(57)【要約】  煤を含むエンジンの潤滑油を、定期的に、約１１５℃〜約１５０℃の範囲の温度に加熱すると、潤滑油の煤を生じさせる粘度の増加の制御に有効である。加熱が行われる期間は、エンジンが運転された時間数に応じて決まってもよく、油の条件に基づいていてもよい。【選択図】図３−ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の潤滑油における粘度の増加をもたらす煤を制御する方法であって、
前記内燃機関の潤滑油を、定期的に、粘度の増加を制御するのに十分な時間、１１５℃〜１５０℃の範囲の温度に加熱する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記油が１３０℃〜１３５℃の範囲で加熱されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記油が加熱される期間が、エンジン条件又は油の条件に応じたものであることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項４】
前記油が、油の粘度の増加の少なくとも７５％を低減するのに十分な時間、加熱されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記油が加熱される期間が、油の条件に応じたものであることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記油が加熱される期間が、エンジン条件に応じたものであることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
内燃機関の潤滑油における粘度の増加をもたらす煤を制御する方法であって、
前記内燃機関の運転条件又は油の条件の一方を検出する工程と、
前記検出された条件を所定の条件と比較する工程と、
前記検出された条件が前記所定の条件を超えたとき、油が前記所定の条件未満の条件に戻るのに十分な時間、前記油を１１５℃〜１５０℃の範囲の温度に加熱する工程と、
前記加熱処理及び停止工程が繰り返されるとき、前記検出された条件が前記所定の条件を超えるまで前記加熱を停止する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
前記油が１３０℃〜１３５℃の範囲の温度に加熱されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記内燃機関がオイルサンプを含み、前記油がその中で加熱されることを特徴とする請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
前記内燃機関がオイルサンプを含み、前記油の一部が、オイルヒータを介して前記サンプから循環して、前記サンプに戻されことを特徴とする請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１１】
前記内燃機関が冷却システムを含み、前記油が、冷却温度を上昇させることにより加熱されることを特徴とする請求項７又は８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００５年１月１１日に出願され米国仮特許出願第６０／６４２，８６２号明細書の利益を主張するものである。
【０００２】
本発明は、潤滑油における粘度の増加をもたらす煤を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
自動車用エンジンなどの内燃機関は、互いに回転又は摺動すると共に、摩擦を低減し、摩耗を減少させ、且つ熱を放散するために適切な潤滑を必要とするピストン、軸、及び軸受などの多くの機械的要素を含む。このため、これらの機械的部分に潤滑油を供給するために、内燃機関には潤滑油系が設けられる。
【０００４】
今日、内燃機関の設計に際して、エンジン排気を減少させるために排気ガスを再循環させることは一般的な方法である。しかしながら、経験上、そのような内燃機関の設計は、内燃機関の潤滑油に与えられるストレスを増加させる傾向がある。これらのストレスの一つが、エンジン油への煤の混入である。さまざまな設計のオイルフィルタ及び循環器は、油の有用性を維持するために内燃機関の再循環潤滑油から汚染物質を取り除く手段として内燃機関の不可欠な部分であった。しかしながら、そのような装置は、煤混入の問題を是正することができない。現在、エンジン油の煤の凝集及び汚染物質の肥厚化を防止するために、エンジン油には、煤の分散を助けるために分散性の粘度改質剤が配合されている。これらの添加剤の使用により潤滑油の寿命が増加するが、油内に、粘度の制御の喪失をもたらす煤レベルがまだ存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の一つの目的は、潤滑油における粘度の増加をもたらす煤の制御を改善することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、粘度の増加をもたらす煤を、一旦それが発生したときに反転させる方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の上記及び他の目的は、以下の記載から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
意外なことに、煤を含んだエンジン潤滑油を、定期的に、約１１５℃〜約１５０℃の範囲の温度に加熱することによって、潤滑油における粘度の増加をもたらす煤を制御し、反転さえすることができる。
【０００９】
加熱が行われる期間は、エンジンが運転されていた時間数に応じて決まってもよく、煤の含有率を測定するか、潤滑油の粘度の増加を検出することによって潤滑油の条件を判別することに基づいてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、煤を生じさせる粘度の制御に対する標準産業エンジン要件を満たす潤滑油が、必ずしも、現場における実際のエンジン運転条件の下で十分に機能しないことを示す。このグラフにおいて、ＡＰＩ  ＣＩ−４規格グレードを満たす油のための、Ｍａｃｋ  Ｔ−８Ｅの試験結果（ライン１）及びＭａｃｋ  Ｔ−１０の試験結果（ライン２）が、現場で実際に使用されているエンジンに対して得られた試験結果（ライン３）と比較されている。Ｍａｃｋ  Ｔ−８Ｅは、粘度に関するエンジン潤滑油の煤処理能力を評価している。これは、煤の混入度が高い高負荷運転やのろのろ運転をシミュレートするために行われている。この試験は、油のサンプルを２５時間毎に取って３００時間行われる。この試験の合否基準は、煤含有率３．８％で１１．５ｃＳｔの最大粘度を含む（試験１、２、３では、１１．５、１２．５、１３．０ｃＳｔ）。Ｍａｃｋ  Ｔ−１０試験は、排気ガス再循環システム（ＥＧＲ）を有するエンジンのシリンダライナ、ピストンリング、及び軸受の摩耗を最小限に抑える油の能力を評価している。合否基準は、酸素レベル及び油消費量の双方の測定を含む。煤と粘度の連動の直接的な検討ではないが、この試験のパラメータは、Ｍａｃｋ  Ｔ−８Ｅのそれよりも高い煤混入率を呈する。標準の試験結果と現場の経験との間の図１に示されたずれに対応するために、Ｍａｃｋ  Ｔ−１１試験が開発された。Ｍａｃｋ  Ｔ−１１は、一定のＥＧＲ条件の下におけるエンジン潤滑油の煤処理能力を評価している（〜１７％ＥＧＲ）。煤の混入率がＭａｃｋ  Ｔ−８Ｅのそれより若干低いことに加えて、油孔温度が８８℃に制御される（Ｍａｃｋ  Ｔ−８Ｅの油孔温度は制御されていない）。図１に示されるように、Ｍａｃｋ  Ｔ−８Ｅ（ライン１）試験及びＭａｃｋ  Ｔ−１０（ライン２）試験で良好に機能している同じ油が、Ｍａｃｋ  Ｔ−１１（ライン４）試験では十分に機能していない。Ｍａｃｋ  Ｔ−１１試験に合格するための性能基準は、油が、煤含有率６重量％且つ１００℃で１２ｃＳｔ以下の粘度の増加を呈することである。
【００１１】
煤を含有するエンジン潤滑油を、定期的に、約１１５℃〜約１５０℃、好ましくは約１３０℃〜約１３５℃の範囲の温度に加熱する本発明によれば、潤滑油における粘度の増加をもたらす煤を制御し、反転さえもすることができる。
【００１２】
図２は、サンプ温度が約９５℃に維持されている標準Ｍａｃｋ  Ｔ−１１試験条件（ライン１）の下における油の粘度の変化を、サンプ温度が１３５℃に維持されている同じ油の粘度の変化（ライン２）と比較して示す。実際、ライン２の油は、煤含有率約１６重量％まで粘度の制御を維持していた。他の試験では、油は、標準Ｍａｃｋ  Ｔ−１１条件、すなわち約９５℃のサンプ温度に維持され、その後粘度が急上昇し始め、その時点で、サンプ温度が１３５℃に上昇し、そして、油に粘度の制御が戻る（ライン３）。
【００１３】
一般的に、エンジン潤滑油は、常に、煤−粘度制御を最大限に実現するために、さまざまな手段によって、１１５℃〜１５０℃、好ましくは１３０℃〜１３５℃の温度に維持されてもよい。あるいは、サンプの油の温度は、油と熱的に接触する（サンプ内の）加熱器、循環システムによって接続されたサンプ外配置の加熱器、又は、エンジン冷却システムの自動温度制御によって、定期的に、１１５℃〜１５０℃、好ましくは１３０℃〜１３５℃の範囲に上昇させてもよい。一実施形態において、エンジン冷却制御（自動温度制御）は、エンジンが運転されていた時間数などのエンジンの運転条件に応じて、又は、油の条件を監視するセンサに応じて、温度を変更するように自動的に作動する。他の実施形態では、油は、この場合も同様に、自動的に、エンジンが運転されていた時間数のようなエンジンの運転条件に応答して、又は、油の条件を監視するセンサの応答によって、定期的にオイルヒータを介して油を循環させることによって加熱される。さらに他の実施形態では、エンジンが運転されていた時間数などのエンジン運転条件に応じて、又は、油の条件を監視するセンサに応じて、内部加熱器が自動的に作動される。
【００１４】
図３−ａ、図３−ｂ、図３−ｃは、粘度の増加をもたらす煤を制御するために、定期的に、エンジン油を加熱する本発明の選択された実施形態を示すブロック図である。図３−ａ、図３−ｂ、図３−ｃの各々において、エンジン潤滑油の条件を検出するセンサ１１が、オイルサンプ１０内に配置されるように示されており、通信線２０を介して電子的モジュール又はエンジン制御ユニット１２と電子的に通信されている。センサ１１が、オイルサンプ１０内に配置されるように示されているが、エンジンブロック、油循環ラインの中など、油の条件を検出するのに十分な任意の位置に置かれてもよい。図３−ａに示された実施形態において、ヒータ１３が、定期的に、油を必要な温度に加熱すべくオイルサンプ１０内に配置されている。オイルヒータ１３は、通信線２１を介してモジュール１２と電子的に通信されている。センサ１１が、粘度の増加をもたらす煤を制御するための温度範囲へのサンプ内の油の加熱を必要とするとモジュール１２によって判定される、粘度などの油の条件を検出するとき、モジュール１２は、油が満足のいく条件に戻ったことを、センサ１１がモジュール１２に信号で伝えるまで、ヒータ１３を作動させる。
【００１５】
図３−ｂの実施形態において、オイルヒータ１５がサンプ１０の外部に設けられ、油が、通信線２２を介するモジュール１２の電子的信号に応答して循環ライン２６及び２７を介して循環される。外部加熱器１５への油の流れが、弁１６によって制御されることができる。前述した実施形態と同じように、油は、センサ１１が、加熱を必要とする油の条件を検出するとき、定期的に加熱される。
【００１６】
図３−ｃに示す実施形態において、モジュール１２は、エンジン油冷却システム１４として示されるものに電子的に通信されている。（基本的に、エンジンを介して循環する冷却液により潤滑油の温度を制御する）。この実施形態では、油循環ライン２５を介してサンプ１０に戻った油は、潤滑油全体の温度を調節するのに使用されている。センサ１１によって検出された油の条件がモジュール１２によって加熱を必要とすると判定されたとき、モジュール１２は、センサ１１がモジュール１２によって判定された油の条件が満足されたことを検出するまで、エンジン油循環システムを介して循環する油の冷却を低下させるようにエンジン冷却システムを作動させる。
【００１７】
本実施形態をより良く理解するために、記載された典型的なエンジン油循環システムにおけるオイルポンプ及びフィルタなどの部品が、図３−ａ、図３−ｂ、及び図３−ｃに示されておらず、エンジンを介する油の流れ及びオイルサンプ１０への戻りを示すラインも示されていない。同様に、加熱器１３及び１５のための動力源が示されてもおらず、示された電子的制御モジュールにおける当然に想到されるものや他の自明の部品も示されていない。
【００１８】
加熱循環油の利益は、図４に示される。図４には、油内の煤含有量に対する粘度の増加が、サンプから導かれる油（菱形）及び加熱器から直接導かれる油（四角）について示されている。この試験の目的のために、加熱器は定常的に動作している。いずれにせよ、この試験では、標準Ｍａｃｋ  Ｔ−１１試験の条件の下に、典型的な煤含有率３．５％ではなく、煤含有率４重量％以上になるまで、油が粘度の制御を喪失しないことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】標準産業試験に付される油及びこの分野で実際に使用される油についての煤の含有率に対する粘度の増加を示すグラフである。
【図２】粘度制御された本発明に係る熱処理の効果を示すグラフである。
【図３−ａ】煤を生じさせる粘度の増加を制御するための本発明の選択された実施形態を示すブロック図である。
【図３−ｂ】粘度の増加をもたらす煤を制御するための本発明の選択された実施形態を示すブロック図である。
【図３−ｃ】粘度の増加をもたらす煤を制御するための本発明の選択された実施形態を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３−ａ】
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【図３−ｂ】
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【図３−ｃ】
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【図４】
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