(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の各工程を含む内燃機関の排気放出物、特に粒子、に対する潤滑剤および関連成分の影響を測定する方法。
（ａ）単オリフィス注入装置に、ほぼ一定した流量条件下で、潤滑剤またはその成分を供給して、この注入装置から適切な燃料が供給されている内燃機関の取入れ空気マニホルドの中に潤滑剤を噴霧し、その際、潤滑剤の流量を燃料の流量の２〜８％になる様に調整し、注入装置の近くの潤滑剤の粘度が３０〜５０ cStである工程、
（ｂ）潤滑剤および燃料を燃焼させて、排気を形成させる工程、および
（ｃ）工程（ｂ）で形成された排気中に含まれる気体状成分および粒子を評価する工程。
【請求項２】
内燃機関がディーゼルエンジンである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
潤滑剤の流量が燃料の流量の３〜７％である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
潤滑剤の流量が燃料の流量の約５％である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
単オリフィス注入装置の近くの潤滑剤の粘度が３５〜４５ cStである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
単オリフィス注入装置の近くの潤滑剤の粘度が約４０ cStである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
潤滑剤および関連成分による、内燃機関、特にディーゼルエンジン、の排気放出物に対する影響を評価するのに適した装置であって、
取入れ空気マニホルド２および燃料供給ライン３が接続した内燃機関１、取入れ空気マニホルドに接続された単オリフィス注入装置４、およびエンジン中での燃焼により生じた排気８中に含まれる固体およびガスを分析するための適当な手段７を含んでなり、前記注入装置が、ほぼ一定した流量で、潤滑油を上記の取入れ空気マニホルドに供給するものであり、前記注入装置４が、潤滑剤を貯蔵タンク６から吸引するポンプ５により潤滑油を供給されるものであることを特徴とする、装置。
【請求項８】
注入装置、計量ポンプのヘッド、タンクとポンプの接続ラインおよびポンプと注入装置の接続ラインが一定温度に維持される、請求項７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関、特にディーゼルエンジン、の排気に対する潤滑剤および関連成分の影響を評価する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気放出物は、燃料のみならず、潤滑剤によっても影響されることが知られている。したがって、どの潤滑剤の汚染性が低いかを測定することが重要である。
【０００３】
往復機関の正常な運転において、様々なエンジン部品が明らかに潤滑を必要としている。この目的に使用する潤滑剤の一部は、燃焼室に入り、燃料と共に燃焼し、排気汚染物質放出の一因になっている。
【０００４】
潤滑剤が多かれ少なかれ完全に燃焼し、その結果としての排気に対する関与は、製品（または製品の成分）の化学的性質によって異なる。この問題を研究するには、実際の現象を試みて、再現し、それを適切に展開することが有効である。
正常な運転では、油は、シリンダー／ピストン機構およびバルブ区域の両方を通って燃焼室に到達する。第一の関与は、例えば第二ピストンリングを除去するか、または逆にすることにより、増大させることができる。第二の関与は、ゴムバルブシールを除去し、弁棒と弁案内の間の隙間を増加させることにより、より容易に増大させることができる。これらの工夫により、燃焼室への油進入を増大させ、潤滑剤の燃焼をより容易に研究することができる。しかしながら正確な燃焼量を突き止め、試験すべき製品毎に油だめ中の潤滑剤を変化させ、単一の成分を評価することは困難であろう。
【０００５】
より効果的な解決策は、試験油を取入れ口空気マニホルドの中に入れることにより、燃焼室への油の進入を模擬することである。この解決策は、M. Dowling（Ｓ．Ａ．Ｅ．Ｎ°９２２１９８）により採用され、Dowling は油をエンジンの取入れ口空気マニホルドの中に噴霧した。Dowling の方法は、主として供給流量の決定に関してあまり正確ではなく、油の定量的および定性的な関与を正確に区別できないという欠点がある様に思われる。取入れ空気のパーシャライジング(partializing)バルブは、事実、油を噴霧するのに必要な低圧を造り出すのに使用されているが、吸引された空気の流量を下げるので、エンジンの容積効率に悪影響を及ぼすことが避けられない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
今回、上記の欠点を解決する、内燃機関、特にディーゼルエンジン、の排気放出物に対する潤滑剤および関連成分の影響を評価するための方法が見出された。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の各工程を含む内燃機関、特にディーゼルエンジンの、排気放出物、特に粒子、に対する潤滑剤および関連成分の影響を測定する方法に関するものである。
（ａ）単オリフィス注入装置に、ほぼ一定した流量条件下で、潤滑剤またはその成分を供給して、この注入装置から適切な燃料が供給される内燃機関の取入れ空気マニホルドの中に、潤滑剤を噴霧し、この際潤滑剤の流量を燃料の流量の２〜８％、好ましくは３〜７％、さらに好ましくは約５％、になる様に調整し、単オリフィス注入装置の近くの潤滑剤の粘度が、３０〜５０ cSt、好ましくは３５〜４５ cSt、さらに好ましくは約４０ cSt、であるようにする工程、
（ｂ）潤滑剤および燃料を燃焼させ、排気を形成させる工程、および
（ｃ）工程（ｂ）で形成された排気中に含まれる気体状成分および粒子を評価する工程。
【０００８】
粒子という用語は、排気中に細かく分割された固体または液体として含まれる物質、すなわち濾過により分離できる物質、を意味する。
【０００９】
好ましい実施態様では、潤滑剤の流量は、計量ポンプにより調整される。
【００１０】
すべての潤滑剤またはそれらの成分が、同じ粘度を有している訳ではないので、流体の粘度および温度を相関するWalterの等式により、注入装置に潤滑剤を供給する温度を変えることによって、必要な噴霧の一定性（注入装置の出口における液滴の形状および寸法）を確保しなければならない。高温ではより粘度の高い製品を供給し、低温ではより粘度の低い製品を供給する。潤滑剤または関連成分は、供試潤滑剤のすべてが、実質的に３０〜５０ cSt、好ましくは３５〜４５ cSt、さらに好ましくは約４０ cSt、の粘度で注入装置に到達する様な温度で注入する。
【００１１】
したがって好ましい実施態様では、計量ポンプそれ自体、および計量ポンプを注入装置に接続するラインはサーモスタット調整しなければならない。
【００１２】
排気を分析することに関する限り、気体状成分は、好ましくは、非分散赤外、火炎イオン化および化学ルミネセンスの、検出器を備えたＣＯ、ＨＨＣおよびＮＯx 分析計により分析され、一方、粒子は特定フィルターの重量増加により評価される。
【００１３】
本発明の方法により、異なる物理−化学的特性を有する潤滑剤または関連成分を信頼性良く、繰り返し分析することができる。
【００１４】
実際、本発明の方法は、エンジンの運転をほとんど変えることなく、又潤滑剤の異なる物理−化学的特性により影響されることなく、実施される。これは、潤滑剤が、実際に、基本的に同じ粘度および流量で注入装置に到達するためであり、また注入装置が潤滑剤をバルブの基底部に向けて噴霧するためである。従って、実際の現象を再現することが可能となる。
【００１５】
本発明には、必要な分析時間が非常に短いという利点もある。
【００１６】
本発明のもう一つの目的は、潤滑剤および関連成分による、内燃機関、特にディーゼルエンジン、の排気放出物に対する影響を評価するのに適した装置に関する。この装置は図１に関していえば、取入れ空気マニホルド２および燃料供給ライン３が接続した内燃機関１、取入れ空気マニホルドに接続された単オリフィス注入装置４、およびエンジン中での燃焼により生じた排気８中に含まれる固体およびガスを分析するための適切な手段７を含んでなる。ここで該注入装置は、ほぼ一定した流量で、潤滑油を上記の取入れ空気マニホルドに供給するものであり、上記の注入装置４は、潤滑剤を貯蔵タンク６から吸引するポンプ５により潤滑油を供給される。
【００１７】
好ましい実施態様では、注入装置、計量ポンプのヘッド、タンクとポンプの接続ラインおよびポンプと注入装置の接続ラインは、一定温度に維持される。
【００１８】
エンジン内の燃焼により生じる、できるかぎり不活性ガス、好ましくは空気、で希釈された排気中に含まれる粒子を分析するのに好適な手段は、好ましくはフィルターである。
【００１９】
【実施例】
下記の諸例は、本発明をにより詳細に説明するものである。
１）試験手順
供試製品のタンクを満たし、温度調整装置により到達すべき温度を設定し、エンジンの型により選択された試験条件下でエンジンを運転する。上記の温度は、注入装置における粘度が約４０ cStになる様に、供試製品の粘度曲線に基づいて選択する。
【００２０】
計量ポンプの流量も、１０分間の試験時間で特定の量（これらの条件下で、燃料の流量の約５％）が得られる様に調整し、実験を開始し、試料採取を逐次行なう。
【００２１】
最初の試料採取は、潤滑剤を注入せずに行ない、排気の基準値を確認するのに対し、２回目の試料採取では、計量ポンプを作動させ、試験製品注入の影響を測定する。
【００２２】
供試製品を取入れ空気マニホルド中に供給し、その製品はそこからエンジンに到達する。燃焼後、排気を試料採取し、分析する。
【００２３】
ヨーロッパ放出物規定（ＣＥＥ  ９１／４４１および８８／７７）にしたがい、排気は希釈トンネルに到達し、そこで、空気と適当に混合した後、粒子用の９０mmテフロンフィルター上に試料採取され、高精度秤で重量測定される。他方、気体状汚染物は、ライン上で新たに試料採取し、除湿し、それぞれ非分散赤外、火炎イオン化および化学ルミネセンスの、検出器を備えたＣＯ、ＨＨＣおよびＮＯx 分析計に送られる。
【００２４】
反復性を評価し、統計的な観点から有効な結果が得られる様に、実験全体を３回繰り返す。
２）試験方法の応用
２基の単シリンダーディーゼルエンジン、一方は２バルブRuggerini RW 120、他方は中央注入装置を備えた４バルブHydra HSDI、を使用し、上記の方法を応用した。
【００２５】
試験は、Hydra には２５００ rpmで２８Nmの高負荷条件下で、Ruggerini には２８００ rpmで同じ条件下で行なった。
【００２６】
本方法の有効性を評価するために、先ず２種類の潤滑原料を使用し、それらの化学的性質から考えられる放出物に関する基準製品として考えた。低基準の記号を付けた第一の製品は、芳香族炭化水素含有量が高く、高度の粒子放出が予想され、また、高基準の記号を付けた第二の製品は、燃料との親和力が悪い酸化された製品で、粒子放出に関して良好な挙動を有することが予想された。表１は、基準製品およびそれに続いて評価した製品の主要特性の幾つかを示したものである。この表は、供試製品の動粘度（１００℃における cStで表示）および注入温度も示す。
【００２７】
粘度が高い程、注入温度が高くなるのが分かる。
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粒子放出をg/kWh で示す下記の表２で分かる様に、規準製品は、両方のエンジンに対して予想された効果を示し、互いに非常に異なっていることを立証した。
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本発明の方法の、異なったエンジンに対して規準製品を区別する能力が確認されたので、表１に示される特性を有する５種類の製品を試験した。
【００２８】
２種類のエンジンにおける異なる製品から得た結果を比較するために、表３は、各供試製品に対する粒子放出に関する得点を示すが、得点１は低規準製品に関し、得点０は高規準製品に関する。両方のエンジンに対して、異なる製品に関する得点尺度が良く相関しており、本方法が、異なったエンジンに対しても、高い製品識別能力を示すことが立証される。
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【図面の簡単な説明】
【図１】潤滑油による内燃機関の排気放出物に対する影響を評価するための装置を示した図である。
【符号の説明】
１  エンジン
２  取入れ空気マニホルド
３  燃料供給ライン
４  油注入装置
５  油計量ポンプ
６  油タンク
７  排気試料採取装置および分析計
８  排気パイプ
９  温度調整装置
【図１】
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