JPS60203833A - エンジンの気密性を測定する方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、特許請求の範囲１および３における前提的記
載（ｐｒｅａ＋ｎｂｌｅ）に示された、エンジンの気密
性を測定する方法およびその装置に関する。

従来技術 従来、エンジン内の燃焼室の気密性を測定するためには
、イグニッション・プラグを７７メータと置き換えた上
でスタータ・モータによりエンノンを駆動するのが一般
的なやり方であった。しがしなが呟この方法にはいくつ
かの問題がある。

先ず始めに、測定値が、通常運転中におけるエンシ゛ン
の運転状態を測定値が正確に表わさないことである。第
２に、スタータ・モータのスピードはアキュムレータの
負荷変化に基づいて変化するものであるが、このスター
タ・モータの運転スピードにより測定値が少し変化する
ということである。

さらに、得られた測定値は、問題の燃焼室の総合的な意
味での気密性に関する情報を与えているという点であら
ゆる意味において問題がある。総合的なガス洩れは、例
外なく、いくつかの部分的なガス洩れを含んでいる。す
なわち、バルブにおけるガス洩れとピストンおよびシリ
ンダ壁間のシーリング部材を通過するガス洩れとを含ん
でいる。

またこれらのガス洩れに加えて、シリンダヘッドのガス
ケットにおいてもガス洩れが生じることもある。修理の
観点よりすれば、例えばバルブのガス洩れを解消するこ
との方がピストンのシーリング部材のガス洩れを解消す
ることよりも容易でかつ費用が安い。ピストンのガス洩
れの場合には、ピストンおよびシリンダライナーを交換
するかあるいはシリンダのポーリングを行なう必要があ
る。

また、エンジンの運転中に燃焼室内の圧力を測定するマ
ノメータを設けることも従来より知られている。この方
法は総合的な気密性をより正確に測定することはできる
ものの上記したその池の問題点は依然として解消されて
いない。そして、マノメータは過酷な運転情況に耐えね
ばならないので、相応の寿命を確保しようとする限りは
マノメータの費用は比較的高くつくことになる。

本発明の要旨 本発明の目的は、上記した従来技術の問題を一定程度解
消しようとするもので、修理の点で一般的に非常に面倒
であるところの非気密状態を、高い信頼性でかつ比較的
簡単な形で決定でとる測定方法並びにその装置を提供す
る点に存する。

本発明によれば、上記目的は特許請求の範囲に記載した
ところの特徴を有する測定方法並びにその装置により達
成される。

本発明は、エンノンの通常運転中に発生するクランク・
ケースへのガス洩れは、（クランク・ケースの内部に連
通する測定器により）測定値を得るためには、十分であ
り、またこの得られる測定値は、ピストンとシリンダ壁
とのシーリングの気密性、従って摩耗程度、に関する、
非常に正確な好都合な情報を与える、といつ湾＜べき発
見に基づいてなされたものである。本発明の原理に従っ
てピストンのシリンダ・リングのガス洩れを決定した後
には、従来の技法を用いてシリンダのガス洩れの総和を
決定することができるとともに、上記測定値の比較をす
ることによりバルブのガスもれに関する情報をも得るこ
とができる。

χ本性 以下に、本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図に、従来の４ストロ一ク式ガソリンエンジンを示
している。このエンジンは、ここでは、クランク構成部
材４，５を有するクランク・ケース３と、摺動ピストン
２を有する４つのシリンダｌとを備えている。クランク
構成部材４，５は上記ピストン２により駆動されるよう
になっている。このクランク構成部材は、クランク軸５
により周知の態様で構成されている。クランク軸５は、
ピストン２にピストン・ロッド４を介して連結されてい
る。

各シリンダ１およびピストン２は寸法の変化する燃焼室
を構成している。各ピストン２は複数個のピストン・リ
ング７によりシリンダ壁に対してシールされている。

本発明によれば、エンジンの通常の運転中、すなわち燃
焼室６内において連続的に爆発している開、ピストン２
とピストン・リング７との間を通過してクランク・ケー
ス３内に洩れるガスの測定が、クランク・ケース３の内
部に接続された測定器８により行なわれる。

本発明は、シリンダ内で燃焼ガスが爆発する毎に、ピス
トン・リング７を通ってクランク・ケース３内に洩れる
ガスの流入量が増加する、という認識に基づいている。

本実施例においては、測定器８はマノメータで構成され
ており、このマノメータは導管９および連結７ズ′ルｌ
Ｏを介してクランク・ケース３の内部に連通している。

導ｖ９内に入ってくるガスは、先の絞られた出口１１を
介して大気に流出できるようになっている。第２図に、
上記マノメータ８により検出されるところの圧力と時間
との関係を示すグラフを図示している。このグラフに示
される圧力ピーク値１２は、クランク・ケース３内に対
するガス洩れを表わしている。このガス洩れは各シリン
ダ内における爆発に関連して生じている。圧力ピーク値
１２下には、これに対応する各シリンダの番号（序数）
を表示している。実際には、圧力ピーク値１２は非常に
速く連続して生しるため、ニードルの作動が比較的遅い
ニードル・インデックス・タイプの簡便なマノメータに
よっては個々の圧力ピーク値１２を定するることがでと
ないであろう。７ノメータのダイヤルには、符号Ｐに対
応する平均値か実際には示される。平均圧力値に関する
そのような情報は、ピストン・リング７の気密性に関す
る所望の情報を得るためには十分であることも多い。一
定個数の同種のエンジンの測定を行なうことにより、基
準値を決定でとる。該基準値と測定値を比較して測定さ
れた同種のエンジンの気密性を決定することができる。

瞬時作動型のトランスデユーサよりな１）かつ圧力を電
気信号に変換する７７メータ８を使用すれば、トランス
ジューサよりの出力信号を装置１３により公知の方法で
処理してトランスデユーサにより与えられた情報を表示
装置１４、例えば第２図に示されているようなオシロス
コープ、に表示することができる。従って、各シリンダ
に起因する各圧力ピーク値を確定することができるとと
もに、もしそれらの間に偏差があればそれを観察するこ
とがで終る。ところが、上記した装置においては、どの
圧力ピーク値がどのシリンダに属しているかを決定する
ことは不可能である。

クランク・ケース３の内部は、一般的にエンジンのバル
ブ・キャップ１５の下の部屋に連通している。この部屋
の換気、従ってクランク・ケース３の内部の換気のため
に、導管１６がバルブ・キャップ１５と空気導入装置１
７との間を接続している。その他、オイル洩れを回避す
るために、クランク・ケース３は雰囲気に対して比較的
よくシールされている。また、バルブ・キャップ１５は
エンジン・ブロックに対して比較的気密に閉鎖されてい
る。

判り易くするために、−例として、導管９に設けたノズ
ル１０がクランク・ケース３の壁面に形Ｉ＃、された開
口１８に挿入された状態を示している。これは、本発明
をより理解し易くするために、これが主としてなされた
ものである。もし仮にこのような開口１８を設けること
が可能であったとしても、この開口１８は実際には存在
せず、簡略化のためには、ノズル１０はその変わりに開
口１９内に挿入される。この開口１９は最近のエンジン
では一般に既に存在しているとともに導管１６を外せば
露出し、さらにバルブ・キャップ１５の内部と連通して
いる。

通常、クランク・ケース３内には導管１６を介して弱い
吸い込みが行なわれている。カバー２０は、通常バルブ
・キャップ１５に適合されかつクランク・ケース３の底
部に形成されたオイルバスにオイルを供給するために取
り除いて開口で島るものであるが、このカバー２０は実
質的に完全に気密状態で閉じられることが多い。従って
、このカバー２０が気密に閉じられかつ上記ノズルＩＯ
が開口１９内に挿入されれば、導管９はともかくとして
、もはやクランク・ケース３の内部からガスが排出する
可能性はないことになる。これにより、測定の精度を良
好ならしめることができる。変形例として、上記導管９
は、カバー２０に変わるものとしてのカバ一部材内の開
口を介してクランク・ケース；（と連通させることがで
きる。この場合、この開口を通って流出するガスに対し
て、開口１９の方は閉じる必要が生ずる。通常のカバー
２０が、空気の通過でｂるタイプのものであり（尤もフ
ィルターを備えている場合もある）、ノズル１０が開口
１９と連通しているならば、そのカバーは気密に閉じる
ことのできるカバーにより取り換えねばならない。従っ
て、ここで重要なことは、測定器８に対する導管９が、
測定中、実質的に閉じられたクランク・ケース３よりの
ガス排出の唯一のところとなる。

上記ノズル１０は、異なる直径寸法を有する複数部分で
構成するのがよい。このノズルにあっては、それらの部
分は、ノズルの外端から順に直径が徐々に大きくなるよ
うに、構成される。この様にすることにより、上記実施
例は、異なるタイプのエンジンまたは異なる銘柄のエン
ジンに汎用的に適用することが可能となる。

本発明の好ましい一実施例を第４図に示している。ここ
では、バルブ２３が導管９にがっ出口１１の手前に設け
られている。このバルブ２３に対してレギュレータ２４
が接続されており、このレギュレータ２４を制御するこ
とによりバルブ２３の開度従って開口１１を通るガスの
流出量が制御される。この様にして、測定器８は（その
下流側に接続されるのであるカリ任意の寸法構成のエン
ジンあるいは任意のタイプのエンジンのピストン・リン
グの気密性を測定するために使用することができる。標
準エンジンのガス洩れは、まず第１にシリンダの寸法。

シリンダの個数およびエンジンのタイプ（ガソリンエン
ジンまたはディーゼルエンジン）に左右される。もし、
このガス洩れが（完全なエンジンの場合にも）上記ファ
クターによるものである場合には、バルブ２３を比例的
に開けて、測定器８に達するガス圧が測定装置の測定範
囲内に収まるようにすることができる。また、ガス洩れ
量が極端に少ない場合にはバルブ２３のスロットル開度
は小さくされる。

上記測定器８、バルブ２３およびレギュレータ２４は１
つの箱体２６内に収めるようにすることが好ましい。こ
の箱体２６は手に持てる程度の寸法構成とするとともに
エンジンの空気導入装置１７に接続されている導管１６
の端部にノズルＩＯを介して接続できるようにすること
が好ましい。気密性を測定する前に、レギュレータ２４
は、上記箱体２６の正面に添付されることが好ましいと
ころのテーブル（表）に従って調節され、これにより、
バルブ２３の適切な開度が、測定値を得るために、エン
ジンの寸法構成やタイプに適用される。この測定値の絶
対値はエンジンの気密性の直接的標準となるであろう。

またこの測定値は異なる寸法構成および／またはタイプ
のエンジンの間で直接的に比較される。例えば、１５０
０ＣＪＩ３の〃ンリンエンシ゛ンにおいてｆｆ１ｌｌ　
定値が４０単位であれば、このガソリンエンジンは、測
定値が５０単位であるところの８０００ｃｚ３のディー
ゼルエンジンより良好な形状をしていると言える。この
様にして、受は入れることのできる測定値の一般的な限
界を設定することかで外、また、エンジンの寸法構成や
タイプに従って、エンジンを修繕しなければならながど
うがあるいは交換する必要があるかどうかを判断するこ
とができる。従って、ピストン２を通過してクランク・
ケース３内に流入するガス洩れに関する情報、従ってエ
ンジンの摩耗の程度に関する情報、を与えるための普遍
的な手段は非常に簡単な構成であってかつ取り扱い易く
しかも取り扱い中に生じる失敗も最小となる。

もし、望むならば、信号をケーブル２５を使ってかつ装
置１３を通して表示装置１４に導いて、測定値を適当な
方法で記録または表示するようにできる。

レギュレータ２４の調節をより正確にするためには、エ
ンジンの圧縮比やピストンの直径およびビストンストロ
ーク等の他のエンジン特性を考慮できる。しかしながら
、これらのエンジン特性は、標準エンジンである限りは
測定値に与える影響はさほど重要ではない。

複数個のシリンダを有するエンジンにおける１つのシリ
ング内のピストンのシーリングすなわちピストン・リン
グを通過するガス洩れを決定するための本発明の実施例
に係る装置は、各シリンダ内Ｃ高圧状態が生じたときに
これを検知する装置２１を備えている。前記した装置１
３は、測定値の属する各シリンダのガス洩れに関連する
測定値を、検知装置２１およびマノメータ８よりの情報
に基づいて、調整するために適用される。

第１図に概略的に示すように、検知装置２１には手段２
２を備えることができ、この手段２２により、シリンダ
に設けられている各イグニッション・プラグにイグニッ
ション電圧ががけられたときこれを検知するものである
。１つの検知手段は一般に各イグニッション・プラグま
たはイグニッション・ケーブルに接続されている。装置
１３は、表示装置１４を介して、各シリンダに属する圧
力ピーク値１２に対応する第２図中符号ｒ３．４．２お
よび１」により示されたように表示する。この種の測定
技術に関する当業者であれば、圧力情報、従ってガス洩
れ情報、を公知の情報処理装置を用いることにより第２
図に示した方法以外の方法で表わすことができる。例え
ば、情報は全体的に数値で示すこともできる。好ましく
は、測定情報を印字できるプリンタを備えることが好ま
しい。

燃料噴射エンジン、例えばディーゼルエンジン、におい
ては、検知装置２１は、変形例として、燃料噴射装置に
接続することもできる。この様にすれば、燃料が各シリ
ンダに噴射されるときこれを検知することが可能である
。また、これにより、そのようなエンジンに関して、測
定圧力値に属するシリンダの該測定圧力値を調整するこ
とができる。

さらに他の変形例として、上記検知装置は、各シリンダ
における混合燃料が爆発するときこれを検知するように
構成することもできる。この検知装置は各シリンダに対
応して衝撃検出手段を備える必要があ（う、この衝撃検
知手段は各シリンダに近いシリンダ・ブロックの外側に
配置される。この様な検知手段はそれ自体既に知られて
いる。

この装置を使用する場合、導管９とノズルＩＯ１および
備え付けられるならば検知装置２１も含めて、上述のよ
うに接続される。これにより、エンジンが始動され、か
つマノメータ８がクランク・ケース３内に流入するガス
洩れを表わす通常運転時の圧力値を記録できる。通常は
、この測定は、無負荷のフィトリング・スピードで行な
うことが好ましい。この様にフィトリング・スピードで
測定を行なえば、たとえ回転スピードが比較的よく変化
する場合であっても支障ないことが判明した。マノメー
タよりの圧力表示は、例えば、装置１３を調整するか或
いは出口１１を可調整とすることにより、上述のように
して測定されることができる。尤も、本発明に係る装置
は本発明の要旨の範囲内て゛種々変更できることは言う
までもない。上の説明では、圧力値が、クランク・ケー
ス内に流れるガス洩れの基準として用いられる方法を開
示した。その変形例として、測定器８は、該装置がエン
ジンの運転中にクランク・ケースから導管９を介して流
出するところのガスの量を測定で外るように、適用する
こともできる。単位時間当たりの〃ス量は、上に述べた
圧力値としてのガス洩れの関連基準値に等しいが、実際
的観点よりすれば、圧力を感知するタイプの測定器と協
働して作動させることが好ましい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は測定器を備えた
エンジンの一部断面概略側面図、第２図は圧力と時間の
関係を示すグラフ、第３図はノズルの部分を詳細に示す
図、第４図は本装置の好適実施例を示す概略図である。 ■・・・シリンダ、２・・・ピストン、３・・・クラン
ク・ケース、４・・・クランク構成部材（ピストンロン
ド）、５・・・クランク軸、６・・・燃焼室、７・・・
ピストン・リング、８・・・測定器（マノメータ）、９
・・・導管、１０・・・連結ノズル、１１・・・出口、
１２・・・圧力ピーク値、１３・・・装置、１４・・・
表示装置、１５・・・バルブ・キャップ、１６・・・導
管、１７・・・電気導入装置、１８．１９・・・開口、
２０・・・カバー、２１・・・検知装置、２２・・・手
段、２３・・・バルブ、２４・・・レギュレータ、２５
・・・ケーブル、２６・・・箱体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも、１つのシリンダと、該シリンダ内を動
   くピストンと、該ピストンにより駆動されるクランク構
   成部材を備えたクランク・ケースとを備えたエンジンの
   気密性を測定する方法にして、測定器をクランク・ケー
   スの内部に連通するように接続することにより、エンジ
   ンの運転中に、ピストンを通ってクランク・ケース内に
   入るガスの洩れを測定することを特徴とする測定方法。 ２、上記測定器の測定範囲は、上記測定器に洩れガスが
   行く前に、大気に対するガス出口を調整するバルブのス
   ロットル開度を調節することにより、調整され、上記ス
   ロットル開度は、測定値を得るためにエンジンの寸法構
   成および／またはタイプに合わせられ、測定値の絶対値
   はエンジンの気密性の直接的な標準となり、また測定値
   は異なる寸法構成および／またはタイプのエンジン間に
   おいて直接的に比較できることを特徴とする第１項に記
   載の測定方法。 ３、少なくとも１つのシリンダ（１）と、該シリンダ内
   を動くピストン（２）と、上記ピストンにより駆動され
   るクランク構成部材（４，５）を有するクランク・ケー
   ス（３）とを備えたエンジンの気密性を測定する測定装
   置であってかつエンジンに接続され得る測定器（８）を
   備えた測定装置において、上記測定器（８）は、クラン
   ク・ケースの内部に連通せしめて、ピストンを通ってク
   ランク・ケース内に流入するガス洩れを測定するために
   、接続自在となっていることを特徴とする測定装置。 ４、上記測定器（８）はマノメータで構成したことを特
   徴とする第３項に記載の測定装置。 ５、ガスを大気に開放するための上記出口（１１）は上
   記クランク・ケース（３）と上記測定器（８）との間に
   配置され、また１つのバルブ（２３）が、該バルブに接
   続されたレギュレータ（２４）により上記出口（１１）
   の開度な制御するために備えられ、上記バルブは、測定
   値を得るために、エンジンの寸法構成および／またはタ
   イプに応じて制御され、該測定値の絶対値はエンジンの
   気密性の直接的な標準となり、また測定値は異なる寸法
   構成および／またはタイプのエンシ゛ン間において直接
   的に比較できることを特徴とする第３項に記載の測定装
   置。 ６、多気筒型のエンジンの気密性を測定するための測定
   装置であって、各シリンダ内に高圧状態が発生したとぎ
   これを検知するための装置（２１）と、測定値が属する
   ところの各シリンダのガス洩れに関する測定値を、測定
   器（８）と検知装置からの情報を基にして調整するため
   の装置（１３）とを備えたことを特徴とする第３項に記
   載の測定装置。 ７、上記検知装置（２１）は、各シリンダに属するイグ
   ニッション・プラグに電圧がかけられたときこれを検知
   するように構成されたことを特徴とする第６項に記載の
   測定装置。 ８、上記検知装置（２１）は、燃料が各シリンダ内に噴
   射されたときこれを検知するように構成されたことを特
   徴とする第６項に記載の測定装置。 ９、上記検知装置（２１）は、各シリンダ内における混
   合燃料が爆発したとぎこれを検知するように構成された
   ことを特徴とする第６項に記載の測定装置。