DE10001518B4 - Method for lubricating a cylinder in an internal combustion engine and a cylinder lubrication system and a connecting element - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Schmierung eines Zylinders (1) eines Verbrennungsmotors, wobei die Betätigung mindestens einer Schmierungseinheit (10) für die Zufuhr von Schmieröl zu mindestens einem Schmierpunkt (11) des Zylinders (1) während eines oder mehrerer Arbeitstakte des laufenden Motors mittels einer zugeordneten Steuerungseinheit (17) elektronisch gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (17) die Betätigung der Schmierungseinheit (10) auf der Grundlage von während des Betriebs am Schmierpunkt (11) erfolgenden Messungen der variierenden Zylinderdruckwerte im Zylinder (1) steuert.method for lubricating a cylinder (1) of an internal combustion engine, wherein the operation at least one lubrication unit (10) for the supply of lubricating oil to at least a lubrication point (11) of the cylinder (1) during one or more work cycles the current engine by means of an associated control unit (17) is controlled electronically, characterized in that the Control unit (17) the operation the lubrication unit (10) based on during the Operating at the lubrication point (11) taking measurements of varying Cylinder pressure values in the cylinder (1) controls.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schmierung eines Zylinders eines Verbrennungsmotors, wobei die Betätigung mindestens einer Schmierungseinheit für die Zufuhr von Schmieröl zu mindestens einem Schmierpunkt des Zylinders während eines oder mehrerer Arbeitstakte des laufenden Motors mittels einer zugeordneten Steuerungseinheit elektronisch gesteuert wird.The The present invention relates to a method for lubricating a Cylinder of an internal combustion engine, wherein the operation at least a lubrication unit for the supply of lubricating oil to at least one lubrication point of the cylinder during one or more work cycles the current engine by means of an associated control unit electronically is controlled.
Ein
solches Verfahren ist aus der
In
der
Seit
einer Reihe von Jahren ist gewünscht worden,
dass das Schmieröl
genau dann in den Zylinder zu führen
ist, wenn der Kolben am Schmierpunkt vorbeiläuft, siehe zum Beispiel das
In der Praxis hat es sich als äußerst schwierig erwiesen, diesen Wunsch zu verwirklichen, da viele Faktoren die tatsächliche Zufuhrzeit des Schmieröls beeinflussen. Es können einige Beispiele gegeben werden. Die Verzögerung zwischen der Betätigung der Schmierungseinheit und der Zufuhr des Öls am Schmierpunkt hängt u. a. von der Viskosität des Öls ab. Die tatsächliche Verzögerung ist ein absolutes Zeitintervall, während die Abweichung, um eine korrekte Schmierung zu erhalten, mit der Drehzahl des Motors variiert. Bei den bekannten elektronisch betätigten Schmierungseinheiten wird die Betätigung auf der Grundlage der Winkelposition der Kurbelwelle ausgeführt. Während des Betriebs dreht sich die Kurbelwelle mehr oder weniger in Abhängigkeit von der momentanen Last des Motors und dem Abstand des betreffenden Zylinders von der signalgebenden Vorrichtung, die die Drehbewegung der Welle erfasst, was wechselnde Ungenauigkeiten hinsichtlich der Schmierungszeit mit sich bringt.In In practice, it has proved extremely difficult proved to realize this desire, since many factors are the actual Feed time of the lubricating oil influence. It can some examples will be given. The delay between the actuation of the Lubrication unit and the supply of oil at the lubrication point depends u. a. from the viscosity of the oil from. The actual delay is an absolute time interval, while the deviation is correct To obtain lubrication varies with the speed of the engine. at the known electronically operated Lubrication units will operate on the basis of Angular position of the crankshaft executed. During operation turns the crankshaft more or less depending on the momentary Load of the engine and the distance of the relevant cylinder from the signaling device that detects the rotational movement of the shaft, what changing inaccuracies in terms of lubrication with brings.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Zufuhr des Schmieröls zu mindestens einem Schmierpunkt im Zylinder zu verbessern.The Object of the present invention is to supply the lubricating oil to at least to improve a lubrication point in the cylinder.
In Anbetracht dieser Aufgabe ist das Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit die Betätigung der Schmierungseinheit auf der Grundlage von während des Betriebs am Schmierpunkt erfolgenden Messungen der variierenden Zylinderdruckwerte im Zylinder steuert.In In view of this object, the method according to the invention is characterized in that the control unit actuation the lubrication unit based on the point of lubrication during operation successive measurements of the varying cylinder pressure values in the cylinder.
Die Messung der tatsächlichen Zylinderdruckwerte im Zylinder stellt eine genaue Prüfung der momentanen Kolbenbewe gungen bereit, was die Grundlage für die Fähigkeit ist, das Schmieröl während der sehr kurzen Zeitspanne zuzuführen, während der der Kolben an dem Schmierpunkt oder den Schmierpunkten vorbeiläuft. Die Messungen stellen der elektronischen Steuerungseinheit Informationen über den Zeitpunkt zur Verfügung, zu dem der Kolben am Schmierpunkt vorbeiläuft, sowie über die Zeitspanne zwischen jedem Vorbeilaufen. Auf der Grundlage dieser Daten und jeder gespeicherten Information über das gewünschte Dosiervolumen und über die Verzögerung vom Senden des Betätigungssignals bis das Schmieröl tatsächlich dem Schmierpunkt zugeführt ist, berechnet die Steuerungseinheit, wann das nächste Betätigungssignal zu geben ist. Da die variierenden Zylinderdruckwerte gemessen werden, während der Motor in der Betriebsart läuft, die hinsichtlich der Schmierung relevant ist, werden die momentanen Daten fortlaufend aktualisiert und daher in Übereinstimmung mit den momentanen Kolbenbewegungen im Zylinder fortlaufend dem Betätigungszeitpunkt angepasst.The Measuring the actual Cylinder pressure in the cylinder provides an accurate check of the current Piston movements ready, which is the basis for the ability to lubricating oil during the very short time span, while the piston passes the lubrication point or points. The Measurements provide information about the electronic control unit Time available, to the piston passes the lubrication point, as well as over the period between each passing by. Based on this data and every saved information about the wished Dosing volume and over the delay from sending the actuation signal until the lubricating oil indeed fed to the lubrication point is, the control unit calculates when the next actuation signal is to be given. Since the varying cylinder pressure values are measured during the Engine is running in operating mode, which is relevant in terms of lubrication, the current Data continuously updated and therefore in accordance with the current Piston movements in the cylinder continuously adapted to the actuation time.
Die Messung der variierenden Zylinderdruckwerte und der Schmieröldruckwerte am Schmierpunkt bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich. Die Messung stellt Informationen über den Zylinderdruck am Schmierpunkt zur Verfügung, wodurch die Notwendigkeit beseitigt wird, dass die Steuerungseinheit rechtzeitig die Kolbenbewegung zwischen den Mess- und den Schmierpunkten ausgleicht, wobei diese Zeitkorrektur mit der Drehzahl des Motors variiert. Des weiteren stellt derselbe Messpunkt Informationen über den genauen Zufuhrzeitpunkt des Schmieröls am Schmierpunkt zur Verfügung, da diese Zufuhr einen deutlichen Anstieg des gemessenen Drucks zur Folge hat. Diese Messung des tatsächlichen Zufuhrzeitpunkts des Schmieröls verhindert die bekannten Probleme der Vorhersage von Veränderungen der Verzögerung zwischen der Betätigung der Schmierungseinheit und der Ankunft des Schmieröls am Schmierpunkt.The measurement of varying cylinder pressure values and lubricating oil pressure values at the lubrication point has a number of advantages. The measurement provides information about the cylinder pressure at the lubrication point, eliminating the need for the control unit to timely equalize the piston movement between the measurement and lubrication points, which time correction varies with engine speed. Furthermore, the same measuring point provides information about the exact time of supply of lubricating oil at the lubrication point, since this supply results in a significant increase in the measured pressure. This measurement of the actual supply timing of the lubricating oil prevents the known problems of predicting changes in the delay between the actuation of the lubrication unit and the arrival the lubricating oil at the lubrication point.
Ein anderer Vorteil ist, dass sich zwischen dem Drucksensor und den Gasen im Zylinder eine schützende Menge an Schmieröl befindet, die eine kühlende Wirkung hat und angemessen gleichförmige Betriebsbedingungen für den Drucksensor sicherstellt. Des weiteren hat die Zufuhr von Schmieröl eine reinigende Wirkung im Bereich um den Drucksensor herum und stellt die Entfernung von Rückstandsprodukten von der Verbrennung sicher, falls sich diese am Drucksensor abgelagert haben.One Another advantage is that between the pressure sensor and the Gases in the cylinder a protective Amount of lubricating oil which is a cooling Effect and has reasonably uniform operating conditions for the pressure sensor ensures. Furthermore, the supply of lubricating oil has a cleaning Effect around the pressure sensor around and adjusts the distance of residue products from combustion, if it is deposited on the pressure sensor to have.
Es ist möglich, den Zylinderdruck mit Hilfe von Techniken zu messen, die in der Technik bekannt sind, wie z. B. Dehnungsmessgeräte, die auf den Zylinderkopfschrauben des Zylinderkopfes befestigt sind, doch eine solche Messung des allgemeinen Druckniveaus im Zylinder stellt nur eine relativ grobe Anzeige der momentanen Position und Bewegung des Kolbens dar.It is possible, To measure the cylinder pressure with the help of techniques in the Technics are known, such as. B. Strain gauges on the cylinder head bolts of the cylinder head are fixed, but such a measurement of the general pressure levels in the cylinder provides only a relatively rough indication the current position and movement of the piston.
Vorzugsweise werden die Druckschwankungen, die durch das Vorbeilaufen der Kolbenringe eines Kolbens im Zylinder an dem als Druckmesspunkt fungierenden Schmierpunkt vorbei erzeugt werden, gemessen, und diese Druckmessungen werden in Verbindung mit der Steuerung des Betätigungszeitpunkts der Schmierungseinheit verwendet. Deutlich treten charakteristische Druckänderungen auf, wenn die Kolbenringe am Druckmesspunkt vorbeilaufen, und die Druckänderungen befinden sich im Bereich unmittelbar um die Kolbenringe herum. Dies stellt eine sehr genaue Messung der momentanen Position des Kolbens bereit und daher einen genauen Startpunkt für die Bestimmung der Betätigung der Schmierungseinheit durch die Steuerungseinheit.Preferably be the pressure fluctuations caused by the passage of the piston rings a piston in the cylinder at the acting as a pressure measuring point Grease point generated by, measured, and these pressure measurements be in conjunction with the control of the timing of lubrication unit used. Clearly occur characteristic pressure changes on when the piston rings pass the pressure measuring point, and the pressure changes are located in the area immediately around the piston rings. This provides a very accurate measurement of the instantaneous position of the piston ready and therefore a precise starting point for determining the operation of the lubrication unit through the control unit.
Die Betätigung der Schmierungseinheit kann in geeigneter Weise vom momentanen Betriebszustand oder der momentanen Betriebsart des Zylinders abhängen. Eine Überwachung des Betriebszustands kann auf einem bekannten System beruhen, wie z. B. einem Anti-Verschleißsystem und/oder der Messung ausgewählter Betriebstemperaturen des Zylinders, jedoch ist vorzugsweise während einer Betriebsphase die Anzahl der Betätigungen der Schmierungseinheit kleiner als die Anzahl von Arbeitsspielen des Motors in der Betriebsphase, und die Steuerungseinheit wird mit Druckmessdaten versorgt zur Analyse des Betriebszustands der Kolbenringe auf der Grundlage von Druckmessungen während der Arbeitsspiele des Motors, bei denen die Schmierungseinheit nicht aktiv ist. Wenn die Schmierung zum korrekten Zeitpunkt im Verhältnis zur Kolbenbewegung stattfindet, kann ein Drucksensor, der am Schmierpunkt angebracht ist, keine Druckdaten messen, die für die Bestimmung des Betriebszustands der Ringe während der Arbeitsspiele des Motors mit Schmierung verwendet werden können, da als eine Folge der Schmierung der Druckanstieg die kleinen Druckänderungen "ertränkt", die beginnende Betriebsprobleme anzeigen. Eine Unterlassung, den Zylinder während jedes Arbeitsspiels des Motors zu schmieren, macht es möglich, dass die Druckmessungen der Arbeitsspiele des Motors ohne Schmierölzufuhr für die Analyse des Betriebszustands der Kolbenringe herangezogen werden. Die längeren Intervalle zwischen jeder Betätigung der Schmierungseinheit bringen des weiteren den Vorteil mit sich, dass das Schmierölvolumen pro Betätigung größer wird, was eine gute Schmierung fördert, da die größere Menge Schmieröl wirksamer entlang des Zylinderumfangs verteilt wird.The activity the lubrication unit may suitably be of the current operating condition or the current mode of operation of the cylinder. A surveillance of the operating state may be based on a known system, such as z. B. an anti-wear system and / or the measurement of selected Operating temperatures of the cylinder, but is preferably during a Operating phase the number of actuations the lubrication unit is less than the number of working cycles of the engine in the operating phase, and the control unit is supplied with pressure measurement data for analysis of the operating condition of the Piston rings based on pressure measurements during the Working cycles of the engine where the lubrication unit is not is active. If the lubrication at the correct time in relation to Piston movement takes place, can be a pressure sensor at the lubrication point is appropriate to measure any pressure data necessary for the determination of the operating condition the rings during The working cycles of the engine with lubrication can be used as as a consequence of the lubrication of the pressure increase "drowns" the small pressure changes, the incipient operational problems Show. An omission, the cylinder during each working cycle of the Lubricating engines makes it possible that the pressure measurements of the working cycles of the engine without lubricating oil supply for the Analysis of the operating state of the piston rings are used. The longer ones Intervals between each operation The lubrication unit also has the advantage of that the lubricating oil volume becomes larger per actuation, which promotes good lubrication, because the larger amount oil is distributed more effectively along the cylinder circumference.
Die Überwachung des Betriebszustands macht Bezugsdaten über die variierenden Zylinderdruckwerte möglich, die den normalen Betriebszustand des Zylinders anzeigen, der in der Steuerungseinheit zu speichern ist, während der Motor läuft. Wenn ein neuer Motor eingefahren ist, können die Bezugsdaten über jeden Zylinder aufgezeichnet und gespeichert werden, so dass sie nachfolgend als Vergleichsgrundlage dafür verwendet werden können, ob die momentan gemessenen Betriebsdaten einen normalen Betriebszustand anzeigen oder einen unnormalen Zustand, der eine Veränderung der Betriebsparameter erfordert, wie z. B. eine erhöhte Schmieröldosis. Da die Bezugsdaten für jeden Zylinder auf der Grundlage seiner tatsächlichen Betriebssituation erstellt werden, können selbst kleine Abweichungen vom normalen Betrieb festgestellt werden. Die Überwachung des Betriebszustands kann daher zu einem weit früheren Zeitpunkt eine Warnung hinsichtlich einer unnormalen Betriebssituation geben als Anti-Verschleißsysteme des Stands der Technik, die auf der Erfassung unnormaler Temperaturanstiege an der Zylinderwand beruhen.The supervision of the operating state makes reference data about the varying cylinder pressure values possible, indicating the normal operating condition of the cylinder which is in the control unit is to be stored while the engine is running. If a new engine is retracted, the reference data about each Cylinders are recorded and stored so that they follow below as a basis for comparison can be used the currently measured operating data is a normal operating state show or an abnormal condition that is a change the operating parameters requires such. B. an increased lubricating oil dose. Since the reference data for each cylinder based on its actual operating situation can be created even small deviations from normal operation can be detected. The supervision of the operating state can therefore at a much earlier time a warning in terms of an abnormal operating situation give as anti-wear systems In the prior art, the detection of abnormal temperature rises based on the cylinder wall.
Vorzugsweise werden die Bezugsdaten über den normalen Betriebszustand des Zylinders von der Steuerungseinheit aktualisiert, um langfristige Veränderungen der variierenden Zylinderdruckwerte auszugleichen, die aus normalem Zylinderverschleiß herrühren. Diese Aktualisierung, die in regelmäßigen Abständen durchgeführt werden kann, verbessert die Möglichkeit der Steuerungseinheit, kleine Abweichungen vom normalen Betriebszustand festzustellen.Preferably the reference data is about the normal operating condition of the cylinder from the control unit Updated to long-term changes of varying To compensate for cylinder pressure values resulting from normal cylinder wear. These Updating, which are carried out at regular intervals can, improves the possibility the control unit, small deviations from the normal operating condition determine.
Die Überwachung des Betriebszustands gibt automatisch Nachricht darüber, ob die Druckabfälle über die einzelnen Kolbenringe hinweg normal sind, was einen normalen Betrieb anzeigt. Zudem ist es möglich, wenn gewünscht, eine sehr vorteilhafte Kontrolle darüber zu erhalten, ob sich die Kolbenringe um die Längsachse des Kolbens drehen, da Bezugsdaten über die vorübergehenden Veränderungen der variierenden Zylinderdruckwerte, die von dem regelmäßigen Vorbeilaufen eines Ringspalts in einem Kolbenring am Druckmesspunkt vorbei verursacht werden, in die Bezugsdaten der Steuerungseinheit über die normalen Betriebszustände des Zylinders miteinbezogen werden können. Auf dieser Grundlage kann die Überwachung des Betriebszustands aufzeichnen, mit welcher Frequenz sich jeder Kolbenring dreht, und wenn die Frequenz eines Kolbenrings bei fortlaufendem Motorbetrieb abfällt, kann die Steuerungseinheit anzeigen, dass der Kolbenring Anzeichen dafür zeigt, in der zugeordneten Ringnut stecken zu bleiben.Operating condition monitoring will automatically signal if the pressure drops across the individual piston rings are normal, indicating normal operation. In addition, it is possible, if desired, to obtain a very advantageous control over whether the piston rings rotate about the longitudinal axis of the piston, since reference data on the transient changes in the varying cylinder pressure values, which is the regular passage of an annular gap in a piston ring may be caused to bypass the pressure sensing point into which reference data of the control unit may be included over the normal operating conditions of the cylinder. On this basis, the monitoring of the operating condition may record the frequency with which each piston ring is rotating, and if the frequency of a piston ring falls as the engine continues to operate, the control unit may indicate that the piston ring is showing signs of being stuck in the associated annular groove.
Vorzugsweise steuert die Steuerungseinheit die Schmierungseinheit so, dass zeitweise mehr Schmieröl dosiert wird, wenn die Messungen der variierenden Zylinderdruckwerte einen unnormalen Betriebszustand des Zylinders anzeigen, einschließlich des Kolbens, der Kolbenringe oder der Zylinderlaufbuchse. Häufig ist die vorübergehende zusätzliche Dosierung des Schmieröls ausreichend, um den normalen Betriebszustand wieder herzustellen. Bei Anzeige von Abweichungen vom normalen Betriebszustand kann die Steuerungseinheit das Bedienpersonal oder eine zentrale Steuerungseinheit darüber in Kenntnis setzen, dass die Betriebsbedingungen sich ändern. So kann eine sehr frühzeitige Warnung gegeben werden mit der Wirkung, dass der Zylinder überprüft und möglicherweise repariert wird, und auf dieser Grundlage können Ersatzteile angefordert werden, und die Endkontrolle kann geplant werden. Bei den Motorzylindern kann dies ermöglichen, dass die gewöhnlichen regelmäßigen Routineinspektionen durch Inspektionen ersetzt werden, die auf der tatsächlichen Betriebssituation des Zylinders beruhen. Die Inspektion kann entweder vorsorgender Art sein, wenn die Steuerungseinheit eine mögliche künftige Betriebsstörung anzeigt, deren Entwicklung durch einen frühzeitigen Eingriff verhindert werden kann, oder sie kann aufgrund einer tatsächlichen Fehlermeldung eines Zylinders notwendig sein.Preferably The control unit controls the lubrication unit so that temporarily more lubricating oil is metered when the measurements of varying cylinder pressure values indicate an abnormal operating condition of the cylinder, including the Piston, the piston rings or the cylinder liner. Frequently the temporary one additional dosage of the lubricating oil sufficient to restore the normal operating condition. If deviations from the normal operating state are displayed, the Control unit, the operator or a central control unit about that Inform that the operating conditions are changing. So can be a very early one Warning be given with the effect that the cylinder is checked and possibly repaired and on this basis spare parts can be requested and the final inspection can be planned. At the engine cylinders can make this possible that the ordinary regular routine inspections Inspections will be replaced based on the actual operating situation based on the cylinder. The inspection can be either precautionary Be type if the control unit indicates a possible future malfunction, their development through an early Intervention can be prevented, or it may be due to an actual Error message of a cylinder may be necessary.
Herkömmlicherweise wird die Dosierung des Schmieröls auf vorherbestimmte Schmierölmindestdosen eingestellt, die auf der Grundlage der Betriebserfahrung mit zahlreichen Motoren bei normalem fortlaufendem Betrieb bei fortlaufendem Höchstwert (100 Prozent Motorlast) bestimmt werden. Diese Standarddosen sind ausreichend groß, um die Veränderungen bei der Schmierung aufgrund von Herstellungstoleranzen im Schmierungssystem und den Zylinderelementen auszugleichen.traditionally, is the dosage of the lubricating oil to predetermined minimum oil consumption doses set based on the operating experience with numerous Engines in normal continuous operation at continuous maximum value (100 percent engine load) can be determined. These standard doses are big enough, about the changes in lubrication due to manufacturing tolerances in the lubrication system and compensate the cylinder elements.
Die vorliegende Erfindung stellt eine geeignete Möglichkeit bereit, wesentliche Einsparungen im Verbrauch von Schmieröl zu erhalten, indem die Steuerungseinheit automatisch die erforderliche Schmierölmindestdosis für den Zylinder ermittelt, indem die Dosierung verringert wird, bis die variierenden gemessenen Zylinderdruckwerte anzeigen, dass der Betriebszustand des Zylinders von den normalen Betriebsbedingungen abzuweichen beginnt. Demgemäß ist die Mindestdosis für den betreffenden Zylinder die Dosis, die eine angemessenen Zeit lang verwendet wurde, bevor die Abweichung vom normalen Betriebszustand auftrat.The The present invention provides a convenient way of achieving essentials Savings in the consumption of lubricating oil obtained by the control unit automatically the minimum required lubrication oil for the cylinder Determined by the dosage is reduced until the varying measured cylinder pressure readings indicate that the operating condition of the cylinder begins to deviate from normal operating conditions. Accordingly, the Minimum dose for the appropriate cylinder the dose, the appropriate time long before the deviation from the normal operating condition occurred.
Es ist möglich, eine Schmierungseinheit zu verwenden, die der Kapazität angepasst ist, indem das Dosiervolumen pro Betätigung variiert wird und die Dosiereinheit daraufhin mit einer spezifischen Frequenz im Verhältnis zu den Arbeitsspielen des Motors betätigt wird. Alternativ kann eine Schmierungseinheit verwendet werden, die dasselbe Volumen pro Betätigung dosiert, und die Schmieröldosis von der Schmierungseinheit wird daraufhin variiert, indem die Anzahl der Arbeitsspiele des Motors variiert wird, die zwischen jeder Betätigung der Schmierungseinheit ablaufen. Diese Art von Betätigung der Schmierungseinheit bringt den Vorteil mit sich, dass das Dosiervolumen der jeweiligen Betätigung ein Volumen sein kann, das genügend groß ist, um eine gute Verteilung des Schmieröls im Zylinder sicherzustellen.It is possible, to use a lubrication unit adapted to the capacity is by the dosing volume per actuation is varied and the Dosage unit then with a specific frequency in relation to the operating cycles of the engine is actuated. Alternatively, you can a lubrication unit can be used which has the same volume per activity dosed, and the lubricating oil dose of The lubrication unit is then varied by the number The working cycles of the engine is varied between each actuation of the engine Drain lubrication unit. This type of operation of the lubrication unit brings with it the advantage that the dosing volume of the respective activity a volume that can be enough is great to ensure a good distribution of the lubricating oil in the cylinder.
Bei einer wahlweisen weiteren Entwicklung derselben verfügt die Steuerungseinheit über Informationen über eine Reihe von Standardgruppen von Arbeitsspielen des Motors, bei denen eine einzelne Betätigung der Schmierungseinheit für jede Gruppe ausgeführt wird, und die Schmierölmenge, die von der Schmierungseinheit dosiert wird, wird verändert, indem die Zusammensetzung von aufeinanderfolgenden Standardgruppen von Arbeitsspielen des Motors verändert wird.at optionally further developing the same, the control unit has information about one Series of standard groups of working games of the engine in which a single operation the lubrication unit for each group executed is, and the amount of lubricating oil, which is metered by the lubrication unit is changed by the composition of successive standard groups of Altered working of the engine becomes.
Es kann beispielsweise Standardgruppen von 3, 4, 5 und 6 usw. Arbeitsspielen des Motors geben, jede mit einer einzelnen Betätigung der Schmierungseinheit, und über einen Betriebszeitraum von beispielsweise 500 Arbeitsspielen des Motors ist es möglich, eine fortwährende Veränderung des Dosiervolumens zu erhalten, indem eine geeignete Kombination von aufeinanderfolgenden Standardgruppen gewählt wird. Wenn zum Beispiel nur die Standardgruppe mit einer Betätigung pro vier Arbeitsspielen des Motors in einer Betriebsart verwendet wird, kann die Dosierung etwas verringert werden, indem nach jeder vierten Standardgruppe mit vier Arbeitsspielen des Motors eine Standardgruppe mit fünf Arbeitsspielen des Motors gewählt wird. Hinsichtlich der Steuerungstechnik ist dies äußerst einfach in der Steuerungseinheit zu bewerkstelligen.It For example, you can play standard groups of 3, 4, 5, and 6, and so on of the engine, each with a single operation of the lubrication unit, and over an operating period of, for example, 500 working cycles of the Motors it is possible an ongoing one change of the dosing volume obtained by a suitable combination of successive standard groups. If for example only the standard group with one operation per four working games of the Motors used in a mode of operation, the dosage can be something be reduced by adding four after every fourth standard group Motor racing a standard group with five working games the engine selected becomes. In terms of control technology, this is extremely simple in the control unit.
Bei einer Ausführung, die geringe Anforderungen an die mechanische Ausrüstung stellt und daher hinsichtlich der Kosten vorteilhaft in einen Motor einzubeziehen ist, insbesondere im Fall einer Nachrüstung eines bereits bestehenden Motors, der nicht bereits mit einer Anlage zur Erfassung der Drehbewegung der Kurbelwelle ausgestattet ist, ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit die Schmierungseinheit zu einem willkürlichen Zeitpunkt während eines Arbeitsspiels des Motors unmittelbar nach dem Start des Motors betätigt, und dass die Steuerungseinheit den Betätigungszeitpunkt der Schmierungseinheit während eines Arbeitsspiels des Motors auf der Grundlage von Messungen der variierenden Zylinderdruckwerte im Zylinder einstellt, so dass das Schmieröl am Schmierpunkt austritt, während sich die Ringgruppe des Kolbens während des Aufwärtstaktes des Kolbens gegenüber dem Schmierpunkt befindet. Nach einer sehr kurzen Betriebszeitspanne weiß die Steuerungseinheit auf der Grundlage der Messungen der variierenden Zylinderdruckwerte, wann der Kolben am Schmierpunkt vorbeiläuft, und die Betätigung der Schmierungseinheit kann daraufhin auf einfache Weise eingestellt werden, so dass die Zufuhr von Schmieröl stattfindet, wenn der Kolben am Schmierpunkt vorbeiläuft.In an embodiment which places little demands on the mechanical equipment and is therefore advantageous in terms of cost to include in an engine, especially in the case of retrofitting an existing engine that is not already equipped with a system for detecting the rotational movement of the crankshaft is the Ver characterized in that the control unit actuates the lubrication unit at an arbitrary time during a working cycle of the engine immediately after starting the engine, and in that the control unit adjusts the actuation timing of the lubrication unit during a working cycle of the engine based on measurements of the varying cylinder pressure values in the cylinder so that the lubricating oil exits at the lubrication point while the ring group of the piston is opposite the lubrication point during the upstroke of the piston. After a very short period of operation, the control unit knows when the piston passes the lubrication point based on the measurements of the varying cylinder pressure values, and the operation of the lubrication unit can then be easily adjusted so that the supply of lubricating oil takes place when the piston is at the lubrication point passes.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Zylinderschmierungssystem für einen Verbrennungsmotor mit mindestens einer Schmierungseinheit zur Zufuhr von Schmieröl zu mindestens einem Schmierpunkt des Zylinders und mit einer Steuerungseinheit zur elektronischen Steuerung der Schmierungseinheit. Das Zylinderschmierungssystem ist gekennzeichnet durch mindestens einen Drucksensor zur Messung von veränderlichen Zylinderdrucken im Zylinder, wobei der Drucksensor am Schmierpunkt an der Seite des Zylinders angeordnet ist und den Druck in einem Laufflächenbereich misst, welchen die Kolbenringe während jedes Arbeitstakts des Motors passieren und wobei die Steuerungseinheit die vom Drucksensor aufgenommenen Druckveränderungen im Zylinder über einen Dateneingang empfängt. Die örtlichen Druckveränderungen um die Kolbenringe herum stellen somit Informationen über den Betriebszustand jedes einzelnen Ringes zur Verfügung. Dieses System ermöglicht ebenfalls eine Datensammlung zum Zweck der Analyse des Betriebszustands des Zylinders und zur Einstellung der Betätigung der Schmierungseinheit, was dazu verwendet werden kann, die oben genannten Vorteile zu erreichen.The The present invention also relates to a cylinder lubrication system for one Internal combustion engine with at least one lubrication unit for supply of lubricating oil to at least one lubrication point of the cylinder and to a control unit for the electronic control of the lubrication unit. The cylinder lubrication system is characterized by at least one pressure sensor for measurement of changeable Cylinder pressure in the cylinder, with the pressure sensor at the lubrication point is located at the side of the cylinder and the pressure in one Tread area measures which the piston rings during every working cycle of the engine happen and being the control unit the pressure changes in the cylinder recorded by the pressure sensor via a Receives data input. The local pressure changes around the piston rings thus provide information about the Operating state of each ring available. This system also allows a collection of data for the purpose of analyzing the operational status of the Cylinder and for adjusting the operation of the lubrication unit, which can be used to achieve the above advantages.
Bei einer geeigneten Ausführungsform umfasst die Steuerungseinheit ein intelligentes, selbstlernendes Programm zur Verarbeitung von Druckmessdaten, wie z. B. ein Neuronennetz und/oder ein Programm mit generischen Algorithmen oder unscharfer Logik. Auf der Grundlage der gemessenen Daten des Zylinders während des Betriebs und vorherbestimmter Informationen über typische Fehlerzustände kann ein solches Programm kleine Abweichungen vom normalen Betrieb erfassen und eine frühzeitige Warnung über einen beginnenden Fehlerzustand geben.at a suitable embodiment The control unit includes an intelligent, self-learning Program for processing pressure measurement data, such as B. a neural network and / or a program with generic algorithms or blurred ones Logic. On the basis of the measured data of the cylinder during the Operation and predetermined information about typical fault conditions can such a program will detect small deviations from normal operation and an early one Warning about give a starting error state.
Vorteilhaft kann ferner vorgesehen sein, dass der Drucksensor mit einem Kanalabschnitt in Verbindung steht, der sich vom Rückschlagventil bis zu einer Ablassöffnung im Gehäuse eines Verbindungselements erstreckt. Wenn das Verbindungselement an einem Zylinder befestigt wird, steht der Drucksensor demgemäß in ständiger Verbindung mit dem Bereich, der sich im Inneren des Zylinders am Schmierpunkt befindet. Der Drucksensor kann vorteilhaft in das Gehäuse des Verbindungselements eingebaut werden.Advantageous can also be provided that the pressure sensor with a channel section communicating from the check valve to a drain hole in the case a connecting element extends. When the connecting element is attached to a cylinder, the pressure sensor is accordingly in constant communication with the area inside the cylinder at the lubrication point located. The pressure sensor may be advantageous in the housing of the Fastening element to be installed.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die streng schematischen Zeichnungen ausführlicher beschrieben, bei denenThe Invention will be described below with reference to the strictly schematic Drawings in more detail described in which
Ein
Zylinder
Die
zylindrische Innenfläche
der Zylinderlaufbuchse
Die
Schmierungseinheit
Der Verbrennungsmotor kann ein langsam laufender Zweitaktkreuzkopfmotor mit einer Höchstdrehzahl im Bereich von 60–275 U/min sein, einer Leistung pro Zylinder im Bereich von 300–6000 kW, einer Zylinderbohrung im Bereich von 25–100 cm und einem Hub im Bereich von 90–300 cm. Die Erfindung kann ebenfalls vorteilhaft für Viertaktmotoren mit Druckschmierung der Zylinder verwendet werden.Of the Internal combustion engine can be a slow-running two-stroke engine with a maximum speed in the range of 60-275 RPM, a power per cylinder in the range of 300-6000 kW, one Cylinder bore in the range of 25-100 cm and a stroke in the range from 90-300 cm. The invention may also be advantageous for four-stroke engines with pressure lubrication the cylinder can be used.
Die
Schmierungseinheit
Zwischen
mindestens einem der Schmierpunkte und dem zugeordneten Rückschlagventil
ist ein Drucksensor
Der Einfachheit halber verwendet die folgende Beschreibung anderer Ausführungsformen dieselben Bezugsnummern, wie sie oben für Einzelheiten desselben Typs verwendet werden.Of the For simplicity, the following description uses other embodiments the same reference numerals as above for details of the same type be used.
Jede
der Schmierungseinheiten
Die
Diagramme, die in
Die gemessenen Druckveränderungen können für eine genaue anpassungsfähige Steuerung des Schmieröldosierungszeitpunkts im Verhältnis zum Vorbeilaufen des Kolbens verwendet werden, wobei die Steuerungseinheit die Wirkung der Schmierungseinheit solange korrigiert, bis die Zeitpunkte t1 und t2 im wesentlichen übereinstimmen.The measured pressure changes can for one accurate adaptable Control of the lubricating oil dosing time in relation to Passing the piston can be used, the control unit correct the effect of the lubrication unit until the times t1 and t2 are substantially the same.
Vorzugsweise wird Schmieröl zugeführt, während zumindest die drei obersten Kolbenringe am Schmierpunkt vorbeilaufen, und der Querschnittsbereich der Auslassöffnung am Schmierpunkt ist vorzugsweise an das Schmierölvolumen angepasst, das pro Betätigung der Schmierungseinheit zugeführt wird, so dass dies bei einer andauernden Höchstmenge erreicht wird. Wenn der Motor bei niedriger Last läuft, läuft der Kolben langsamer am Schmierpunkt vorbei, und da der Flusszeitraum des Schmieröls oft unverändert bleibt, kann die Steuerungseinheit die Schmierungseinheit mit einer regelmäßigen Verzögerung betätigen, zum Beispiel bei jeder zweiten oder dritten Betätigung, so dass die Zufuhr am Schmierpunkt erst dann beginnt, wenn der erste Kolbenring vorbeigelaufen ist. Dies stellt die Schmierung sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite der Ringgruppe des Kolbens sicher.Preferably becomes lubricating oil fed while at least the three uppermost piston rings pass the lubrication point, and the cross-sectional area of the outlet opening is at the lubrication point preferably to the volume of lubricating oil adapted, per actuation fed to the lubrication unit so that this is achieved at a sustained maximum. If the engine is running at low load, is it going? Pistons slower past the lubrication point, and there the flow period of the lubricating oil often unchanged remains, the control unit, the lubrication unit with a press regular delay to Example every second or third operation, so that the supply At the lubrication point begins only when the first piston ring passed is. This provides lubrication both at the top and at the bottom of the ring group of the piston sure.
Wenn
während
des Vorbeilaufens des Kolbens am Messpunkt auf der Lauffläche kein
Schmieröl
zugeführt
wird, ist es, wie in
In
der elektronischen Steuerungseinheit
Ein
anderes Beispiel der Verarbeitung von Druckmessdaten durch die Steuerungseinheit
ist in
Die
Analyse in Schritt
Ein
Verbindungselement
Der Verbrennungsmotor kann ebenfalls ein Viertaktmotor sein und Tauchkolben aufweisen.Of the Internal combustion engine may also be a four-stroke engine and plunger exhibit.
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