JP2009270545A - 内燃機関の油中希釈燃料分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の潤滑オイル中に含まれる燃料をオイルの劣化を抑制して効率良く分離することができる内燃機関の油中希釈燃料分離装置を提供する。
【解決手段】本装置２０は、内燃機関の潤滑オイルを貯留し且つ第１室２１及び該第１室内の潤滑オイルを導入し得るように該第１室から区画された第２室２２を有するオイル貯留部（オイルパン１８）と、前記第１室内の潤滑オイル中に気泡を発生させる気泡発生機構２６と、を備え、前記第２室内には、該第２室内の潤滑オイルを前記内燃機関の被潤滑部に供給するためのオイルポンプ３６を有するオイル通路１９が接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の油中希釈燃料分離装置に関し、さらに詳しくは、内燃機関の潤滑オイル中に含まれる燃料をオイルの劣化を抑制して効率良く分離することができる内燃機関の油中希釈燃料分離装置に関する。

従来の内燃機関の油中希釈燃料分離装置として、潤滑オイルの燃料混入による希釈を抑制するために潤滑オイルを加熱してオイル中に含まれる燃料を気化分離するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
上記特許文献１には、内燃機関のオイル回路の途中にオイルヒータを設け、このヒータによりオイル回路を流れる潤滑オイルを加熱して燃料を気化分離することが開示されている。
また、上記特許文献２には、オイルパンの底部にヒータを設け、このヒータによりオイルパン内の潤滑オイルを加熱して燃料を気化分離することが開示されている。

特開２００４−１９０５１３号公報 特開２００４−３４００５６号公報

しかし、上記特許文献１では、オイルパンとエンジンの被潤滑部とを連絡するオイル通路又はこのオイル通路に設けられたバイパス通路を通る比較的大量の潤滑オイルをヒータで加熱しているので、熱エネルギーロスが大きく、またオイルが熱劣化してしまうなどの問題がある。また、上記特許文献２では、オイルパン内の全オイルを加熱しているので、上述の問題が極めて顕著なものとなる。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、内燃機関の潤滑オイル中に含まれる燃料をオイルの劣化を抑制して効率良く分離することができる内燃機関の油中希釈燃料分離装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下の通りである。
１．内燃機関の潤滑オイルを貯留し、且つ、第１室及び該第１室内の潤滑オイルを導入し得るように該第１室から区画された第２室を有するオイル貯留部と、
前記第１室内の潤滑オイル中に気泡を発生させる気泡発生機構と、を備え、
前記第２室内には、該第２室内の潤滑オイルを前記内燃機関の被潤滑部に供給するためのオイルポンプを有するオイル通路が配設されていることを特徴とする内燃機関の油中希釈燃料分離装置。
２．前記第１室のオイル貯留容積は前記第２室のオイル貯留容積より小さい上記１．記載の内燃機関の油中希釈燃料分離装置。
３．前記内燃機関の本体内には、前記被潤滑部であるピストンを潤滑した潤滑オイルを前記第１室に案内するオイル案内部が設けられている上記１．又は２．に記載の内燃機関の油中希釈燃料分離装置。
４．前記第１室は、前記被潤滑部であるピストンの直下に配置されている上記１．又は２．に記載の内燃機関の油中希釈燃料分離装置。
５．前記第２室は、前記被潤滑部であるヘッド周りを潤滑した潤滑オイルを前記オイル貯留部に戻す通路の直下に配置されている上記１．乃至４．のいずれか一項に記載の内燃機関の油中希釈燃料分離装置。

本発明の内燃機関の油中希釈燃料分離装置によると、オイル貯留部の第１室内の潤滑オイル中には気泡発生機構により気泡が発生され、その気泡により潤滑オイル中に含まれる燃料の気化が促進される。そして、第１室内で燃料が気化分離された潤滑オイルは、第２室内に導かれてオイルポンプによりオイル通路を介して被潤滑部に供給される。このように、気泡発生機構を備え、気泡によりオイル貯留部の第１室内の潤滑オイル中の燃料の気化を促進させるようにしたので、従来のように潤滑オイルを加熱して燃料を気化分離するものに比べて、潤滑オイル中に含まれる燃料をオイルの劣化を抑制して効率良く分離することができる。また、オイル貯留部に第１室及び第１室から区画された第２室を設け、第１室内の潤滑オイルを第２室に導入し得るようにしたので、第１室内の潤滑オイルを十分に脱泡された状態で第２室内に導くことができる。その結果、オイルポンプには気泡の混入した潤滑オイルが吸引され難く、オイルポンプの吐出能力の低下を抑制することができる。
また、前記第１室のオイル貯留容積が前記第２室のオイル貯留容積より小さい場合は、第１室内で比較的少量の潤滑オイルを対象として燃料をより効率良く分離できると共に、第２室内に比較的大量の潤滑オイルを確保して被潤滑部に供給することができる。
また、前記内燃機関の本体内に、前記被潤滑部であるピストンを潤滑した潤滑オイルを前記第１室に案内するオイル案内部が設けられている場合は、燃料を比較的多く含む潤滑オイルがオイル案内部により第１室内に案内されるので、第１室内での潤滑オイル中の燃料の分離効率をより向上させることができる。
さらに、前記第１室が、前記被潤滑部であるピストンの直下に配置されている場合は、燃料を比較的多く含む潤滑オイルが第１室内に直接的に落下するので、第１室内での潤滑オイル中の燃料の分離効率をより向上させることができる。
さらに、前記第２室が、前記被潤滑部であるヘッド周りを潤滑した潤滑オイルを前記オイル貯留部に戻す通路の直下に配置されている場合は、ヘッド周りを潤滑した燃料の混入が比較的少ない潤滑オイルを直接第２室内に戻すことができるので、第２室内の潤滑オイルの確保が容易となる。

１．内燃機関の油中希釈燃料分離装置
本実施形態１．に係る内燃機関の油中希釈燃料分離装置は、以下に述べるオイル貯留部及び気泡発生機構を備えている。

上記「オイル貯留部」は、内燃機関の潤滑オイルを貯留し、且つ、第１室及び第１室内の潤滑オイルを導入し得るように第１室から区画された第２室を有する限り、その構造、形状、材質等は特に問わない。
上記オイル貯留部としては、例えば、内燃機関の本体の下部に設けられるオイルパン、内燃機関の本体とは別体に設けられるオイルタンク等を挙げることができる。

上記第１室及び第２室の区画形態としては、例えば、（１）第１室及び第２室が、オイル貯留部の底壁から立ち上げられる仕切り壁により水平方向に区画されている形態（図１参照）、（２）オイル貯留部内の上部にオイル容器を設け、オイル容器の内部領域が第１室とされ、オイル貯留部内の下部の内部領域が第２室とされ、第１室及び第２室が上下方向に区画されている形態（図２参照）等を挙げることができる。
上記（１）形態によると、オイル貯留部の高さ方向の寸法をコンパクトにできると共に、第１室内の潤滑オイルを第２室内へ円滑に導入できる。また、上記（２）形態によると、オイル貯留部の水平方向の寸法をコンパクトにできると共に、気泡が十分に脱泡された状態の潤滑オイルを第２室に導入できる。

上記（１）形態では、例えば、第１室内の潤滑オイルが仕切り壁の上端部に形成された連絡路を通って第２室内に導入されることができる。これにより、気泡が十分に脱泡された状態の潤滑オイルを第２室に円滑に導入できる。上記連絡路としては、例えば、仕切り壁の上端縁、連絡孔等を挙げることができる。

上記第１室内には、例えば、内燃機関の被潤滑部を潤滑してオイル貯留部に戻される略全部の潤滑オイルが導入されてもよいが、内燃機関の被潤滑部の所定個所（例えば、ピストン周り等）を潤滑してオイル貯留部に戻される潤滑オイルの一部が導入されることが好ましい。潤滑オイル中の燃料の分離効率を向上させ得るためである。

上記第２室内には、第２室内の潤滑オイルを内燃機関の被潤滑部に供給するためのオイルポンプを有するオイル通路が配設されている。
上記オイル貯留部がオイルパンである場合には、通常、オイル通路の一端側にはオイルストレーナが設けられ、このオイルストレーナがオイルパン内に配置（接続）されている。
上記オイル通路としては、例えば、配管、内燃機関の本体又は機構部に形成された通路、空間等のうちの１種又は２種以上の組み合わせを挙げることができる。
上記オイルポンプとしては、例えば、トロコイド式、内接ギヤ式、外接ギヤ式、インナギヤ式等を挙げることができる。このオイルポンプは、例えば、内燃機関の駆動力により作動されたり、内燃機関とは別の駆動源により作動されたりできる。

ここで、例えば、上記第１室のオイル貯留容積は、第２室のオイル貯留容積より小さいことができる。この第１室のオイル貯留容積Ｃ１と第２室のオイル貯留容積Ｃ２との比（Ｃ１／Ｃ２）が０．２〜０．５（特に０．２５〜０．３）であることが好ましい。第１室内での燃料の分離効率をより高め得ると共に、第２室内により大量の潤滑オイルを確保できるためである。
上述の（１）形態では、例えば、オイル貯留部の底壁を段差状に形成し、第１室を構成する底壁を第２室を構成する底壁より高位レベルとして、第１室のオイル貯留容積を第２室のオイル貯留容積より小さくすることができる。これにより、オイル貯留部の高さ方向の寸法をよりコンパクトにできる。

上記「気泡発生機構」は、上記第１室内の潤滑オイル中に気泡を発生させる限り、その構造、気泡発生形態、タイミング等は特に問わない。ここで、上記潤滑オイル中に含まれる燃料は、潤滑オイルの粘度抵抗によりその気化が妨げられこととるが、上記気泡発生機構で潤滑オイル中に気泡を発生させることによって、その気泡に燃料が包まれる及び／又は押し上げられて潤滑オイル中に含まれる燃料の気化が促進される。

上記気泡発生機構としては、例えば、（１）オイル貯留部の第１室を構成する底壁及び／又は側壁に複数の気泡用孔を形成し、それらの気泡用孔に、その一端側がコンプレッサ等の空気源に接続されたエア通路の他端側を接続してなる形態（図１及び２参照）、（２）オイル貯留部の第１室内に、その一端側がコンプレッサ等の空気源に接続されたエア通路の他端側に接続され且つ複数の気泡ノズルが形成された気泡管を配置してなる形態（図３参照）等を挙げることができる。

上記（１）（２）形態では、例えば、上記エア通路の途中にはエア通路を開閉する制御弁を設け、内燃機関の回転数、油圧、油温等に基づいて制御部により制御弁を開閉制御するようにしてもよい。その結果、内燃機関の潤滑オイル中の燃料希釈が比較的多いときに集中的に燃料を分離することができる。

上記気泡発生機構により発生される気泡の直径は、例えば、０．１〜５ｍｍ（好ましくは１〜２ｍｍ）であることができる。これにより、潤滑オイル中に含まれる燃料をより効率良く分離できる。

なお、上記「内燃機関の被潤滑部」としては、例えば、クランクシャフト、コネクティングロッド、ピストン、カムシャフト、駆動系等を挙げることができる。これらのうち、クランクシャフト、コネクティングロッド、ピストン等のピストン周りを循環してオイル貯留部に戻される潤滑オイル中には、ピストンの気筒内壁面の隙間から漏れる比較的多くの燃料が混入している。一方、カムシャフト、駆動系等のヘッド周りを循環してオイル貯留部に戻される潤滑オイル中には殆ど燃料が混入していない。また、ピストン周りを循環する潤滑オイルは、通常、ピストンと気筒との隙間を介してオイル貯留部内に戻される。一方、ヘッド周りを循環する潤滑オイルは、通常、エンジンのシリンダブロック及びシリンダヘッドに形成されクランク室とヘッドカバー内の空間とを連絡する連絡路を介してオイル貯留部内に戻されたり、エンジンのチェーンケース又はベルトケースを介してオイル貯留部内に戻されたりする。

本実施形態１．に係る内燃機関の油中希釈燃料分離装置としては、例えば、（１）上記内燃機関の本体内に、上記被潤滑部であるピストンを潤滑した潤滑オイルを第１室に案内するオイル案内部が設けられている形態（図１及び４参照）、（２）上記第１室が、上記被潤滑部であるピストンの直下に配置されている形態（図２参照）、（３）上記第２室が、上記被潤滑部であるヘッド周りを潤滑した潤滑オイルをオイル貯留部に戻す通路の直下に配置されている形態（図１及び４参照）等を挙げることができる。これらのうち、上記（１）（３）形態の組み合わせ、及び上記（２）（３）形態の組み合わせであることが好ましい。第１室内での燃料の分離効率をより向上させ得ると共に、第２室内の潤滑オイルの確保が容易となるためである。
上記（１）形態において、上記内燃機関の本体としては、例えば、オイル貯留部、クランクケース等を挙げることができる。

上記（１）（２）形態では、例えば、（ａ）上記内燃機関の本体内に、エンジンのシリンダブロック及びシリンダヘッドに形成され且つクランク室とヘッドカバー内の空間とを連絡する連絡路を通ってオイル貯留部内に戻される潤滑オイルを第２室に案内する他のオイル案内部が設けられていたり、（ｂ）上記内燃機関の本体内に、エンジンのチェーンケース又はベルトケースを通ってオイル貯留部内に戻される潤滑オイルを第２室に案内する他のオイル案内部が設けられていたりすることができる。これにより、他のオイル案内部により燃料が殆ど混入してしない潤滑オイルを第２室内に案内して導入でき、第１室内での潤滑オイル中の燃料の分離効率をより向上させることができる。分離効率の更なる向上といった観点から、上記（ａ）（ｂ）形態の組み合わせであることが好ましい。

上記（３）形態としては、例えば、（ａ）上記第２室が、エンジンのシリンダブロック及びシリンダヘッドに形成され且つクランク室とヘッドカバー内の空間とを連絡する連絡路の直下に配置されている形態（図１参照）、（ｂ）上記第２室が、エンジンのチェーンケース又はベルトケースの直下に配置されている形態（図４参照）等を挙げることができる。潤滑オイルを更に容易に確保できるといった観点から、上記（ａ）（ｂ）形態の組み合わせであることが好ましい。

なお、筒内噴射型の内燃機関において、圧縮上死点近傍で気筒内へ燃料を噴射する主噴射に加え、この主噴射の前後に気筒内へ燃料を噴射する副噴射（例えば、パイロット噴射、ポスト噴射等）を行う場合、噴射燃料が気筒の内壁面に付着し易く、その付着した燃料が潤滑オイル中に混入し易い。したがって、本実施形態１．に係る内燃機関の油中希釈燃料分離装置は、主噴射の前後に副噴射を行う筒内噴射型の内燃機関の油中希釈燃料分離装置として好適に用いられることができる。

以下、図面を用いて実施例１及び２により本発明を具体的に説明する。
なお、本実施例では、本発明に係る「内燃機関」として、主噴射の前後に副噴射を行う筒内噴射型エンジンを例示する。

（実施例１）
（１）エンジンの構成
本実施例１に係るエンジン１は、図１に示すように、気筒２が形成されたシリンダブロック１ａと、このシリンダブロック１ａの上部に固定されたシリンダヘッド１ｂとを備えている。このシリンダブロック１ａの気筒２内には、ピストン３が往復動自在に支持されている。また、シリンダブロック１ａの下部には、クランクシャフト４を回転自在に支持してなるクランクケース１ｃが固定されている。このクランクシャフト４は、コネクティングロッド５を介してピストン３に連結されている。このピストン３の上方には、ピストン３の頂面とシリンダヘッド１ｂの壁面と気筒２の壁面とに囲まれた燃焼室６が形成されている。

上記シリンダヘッド１ｂには、その一端側が吸気管７ａに接続され且つその他端側が燃焼室６に接続される吸気ポート８ａと、その一端側が排気管７ｂに接続され且つその他端側が燃焼室６に接続される排気ポート８ｂとが形成されている。また、シリンダヘッド１ｂには、吸気ポート８ａを開閉する吸気弁９ａ及び排気ポート８ｂを開閉する排気弁９ｂが設けられると共に、これら吸気弁９ａ及び排気弁９ｂを駆動するカムシャフト１０ａ，１０ｂがそれぞれ回転自在に支持されている。さらに、シリンダヘッド１ｂの上部には、上記動弁機構を覆うシリンダヘッドカバー１ｄが取り付けられている。上記吸気管７ａの一端側は、エアクリーナボックス１１に接続されている。この吸気管７ａの途中には、吸気管７ａ内を流れる吸気量を調整するスロットルバルブ１２が設けられている。

上記シリンダヘッドカバー１ｄ内の空間１３には、その一端側が吸気管７ａのスロットルバルブ１２の下流側に接続された第１還流路１５の他端側がＰＣＶバルブ１５ａを介して接続されている。また、シリンダヘッドカバー１ｄ内の空間１３には、その一端側が吸気管７ａのスロットルバルブ１２の上流側に接続された第２還流路１６の他端側が接続されている。

上記クランクケース１ｃの下部には、潤滑オイルを貯留するオイルパン１８（本発明に係る「オイル貯留部」として例示する。）が取り付けられている。このオイルパン１８とエンジン１の被潤滑部とは、オイル通路１９を含むオイル循環経路（図示省略）を介して連絡されている。

（２）油中希釈燃料分離装置の構成
本実施例１に係る油中希釈燃料分離装置２０は、図１に示すように、第１室２１及び第２室２２を有する上記オイルパン１８を備えている。これら第１室２１及び第２室２２は、オイルパン１８の底壁２３から立ち上げられる仕切り壁２４により水平方向に隣接して区画されている。また、オイルパン１８の底壁２３は段差状に形成されており、第１室２１を構成する底壁２３ａが第２室２２を構成する底壁２３ｂより高位レベルとされている。また、第１室２１のオイル貯留容積Ｃ１は約１．２リットルに設定されており、第２室２２のオイル貯留容積Ｃ２は約４リットルに設定されている。したがって、第１室２１のオイル貯留容積Ｃ１と第２室２２のオイル貯留容積Ｃ２との比（Ｃ１／Ｃ２）が０．３とされている。

上記第１室２１には、この第１室２１内の潤滑オイル中に気泡を発生させる気泡発生機構２６が接続されている。この気泡発生機構２６は、第１室２１の底壁２３ａに形成された複数の気泡用孔２７を備えている。これら複数の気泡用孔２７は、直径が約１ｍｍであり底壁２３ａの全面域にわたって等ピッチ間隔で形成されている。また、オイルパン１８の底壁２３ａの下方には、各気泡用孔２７に連なるエア空間２８を形成する下壁２９が設けられている。このエア空間２８には、その一端側がコンプレッサ３０に接続されたエア配管３１の他端側が接続されている。このエア配管３１の途中には、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等からなる制御部３２と電気的に接続された電磁弁３３が設けられている。この制御部３２は、エンジン始動時に電磁弁３３を開放してエア配管３１を開放状態とする一方、エンジン停止時に電磁弁３３を閉鎖してエア配管３１を閉鎖状態とするようになっている。

上記第２室２２内には、上記オイル通路１９の一端側に設けられたオイルストレーナ３５が配置されている。このオイル通路１９の途中には、第２室２２内の潤滑オイルをエンジン１の被潤滑部に供給するためのオイルポンプ３６が設けられている。また、第２室２２は、エンジン１のシリンダブロック１ａ及びシリンダヘッド１ｂに形成され且つクランク室１４とシリンダヘッドカバー１ｄ内の空間１３とを連絡する連絡路３７の直下に配置されている。

上記クランクケース１ｃの下部及びオイルパン１８の上部には、ピストン３と気筒２との隙間を通ってオイルパン１８に戻される潤滑オイルを第１室２１に案内する板状のオイル案内部３８が設けられている。

（３）油中希釈燃料分離装置の作用
次に、上記構成の油中希釈燃料分離装置２０の作用について説明する。
なお、本実施例では、主噴射の前後に副噴射を行う筒内噴射型エンジン１を採用しているので、気筒内周面に付着した燃料が潤滑オイルに混ざりピストン３と気筒２との隙間を通ってオイルパン１８内に戻される潤滑オイル中の燃料希釈率が高くなる。

エンジン運転中には、エンジンの被潤滑部として、クランクシャフト４、コネクティングロッド５、ピストン３等のピストン周りを循環する潤滑オイルは、ピストン３と気筒２との隙間を通ってオイル案内部３８に案内されてオイルパン１８の第１室２１内に戻される。一方、エンジンの被潤滑部として、カムシャフト１０ａ，１０ｂ、駆動系等のヘッド周りを循環する潤滑オイルは、連絡路３７を通ってオイルパン１８の第２室２２内に戻されたり、エンジン１の図示しないチェーンケース又はベルトケースを通ってオイルパン１８の第２室２２内に戻されたりする。

また、エンジン運転中には、コンプレッサ３０からの圧縮空気が開放状態のエア配管３１及びエア空間２８を介して気泡用孔２７に送られ、第１室２１内の潤滑オイル中には多数の気泡が発生されている。そして、第１室２１内の潤滑オイル中に含まれる燃料は、それら発生気泡に包まれたり押し上げられたりして潤滑オイルの粘度抵抗に抗して気化が促進される。その気化された燃料は、潤滑オイルから自然脱泡した空気及びブローバイガスに混じって、連絡路３７を介してクランク室１４からシリンダヘッドカバー１ｄ内の空間１３に送られる。そのブローバイガスは、エンジン１の低負荷運転状態（スロットルバルブの開度が小さな運転状態）では第１還流路１５を介して吸気管７ａに還流され、エンジン１の高負荷運転状態（スロットルバルブの開度が大きな運転状態）では第１還流路１５に加えて第２還流路１６を介して吸気管７ａに還流される。
なお、エンジン１の低負荷運転状態では、第２還流路１６を介して吸気管７ａのスロットルバルブ１２の上流を流れる新気がシリンダヘッドカバー１ｄ内の空間１３に吸い込まれ、その空間１３内のブローバイガスが換気されることとなる。

一方、第１室２１内で燃料が気化分離された潤滑オイルは、仕切り壁２４の上端縁を乗り越えて第２室２２内に導入される。そして、第２室２２内の潤滑オイルは、オイルポンプ３６の作動によりオイルストレーナ３５を介してオイル通路１９を通ってエンジン１の被潤滑部に圧送されることとなる。

（４）実施例１の効果
以上より、本実施例１では、オイルパン１８に気泡発生機構２６を設け、気泡によりオイルパン１８の第１室２１内の潤滑オイル中の燃料の気化を促進させるようにしたので、従来のように潤滑オイルを加熱して燃料を気化分離するものに比べて、潤滑オイル中に含まれる燃料をオイルの劣化を抑制して効率良く分離することができる。また、オイルパン１８に第１室２１及び第１室２１から区画された第２室２２を設け、第１室２１内の潤滑オイルを第２室２２に導入し得るようにしたので、第１室２１内の潤滑オイルを十分に脱泡された状態で第２室２２内に導くことができる。その結果、オイルポンプ３６には気泡の混入した潤滑オイルが吸引され難く、油圧の脈動や油圧により気泡がつぶされる際の発熱等の不具合の発生が抑制され、オイルポンプ３６の吐出能力の低下を抑制することができる。さらに、潤滑オイルから気化分離された燃料が、潤滑オイルから自然脱泡した大量の空気及びブローバイガスに混じって、連絡路３７を介してクランク室１４からシリンダヘッドカバー１ｄ内の空間１３に送られるため、エンジン１の運転状態、即ちスロットルバルブ１２の開度に拘わらず、空間１３内のブローバイガスの換気を促進させることができる。

また、本実施例１では、第１室２１のオイル貯留容積Ｃ１を第２室２２のオイル貯留容積Ｃ２より小さくしたので、第１室２１内で比較的少量の潤滑オイルを対象として燃料をより効率良く分離できると共に、第２室２２内に比較的大量の潤滑オイルを確保して被潤滑部に供給することができる。特に、オイルパン１８の底壁２３を段差状に形成し、第１室２１の底壁２３ａを第２室２２の底壁２３ｂより高位レベルとして、第１室２１のオイル貯留容積Ｃ１を第２室２２のオイル貯留容積Ｃ２より小さくしたので、オイルパン１８の高さ方向の寸法をよりコンパクトにできる。

また、本実施例１では、オイルパン１８及びクランクケース１ｃ内に、被潤滑部であるピストン３と気筒２との隙間を介してオイルパン１８内に戻る潤滑オイルを第１室２１に案内するオイル案内部３８を設けたので、ピストン周りを潤滑した燃料が比較的多く混入された潤滑オイルをオイル案内部３８により第１室２１内に案内でき、第１室２１内での潤滑オイル中の燃料の分離効率をより向上させることができる。

また、本実施例１では、第２室２２を、エンジン１のシリンダブロック１ａ及びシリンダヘッド１ｂに形成され且つクランク室１４とシリンダヘッドカバー１ｄ内の空間１３とを連絡する連絡路３７の直下に配置したので、連絡路３７により燃料が殆ど混入してしない潤滑オイルを第２室２２内に直接的に落下させることができ、第１室２１内での潤滑オイル中の燃料の分離効率をより向上させることができる。

また、本実施例１では、第１室２１及び第２室２２を、オイルパン１８の底壁２３から立ち上げられる仕切り壁２４により水平方向に区画したので、オイルパン１８の高さ方向の寸法をコンパクトにできると共に、第１室２１内の潤滑オイルを第２室２２内へ円滑に導入することができる。

さらに、第１室２１内の潤滑オイルを仕切り壁２４の上端縁を乗り越えて第２室２２内に導入するようにしたので、気泡が十分に脱泡された状態の潤滑オイルを第２室２２内に導入でき、オイルポンプ３６の吐出能力の低下をより確実に抑制できる。

（実施例２）
次に、本実施例２に係る油中希釈燃料分離装置４０について説明する。なお、本実施例２に係る油中希釈燃料分離装置４０において、上記実施例１の油中希釈燃料分離装置２０と略同じ構成部位には同符号を付けて詳説を省略する。

（１）油中希釈燃料分離装置の構成
本実施例２に係る油中希釈燃料分離装置４０は、図２に示すように、その上部中央側に受け皿状のオイル容器４１を有するオイルパン４２を備えている。このオイル容器４１の内部領域が第１室４３とされ、オイルパン１８の下部の内部領域が第２室４４とされ、第１室４３及び第２室４４が上下方向に区画されている。この第１室４３は、被潤滑部であるピストン３の直下に配置されている。

上記第１室４３には、この第１室４３内の潤滑オイル中に気泡を発生させる気泡発生機構４６が接続されている。この気泡発生機構４６は、上記オイル容器４１の底壁４１ａに形成された複数の気泡用孔４７を備えている。これら複数の気泡用孔４７は、直径が約１ｍｍであり底壁４１ａの全面域にわたって等ピッチ間隔で形成されている。また、オイル容器４１の底壁４１ａの下方には、各気泡用孔４７に連なるエア空間４８を形成する下壁４９が設けられている。このエア空間４８には、その一端側がコンプレッサ３０に接続されたエア配管３１の他端側が接続されている。

（２）油中希釈燃料分離装置の作用
次に、上記構成の油中希釈燃料分離装置４０の作用について説明する。
エンジン運転中には、エンジンの被潤滑部として、クランクシャフト４、コネクティングロッド５、ピストン３等のピストン周りを循環する潤滑オイルは、ピストン３と気筒２との隙間を通ってオイル容器４１の第１室４３内に落下して戻される。一方、エンジンの被潤滑部として、カムシャフト１０ａ，１０ｂ、駆動系等のヘッド周りを循環する潤滑オイルは、シリンダブロック１ａ及びシリンダヘッド１ｂに形成されクランク室１４とシリンダヘッドカバー１ｄ内の空間１３とを連絡する連絡路３７を通ってオイルパン４２の第２室４４内に戻されたり、エンジン１の図示しないチェーンケース又はベルトケースを通ってオイルパン４２の第２室４４内に戻されたりする。

また、エンジン運転中には、コンプレッサ３０からの圧縮空気が開放状態のエア配管３１及びエア空間４８を介して気泡用孔４７に送られ、第１室４３内の潤滑オイル中には多数の気泡が発生されている。そして、第１室４３内の潤滑オイル中に含まれる燃料は、それら発生気泡に包まれたり押し上げられたりして、潤滑オイルの粘度抵抗に抗して気化が促進される。

一方、第１室４３内で燃料が気化分離された潤滑オイルは、オイル容器４１の上端縁を乗り越えて第２室４４内に落下して導入される。そして、第２室４４内の潤滑オイルは、オイルポンプ３６の作動によりオイルストレーナ３５を介してオイル通路１９を通ってエンジン１の被潤滑部に圧送されることとなる。

（３）実施例２の効果
以上より、本実施例２では、上記実施例１と略同様の作用・効果を奏すると共に、オイルパン４２内の上部にオイル容器４１を設け、オイル容器４１の内部領域を第１室４３とし、オイルパン４２の下部の内部領域を第２室４４とし、第１室４３及び第２室４４を上下方向に区画したので、オイルパン４２の水平方向の寸法をコンパクトにできると共に、気泡が十分に脱泡された状態の潤滑オイルを第２室４４内に落下させて導入でき、オイルポンプ３６の吐出能力の低下をより確実に抑制できる。

さらに、本実施例２では、第１室４３を、被潤滑部であるピストン３の直下に配置したので、燃料が比較的多く混入された潤滑オイルを第１室４３内に直接的に落下させることができ、第１室４３内での潤滑オイル中の燃料の分離効率をより向上させることができる。

尚、本発明においては、上記実施例１及び２に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、上記実施例１及び２では、第１室２１，４３の底壁２３ａ，４１ａに複数の気泡用孔２７，４７を形成し、それらの気泡用孔２７，４７に、その一端側がコンプレッサ３０に接続されたエア配管３１の他端側を接続してなる気泡発生機構２６，４６を例示したが、これに限定されず、例えば、図３に示すように、第１室２１（又は第１室４３）内に、その一端側がコンプレッサ３０に接続されたエア配管３１の他端側に接続され且つ複数の気泡用ノズル５０が形成された気泡管５１を配置してなる気泡発生機構５２としてもよい。この場合、複数の気泡用ノズル５０は下向きに形成されていることが好ましい。気泡管５１内への潤滑オイルの侵入を抑制できるためである。
なお、上記吸気管５１の配置形態としては、例えば、複数本の直線状の吸気管５１を併設してなる形態、渦巻き状や蛇腹状の吸気管５１を配置してなる形態等を挙げることができる。

また、上記実施例１及び２では、第２室２２，４４を連絡路３７の直下に配置するようにしたが、これに限定されず、例えば、図４に示すように、第２室２２，４４を連絡路３７の直下に配置することに加えて、又は第２室２２，４４を連絡路３７の直下に配置することに換えて、第２室２２，４４をエンジン１のチェーンケース５４又はベルトケースの直下に配置するようにしてもよい。

また、上記実施例１では、第１室２１の底壁２３ａの全面域にわたって複数の気泡用孔２７を等ピッチ間隔で形成してなるオイルパン１８を例示したが、これに限定されず、例えば、図５に示すように、第１室２１の底壁２３ａのうち第２室２２に隣接する側に向かってその個数を減少させて複数の気泡用孔２７を形成してなるオイルパン１８としてもよい。これにより、気泡がより確実に脱泡された状態の潤滑オイルを第２室２２内に導入できる。

また、上記実施例１及び２では、エンジン運転中に気泡発生機構２６，４６で気泡を常時発生させるようにしたが、これに限定されず、例えば、エンジン１の回転数、油圧、油温等に基づいて制御部３２により電磁弁３３を開閉制御するようにしてもよい。その結果、エンジン１の潤滑オイル中の燃料希釈が比較的多いときに燃料をさらに効率よく分離できる。

また、上記実施例１及び２では、エンジン１の被潤滑部のうちのピストン周りを循環する潤滑オイルを第１室２１，４３内に戻すと共に、ヘッド周りを循環する潤滑オイルを第２室２２，４４内に戻すようにしたが、これに限定されず、例えば、エンジン１の被潤滑部を循環する潤滑オイルの略全部を第１室２１，４３内に戻すようにしてもよい。

また、上記実施例１及び２において、第１室２１，４３内の潤滑オイルを加熱するヒータを設け、第１室２１，４３内の潤滑オイル中の燃料を、気泡発生機構２６，４６で発生される気泡により気化分離させることに加えて、ヒータの加熱により気化分離させるようにしてもよい。

さらに、上記実施例１及び２では、ウェットサンプ式エンジンのオイルパン１８，４２に気泡発生機構２６，４６を設ける形態を例示したが、これに限定されず、例えば、ドライサンプ式エンジンのオイルタンクに気泡発生機構を設けるようにしてもよい。

内燃機関の潤滑オイル中に含まれる希釈燃料を分離する技術として広く利用される。特に、主噴射の前後に副噴射を行う筒内噴射型の内燃機関の油中希釈燃料分離装置として好適に利用される。

実施例１に係る油中希釈燃料分離装置の縦断面図である。 実施例２に係る油中希釈燃料分離装置の要部縦断面図である。 その他の形態の気泡発生機構の縦断面図である。 その他の形態の油中希釈燃料分離装置の縦断面図である。 その他の形態のオイルパンの横断面図である。

符号の説明

１；エンジン、３；ピストン、１８，４２；オイルパン、１９；オイル通路、２０，４０；油中希釈燃料分離装置、２１，４３；第１室、２２，４４；第２室、２６，４６，５２；気泡発生機構、３６；オイル通路、３８；オイル案内部、４１；オイル容器。

Claims (5)

1. 内燃機関の潤滑オイルを貯留し、且つ、第１室及び該第１室内の潤滑オイルを導入し得るように該第１室から区画された第２室を有するオイル貯留部と、
   前記第１室内の潤滑オイル中に気泡を発生させる気泡発生機構と、を備え、
   前記第２室内には、該第２室内の潤滑オイルを前記内燃機関の被潤滑部に供給するためのオイルポンプを有するオイル通路が配設されていることを特徴とする内燃機関の油中希釈燃料分離装置。
2. 前記第１室のオイル貯留容積は前記第２室のオイル貯留容積より小さい請求項１記載の内燃機関の油中希釈燃料分離装置。
3. 前記内燃機関の本体内には、前記被潤滑部であるピストンを潤滑した潤滑オイルを前記第１室に案内するオイル案内部が設けられている請求項１又は２に記載の内燃機関の油中希釈燃料分離装置。
4. 前記第１室は、前記被潤滑部であるピストンの直下に配置されている請求項１又は２に記載の内燃機関の油中希釈燃料分離装置。
5. 前記第２室は、前記被潤滑部であるヘッド周りを潤滑した潤滑オイルを前記オイル貯留部に戻す通路の直下に配置されている請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関の油中希釈燃料分離装置。

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