DE10053069A1 - Verfahren zur Bestimmung der Schmierölqualität einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren zur Bestimmung der Schmierölqualität einer BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Bei einem bekannten diesbezüglichen Verfahren erfolgt eine kontinuierliche Erfassung der die Elektrizitätskonstanten, der Viskosität und der elektrischen Leitfähigkeit des Schmieröls, wobei diese gemessenen Werte dauernd mit zuvor in Versuchsläufen ermittelten Werten verglichen werden und bei entsprechenden Abweichungen eine Anzeige zur Vornahme eines Ölwechsels erfolgt. Dazu müssen verschiedene Sensoren so in den Schmierölkreis eingesetzt werden, dass diese dauernd von dem Schmieröl umströmt werden. DOLLAR A Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Qualität des Schmieröls angegeben, das (die) wartungsarm und zuverlässig die Schmierölqualität ermittelt. Dies wird dadurch erreicht, dass das Schmieröl durch eine spektroskopische Messung überprüft wird. Dazu weist das entsprechende Messsystem eine Lichtquelle, die auf einen öldurchströmten Spalt ausgerichtet ist, einen Empfänger zur Messung der durchgetretenen Strahlung und eine Auswert-Elektronik auf.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestim
mung der Qualität des Schmieröls, insbesondere einer Brennkraftma
schine, durch Erfassung von Parametern, die Rückschlüsse auf die
Qualität des Schmieröls geben.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 197 11 880 A1 bekannt. Nach
der in diesem Dokument beschriebenen Ausgestaltung erfolgt eine
kontinuierliche Erfassung der die Dielektrizitätskonstanten, der Vis
kosität und der elektrischen Leitfähigkeit des Schmieröls, wobei diese
gemessenen Werte dauernd mit zuvor in Versuchsläufen ermittelten
Werten verglichen werden und bei entsprechenden Abweichungen
eine Anzeige zur Vornahme eines Ölwechsels erfolgt. Dazu müssen
verschiedene Sensoren so in den Schmierölkreislauf eingesetzt wer
den, dass diese dauernd von dem Schmieröl umströmt werden. Pro
blematisch ist dabei, dass die Sensoren durch Schmutzpartikel in
dem Schmieröl verschmutzen oder beschädigt werden können und
gegebenenfalls ein Nacheichen der Sensoren erforderlich ist. Zudem
ist für verschiedene Ölsorten zuvor im Versuch dessen Verhalten zu
erforschen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Bestimmung der Qualität des Schmieröls anzugeben,
das (die) wartungsarm und zuverlässig die Schmierölqualität ermittelt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Schmieröl durch eine
spektroskopische Messung im INFRARED (IR) Spektrum oder im
ULTRAVIOLET (UV)/VISIBLE SPECTRUM (VIS) Spektrum überprüft
wird. Dazu weist das entsprechende Messsystem eine Lichtquelle, die
auf einen öldurchströmten Spalt ausgerichtet ist, einen Empfänger
zur Messung der durchgetretenen Strahlung und eine Auswert-Elek
tronik auf. Zunächst einmal ist bei diesem Messsystem kein Sensor in
das Schmieröl eingesetzt, sondern die gesamte Messapparatur ist ge
schützt außerhalb des Ölstroms angeordnet. Dabei ist lediglich darauf
zu achten, dass der öldurchströmte Spalt sowohl außen als auch
innen nicht verschmutzt. Dazu ist innen eine entsprechende Filter
einrichtung für das Schmieröl vorgesehen, die infolge der geringen
erforderlichen Strömungsmenge, wenn überhaupt nur in großen Be
triebsabständen, gereinigt oder ausgewechselt werden muß. Die
Messküvette besteht aus einem öldurchströmten Spalt, der durch eine
entsprechende Verkleidung der den Spalt in Durchleuchtungsrichtung
bildenden lichtdurchlässigen Einfassung beispielsweise in Form von
Kunststoff- oder Glaselementen und der Messapparatur das Fernhal
ten von Schmutz problemlos ermöglicht. Bei Messungen im IR-Spek
trum kann die Messküvette außerdem als ATR-Flüssigkeitsküvette
vorliegen. Die Technik der abgeschwächten Totalreflexion (ATR)
kann insbesondere bei dicken IR-undurchlässigen Schichten bei
spielsweise infolge hoher Rußeinträge eingesetzt werden. Sollte bei
der Lichtquelle oder dem Empfänger eine Überprüfung oder ein Aus
tausch erforderlich sein, kann dies ohne ein Eingriff in das Schmier
ölsystem erfolgen. Weiterhin geben die ermittelten Messwerte einen
direkten Rückschluss auf die Qualität des Schmieröls, da - in verein
fachter Darstellung - bei zunehmend schlechter werdendem Schmier
öl und sinkender Qualität die Schmutzaufnahme in dem Schmieröl
steigt und somit die Lichtdurchlässigkeit abnimmt. Dies gilt prinzipiell
für alle verschiedenen Schmierölsorten, so dass keine aufwendigen
Anpassungen vorzunehmen sind.
In Weiterbildung der Erfindung wird die Messung über die Brenn
kraftmaschinen-Elektronik ausgewertet. Hier kann beispielsweise ein
zusätzliches Modul dieser Elektronik hinzugefügt werden, das nur die
spektroskopische Messung auswertet. Alle anderen für eine Auswer
tung interessanten Daten, beispielsweise die Betriebsdauer und die
Belastung der Brennkraftmaschine, sind in dieser Elektronik schon
vorhanden und können zusätzlich zur Auswertung mit herangezogen
werden. Dabei erfolgt die Messung und Auswertung bevorzugt online,
d. h. während des Betriebs der Brennkraftmaschine. Angezeigt wer
den kann beispielsweise die sich verschlechternde Qualität des
Schmieröls mit ggf. einer zusätzlichen Anzeige der bis zu einem er
forderlichen Schmierölwechsel noch möglichen Betriebsstunden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden Parameter aus der
Gruppe: Oxidation (Ottomotor), Nitrifikation (Gasmotor), Ruß (Diesel
motor), Wasser, Kraftstoff oder Glykol (die letztgenannten drei Para
meter für zusätzliche oder ergänzende Auswertungen) gemessen.
Vorteil ist, dass hierfür keine unterschiedlichen Lichtquellen erforder
lich sind, sondern nur unterschiedliche Wellenlängen zur Bestimmung
der Parameter herangezogen werden. Beispielsweise können in
einem festen Schema nacheinander durch Änderung der von der
Lichtquelle ausgestrahlten Wellenlänge unterschiedliche Parameter
bestimmt werden. Dabei wird - wie ausgeführt - im INFRARED (IR)
Spektrum oder im ULTRAVIOLET (UV)/VISIBLE SPECTRUM (VIS)
Spektrum gemessen. Die von der Lichtquelle ausgestrahlte Wellen
länge muss selbstverständlich innerhalb des IR- bzw. UV/VIS-Spek
trums liegen.
In Weiterbildung der Erfindung liegt der Spalt-Durchmesser im Be
reich von 20 bis 100 Mikrometer. Diese Spaltbreite hat sich als güns
tig erwiesen, da bei einer solchen Spaltbreite auch bei rußbeladenem
Schmieröl noch genügend Licht durchtreten kann. Bei dicken IR-un
durchlässigen Schichten beispielsweise infolge hoher Rußeinträge
bzw. hoher Verschmutzung muss eine ATR-Messzelle eingesetzt wer
den.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Monochromator oder
ein Gitter vorhanden, das die jeweils gewünschte Wellenfänge des
Lichtes durchlässt (zum Beispiel 1720 cm-1 für die Messung der Oxi
dation).
Es ist möglich, dass die Auswertung eines Verschmutzungsparame
ters nach dieser zuvor dargestellten Methode durch einen anderen
Parameter gestört wird (Querempfindlichkeit). In Weiterbildung der
Erfindung erfolgt dann eine Ausfilterung von Querempfindlichkeiten
durch gesonderte Messung der Störkomponente und anschließende
rechnerische Korrektur des gestörten Wertes. Alternativ wird zur Aus
wertung von Störungen eine Differenzmessung bei zwei Wellenlängen
vorgenommen.
Die Absorption im IR bzw. UV/VIS-Spektrum ist aufgrund des Lam
bert-Beerschen-Gesetzes (A = c.d.ε mit A = Absorption, c = Kon
zentration des Probanden, d = Schichtdicke, ε = spezifischer Absorp
tionskoeffizient) dabei direkt proportional des entsprechenden Para
meters.
Mit Hilfe eines entsprechenden Auswertealgorithmus kann die jeweili
ge Konzentration direkt bestimmt werden und über eine Elektronik für
die genaue Bestimmung der Ölqualität herangezogen werden.
Charakteristische Wellenlängen (µm) [bzw. Wellenzahlen (cm-1)]
für die Bestimmung von Ölqualitätsparametern
Claims (11)
1. Verfahren zur Bestimmung der Qualität des Schmieröls, insbe
sondere einer Brennkraftmaschine, durch Erfassung von Parametern,
die Rückschlüsse auf die Qualität des Schmieröls geben,
dadurch gekennzeichnet, dass das Schmieröl durch eine spektrosko
pische Messung überprüft wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Messung über die Brennkraftma
schinen-Elektronik ausgewertet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass Parameter aus der Gruppe Oxidation,
Nitrifikation, Ruß, Wasser, Kraftstoff oder Glykol gemessen werden.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass im infraroten Spektrum und/oder im
UV-/VIS-Spektrum gemessen wird.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das zu überprüfende Schmieröl einem
Messsystem gefiltert zugeleitet wird, wobei das Messsystem eine
Lichtquelle, die auf einen öldurchströmten Spalt ausgerichtet ist, und
einen Empfänger zur Messung der durchgetretenen Strahlung auf
weist.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt-Durchmesser im Bereich von
20 bis 100 Mikrometer liegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Monochromator oder Gitter vor
handen ist, welches die jeweils gewünschte Wellenlänge des Lichtes
durchlässt.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausfilterung von Querempfind
lichkeiten durch gesonderte Messung der Störkomponente erfolgt und
anschließend eine rechnerische Korrektur des gestörten Wertes er
folgt.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausfilterung von Störungen eine
Differenzmessung bei zwei Wellenlängen vorgenommen wird.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass bei dicken IR-undurchlässigen Schich
ten die Messküvette als abgeschwächte Totalreflexions-(ATR) Flüs
sigkeitsküvette ausgebildet ist.
11. Messsystem zur Bestimmung der Qualität des Schmieröls, ins
besondere einer Brennkraftmaschine, durch Erfassung von Parame
tern, die Rückschlüsse auf die Qualität des Schmieröls geben,
dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem eine Lichtquelle, die
auf einen öldurchströmten Spalt ausgerichtet ist, einen Empfänger
zur Messung der durchgetretenen Strahlung und eine Auswert-Elek
tronik aufweist.
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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DE10053069A1 true DE10053069A1 (de) | 2002-05-08 |
Family
ID=7661112
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DE10053069A Withdrawn DE10053069A1 (de) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | Verfahren zur Bestimmung der Schmierölqualität einer Brennkraftmaschine |
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