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WO2014030555A1 - 内燃機関の漏洩燃料測定方法及び漏洩燃料測定装置 - Google Patents

内燃機関の漏洩燃料測定方法及び漏洩燃料測定装置 Download PDF

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WO2014030555A1
WO2014030555A1 PCT/JP2013/071678 JP2013071678W WO2014030555A1 WO 2014030555 A1 WO2014030555 A1 WO 2014030555A1 JP 2013071678 W JP2013071678 W JP 2013071678W WO 2014030555 A1 WO2014030555 A1 WO 2014030555A1
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lubricating oil
light
internal combustion
combustion engine
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PCT/JP2013/071678
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寿一郎 右近
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Horiba Ltd
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Horiba Ltd
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Publication date
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    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/025—Details with respect to the testing of engines or engine parts
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N2250/00—Measuring
    • F16N2250/34—Transparency; Light; Photo sensor

Definitions

  • the present invention relates to a method for measuring leaked fuel in an internal combustion engine and an apparatus for measuring the amount of fuel leaked from between a piston and a cylinder and mixed into lubricating oil.
  • the amount of leaked fuel to the lubricating oil is very small, and the components of the fuel and the lubricating oil are similar, so they cannot be clearly distinguished, and the amount of fuel leakage is accurately determined. It is extremely difficult to measure.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and is intended to be able to measure the amount of fuel mixed in lubricating oil with extremely high accuracy.
  • An internal combustion engine leakage fuel measurement method includes: (1) A photolabel that emits secondary light when irradiated with measurement light, and a photolabel mixing step that mixes the fuel with a predetermined ratio that is substantially non-interfering with fuel combustion; (2) an internal combustion engine operation step of operating the internal combustion engine using the fuel mixed with the light marker; (3) A secondary light detection step of detecting the secondary light by irradiating the lubricating oil of the internal combustion engine with the measurement light; (4) A leakage fuel calculation step of calculating an amount of the fuel mixed in the lubricating oil based on the detection signal output in the secondary light detection step and the predetermined ratio is performed.
  • An internal combustion engine leakage fuel measuring apparatus includes: (1) A photo marker that emits secondary light when irradiated with measurement light, and is used during or after the operation of the internal combustion engine using a fuel in which a predetermined amount of a photo marker that substantially does not interfere with fuel combustion is mixed.
  • a measurement light irradiating section for irradiating the lubricating oil of the internal combustion engine with the measurement light;
  • a secondary light detection unit for detecting the secondary light obtained from the lubricating oil irradiated with the measurement light;
  • a leakage fuel calculation unit that calculates the amount of the fuel mixed in the lubricating oil based on the detection signal output from the secondary light detection unit and the predetermined ratio is provided. To do.
  • the amount of fuel can be accurately measured and calculated. Further, if the measurement light irradiation unit and the secondary light detection unit are installed in the flow path of the lubricating oil, for example, the amount of fuel leakage can be measured in real time by IN-SITU without sampling the lubricating oil.
  • the photolabel includes quantum dots that emit fluorescence as secondary light having a predetermined peak wavelength when irradiated with measurement light.
  • a quantum dot has a large amount of secondary light, and the light spectrum of the secondary light is much narrower than the light spectrum of fluorescence or phosphorescence emitted from lubricating oil or leaked fuel. This is because the secondary light from can be easily detected.
  • the diameter of the quantum dots needs to be smaller than the gap between the piston and the cylinder in order to be mixed with the lubricating oil together with the leaked fuel.
  • the diameter of the quantum dots is preferably 2 to 60 nm, more preferably 2 to 10 nm.
  • the measurement light irradiation unit is provided in a flow path of the lubricating oil and irradiates the measurement light to the lubricating oil, and passes through the flow path.
  • the measurement light irradiation unit is provided in a flow path of the lubricating oil and irradiates the measurement light to the lubricating oil, and passes through the flow path.
  • the amount of leaked fuel can be measured and calculated with high accuracy simply by measuring the secondary light emitted from the light marker without separating the lubricating oil and the leaked fuel by pretreatment. Further, if the measurement light irradiation unit and the secondary light detection unit are installed in, for example, the flow path of the lubricating oil, the amount of fuel leakage can be measured in real time without sampling the lubricating oil.
  • the leaked fuel measuring device 1 in the present embodiment is an internal combustion engine using fuel mixed with quantum dots, which are optical labels that emit secondary light when irradiated with measurement light.
  • the fuel leaked into the lubricating oil from the gap between the cylinder and the piston during operation of the Zell engine 100 is measured.
  • the information processing device 5 is provided.
  • quantum dots are described in, for example, the document “Quantum dots, their synthesis and application to life science” (Production and Technology, Vol. 63, No. 2, (2011), pages 58 to 65). As shown, it is made of an inorganic material such as CdS, CdSe, CdTe.
  • the diameter should be smaller than the gap between the cylinder and piston, and should not overlap with the emission wavelength range of lubricating oil or fuel. More specifically, since the light emission wavelength region of the quantum dot depends on its size, an optimal one is appropriately selected from 2 nm to 60 nm which is smaller than the gap size between the cylinder and the piston.
  • the thermal decomposition temperature is 200 ° C. or higher, which is higher than the combustion temperature of the diesel engine 100 fuel.
  • a predetermined number of such quantum dots are mixed in advance in the fuel in the unit capacity.
  • the number of quantum dots in the fuel unit capacity is also referred to as a predetermined ratio.
  • the measuring light irradiation unit 2 is attached to a predetermined portion of a pipe forming a lubricating oil circulation path 101 (corresponding to a flow path in the claims), and is excited by excitation light such as laser light from a light source (not shown).
  • a certain measuring beam is irradiated to lubricating oil flowing inside through a transparent window 101a provided in a part of the pipe.
  • the circulation path 101 is provided in advance with the diesel engine 100, and an oil pump 102 for circulating lubricating oil as shown in FIG.
  • An oil pan 103 for temporarily storing oil is provided.
  • the secondary light detection unit 3 is attached to a portion of the piping forming the circulation path 101 facing the measurement light irradiation unit 2, and transmits the secondary light emitted by the quantum dots contained in the lubricating oil through the transparent window 101b.
  • the light is received by an optical sensor such as a CCD or CMOS (not shown), and the received light signal is transmitted to a counting unit 5a described later.
  • FIG. 3 shows an example of the emission spectrum in the present embodiment, but the emission spectrum of the secondary light emitted from the quantum dots is different in the emission wavelength range compared to the emission spectrum of fluorescence or phosphorescence emitted from the lubricating oil or fuel.
  • the line width is much narrower and has a sharp peak. Therefore, for example, a filter that transmits only the emission wavelength region of the quantum dots is provided in the optical sensor so that only the emission spectrum of the quantum dots is received.
  • the flow rate sensor 4 generates a magnetic field having a certain strength in the circulation path 101 by, for example, two coils arranged so as to sandwich the circulation path 101, and the subtle occurrence caused by the lubricating oil flowing in the magnetic field. By detecting electric power, the flow rate per unit time of the lubricating oil is measured.
  • the information processing device 5 is structurally a so-called computer circuit having a CPU, an internal memory, an I / O buffer circuit, an AD converter, and the like. Information processing is performed by operating according to a program stored in a predetermined area of the internal memory, and functions as a counting unit 5a, a predetermined rate receiving unit 5b, and a leaked fuel calculating unit 5c, which will be described later.
  • the counting unit 5a After receiving the light reception signal transmitted from the secondary light detection unit 3, the counting unit 5a counts the number of times of light reception per unit time of the secondary light detection unit 3 by converting the light reception signal into, for example, a pulse or the like. To do.
  • the predetermined ratio reception unit 5b receives the predetermined ratio input by an operator or the like and transmits the predetermined ratio to the leaked fuel calculation unit 5c.
  • the leaked fuel calculation unit 5c receives the number of times of light reception per unit time counted by the counting unit 5a, and is transmitted from the number of times of light reception, the flow rate per unit time measured by the flow rate sensor 4, and the predetermined rate reception unit 5b.
  • the leaked fuel leaked into the lubricating oil is calculated based on a predetermined ratio of the quantum dots mixed in the fuel.
  • the number of quantum dots contained in a unit amount of lubricating oil is determined by dividing the number of light receptions per unit time by the flow rate per unit time.
  • the total amount of the lubricating oil is applied to obtain the number of quantum dots contained in the total amount of the lubricating oil.
  • the number of quantum dots contained in the total amount of lubricating oil is equal to the number of quantum dots contained in the total amount of leaked fuel. Therefore, the total amount of leaked fuel is calculated by dividing this by the number of quantum dots contained in the fuel in the unit capacity.
  • the leaked fuel calculation unit 5c may be configured to calculate the total amount of leaked fuel by dividing the total number of light receptions counted by the counting unit 5a by a predetermined ratio of quantum dots mixed in the fuel.
  • an operator or the like mixes a predetermined number of quantum dots in a predetermined volume of fuel and uniformly disperses them (this step corresponds to the photolabel mixing step in the claims).
  • the quantum dots used in this measurement method have a diameter of 20 nm, for example, and are mixed into the fuel at 1 million / liter.
  • the diesel engine 100 is operated using the fuel in which the quantum dots are mixed (this process corresponds to the internal combustion engine operation process in the claims). At this time, in the diesel engine 100, a part of the fuel led to the combustion chamber and the quantum dots contained in the fuel leak from the gap between the piston and the cylinder and are mixed into the lubricating oil. Circulate.
  • the measuring light irradiation unit 2 irradiates the lubricating oil flowing through the circulation path 101 with the measuring light through the transparent window 101a. Therefore, when the lubricating oil containing quantum dots reaches the position of the transparent window 101a, The quantum dot emits secondary light.
  • the secondary light detection unit 3 detects this through the transparent window 101b and transmits a light reception signal to the counting unit 5a (this step corresponds to the secondary light detection step in the claims).
  • the leaked fuel calculating unit 5c outputs the number of received light, the number of received light received from the counting unit 5a, a predetermined ratio of quantum dots mixed in the fuel, and output from the flow sensor 4.
  • the total amount of fuel leaked into the lubricating oil is calculated based on the flow rate value (this step corresponds to the leaked fuel calculation step in the claims).
  • the secondary light emitted from the light marker is only measured by irradiating the measurement light in a mixed state without distinguishing between the lubricating oil and the leaked fuel.
  • the amount of leaked fuel in the lubricating oil can be accurately measured and calculated.
  • the measurement light irradiation unit 2 and the secondary light detection unit 3 are installed in the lubricating oil circulation path 101, the amount of fuel leakage can be measured in real time with IN-SITU without sampling the lubricating oil. .
  • the total amount of leaked fuel over time during engine operation is continuously measured, if the amount of fuel leaked in a specific time range is calculated by subjecting the measured value to differential processing, etc. It is possible to know the amount of fuel leakage corresponding to.
  • the optical label is a quantum dot made of an inorganic substance, it is possible to prevent the combustion of an internal combustion engine using a hydrocarbon fuel from being affected. Since the quantum dot having a diameter smaller than the gap between the piston and the cylinder is selected, when the fuel leaks from between the piston and the cylinder, the quantum dot also leaks together with the leaked fuel, and the fuel can be accurately tracked. it can.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • a batch system when measuring leaked fuel, a batch system may be employed in which a predetermined volume of lubricating oil is extracted from the oil pan after the engine has been operated and quantum dots contained in the lubricating oil are detected.
  • a circulation path 101 may be separately provided, and the lubricating oil may be circulated through the path to irradiate the measurement light, or the lubricating oil may be radiated from one container to the other container.
  • the measurement light may be irradiated between the flows.
  • quantum dots are used as the light label, but the fuel leaked with the light intensity of the fluorescence emitted from the fluorescent agent may be calculated using the fluorescent agent.
  • the emission spectrum range of the quantum dot is measured with a spectroscopic system. After that, for example, the frequency analysis as shown in FIG. 6, differentiation processing as shown in FIG. 7 or chemometrics can be used to distinguish them.
  • the present invention it is possible to accurately measure and calculate the amount of leaked fuel only by measuring the secondary light emitted from the light marker without separating the lubricating oil and the leaked fuel by pretreatment. Further, if the measurement light irradiation unit and the secondary light detection unit are installed in, for example, the flow path of the lubricating oil, the amount of fuel leakage can be measured in real time without sampling the lubricating oil.

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Description

内燃機関の漏洩燃料測定方法及び漏洩燃料測定装置
　本発明は、例えばピストン－シリンダ間から漏洩し潤滑オイルに混入した燃料の量を測定する内燃機関の漏洩燃料測定方法及びその装置に関するものである。
　車両や船舶、航空機などに用いられる内燃機関において、ピストン－シリンダ間を通って燃焼室に進入した潤滑オイルの消費量を測定する方法が、例えば先行文献１に記載されている。
　一方、これとは逆に、燃焼室に導かれた燃料がピストン－シリンダ間の隙間を通って漏洩し潤滑オイルに混入することも知られている。
　しかしながら、漏洩燃料の潤滑油に対する混入量はごく僅かであるうえに、燃料と潤滑オイルとは成分が類似していることからこれらを明確に区別することができず、燃料の漏洩量を精度よく測定するのは極めて難しい。
特開２００７－１４６７２９号公報
　本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであって、潤滑オイルに混入した燃料の量を極めて精度よく、測定できるようにすべく図ったものである。
　本発明に係る内燃機関の漏洩燃料測定方法は、
（１）測定光を照射すると二次光を発する光標識であって、燃料の燃焼に実質的に不干渉な光標識を、該燃料に所定割合で混入する光標識混入工程と、
（２）前記光標識を混入した燃料を使って内燃機関を運転する内燃機関運転工程と、
（３）前記内燃機関の潤滑オイルに前記測定光を照射して、前記二次光を検出する二次光検出工程と、
（４）前記二次光検出工程で出力される検出信号及び前記所定割合に基づいて、前記潤滑オイルに混入した前記燃料の量を算出する漏洩燃料算出工程とを行うことを特徴とする。
　また、本発明に係る内燃機関の漏洩燃料測定装置は、
（１）測定光を照射すると二次光を発する光標識であって、燃料の燃焼に実質的に不干渉な光標識が所定割合混入された燃料を使って内燃機関を運転中または運転後に、前記内燃機関の潤滑オイルに前記測定光を照射する測定光照射部と、
（２）前記測定光を照射された潤滑オイルから得られる前記二次光を検出する二次光検出部と、
（３）前記二次光検出部から出力される検出信号及び前記所定割合に基づいて、前記潤滑オイルに混入した前記燃料の量を算出する漏洩燃料算出部とを具備していることを特徴とする。
　このようなものであれば、潤滑オイルと漏洩燃料とを前もって分離処理することなく、それらが混じりあった状態で、測定光を照射し光標識から発せられる二次光を測定するだけで、漏洩燃料の量を精度よく測定・算出できる。また、測定光照射部及び二次光検出部を、例えば、潤滑オイルのフロー経路に設置すれば、潤滑オイルをサンプリングすることなく、IN-SITUでリアルタイムに燃料漏洩量を測定することができる。
　前記光標識として好ましくは、測定光を照射すると所定のピーク波長を有した二次光たる蛍光を発する量子ドットを挙げることができる。量子ドットは、二次光の光量が大きいうえに、その二次光の光スペクトルが、潤滑オイルや漏洩燃料が発する蛍光や燐光の光スペクトルと比べて遥かに線幅が狭いため、該量子ドットからの二次光を容易に検出できるからである。なお、漏洩燃料とともに潤滑オイルに混入させるために、この量子ドットの直径はピストンとシリンダとの隙間寸法よりも小さい必要がある。
　前記量子ドットの直径は２～６０ｎｍがよく、より好ましくは２～１０ｎｍがよい。
　簡単な構成で実現できる本発明の具体的実施態様としては、前記測定光照射部が、潤滑オイルのフロー経路に設けられて該潤滑オイルに測定光を照射するものであり、前記フロー経路を通過するたびに、前記潤滑オイルに含まれる量子ドットが発する二次光を受光する前記二次光検出部の受光回数をカウントする計数部をさらに具備し、前記漏洩燃料算出部が、該計数部が計数した検出信号の回数と前記所定割合に基づいて漏洩している燃料の量を算出するものを挙げる事ができる。
　このようなものであれば、潤滑オイルと漏洩燃料とを前処理にて分離せずとも、光標識から発せられる二次光を測定するだけで、漏洩燃料の量を精度よく測定・算出できる。また、測定光照射部及び二次光検出部を、例えば、潤滑オイルのフロー経路に設置すれば、潤滑オイルをサンプリングすることなくリアルタイムで燃料漏洩量を測定することができる。
本実施形態における内燃機関を表す概略図である。 本実施形態における漏洩燃料測定装置を表す概略図である。 本実施形態における発光スペクトルを示すグラフである。 本実施形態における測定方法を示すフローチャートである。 他の実施形態における発光スペクトルを示すグラフである。 他の実施形態における発光スペクトルに周波数分析を行ったグラフである。 他の実施形態における発光スペクトルに微分処理を行ったグラフである。
１・・・漏洩燃料測定装置
２・・・測定光照射部
３・・・二次光検出部
５ａ・・・計数部
５ｃ・・・漏洩燃料算出部
１０１・・・循環経路
　以下に本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
　本実施形態における漏洩燃料測定装置１は、図１、２に示すように、測定光を照射すると二次光を発する光標識である量子ドットが混入された燃料を用いて、内燃機関であるディ―ゼルエンジン１００を運転中に、シリンダ―ピストン間の隙間から潤滑オイル中に漏洩した燃料を測定するものであって、測定光照射部２と、二次光検出部３と、流量センサ４と、情報処理装置５とを備える。
　ここで、量子ドットとは、例えば、文献「量子ドット、その合成法と生命科学への応用」（生産と技術　第６３巻第２号（２０１１）第５８頁～第６５頁）に記載されているように、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ等の無機物からなるものである。その直径はシリンダ－ピストン間の隙間寸法よりも小さく、潤滑オイルや燃料の発光波長域と重ならないものを用いる。より具体的には、量子ドットの発光波長域はその大きさに依存するので、シリンダ－ピストン間の隙間寸法よりも小さい２ｎｍ～６０ｎｍのうちから適宜最適なものを選択する。また、例えばその熱分解温度はディーゼルエンジン１００燃料の燃焼温度よりも高い２００℃以上のものである。このような量子ドットを、単位容量中の燃料に予め所定個数混入するようにする。なお、以下では燃料単位容量中の量子ドットの個数を所定割合ともいう。
　次に、この装置の各部について説明する。
　測定光照射部２は、潤滑オイルの循環経路１０１（請求項でいうフロー経路に相当する）を形成する配管の所定箇所に取り付けられたものであり、図示しない光源からレーザ光等の励起光である測定光を該配管の一部に設けた透明窓１０１ａを介して内部を流れる潤滑オイルに照射するものである。なお、前記循環経路１０１は予めディ―ゼルエンジン１００に付帯して設けてあるものであり、該循環経路１０１上には、図１に示すように潤滑オイルを循環させるためのオイルポンプ１０２、潤滑オイルを一時貯蔵するためのオイルパン１０３等が設けてある。
　二次光検出部３は、循環経路１０１を形成する配管の測定光照射部２と対向する箇所に取り付けられたものであり、潤滑オイルに含まれる量子ドットが発する二次光を透明窓１０１ｂを介して図示しないＣＣＤやＣＭＯＳ等の光センサによって受光し、後述する計数部５ａにその受光信号を送信するものである。図３は、本実施形態における発光スペクトルの一例であるが、量子ドットが発する二次光の発光スペクトルは、潤滑オイルや燃料が発する蛍光や燐光の発光スペクトルと比べると、その発光波長域が異なるとともに、その線幅が遥かに狭く鋭いピークを有する。そこで、前記光センサには、例えば量子ドットの発光波長域のみを透過するフィルターを設けて、量子ドットの発光スペクトルのみを受光するように構成する。
　流量センサ４は、例えば循環経路１０１を挟むように配置した２つのコイルにより循環経路１０１内に一定の強さの磁界を発生させて、潤滑オイルが当該磁界の中を流れることによって生じる微妙な起電力を検出することで、該潤滑オイルの単位時間当たりの流量を測定するものである。
　情報処理装置５は、構造的には、ＣＰＵ、内部メモリ、Ｉ／Ｏバッファ回路、ＡＤコンバータ等を有した所謂コンピュータ回路である。そして、内部メモリの所定領域に格納したプログラムに従って動作することで情報処理を行い、後述する計数部５ａ、所定割合受付部５ｂ、漏洩燃料算出部５ｃ、としての機能を発揮する。
　計数部５ａは、二次光検出部３から送信された受光信号を受信した後、該受光信号を例えばパルス等に変換することで、二次光検出部３の単位時間当たりにおける受光回数をカウントするものである。
　所定割合受付部５ｂは、オペレータ等によって入力された前記所定割合を受け付けて、該所定割合を漏洩燃料算出部５ｃに送信するものである。
　漏洩燃料算出部５ｃは、計数部５ａがカウントした単位時間当たりにおける受光回数を受信して、該受光回数と、流量センサ４が測定した単位時間当たりの流量と、所定割合受付部５ｂから送信された燃料に混入された量子ドットの所定割合に基づいて、潤滑オイル中に漏洩した漏洩燃料を算出するものである。この算出方法としては、受光回数が量子ドットの個数に該当するので、例えば単位時間当たりの受光回数を単位時間当たりの流量で割ることで単位量の潤滑オイルに含まれる量子ドットの個数を割り出す。次に、これを潤滑オイルの全量をかけることで潤滑オイル全量中に含まれる量子ドットの個数を出す。ここで、潤滑オイル全量中に含まれる量子ドットの個数は漏洩燃料の総量中に含まれる量子ドットの個数に等しい。そこで、これを単位容量中の燃料に含まれる量子ドットの個数で割ることで、漏洩燃料の総量を算出するものである。また、漏洩燃料算出部５ｃは、計数部５ａがカウントした全受光回数を燃料に混入された量子ドットの所定割合で割って、漏洩燃料の総量を算出するように構成してもよい。
　このように構成した漏洩燃料測定装置１の測定方法について、図４を用いて、以下に説明する。
　まず、オペレータ等が所定容量の燃料中に所定個数の量子ドットを混入させ、均一に分散させる（この工程が、請求項でいう光標識混入工程に相当する）。なお、本測定方法で用いられる量子ドットは、例えばその径が２０ｎｍであって、燃料中に１００万個／リットル混入される。
　次に、量子ドットが混入した燃料を用いて、ディ―ゼルエンジン１００を運転する（この工程が、請求項でいう内燃機関運転工程に相当する）。このとき、ディ―ゼルエンジン１００内においては、燃焼室に導かれた燃料の一部とともに該燃料に含まれる量子ドットがピストン－シリンダ間の隙間から漏洩して潤滑オイルに混入し、循環経路１０１を循環する。
　一方、測定光照射部２は、循環経路１０１を流れる潤滑オイルに透明窓１０１ａを介して測定光を照射しているので、透明窓１０１ａの位置に量子ドットを含んだ潤滑オイルが到達すると、その量子ドットが二次光を発する。これを、二次光検出部３が透明窓１０１ｂを介して検出して計数部５ａに受光信号を送信する（この工程が、請求項でいう二次光検出工程に相当する）。
　計数部５ａが、二次光検出部３の受光信号を受信すると、測定光照射部２が単位時間当たりに受光した量子ドットの二次光の回数をカウントして、漏洩燃料算出部５ｃにその受光回数を送信し、漏洩燃料算出部５ｃが、段落［００２４］で前述したように、計数部５ａより受信した受光回数、燃料中に混入された量子ドットの所定割合、流量センサ４から出力される流量の値に基づいて、潤滑オイル中に漏洩した燃料の総量を算出する（この工程が、請求項でいう漏洩燃料算出工程に相当する）。
　このように構成した漏洩燃料測定装置１によれば、潤滑オイルと漏洩燃料とを区別することなく、それらが混じりあった状態で測定光を照射し光標識から発せられる二次光を測定するだけで、潤滑オイル中の漏洩燃料の量を精度よく測定・算出できる。また、測定光照射部２及び二次光検出部３を、潤滑オイルの循環経路１０１に設置するので、潤滑オイルをサンプリングすることなく、IN-SITUでリアルタイムに燃料漏洩量を測定することができる。加えて、エンジン運転時の時間経過に対する漏洩燃料の総量を連続して測定するので、該測定値に微分処理等を施し特定の時間範囲に漏洩した燃料の量を算出すれば、その時々の運転に対応した燃料の漏洩量を知ることができる。
　また、本実施形態における漏洩燃料測定装置１では、光標識が無機物からなる量子ドットであるため、炭化水素燃料を用いる内燃機関の燃焼に影響を及ぼさないようにすることができる。そして、ピストンとシリンダとの隙間寸法よりも小さい直径の量子ドットを選択したので、ピストン－シリンダ間から燃料が漏洩する際に該漏洩燃料と共に量子ドットも漏洩し、燃料を精度よく追跡することができる。
　なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
　例えば、漏洩燃料を測定する場合に、エンジンの運転終了後にオイルパンから一定容量の潤滑オイルを抜き取って該潤滑オイルに含まれる量子ドットを検出するバッチ式を採用してもよい。この際の検出方法としては、循環経路１０１を別途設けてその経路に該潤滑オイルを循環させて測定光を照射するように構成してもよいし、該潤滑オイルを一方の容器から他方の容器にフローして、そのフロー間に測定光を照射するように構成してもよい。
　また、本実施形態では光標識として量子ドットを用いたが蛍光剤を用いて蛍光剤が発する蛍光の光強度で漏洩した燃料を算出してもよい。
　また、選択した量子ドットの大きさによって、図５に示すように潤滑オイルや燃料の発光波長域と量子ドットの発光波長域とが重なる場合には、分光システムで量子ドットの発光スペクトル領域を測定した後、例えば、図６に示すような周波数分析、図７に示すような微分処理あるいはケモメトリックス等を用いて両者を区別することができる。
　その他、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
　本発明によれば、潤滑オイルと漏洩燃料とを前処理にて分離せずとも、光標識から発せられる二次光を測定するだけで、漏洩燃料の量を精度よく測定・算出できる。また、測定光照射部及び二次光検出部を、例えば、潤滑オイルのフロー経路に設置すれば、潤滑オイルをサンプリングすることなくリアルタイムで燃料漏洩量を測定することができる。

Claims (5)

  1. 　測定光を照射すると二次光を発する光標識であって、燃料の燃焼に実質的に不干渉な光標識を、燃料に所定割合で混入する光標識混入工程と、
    　前記光標識を混入した燃料を使って内燃機関を運転する内燃機関運転工程と、
    　前記内燃機関の潤滑オイルに前記測定光を照射して、前記二次光を検出する二次光検出工程と、
    　前記二次光検出工程で出力される検出信号及び前記所定割合に基づいて、前記潤滑オイルに混入した前記燃料の量を算出する漏洩燃料算出工程とを行うことを特徴とする内燃機関の漏洩燃料測定方法。
  2. 　測定光を照射すると二次光を発する光標識であって、燃料の燃焼に実質的に不干渉な光標識が所定割合混入された燃料を使って内燃機関を運転した場合の、前記内燃機関の潤滑オイルに前記測定光を照射する測定光照射部と、
    　前記測定光を照射された潤滑オイルから得られる前記二次光を検出する二次光検出部と、
    　前記二次光検出部から出力される検出信号及び前記所定割合に基づいて、前記潤滑オイルに混入した前記燃料の量を算出する漏洩燃料算出部とを具備していることを特徴とする内燃機関の漏洩燃料測定装置。
  3. 　前記光標識が、測定光を照射すると所定のピーク波長を有した二次光を発する量子ドットであり、その直径がピストンとシリンダとの隙間寸法よりも小さいものである請求項２記載の内燃機関の漏洩燃料測定装置。
  4. 　前記量子ドットの直径が２～６０ｎｍである請求項３記載の内燃機関の漏洩燃料測定装置。
  5. 　前記測定光照射部が、潤滑オイルのフロー経路に設けられて該潤滑オイルに測定光を照射するものであり、
    　前記フロー経路を通過するたびに、前記潤滑オイルに含まれる量子ドットが発する二次光を受光する前記二次光検出部の受光回数をカウントする計数部をさらに具備し、
    　前記漏洩燃料算出部が、前記計数部がカウントした量子ドットの受光回数及び前記所定割合に基づいて、漏洩燃料を算出するものであることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の漏洩燃料測定装置。
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