(57)【要約】【課題】エンジンの運転中に洗浄が必要な時期がくると自動的にエンジン内部に洗浄液を導入して吸排気バルブや燃焼室内部に付着したカーボン等の汚れを除去することのできるエンジン自動洗浄装置を提供する。【解決手段】洗浄液を貯留するタンク３と、エンジン２の吸気管４内へ洗浄液を噴射するノズル５と、タンク３からノズル５へ洗浄液を供給する通路に設けられ、タンク３側からノズル５側へ洗浄液を送り込むポンプ８と、前記ポンプ８を駆動するモータと、エンジン２の回転を検出する回転検出手段と、前記回転検出手段が検出したエンジン２の回転数の積算値が所定の値に達した時点でモータを一定時間だけ作動させる制御手段とを備えている。【選択図】　図１
2004116350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転中のエンジン内部を自動的に洗浄する装置であって、
洗浄液タンクと、
エンジンの吸気管内へ洗浄液を噴射する洗浄液噴射ノズルと、
洗浄液タンクから洗浄液噴射ノズルへ洗浄液を供給する通路に設けられ、洗浄液タンク側から洗浄液噴射ノズル側へ洗浄液を送り込む洗浄液ポンプと、
前記洗浄液ポンプを駆動するモータと、
エンジンの回転を検出する回転検出手段と、
前記回転検出手段が検出したエンジンの回転数の積算値が所定の値に達した時点で前記モータを一定時間だけ作動させる駆動制御手段とを備えたことを特徴とするエンジン自動洗浄装置。
【請求項２】
駆動制御手段はエンジンの回転数の積算値が所定の値に達した時点から一定時間だけ、洗浄液噴射ノズルから洗浄液が短い周期で間欠的に噴射されるようにモータを間欠回転させることを特徴とする請求項１記載のエンジン自動洗浄装置。
【請求項３】
燃料噴射ノズルによって洗浄液噴射ノズルが兼用されているとともに、洗浄液ポンプの吐出側通路が逆流防止弁を介して燃料噴射ノズルに燃料を給送する通路の前記燃料噴射ノズル近傍へ合流していることを特徴とする請求項１又は２記載のエンジン自動洗浄装置。
【請求項４】
エンジンで走行する車両に搭載されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のエンジン自動洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転中のエンジン内部を自動的に洗浄する洗浄装置に関し、特に、ガソリンエンジンやジーゼルエンジンで走行する車両に搭載し、車両走行中にエンジンを自動的に洗浄することのできるエンジンの洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車等のエンジンは、図４にその概略構造を示すように、シリンダブロックＡ１下部のクランクケースＡ２内にクランク軸Ａ３が設けられ、前記クランク軸Ａ３はコンロッドＡ４により燃焼室Ａ５内に上下動自在に設けられたピストンＡ６と連結されている。
【０００３】
シリンダブロックＡ１の上部には、吸気タペットＡ７、排気タペットＡ８、及び、点火プラグＡ９等が設けられたシリンダヘッドＡ１０が取り付けられている。
シリンダヘッドＡ１０には、吸気管Ａ１１の一方の端部が連結されており、前記吸気管Ａ１１の他方の端部にはエアクリーナＡ１２が取り付けられている。また吸気管Ａ１１の途中には、スロットルバルブＡ１３、キャブレターＡ１４のベンチュリー部、チョークバルブＡ１５等が配置されている。
【０００４】
キャブレターＡ１４のフロート室Ａ１６には、燃料タンクＡ１７からガソリンが給油管Ａ１８を介して燃料ポンプＡ１９で供給されるようになっている。
フロート室Ａ１６には、図示しないフロート弁が配置されており、前記フロート弁によって、フロート室Ａ１６内のガソリンの液面のレベルが常時一定に保たれるように、給油管Ａ１８からフロート室内Ａ１６へ送り込まれるガソリンの量が自動的に調整されるようになっている。
なお、フロート室Ａ１６に燃料ポンプＡ１９で送られる過剰のガソリンは、戻し管Ａ２０により燃料タンクＡ１７に戻される。
【０００５】
また、シリンダヘッドＡ１０には、排気管路Ａ２１の一方の端部が連結されている。前記排気管路Ａ２１の途中には排気ガス中のＮＯｘ等を分解するための触媒装置Ａ２２が設けられ、他方の端部には排気騒音を消音する排気マフラーＡ２３が取り付けられている。
【０００６】
前述したように構成されているエンジンは、排気タペットＡ８が閉じ、吸入タペットＡ７が開いてピストンＡ６が下降する過程で、外部の空気がエアクリーナＡ１２を介して吸気管Ａ１１へ流入し、キャブレターＡ１４のベンチュリー部を通過する際の流速の増加によって生じた負圧で、フロート室Ａ１６内のガソリンを吸い出して吸気管Ａ１１内に霧状に噴出させる。
そして、その結果生じたガソリンと空気との混合気は、ピストンＡ６のさらなる下降動作によって燃焼室Ａ５内に流入する。
【０００７】
次に、吸入タペットＡ７と排気タペットＡ８の両方が閉じた状態でピストンＡ６が上昇すると燃焼室内Ａ５の混合気は圧縮され、ピストンＡ６が上死点近傍に至ると点火プラグＡ９に通電されて燃焼室Ａ５内の混合気に着火される。
【０００８】
混合気の爆発燃焼によって燃焼室Ａ５内の圧力は急激に上昇し、その結果ピストンＡ６は押し下げられ、コンロッドＡ４を介してクランク軸Ａ３に回転力が生じる。
次いで、ピストンＡ６が再び上昇する過程で、排気タペットＡ８が開放されると、燃焼室Ａ５内の燃焼ガスは、排気管路Ａ２１からエンジン外部へ排気される。
【０００９】
このようにして、エンジンが長時間使用されると、燃焼室Ａ５の内壁や、吸気タペットＡ７、排気タペットＡ８等に、カーボンや塵埃等が付着堆積し、エンジンの効率を低下させるとともに、排気ガスに含まれる種々の有害物質の量が増加し、大気汚染等の公害を原因となる問題があった。
【００１０】
そこで、従来では、燃料タンク内の燃料中に清浄剤を混合し、走行状態において、燃料内に混入させた清浄剤によって吸気弁やインジェクタ等を清浄にする技術や、燃料タンクからエンジン本体に通ずる燃料送給管の途中に清浄剤を含有する燃料を注入し、この燃料によってエンジンを作動させると同時に清浄剤によって燃料噴射器や吸気弁、燃焼室を清浄にする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１−２６２３２８号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来技術においては、エンジンの洗浄が必要な時期を的確に判断して清浄作業を行うことが困難であり、また、洗浄設備がある場所でしかエンジンの洗浄を行うことができない問題があった。
【００１３】
そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題を解決し、エンジンの運転中に洗浄が必要な時期がくると自動的にエンジン内部に洗浄液を導入して吸排気バルブや燃焼室内部に付着したカーボン等の汚れを除去することのできるエンジン自動洗浄装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明のエンジン自動洗浄装置は、運転中のエンジン内部を自動的に洗浄する装置であって、洗浄液タンクと、エンジンの吸気管内へ洗浄液を噴射する洗浄液噴射ノズルと、洗浄液タンクから洗浄液噴射ノズルへ洗浄液を供給する通路に設けられ、洗浄液タンク側から洗浄液噴射ノズル側へ洗浄液を送り込む洗浄液ポンプと、前記洗浄液ポンプを駆動するモータと、エンジンの回転を検出する回転検出手段と、前記回転検出手段が検出したエンジンの回転数の積算値が所定の値に達した時点でモータを一定時間だけ作動させる駆動制御手段とを備えている。
【００１５】
前記駆動制御手段は、エンジンの回転数の積算値が所定の値に達した時点から一定時間だけ、洗浄液噴射ノズルから洗浄液が短い周期で間欠的に噴射されるようにモータを間欠回転させる制御を行うことが望ましい。
【００１６】
また、本発明のエンジン自動洗浄装置においては、燃料噴射ノズルによって洗浄液噴射ノズルが兼用されているとともに、洗浄液ポンプの吐出側通路が逆流防止弁を介して燃料噴射ノズルに燃料を給送する通路の前記燃料噴射ノズル近傍へ合流していることも望ましい。
【００１７】
また、本発明のエンジン自動洗浄装置は、エンジンで走行する車両に搭載されているものであることも望ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明のエンジン自動洗浄装置は、エンジンの運転中に自動的にエンジン内部に洗浄液を導入して吸排気バルブや燃焼室内部に付着したカーボン等の汚れを除去するようにしたものである。
【００１９】
本発明のエンジン自動洗浄装置は、例えば自動車等のエンジンで走行する車両に搭載することで、走行中やエンジンのアイドリング中に自動的にエンジン内部の洗浄が開始され、所定時間洗浄が行われる。
【００２０】
本発明のエンジン自動洗浄装置の一つの実施形態においては、エンジンの回転を検出し、その回転数の積算値が所定の値に達した時点から一定時間ポンプが駆動され、洗浄液がノズルから吸気管内へ噴射されてエンジン内部の洗浄が行われる。
【００２１】
吸気管内へ噴射された洗浄液は、吸気バルブからエンジン内部の燃焼室へ流入し、燃焼室内壁やピストンに付着したカーボン等を洗浄して燃焼室内部でガソリンやディーゼル等の燃料とともに燃焼し、その後、排気ガスとして排気バルブを通ってエンジン外部へ排気される。この際、吸気バルブや排気バルブの吸気や排気に晒される部分も洗浄液によって洗浄される。
【００２２】
エンジンの回転の検出は、ガソリンエンジン等の点火プラグを有するエンジンであれば、点火プラグに通電を検出して行うことができる。これは、例えば、ディストリビュータから点火プラグへ接続されているケーブルをループ状の検出コイルの中を通し、点火プラグへの通電を検出コイルに誘導される電圧によって検出ことができる。
【００２３】
また、ディーゼルエンジンのように、点火プラグを有しないエンジンの場合には、クランクシャフトあるいは、これに連動する例えばカムシャフト等の回転部品の回転を検出して行うことができる。
【００２４】
このような回転部品の回転検出は、タコジェネレータを利用したり、あるいは、回転部品に取り付けた被検出部材の回転を、光学センサやリードスイッチで検出して行うことができる。
【００２５】
本発明のエンジン自動洗浄装置の別の実施形態においては、駆動制御手段は、エンジンの回転数の積算値が所定の値に達した時点から一定時間だけ、洗浄液噴射ノズルから洗浄液が短い周期で間欠的に噴射されるようにモータを間欠回転させる機能を有している。
【００２６】
洗浄液噴射ノズルから洗浄液が間欠的に噴射されることで、洗浄液の消費量が少なくなり、また、吸気管内へ過剰供給された洗浄液が燃焼室で燃焼しきれないで生じるエンジンの作動不良を防ぐことができる。
【００２７】
また、本発明のエンジン自動洗浄装置のさらに別の実施形態においては、燃料噴射ノズルによって洗浄液噴射ノズルが兼用され、洗浄液ポンプの吐出側通路が逆流防止弁を介して燃料噴射ノズルに燃料を給送する通路の前記燃料噴射ノズル近傍へ合流している。
【００２８】
なお、本発明のエンジン自動洗浄装置によれば、自動車用のエンジンに限らず、船舶に搭載したり、鉄道のジーゼル車両に搭載して、舶用エンジンや鉄道用エンジンの洗浄を自動的に行うようにすることもできる。
【００２９】
【実施例】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。図１は、本発明の第１実施例を示す、エンジン自動洗浄装置を取り付けたガソリンエンジンの概略図、図２は、本発明のエンジン自動洗浄装置の第１実施例を示す概略図である。
【００３０】
エンジン自動洗浄装置１は、自動車の車体（図示せず）に搭載されたエンジン２の近傍に付設されていて、洗浄液を貯留している洗浄液タンク３、エンジン２の吸気管４内へ洗浄液を噴射するための洗浄液噴射ノズル５、洗浄液タンク３内の洗浄液を吸入側通路６から吸入し、ノズル４へ連通した吐出側通路７へ送り出す洗浄液ポンプ８を備えている。また、ポンプ８の吸入側通路６と吐出側通路７との間には、吐出側通路７の圧力を所定値以下に制限するための減圧弁９が介装されている。
【００３１】
図２に示すように、洗浄装置１は、後述する駆動制御手段１０から給電ケーブル１１で電力供給されて駆動制御されるモータ１２を有しており、洗浄液ポンプ８は前記モータ１２によって駆動されるようになっている。
【００３２】
また、この実施例においては、洗浄液噴射ノズル５と吐出側通路７との間に電磁弁１３が設けられている。この電磁弁１３は常時は閉じており、駆動制御手段１０から給電ケーブル１４を介して給電されたときに開かれる構造になっている。
【００３３】
一方、図示していないディストリビュータからエンジン２の点火プラグ１５へ給電するケーブル１６には、本発明における回転検出手段としての検出コイル１７が装着されている。
【００３４】
この検出コイル１７は、ケーブル１８によって駆動制御手段１０に接続されていて、点火プラグ１５のスパーク時にケーブル１６にパルス状の電流が流れると、検出コイル１７に電圧が発生し、これがケーブル１８を介して駆動制御手段１０に入力されるようになっている。
【００３５】
本実施例においては、駆動制御手段１０にはマイクロコンピュータが内蔵されていて、ケーブル１８を通じて検出コイル１７から入力されるパルス電流の数を積算してその積算値を監視し、この積算値が予め設定されている所定値に達すると、駆動制御手段１０は給電ケーブル１１を介してモータ１２に予め設定された時間だけ給電するようになっている。
【００３６】
本実施例においては、駆動制御手段１０は給電ケーブル１１に給電を開始すると同時に電磁弁１３へ給電ケーブル１４を介して給電して、前記設定時間と同じか、やや長めの時間経過後経過後に電磁弁１３への給電を停止してこの電磁弁１３を閉じるようになっている。なお、駆動制御手段１０への給電は、図示していないバッテリー等の電源から電源ケーブル１９を介して行われるようになっている。
【００３７】
次に、前述したように構成されているエンジン自動洗浄装置１の動作を説明する。図１において、燃料タンク２０に貯留されている燃料は、燃料ポンプ２１によって燃料供給管２２を通して燃料噴射ノズル２３へ送られ、ここからエンジン２の吸気管４内へ霧状に噴射される。なお、燃料噴射ノズル２３へ送られる燃料の圧力は、減圧弁２４により定圧に維持されている。
【００３８】
吸気管４内には、エンジン２の燃焼室２５内のピストン２６の下降動作に伴い、吸気管４の入口側に取り付けられているエアフィルタ２７を通して外部の空気が取り込まれ、この空気に燃料噴射ノズル２３から燃料が噴射されてできた混合気が絞り弁Ｖを通過し、さらに吸気タペット２８を通って燃焼室内へ流入する。
【００３９】
次いでピストン２６の上昇動作によって燃焼室２５内の混合気が圧縮され、さらにこの混合気が点火プラグ１５によって着火されて爆発燃焼することで、ピストン２６は押し下げられ、これにコンロッド２９で連結されているクランク軸３０が回転駆動される。
【００４０】
一方、燃焼室２５内で燃焼したガスは、その後のピストン２６の上昇に伴って排気タペット３１から排気管３２へ入り、触媒装置３３でガス中の有害物質が除去され、さらにマフラ３４で消音されて外部へ排出される。
【００４１】
このような動作の反復によってクランク軸３０は回転するが、このクランク軸３０の回転は、図２に示す点火プラグ１５へ接続されたケーブル１６を流れる電流によってを検出コイル１７に誘起されるパルス状の電圧として検出される。
【００４２】
前記パルス状の誘起電圧は、駆動制御手段１０内で積算され、これがクランク軸３０の回転の所定の積算回数に対応する値に達すると、モータ１２と電磁弁１３にそれぞれ給電ケーブル１１、１４を介して給電が開始される。
【００４３】
その結果、電磁弁１３が開放されるとともに、モータ１２によって洗浄液ポンプポンプ８が駆動され、洗浄液タンク３内の洗浄液が吸入側通路６と吐出側通路７を通って洗浄液噴射ノズル５に送られ、ここから吸気管４内へ霧状に噴射される。
【００４４】
吸気管４内へ噴射された洗浄液は、混合気に混ざり合って吸気タペット２８を通過してこの周囲を洗浄し、さらに、燃焼室２５内へ流入してその内壁やピストン２６等に付着した汚れを洗浄する。
【００４５】
こうして燃焼室２５内に混合気と共に導入された洗浄液は、混合気の爆発燃焼とともに燃焼し、排気ガスとして排気タペット３１を通して排気管３２からエンジン２の外部へ排出される。
【００４６】
駆動制御手段１０は、モータ１２と電磁弁１３に給電を開始してから、予め設定されている所定時間（例えば１５分程度）後に給電を遮断する。そうすると、洗浄液ポンプ８は回転を停止し、同時に電磁弁１３は閉じる。
【００４７】
電磁弁１３が閉鎖することによって、吸気管４内に生じる負圧によって洗浄液吐出側通路７内に残る洗浄液が吸気管４内に吸い出されることが確実に防止できる。
【００４８】
次に、図３は本発明の第２実施例としてのエンジン自動洗浄装置を取り付けたエンジンの概略図であって、この実施例では、エンジン自動洗浄装置１Ａは、燃料供給管２２の途中に洗浄液の吐出側通路７Ａを合流させ、洗浄液を洗浄液噴射ノズルを兼ねた燃料噴射ノズル２３Ａから燃料と共に噴射するように構成されている。
【００４９】
また、本実施例のエンジン自動洗浄装置においては、燃料ポンプ２１の吐出圧のピークが洗浄液ポンプ８の吐出圧より高いため、吐出側通路７Ａ内へ燃料が侵入してこないように、吐出側通路７Ａの電磁弁１３と、燃料供給管２２との合流位置Ｐとの間に逆流防止弁１３Ａを設けている。
【００５０】
本実施例のエンジン自動洗浄装置１Ａは、逆流防止弁１３Ａを設けた点と、燃料噴射ノズル２３Ａを洗浄液噴射ノズルと兼用させた点を除いて、前述した実施例と同様に構成されており、図１と図３において共通する部材については、同一番号を付してある。
【００５１】
前述したそれぞれの実施例においては、クランク軸３０の回転数の積算値が所定の回転数の達すると、設定された時間だけ洗浄液が吸気管４内へ連続的に噴射されるように構成しているが、洗浄液の噴射は設定された時間、短い周期で噴射が断続的に反復されるように、図２に示す駆動制御手段１０によってモータ１２と電磁弁１３を制御するようにしてもよい。
【００５２】
なお、洗浄液の使用量は、容積にしておよそ洗浄するエンジンの排気量の１割程度で十分であり、これを２０分乃至３０分噴射すればよい。また、洗浄液を間欠的に噴射する場合には、例えば、エンジンの排気量が小さいものは、３０秒毎に２秒噴射、排気量が大きいものは、２秒ごとに３０秒噴射というように、噴射時間と休止時間の間隔をエンジンの排気量等に応じて適宜選択する。
【００５３】
洗浄液の噴射を断続的に行うことで、燃焼室２５内で燃焼しきれない多量の洗浄液が一度に吸気管４内へ送り込まれてエンジンの作動不良を引き起こす事故の発生を防ぐことができる。
【００５４】
また、前述した各実施例においては、洗浄液の流通を遮断するために、吐出側通路７の洗浄液ポンプ８下流側に電磁弁１３を設けているが、洗浄液の供給を停止する際、ポンプ８を所定時間逆転させてから停止させるようにモータ１２を制御することにより、吐出側通路内の洗浄液を洗浄液タンク８側に回収するようにして、電磁弁１３を省略した構造としてもよい。
【００５５】
また、前述した各実施例においては、エンジン２の回転を検出する回転検出手段として、点火プラグへの通電を検出する検出コイルを用いているが、回転検出手段はこれに限定するものではなく、点火プラグを有しないディーゼルエンジン等の場合では、クランクシャフトの回転、または、これに連動して回転するカムシャフトその他の回転部材の回転を検出するタコジェネレータや、ロータリエンコーダ等を回転検出手段として用いてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載された発明によれば、エンジンの回転数の積算量が所定の値に達すると自動的に洗浄液をエンジン内に導入して吸排気バルブや燃焼室等の洗浄を行うことができるため、常にエンジンを良好な状態に維持しておくことができるとともに、エンジンの排気中に含まれる大気汚染物質を低減することができる。
【００５７】
また、請求項２に記載された発明によれば、洗浄液噴射ノズルから洗浄液が短い周期で間欠的に噴射されるようにモータを間欠回転させることで、洗浄液の消費量が少なくなり、また、吸気管内へ過剰供給された洗浄液が燃焼室で燃焼しきれないで生じるエンジンの作動不良を防ぐことができる。
【００５８】
また、請求項３に記載された発明によれば、燃料噴射ノズルによって洗浄液噴射ノズルが兼用されているとともに、洗浄液ポンプの吐出側通路が逆流防止弁を介して燃料噴射ノズルに燃料を給送する通路の前記燃料噴射ノズル近傍へ合流するようにしているため、洗浄液の吐出側管路の一部と洗浄液噴射ノズルを省略することができ、洗浄装置の構成を簡略化することができる。
【００５９】
さらに、請求項４に記載された発明によれば、車両の走行中やアイドリング中に車両のエンジンをいつでも自動的に洗浄することができ、洗浄設備がある場所まで車両を移動させてそのエンジンを洗浄する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例における、エンジン自動洗浄装置を取り付けたガソリンエンジンの概略図である。
【図２】本発明のエンジン自動洗浄装置の構成を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の第２実施例における、エンジン自動洗浄装置を取り付けたエンジンの概略図である。
【図４】従来の一般的なガソリンエンジンの構造を示す概略図である。
【符号の説明】
１、１Ａ　　　　エンジン自動洗浄装置
２　　　　　　　エンジン
３　　　　　　　タンク
４　　　　　　　吸気管
５　　　　　　　ノズル
６　　　　　　　吸入側通路
７、７Ａ　　　　吐出側通路
８　　　　　　　ポンプ
９　　　　　　　減圧弁
１０　　　　　　　駆動制御手段
１１　　　　　　　給電ケーブル
１２　　　　　　　モータ
１３　　　　　　　ポンプ
１３Ａ　　　　　　逆流防止弁
１４　　　　　　　給電ケーブル
１５　　　　　　　点火プラグ
１６　　　　　　　ケーブル
１７　　　　　　　検出コイル
１８　　　　　　　ケーブル
１９　　　　　　　電源ケーブル
２０　　　　　　　燃料タンク
２１　　　　　　　燃料ポンプ
２２　　　　　　　燃料供給管
２３　２３Ａ　　　燃料噴射ノズル
２４　　　　　　　吸気管
２５　　　　　　　燃焼室
２６　　　　　　　ピストン
２７　　　　　　　エアフィルタ
２８　　　　　　　吸気タペット
２９　　　　　　　コンロッド
３０　　　　　　　クランク軸
３１　　　　　　　排気タペット
３２　　　　　　　排気管
３３　　　　　　　触媒装置
３４　　　　　　　マフラ
【図１】
2004116350.tif 000003
【図２】
2004116350.tif 000004
【図３】
2004116350.tif 000005
【図４】
2004116350.tif 000006