(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともエンジンオイル温調装置を備えた内燃機関の低温環境試験装置において、
オイルパンの導出口から循環ポンプに至るオイル導出経路と、該ポンプからヒータ及び熱交換器を介してオイルパンの導入口に至る帰還経路からなる温調循環経路を有して試験時に温調運転をおこなうエンジンオイル温調装置の系内に、大気開放のオイルタンクを併設するとともに、オイルパンからエンジンオイルを抜き取りオイルタンクに導入する残留オイル抜取経路と、タンク貯留したエンジンオイルをオイルタンクから発して前記温調循環経路の一部を共有し、圧力調整してオイルタンクに還流する別系統のタンク循環経路を増設してなり、試験終了時に系統を切り替え、タンク循環経路を用いてタンク貯留したエンジンオイル及びエンジンオイル温調装置内に残留するエンジンオイルを加圧循環させ、試験中にエンジンオイルに混入した水分をタンク内で除去するようにしたことを特徴とする内燃機関の低温環境試験装置における油内水分除去装置。
【請求項２】
少なくともエンジンオイル温調装置を備えた内燃機関の低温環境試験装置において、
オイルパンの導出口から循環ポンプに至るオイル導出経路と、該ポンプからヒータ及び熱交換器を介してオイルパンの導入口に至る帰還経路からなる温調循環経路を有して試験時に温調運転をおこなうエンジンオイル温調装置の系内に、該温調循環経路の一部を共有する別系統の加圧循環経路を増設し、試験終了時にバルブ開閉により系統を切り替え、試験中にエンジンオイルに混入した水分をタンク内で除去するための事後処理運転をおこなう内燃機関の低温環境試験装置における油内水分除去装置であって、
エンジンオイル温調装置の系内に大気開放のオイルタンクを併設し、
オイル導出経路に開閉バルブを設けて一時的に遮断し、該経路のオイルパン側を分岐かつ延長してオイルタンクの空気室に配管接続した残留オイル抜取経路と、オイルタンク下方の排油口から発して温調循環経路を部分的に共有し、循環ポンプ、ヒータ及び熱交換器を経由し、圧力調整用バルブを介してオイルタンクの空気室に戻るタンク循環経路を増設してなり、
試験終了時に残留オイル抜取経路を介してタンク貯留したエンジンオイル及びエンジンオイル温調装置内に残留するエンジンオイルを、タンク循環経路を介して加圧循環させながらヒータ加熱し、かつ圧力調整してオイルタンクに再導入し、試験中にエンジンオイルに混入した水分を蒸発させ大気開放するようにしたことを特徴とする内燃機関の低温環境試験装置における油内水分除去装置。
【請求項３】
タンク循環経路が、帰還経路の熱交換器の後流に開閉バルブを設けて一時的に遮断し、該経路の熱交換器側を分岐かつ延長し、かつ圧力調整用バルブを介設してオイルタンクの空気室に配管接続するとともに、オイルタンク下方の排油口から発して前記帰還経路の開閉バルブの後流に配管接続し、該経路の一部を共有してオイル導出経路の開閉バルブの循環ポンプ側に分岐接続したものである請求項１又は２記載の内燃機関の低温環境試験装置における油内水分除去装置。
【請求項４】
内燃機関の低温環境試験装置において、
オイルパンの導出口から循環ポンプに至るオイル導出経路と、該ポンプからヒータ及び熱交換器を介してオイルパンの導入口に至る帰還経路からなる温調循環経路を有して試験時に温調運転をおこなうエンジンオイル温調装置の系内に、該温調循環経路の一部を共有する別系統の加圧循環経路を増設し、試験終了時にバルブ開閉により系統を切り替えて、試験中にエンジンオイルに混入した水分をタンク内で除去するための事後処理運転をおこなう内燃機関の低温環境試験装置における油内水分除去装置であって、
エンジンオイル温調装置の系内に大気開放のオイルタンクを併設し、
オイル導出経路に開閉バルブを設けて一時的に遮断し、該経路のオイルパン側を分岐かつ延長してオイルタンクの空気室に配管接続した残留オイル抜取経路と、オイルタンク下方の排油口から発して温調循環経路を部分的に共有し、循環ポンプ、ヒータ及び熱交換器を経由してオイルタンクの空気室に戻るタンク循環経路を増設具備し、
前記残留オイル抜取経路が、オイル導出経路に第１開閉バルブを介設してオイルパン側から分岐し、さらに第２開閉バルブを介設しオイルタンクの空気室へ至るものであり、
前記タンク循環経路が、帰還経路の熱交換器の後流に第３開閉バルブを介設して熱交換器側から分岐し、さらに第４開閉バルブを介設してポンプ、ヒータ及び熱交換器を経由し、かつ圧力調整用バルブを介設してオイルタンクの空気室へ至る加熱オイル導入経路と、
オイルタンク下方の排油口と帰還経路の第３開閉バルブの後流に第５開閉バルブを介設して配管接続し、かつ、該経路の一部を共有し、オイルパンの導入口に至る手前で分岐し、さらに第６開閉バルブを介設してオイル導出経路の第１開閉バルブの循環ポンプ側へ配管接続したタンクオイル導出経路からなるものであり、温調運転時には第１及び第３開閉バルブを開栓し、かつ第２、第４、第５及び第６開閉バルブを閉栓して温調循環経路からタンク循環経路を遮断し、
試験終了時に第１及び第３開閉バルブを閉栓し、かつ第２、第４、第５及び第６開閉バルブを開栓して残留オイル抜取経路とタンク循環経路をそれぞれ開き、残留オイル抜取経路を介してタンク貯留したエンジンオイル及びエンジンオイル温調装置内に残留するエンジンオイルを、タンク循環経路を介して加圧循環させながらヒータ加熱し、かつ圧力調整してオイルタンクに再導入し、エンジンオイルに混入した水分を蒸発させ大気開放するようにしたことを特徴とする内燃機関の低温環境試験装置における油内水分除去装置。
【請求項５】
内燃機関の低温環境試験装置における油内水分除去方法であって、請求項１乃至４のいずれか１項記載の油内水分除去装置を用い、試験終了時に残留オイル抜取経路を介してオイルパン内のエンジンオイルを抜き取り、オイルタンクに配管導入して貯留し、タンク循環経路を介してタンク貯留したエンジンオイル及びエンジンオイル温調装置内に残留するエンジンオイルを、加圧循環させながらヒータ加熱し、かつ圧力調整してオイルタンクに再導入し、エンジンオイルに混入した水分を蒸発させ大気開放することを特徴とする内燃機関内燃機関の低温環境試験装置における油内水分除去方法。
【請求項６】
内燃機関の低温環境試験装置において、
オイルパンの導出口から循環ポンプに至るオイル導出経路と、該ポンプからヒータ及び熱交換器を介してオイルパンの導入口に至る帰還経路からなる温調循環経路を有して試験時に温調運転をおこなうエンジンオイル温調装置の系内に、該温調循環経路の一部を共有する別系統の加圧循環経路を増設し、試験終了時にバルブ開閉により系統を切り替えて、試験中にエンジンオイルに混入した水分をタンク内で除去するための事後処理運転をおこなう内燃機関の低温環境試験装置における油内水分除去方法であって、
エンジンオイル温調装置の系内に大気開放のオイルタンクを併設するとともに、複数の開閉バルブを介設した配管接続により、オイルパンの導出口からオイルタンクに至る残留オイル抜取経路と、オイルタンクの排油口から発して温調循環経路の一部を共有し、循環ポンプ、ヒータ及び熱交換器を経由し、圧力調整用バルブを介してオイルタンクの空気室に戻るタンク循環経路を増設し、
試験終了時にオイルパン内のエンジンオイルを抜き取り、オイルタンクに配管導入して貯留し、タンク循環経路を介してタンク貯留したエンジンオイル及びエンジンオイル温調装置内に残留するエンジンオイルを、加圧循環させながらヒータ加熱し、かつ圧力調整してオイルタンクに再導入し、エンジンオイルに混入した水分を蒸発させ大気開放することを特徴とする内燃機関内燃機関の低温環境試験装置における油内水分除去方法。
【請求項７】
ヒータ加熱して再導入されたオイルタンク内の油温が１００℃以上でオイルの沸点より低い温度に保持され、水蒸気の白煙の発生が止むまでの所定時間にわたり循環処理するものである請求項５又は６記載の内燃機関内燃機関の低温環境試験装置における油内水分除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関の低温環境試験装置に係り、詳しくは、温調循環経路を有して試験時に温調運転をおこなうエンジンオイル温調装置の系内に、該温調循環経路の一部を共有する別系統の加圧循環経路を増設し、試験終了時に系統を切り替えて、試験中にエンジンオイルに混入した水分をタンク内で除去するための事後処理運転をおこなう内燃機関の低温環境試験装置における油内水分除去装置及び油内水分除去方法に関する。なお、エンジンオイルと残留オイルは用語として互換的に使用する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車用内燃機関（以下、エンジンと同じ。）の環境条件、本発明に関し環境温度を設定し、試験用エンジンの機能を検証するための定置式の環境試験装置が知られている。なお、環境温度については、環境試験室の温度（室温）を指称する場合（設備系）があるが、後述するように本発明に関しては温調装置で制御する温度（機関系）をいうものとする。
【０００３】
この環境試験装置の主要構成は、図３に示すとおり、試験用エンジン及び負荷用動力計（ダイナモ）に対してエンジン冷却水温調装置、エンジン吸入空気温調装置及びエンジンオイル温調装置を配備したものである。
【０００４】
これら既設の温調装置と連系する本発明の適用において、一般的な温度制御範囲は、エンジン冷却水温調装置が−１０℃〜１２０℃（エンジン出口温度）、エンジン吸入空気温調装置が−１０℃〜８０℃、及びエンジンオイル温調装置が−１０℃〜１４０℃（エンジンメインギャラリ部温度）である。
【０００５】
例えば、実車走行中の環境温度を９０℃とすると、エンジン冷却水温調装置及びエンジンオイル温調装置による温度制御をそれぞれ９０℃に設定し、エンジン吸入空気温調装置による温度制御を２５℃とするものである。
【０００６】
本発明に関する低温環境試験では、９０℃より低温で−１０℃までを任意に設定する。例えば、環境温度を−１０℃に設定する場合、各温調装置による温度制御を−１０℃に設定して低温環境試験（温調運転）を実行する。重要視されるのは、立ち上がり（始動時）のエンジン性能である。
【０００７】
こうしたなかで、従来的には、低温環境試験終了後、オイルパン内の温度を１００℃以上に保持して試験中にエンジンオイルに混入した水分（結露水）を蒸発させるため、アイドリング運転等の残留運転（事後処理運転に同じ。）を試験手順に追加して対応してきた。ここでは、水分の逃し経路は、ブローバイガス流出経路から、自然に水蒸気が排出されるのを待つことになる。
【０００８】
しかしながら、低温給気での燃焼ではエンジンオイルの循環量が少なく、水蒸気を排出するブローバイガス流出経路の管径も小さいため、効率が悪く、長時間を要してきた。十分な水分除去ができないと、次回の環境試験時に悪影響を及ぼすという問題がある。すなわち、エンジンオイルに水分が混入（残留）すると、潤滑性能が低下（劣変）し、オイル交換が必要となる。当然に、時間と労力を含むコストが無視できないうえ、継続的な試験の実施に支障を来すことになる。
【０００９】
ところで、一般に潤滑油の問題は広範囲にわたるが、油内水分除去という観点だけからすると、実車に搭載され、エンジン稼働中の循環系で潤滑性能を維持するために油内水分の除去手段（分離手段）を構成した例がある。特開昭５３−５７３３５号「ディーゼル機関のシステム油混入水分除去方法及び装置」、及び特開昭和５６−６７３０２号「内燃機関における潤滑油の加熱装置」を参照。ただし、本発明内容に関し先行技術効果は認められない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
先述のとおり、低温環境試験における温調運転中（試験中）にエンジンオイルに混入した水分を、除去するために、試験終了後におこなう事後処理運転を大幅に改善することが要請されている。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、上記課題を解消し、温調循環経路を有して試験時に温調運転をおこなうエンジンオイル温調装置の系内に、該温調循環経路の一部を共有する別系統の加圧循環経路を増設し、試験終了時に系統を切り替えて、試験中にエンジンオイルに混入した水分をタンク内で除去するための事後処理運転をおこなう内燃機関の低温環境試験装置における油内水分除去装置及び油内水分除去方法を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するために本発明は、少なくともエンジンオイル温調装置を備えた内燃機関の低温環境試験装置における油内水分除去装置の改善であって、オイルパンの導出口から循環ポンプに至るオイル導出経路と、該ポンプからヒータ及び熱交換器を介してオイルパンの導入口に至る帰還経路からなる温調循環経路を有して試験時に温調運転をおこなうエンジンオイル温調装置の系内に、大気開放のオイルタンクを併設するとともに、オイルパンからエンジンオイルを抜き取りオイルタンクに導入する残留オイル抜取経路と、タンク貯留したエンジンオイルをオイルタンクから発して前記温調循環経路の一部を共有し、圧力調整してオイルタンクに還流する別系統のタンク循環経路を増設してなり、試験終了時に系統を切り替え、タンク循環経路を用いてタンク貯留したエンジンオイル及びエンジンオイル温調装置（温調経路）内に残留するエンジンオイルを加圧循環させ、試験中にエンジンオイルに混入した水分をタンク内で除去するようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、油内水分除去方法の改善であって、上記油内水分除去装置を用い、試験終了時に残留オイル抜取経路を介してオイルパン内のエンジンオイルを抜き取り、オイルタンクに配管導入して貯留し、タンク循環経路を介してタンク貯留したエンジンオイル及びエンジンオイル温調装置（温調経路）内に残留するエンジンオイルを、加圧循環させながらヒータ加熱し、かつ圧力調整してオイルタンクに再導入し、エンジンオイルに混入した水分を蒸発させ大気開放することを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態は、上記構成の油内水分除去装置において、エンジンオイル温調装置の系内に大気開放のオイルタンクを併設し、オイル導出経路に開閉バルブを設けて一時的に遮断し、該経路のオイルパン側を分岐かつ延長してオイルタンクの空気室に配管接続した残留オイル抜取経路と、オイルタンク下方の排油口から発して温調循環経路を部分的に共有し、循環ポンプ、ヒータ及び熱交換器を経由し、圧力調整用バルブを介してオイルタンクの空気室に戻るタンク循環経路を増設している。
【００１５】
タンク循環経路は、帰還経路の熱交換器の後流に開閉バルブを設けて一時的に遮断し、該経路の熱交換器側を分岐かつ延長し、かつ圧力調整用バルブを介設してオイルタンクの空気室に配管接続するとともに、オイルタンク下方の排油口から発して前記帰還経路の開閉バルブの後流に配管接続し、該経路の一部を共有してオイル導出経路の開閉バルブの循環ポンプ側に分岐接続したものである。
【００１６】
そして、試験終了時に残留オイル抜取経路を介してタンク貯留したエンジンオイル及びエンジンオイル温調装置（温調経路）内に残留するエンジンオイルを、タンク循環経路を介して加圧循環させながらヒータ加熱し、かつ圧力調整してオイルタンクに再導入し、温調運転中（試験中）にエンジンオイルに混入した水分を蒸発させ大気開放するようにしている。
【００１７】
また、上記構成の油内水分除去方法において、ヒータ加熱して再導入されたオイルタンク内の油温が１００℃以上でオイルの沸点より低い温度に保持され、水蒸気の白煙の発生が止むまでの所定時間にわたり循環処理する。
【００１８】
【実施例】
本発明の一実施例について添付図面を参照しながら以下説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施例である油内水分除去装置（以下、実施例装置。）の系統図であって温調運転時（試験中）の経路構成を示すものである。
【００２０】
図２は、同じく事後処理（水分除去）運転時の経路構成を示すものである。
【００２１】
図示するように、本実施例装置（Ｘ）は、オイルパン（１）の導出口（11）から循環ポンプ（２）に至るオイル導出経路（101)と、該ポンプ（２）からヒータ（３）及び熱交換器（４）を介してオイルパン（１）の導入口（12）に至る帰還経路（102)からなる温調循環経路（100)を有して試験時に温調運転をおこなうエンジンオイル温調装置（Ｗ）の系内に、該温調循環経路（100)の一部を共有する別系統の循環経路（７）を増設し、試験終了時にバルブ開閉により系統を切り替えて、試験中にエンジンオイルに混入した水分をタンク（５）内で除去するための事後処理運転をおこなう内燃機関の低温環境試験装置における油内水分除去装置である。
【００２２】
ここで、エンジンオイル温調装置（Ｗ）の系内に大気開放のオイルタンク（５）を併設し、オイル導出経路（101)に開閉バルブ（81）を設けて一時的に遮断し、該経路（101)のオイルパン（１）側を分岐かつ延長してオイルタンク（５）の空気室（51）に配管接続した残留オイル抜取経路（６）と、オイルタンク（５）下方の排油口（52）から発して温調循環経路（100)を部分的に共有し、循環ポンプ（２）、ヒータ（３）及び熱交換器（４）を経由してオイルタンク（５）の空気室（51）に戻るタンク循環経路（７）を増設具備している。
【００２３】
より具体的には、残留オイル抜取経路（６）は、オイル導出経路（101)に第１開閉バルブ（81）を介設してオイルパン（１）側から分岐し、さらに第２開閉バルブ（82）を介設してオイルタンク（５）の空気室（51）へ至るものである。
【００２４】
また、タンク循環経路（７）は、帰還経路（102)の熱交換器（４）の後流に第３開閉バルブ（83）を介設して熱交換器（４）側から分岐し、さらに第４開閉バルブ（84）を介設し循環ポンプ（２）、ヒータ（３）及び熱交換器（４）を経由し、かつ圧力調整用バルブ（９）を介設してオイルタンク（５）の空気室（51）へ至る加熱オイル導入経路（71）と、オイルタンク（５）下方の排油口（52）と帰還経路（102)の第３開閉バルブ（83）の後流に第５開閉バルブ（85）を介設して配管接続し、かつ、該経路（102)の一部を共有し、オイルパン（１）の導入口（12）に至る手前で分岐し、さらに第６開閉バルブ（86）を介設してオイル導出経路（101)の第１開閉バルブ（81）の循環ポンプ（２）側へ配管接続したタンクオイル導出経路（72）からなるものである。
【００２５】
ここで、加熱オイル導入経路（71）にあっては、オイルタンク（５）の入口直前に圧力調整用バルブ（９）を介設する。この圧力調整用バルブ（９）により流量を低下させない程度に流路を絞り込み管内（加熱オイル導入経路71）の圧力を上げてタンク（５）に導入する。オイル加熱によりオイルの粘度が低下し、経路内（配管内）で水分の沸騰（気化）により膨張してしまいタンク（５）外へ溢流するという事態を避けるためである。
【００２６】
温調運転時（試験中）には第１及び第３開閉バルブ（81,83)を開栓し、かつ第２、第４、第５及び第６開閉バルブ（82,84,85,86)を閉栓して温調循環経路（100)からタンク循環経路（７）を遮断する。
【００２７】
そして、試験終了時に事後処理（水分除去）運転をおこなうために、第１及び第３開閉バルブ（81,83)を閉栓し、かつ第２、第４、第５及び第６開閉バルブ（82,84,85,86)を開栓して残留オイル抜取経路（６）とタンク循環経路（７;71,72) をそれぞれ開き、残留オイル抜取経路（６）を介してタンク貯留したエンジンオイル及びエンジンオイル温調装置（Ｗ）〔温調経路100 〕内に残留するエンジンオイルを、タンク循環経路（７;71,72) を介して加圧循環させながらヒータ加熱し、かつ圧力調整してオイルタンク（５）に再導入し、エンジンオイルに混入した水分を蒸発させ大気開放するようにしている。
【００２８】
なお、ヒータ加熱して再導入されたオイルタンク（５）内の油温は、１００℃以上でオイルの沸点より低い温度、好ましくは１１０℃程度に保持され、水蒸気の白煙の発生が止むまでの所定時間にわたり循環処理する。
【００２９】
油内水分除去処理を完了後、次の試験に備えるために、オイルタンク（５）内のエンジンオイルをオイルパン（１）に戻すのであるが、例えば既設経路（図２中、52→72→12）に補給ポンプ〔図示省略〕を介設して圧送することができる。。ただし、この補給手段には特にこだわらない。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は以上の構成よりなるものであり、これによれば事後処理運転においてオイル温調装置の循環ポンプを使用してタンク循環するのでオイル管理が容易であり、タンク内で水蒸気を大気開放するので短時間で完全な水分除去処理が可能である。しかも、タイマ等により自動運転が可能であり、事後処理工程を無人化できる。
【００３１】
また、完全な水分除去によりオイル性能が維持できるので、試験毎のオイル交換は不要となり、継続的に試験を繰り返すことができる。もちろん、オイル交換は要する従来コストの低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例装置の系統図であって温調運転時（試験中）の経路構成を示すものである。
【図２】同じく、事後処理（水分除去）運転時の経路構成を示すものである。
【図３】公知の環境試験装置の主要構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１  オイルパン
11  導出口
12  導入口
２  循環ポンプ
３  ヒータ
４  熱交換器
５  オイルタンク
51  空気室
52  排油口
６  残留オイル抜取経路
７  タンク循環経路
71  加熱オイル導入経路
72  タンクオイル導出経路
８  開閉バルブ
81  第１開閉バルブ
82  第２開閉バルブ
83  第３開閉バルブ
84  第４開閉バルブ
85  第５開閉バルブ
86  第６開閉バルブ
９  圧力調整用バルブ
100 温調循環経路
101 オイル導出経路
102 帰還経路
Ｗ  エンジンオイル温調装置
Ｘ  油内水分除去装置
【図１】
0004102918.tif 000002
【図２】
0004102918.tif 000003
【図３】
0004102918.tif 000004