３と、前記レーザ光１１の照射により発生するミー散乱光３０を計測する光検出器（ミー散乱光検出器）３１とを具備している。なお、符号２６はパワーメータを図示する。

ここで、レーザ装置１３からのレーザ光１１は、反射ミラー２１を介して排気管２０２側へ反射させて、排気管２０２内へ送られ、測定領域１４内にレーザ光１１を入射させ、排気管２０２内に導入される排ガス２０１へ照射している。
なお、本実施例では、排気管２０２内に直接レーザ光１１を導入するものであるが、排気管２０２から分枝するサンプルラインを設け、このサンプルラインにレーザ光１１を導入するようにしてもよい。

また、測定領域１４の中心部から散乱されたミー散乱光３０は、受光部３２で検出され、該受光部３２から光ファイバ３３で接続されミー散乱光検出器３１により光の強度を計測する。

そして、粒子状物質（煤塵）の散乱を計測するには、レーザ光１１の照射によって、窓２７−１、２７−２を通って測定領域１４内に粒子状物質に当たって、ミー散乱する。このミー散乱光３０が窓３２ａを通って、光検出器３１に導入される。

これによって、潤滑油診断装置によって潤滑油１３１の煤塵の有無を確認する以外に、排ガス中の粒子状物質の濃度を直接測定することで、燃焼不良をオンラインで診断することができる。

以上のような診断結果により、潤滑油１３１の異常を事前に検出することがオンラインで可能となる。
この潤滑油のオンラインの診断の結果、以下のような対策を講じることができる。
図１０乃至図１２は、本発明に係る潤滑油診断装置を備えた１つの気筒を模式的に示す説明図である。

１）潤滑油１３１が酸化劣化したと判断された場合、図１０に示すように、その劣化の程度に鑑み、潤滑油１３１の一部または全部の潤滑油の交換を行う。具体的には、注油ラインＬ₁に設けたバルブＶ₁を開き、潤滑油１３１を注油し、バルブＶ₂を開いて廃棄ラインＬ₂から注油した分だけを廃棄させている。
例えば、潤滑油１３１の劣化度合いが軽度の場合には、潤滑油１３１の交換量が少量とする制御を図示しない制御装置により行う。
例えば、潤滑油１３１の劣化度合いが中程度の場合には、潤滑油１３１の交換量が所定量とする制御を図示しない制御装置により行う。
例えば、潤滑油１３１の劣化度合いが重度の場合には、エンジン停止の際に、潤滑油１３１の全量を交換する制御を図示しない制御装置により行う。

２）潤滑油１３１が酸化劣化ではなく、燃料の混入であると判断された場合、ピストンとシリンダとの噛み合わせが悪いとの「警告」をオペレータに発し、これと共に応急処置として潤滑油１３１を定期的に補給する制御を図示しない制御装置により行う。

３）潤滑油１３１のｐＨが酸性を呈すると判断された場合、「警告」を発し、応急処置として潤滑油１３１を定期的に補給する対策を講じる。その後エンジン停止の際に、潤滑油１３１の全部の交換を実行する。

４）潤滑油１３１に燃料中の粒子状物質が混入されたと判断された場合、ピストンとシリンダとの噛み合わせが悪いとの「警告」をオペレータに発し、応急処置として潤滑油１３１を定期的に補給する制御を図示しない制御装置により行う。
この粒子状物質の混入は、排ガスラインに設けた図９に示す濃度計測装置８０で粒子状物質の計測を行うことを併用することで、粒子状物質の量を求めることができ、判断精度の向上を図ることとなる。
すなわち、色相のみでは、劣化状態の区別がつかない場合でも、粒子状物質の濃度変化が生じることが確認されれば、燃焼不良に起因した劣化であることが判ることとなる。

また、図１１に示すように、オイルパン１２９の底部にテーパを形成して窪み部を設け、ディーゼルエンジン停止時に、該窪み部にスラッジを堆積し易くなるようにしてもよい。その後、エンジン始動前にスラッジをスラッジ廃棄ラインＬ₃より廃棄するようにしてもよい。

また、図１２に示すように、オイルパン１２９の底部に一方向に傾斜する傾斜部を形成し、ディーゼルエンジン停止時に、傾斜の低い窪み部にスラッジを堆積し易いようにさせて、エンジン始動前にスラッジタンク１３３へ該スラッジをスラッジ廃棄ラインＬ₃により廃棄するようにしてもよい。

このように、ディーゼルエンジン運転中において、常に潤滑油が適切であるか否かを判断することができる。

以上のように、本発明に係る潤滑油の診断方法及び潤滑油診断装置を備えたエンジンシステムによれば、ディーゼルエンジンの潤滑油の一部を用いてオンラインでその性状を分析することで、潤滑油の劣化がエンジンシステムに及ぼす影響が深刻になる前にその劣化状況を把握でき、適切な予防を講じることができる。

１０濃度計測装置
１１レーザ光
１３レーザ装置
１４測定領域
３０ミー散乱光
３１光検出器（ミー散乱光検出器）
５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ潤滑油診断装置
５１鉛直筒体
５２鉄球
５３Ａ第１のセンサ
５３Ｂ第２のセンサ
５４電磁石
５５タイミング測定装置
５６データ解析装置
１００ディーゼルエンジン
１２０気筒
２００Ａ〜２００Ｂ潤滑油診断装置を備えたエンジンシステム
２０１排ガス
２０２排気管

Claims

ディーゼルエンジンと、
前記ディーゼルエンジンとの間に設けられた潤滑油供給ラインを介して鉛直筒体内に前記ディーゼルエンジン内の潤滑油を一時的に貯留し、前記鉛直筒体内に貯留した前記潤滑油中を落下する落下体の落下速度により前記潤滑油の粘性状態を求めた後、潤滑油排出ラインを介して粘性状態の測定に供した前記潤滑油を排出可能な潤滑油診断装置とを具備し、
前記潤滑油供給ライン及び前記潤滑油排出ラインに前記ディーゼルエンジン側からの振動を回避するための蛇腹状の管が介装され、
前記潤滑油診断装置の診断結果により前記潤滑油の酸化劣化、及び前記潤滑油への燃料の混入による劣化の少なくとも一方を判断することを特徴とする潤滑油診断装置を備えたエンジンシステム。
前記潤滑油診断装置は、前記鉛直筒体の頂部側に設けられた第１のセンサと、前記鉛直筒体の底部側に設けられた第２のセンサを有し、前記第２のセンサの底部側に前記ディーゼルエンジン側からの振動を回避するための防振手段が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油診断装置を備えたエンジンシステム。
前記潤滑油診断装置は、前記第１のセンサ側に設けられた電磁石を有し、前記落下体が鉄球であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の潤滑油診断装置を備えたエンジンシステム。
ディーゼルエンジンと、
前記ディーゼルエンジンとの間に設けられた潤滑油供給ラインを介して筒体内に前記ディーゼルエンジン内の潤滑油を一時的に貯留し、前記筒体に設けた窓を介して前記筒体内に貯留した前記潤滑油の色相を求める撮像手段を有し、潤滑油排出ラインを介して色相の測定に供した前記潤滑油を排出可能な潤滑油診断装置とを有してなり、
前記潤滑油供給ライン及び前記潤滑油排出ラインに前記ディーゼルエンジン側からの振動を回避するための蛇腹状の管が介装され、
前記潤滑油診断装置の診断結果により前記潤滑油の酸化劣化、及び前記潤滑油への燃料の混入による劣化の少なくとも一方を判断することを特徴とする潤滑油診断装置を備えたエンジンシステム。
ディーゼルエンジンと、
前記ディーゼルエンジンとの間に設けられた潤滑油供給ラインを介して鉛直筒体内に前記ディーゼルエンジン内の潤滑油を一時的に貯留し、前記鉛直筒体内に貯留した前記潤滑油中を落下する落下体の落下速度により前記潤滑油の粘性状態を求めると共に、前記鉛直筒体に設けた窓を介して前記潤滑油の色相を求める撮像手段を有し、潤滑油排出ラインを介して粘性状態の測定に供した前記潤滑油を排出可能な潤滑油診断装置とを有し、
前記潤滑油供給ライン及び前記潤滑油排出ラインに前記ディーゼルエンジン側からの振動を回避するための蛇腹状の管が介装され、
前記潤滑油診断装置の診断結果による前記潤滑油の粘性状態と、前記潤滑油の色相との２元情報から、前記潤滑油の酸化劣化、及び前記潤滑油への燃料の混入による劣化の少なくとも一方を判断することを特徴とする潤滑油診断装置を備えたエンジンシステム。
前記潤滑油のｐＨを計測するｐＨ計を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の潤滑油診断装置を備えたエンジンシステム。
前記ディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質濃度を求める粒子物質濃度計測装置を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の潤滑油診断装置を備えたエンジンシステム。