DE10112691A1 - Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenbrennkraftmaschine sowie Hubkolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Bei einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder (1), dem eine eine Brennstoffleitung (5) enthaltende Brennstoffversorgungseinrichtung (3) und eine Schmiermittelversorgungsleitung (9) und eine -entsorgungsleitung (10) enthaltende Schmiermittelversorgungseinrichtung (7) zugeordnet sind, lassen sich dadurch eine hohe Sicherheit und gute Wirtschaftlichkeit erreichen, dass der Schmiermittelversorgungseinrichtung (7) eine Dosiereinrichtung (11) zugeordnet ist, mittels welcher die jedem Zylinder (1) zuführbare Schmiermittelmenge in direkter oder indirekter Abhängigkeit vom Schwefelgehalt des den Zylindern (1) zugeführten Brennstoffs gleichsinnig mit einer Änderung des Schwefelgehalts variierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, insbesondere eines Zweitakt- Großdieselmotors, deren Zylinder Brennstoff und Schmiermittel zugeführt werden, sowie eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, insbesondere in Form eines Zweitakt-Großdieselmotors, mit wenigstens einem Zylinder, dem eine eine Brennstoffleitung enthaltende Brennstoffversorgungseinrichtung und eine eine Versorgungsleitung und Entsorgungsleitung enthaltende Schmiermittelversorgungseinrichtung zugeordnet sind.

Es wurde festgestellt, dass es einen festen Zusammenhang zwischen dem Schwefelgehalt des Brennstoffs und dem Verschleiß der Zylinderbüchsen gibt. Bis zu einem gewissen kritischen Schwefelgehalt steigt der Verschleiß mit zunehmendem Schwefelgehalt nur vergleichsweise schwach etwa linear an. Anschließend ergibt sich ein steilerer Anstieg. Bei einer bei konstanter Last erfolgenden Erhöhung der zugeführten Schmiermittelmenge verschiebt sich der kritische Schwefelgehalt in Richtung höherer Werte.

Bisher wird die pro Zeiteinheit zugeführte Schmiermittelmenge ausgehend von einem innerhalb eines bestimmten Zeitraums tolerierten Durchschnittsverschleiß als feste Größe vorgegeben. Eine derartige Praxis kann jedoch zu einem unnötig hohen Schmiermittelverbrauch führen, sofern ein Brennstoff mit vergleichsweise niedrigem Schwefelgehalt Verwendung findet. Abgesehen davon kann ein Schmiermittelüberschuß zu einem sogenannten Polieren, d. h. zu einer Verminderung der Haftfähigkeit eines Schmiermittelfilms, und in der Folge dessen zu einem Fressen führen. Die bisherige Praxis erweist sich demnach als nicht wirtschaftlich und sicher genug.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Verfahren und bei einer Hubkolbenbrennkraftmaschine eingangs erwähnter Art eine vergleichsweise hohe Wirtschaftlichkeit und Sicherheit zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird im Zusammenhang mit dem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass die jedem Zylinder zugeführte Schmiermittelmenge in direkter oder indirekter Abhängigkeit vom Schwefelgehalt des zugeführten Brennstoffs gleichsinnig mit einer Änderung des Schwefelgehalts variiert wird.

Hierzu ist im Zusammenhang mit der gattungsgemäßen Hubkolbenbrennkraftmaschine vorgesehen, dass der Schmierölversorgungseinrichtung eine Dosiereinrichtung zugeordnet ist, mittels welcher die jedem Zylinder zuführbare Schmiermittelmenge in direkter oder indirekter Abhängigkeit vom Schwefelgehalt des zugeführten Brennstoffs gleichsinnig mit einer Änderung des Schwefelgehalts variierbar ist.

Diese erfindungsgemäßen Maßnahmen führen in vorteilhafter Weise zu einer Optimierung der Schmiermittelzufuhr. Es werden Schmiermittelüberschuß und Schmiermittelknappheit vermieden. Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen lassen sich daher die eingangs geschilderten Nachteile vollständig vermeiden und eine hohe Sicherheit und Wirschaftlichkeit gewährleisten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben. In einer einfachen Ausführung kann der Schwefelgehalt der Verwendung findenden Brennstoffe bereits beim Tanken festgestellt und manuell in die Dosiereinrichtung eingegeben werden. Dasselbe gilt für einen Wechsel von einer Brennstoffart auf eine andere. Gemäß einer bevorzugten ersten Ausgestaltung der übergeordneten Maßnahmen ist jedoch zweckmäßig vorgesehen, dass der Schwefelgehalt des zugeführten Brennstoffs laufend gemessen und die Schmiermittelmenge in Abhängigkeit hiervon variiert wird. Dies ergibt in vorteilhafter Weise eine Steuereinrichtung, die eine automatische Betriebsweise und damit eine hohe Bedienungsfreundlichkeit gewährleistet.

Gleichzeitig wird hierdurch sichergestellt, dass auch Schwankungen des Schwefelgehalts innerhalb einer Tank­ charche erfasst werden und die Schmiermittelzufuhr dem angeglichen wird.

Eine andere, bevorzugte Ausführung kann darin bestehen, dass ein vom Schwefelgehalt des zugeführten Brennstoffs beeinflußter, im benutzten Schmiermittel feststellbarer Parameter laufend überwacht und die Schmiermittelmenge in Abhängigkeit hiervon variiert wird. Diese Maßnahmen führen in vorteilhafter Weise zu einem geschlossenen Regelkreis und ergeben damit in vorteilhafter Weise eine besonders hohe Genauigkeit und Sicherheit. Außerdem eröffnet diese Variante in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, die Schmiermittelzufuhr zu jedem einzelnen Zylinder individuell zu optimieren.

In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann der Fe-Gehalt des benutzten Schmiermittels laufend überwacht und an Hand dessen der tatsächliche Verschleiß ermittelt werden, der mit dem bei der vom Schwefelgehalt des Brennstoffs abhängigen Schmiermittelzufuhr tolerierten Verschleiß verglichen werden kann, wobei im Falle einer unzulässigen Abweichung ein Alarm ausgelöst werden kann. In diesem Zusammenhang ist davon auszugehen, dass es neben dem Schwefelgehalt des zugeführten Brennstoffs weitere Verschleißursachen geben kann, die sporadisch auftreten können, wie z. B. ein Wassereinbruch, eine Kontamination der Ladeluft mit Sandkörnern und/oder abrasiven, aus dem Brennstoff stammenden Partikeln etc.. Die Auslösung eines Alarms in derartigen Fällen ermöglicht in vorteilhafter Weise eine frühzeitige Erkennung der sonstigen Verschleißursachen und damit auch die frühzeitige Einleitung von Abhilfsmaßnahmen. Die genannte Fortbildung führt daher in vorteilhafter Weise zu einer besonders hohen Sicherheit.

Zweckmäßig ist die Dosiereinrichtung als automatische Steuer- oder Regelungseinrichtung ausgebildet, die einen programmierbaren Rechner mit Eingängen für den Ist-Werten zugeordnete Signale und Ausgängen für wenigstens ein in der Schmiermittelleitung vor den Zylindern angeordnetes Dosierorgan und/ oder eine Alarmeinrichtung aufweist. Diese Maßnahmen ergeben einen einfachen und übersichtlichen Aufbau und eine hohe Funktionssicherheit und Bedienungsfreundlichkeit.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung an Hand der Zeichnung näher entnehmbar.

In der nachstehend beschriebene Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Optimierung der Schmiermittelzufuhr,

Fig. 2 eine Darstellung der Abhängigkeit des Zylinderbüchsenverschleißes vom Schwefelgehalt des Brennstoffs,

Fig. 3 eine Darstellung der bei einen bestimmten, tolerierten Verschleiß benötigten Schmiermittelmenge in Abhängigkeit vom Schwefelgehalt des Brennstoffs,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Variante zur Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 5 eine Darstellung der Abhängigkeit des Kalzium­ hydroxid-Restgehalts im benutzten Schmiermittel vom Schwefelgehalt des Brennstoffs,

Fig. 6 eine Darstellung der Abhängigkeit des Zylinderbüchsenverschleißes vom Kalziumhydroxid- Restgehalt im benutzten Schmiermittel und

Fig. 7 eine Darstellung der Abhängigkeit der Änderung der zugeführten Schmiermittelmenge von der Änderung des Kalziumhydroxid-Restgehalts im benutzten Schmiermittel.

Hauptanwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung sind Großmotoren, insbesondere Zweitakt-Großdieselmotoren, wie sie z. B. für Schiffsantriebe Verwendung finden. Der Aufbau und die Wirkungsweise derartiger Motoren sind an sich bekannt und bedürfen daher im vorliegenden Zusammenhang keiner näheren Erläuterung mehr.

Der den Fig. 1 und 4 zu Grunde liegende Motor vorstehend genannter Art enthält mehrere Zylinder 1, die jeweils eine durch eine zugeordnete Einspritzdüse 2 angedeutete Einspritzeinrichtung enthalten. Die den Zylindern 1 zugeordneten Einspritzeinrichtungen werden durch eine Brennstoff­ versorgungseinrichtung 3 mit Brennstoff versorgt. Diese enthält eine von einer Tankanordnung 4 abgehende Brennstoffleitung 5, die motorseitig in den einzelnen Zylindern 1 zugeordnete Stichleitungen 5a aufgezweigt ist. Die Tankanordnung 4 enthält mehrere, hier zwei Tanks 4a, b, die Brennstoffen unterschiedlicher Qualität, beispielsweise Schweröl und Leichtöl, zugeordnet sind und mittels einer Wahleinrichtung 6 alternativ mit der Brennstoffleitung 5 verbindbar sind.

Die nicht näher dargestellten Zylinderbüchsen der Zylinder 1 sind in an sich bekannter Weise mit Schmierbohrungen versehen, die mittels einer Schmiermittelversorgungseinrichtung 7 mit dem geeigneten Schmiermittel, in der Regel in Form von Schmieröl, versorgt werden. Die Schmiermittelversorgungseinrichtung 7 enthält eine von einem Schmiermittelvorratsbehälter 8 abgehende Versorgungsleitung 9, die motorseitig in den einzelnen Zylindern 1 zugeordnete Stichleitungen 9a aufgezweigt ist. Die Schmiermittelversorgungseinrichtung 7 enthält ferner eine Entsorgungsleitung 10, die motorseitig in den einzelnen Zylindern 1 zugeordnete Eingangsleitungen 10a aufgezweigt ist und zum Abführen des benutzen Schmiermittels dient. Das aus den Zylindern 1 abtropfende, über die Entsorgungsleitung 10 abgeführte Schmiermittel kann in einen nicht dargestellten Abfuhrbehälter eingeleitet und dort gespeichert werden oder einer ebenfalls nicht dargestellten Aufbereitungseinrichtung zugeführt und dort so aufbereitet werden, dass es wieder verwendbar ist und dementsprechend in den Schmiermittelvorratsbehälter 8 eingespeist werden kann.

Das den Zylindern 1 zugeführte Schmiermittel wird in Abhängigkeit von der am Motor angreifenden Bremslast dosiert. Je höher diese Last ist, desto mehr Schmiermittel wird zugeführt. Erfindungsgemäß wird die lastabhängige Schmiermittelbemessung unter Zugrundelegung einer tolerierbaren Verschleißrate in direkter oder indirekter Abhängigkeit vom S-Gehalt (Schwefelgehalt) des den Zylindern 1 zugeführten Brennstoffs variiert.

Untersuchungen haben eine strikte Abhängigkeit des auftretenden Verschleißes vom S-Gehalt des Verwendung findenden Brennstoffs ergeben, die in Fig. 2 angedeutet ist. Dabei ist der Zylinderbüchsenverschleiß in Millimeter pro tausend Stunden über dem S-Gehalt des Brennstoffs in Volumenprozent aufgetragen, wobei zwei Kurven, A, B für unterschiedliche Betriebszustände angegeben sind. Die Kurve A ist einem Betrieb mit vergleichsweise geringer, konstanter Schmiermittelzufuhr zugeordnet. Die Kurve B ist einem Betrieb mit höherer, konstanter Schmiermittelzufuhr zugeordnet. Die Kurven A, B zeigen im unteren Bereich des S-Gehalts einen sehr flachen, etwa linear ansteigenden Bereich, wogegen der dem oberen Bereich des S- Gehalts zugeordnete Bereich wesentlich steiler ansteigt. Am Übergang vom einen Bereich zum anderen ergibt sich praktisch ein kritischer Wert S_K für den Schwefelgehalt. Dieser Wert S_KB liegt bei der Kurve B weiter rechts als der Wert S_KA der Kurve A. Der kritische Schwefelgehalt verschiebt sich dementsprechend mit zunehmender Schmiermittelmenge in Richtung höherer Werte. Diese Erkenntnis liegt der Variation der den Zylindern zugeführten Schmiermittelmenge in Abhängigkeit vom Schwefelgehalt zu Grunde.

Zur Bewerkstelligung dieser Variation ist eine Dosiereinrichtung 11 vorgesehen. Diese ist in Fig. 1 als automatische Steuereinrichtung und in Fig. 4 als automatische Regelungseinrichtung ausgebildet, die einen als Steuerorgan bzw. Regler fungierenden, programmierbaren Rechner 12 enthält. Der Rechner 12 besitzt Eingänge für die benötigten Ist-Werte und Ausgänge für die erzeugten Steuersignale. In den zu den Zylindern 1 führenden Stichleitungen 9a der Schmiermittel­ versorgungsleitung 9 sind z. B. als Ventile oder dergleichen ausgebildete Dosierorgane 13 angeordnet, die durch den Rechner 12 ansteuerbar sind, wie in Fig. 1 durch eine Signalleitung 14 und in Fig. 4 durch mehrere Signalleitungen 14 angedeutet ist.

Bei der der Fig. 1 zu Grunde liegenden Ausführung der Dosiereinrichtung 11 als Steuereinrichtung erfolgt die Variation der durch die am Motor angreifende Bremslast vorgegebenen Schmiermittelmenge in direkter Abhängigkeit vom S-Gehalt des den Zylindern 1 zugeführten Brennstoffs. Dabei ergibt sich die in Fig. 3 angedeutete Abhängigkeit zwischen der für eine bestimmte, unter gegenseitiger Abwägung der Kosten für Reparatur und für Schmiermittelbeschaffung tolerierte Verschleißrate benötigten Schmiermittelmenge in Gramm pro PS- Stunde und dem S-Gehalt des den Zylindern 1 zugeführten Brennstoffs in Volumenprozent. Auch die der Fig. 3 zu Grunde liegende Kurve zeigt im unteren Bereich des S-Gehalts einen langsamen, etwa linearen Anstieg, der erst ab einem bestimmten Wert des S-Gehalts in einen steileren Anstieg übergeht. Eine Kurve dieser Art ist praktisch in den Rechner 12 einprogrammiert, wie in Fig. 1 angedeutet ist.

Der Rechner 12 ist zweckmäßig so ausgebildet, dass zunächst die der jeweiligen Last entsprechende Schmiermittelmenge berechnet wird und dieses Ergebnis in Abhängigkeit vom S-Gehalt des Brennstoffs variiert wird. Der Rechner 12 besitzt einen einem Lastsignal zugeordneten Eingang 15. Der S-Gehalt der in den Tanks 4a, 4b gebunkerten Brennstoffe kann bereits bei der Bunkerung erfasst und im Rechner 12 abgespeichert werden. Hierzu kann der Rechner 12 mit einem geeigneten Speicher 16 und mit einem einer manuell betätigbaren Eingabeeinrichtung zugeordneten Eingang 17 versehen sein. Je nach dem welcher Tank 4a bzw. 4b über die Wahleinrichtung 6 mit der Brennstoffleitung 5 verbunden ist, wird den Berechnungen der eine oder andere Wert des S-Gehalts zu Grunde gelegt.

Die Information, welcher Tank 4a, bzw. 4b aktiviert ist, kann ebenfalls manuell eingegeben werden. Es wäre aber auch denkbar, hierzu die Wahleinrichtung 6 abzugreifen und dem Rechner 12 ein entsprechendes Signal zuzuführen, wie durch die von der Wahleinrichtung 6 abgehende Signalleitung 18 angedeutet ist, der in diesem Fall ein geeigneter Eingang des Rechners 12 zugeordnet wäre.

Bei der der Fig. 1 zu Grunde liegenden Ausführung wird der S- Gehalt nicht manuell eingegeben, sondern laufend erfasst. Hierzu ist in der Brennstoffleitung 5 stromabwärts von der Wahleinrichtung 6 ein Sensor 19 vorgesehen, der über eine Signalleitung 20 mit einem zugeordneten Eingang 21 verbunden ist. Durch die laufende Erfassung des S-Gehalts lassen sich in vorteilhafter Weise Schwankungen des S-Gehalts innerhalb einer Tankcharche erfassen und damit eine besonders hohe Sicherheit gewährleisten.

In jedem Fall werden die Dosierorgane 13 entsprechend der in Fig. 3 gezeigten Abhängigkeit angesteuert. Es ergibt sich dementsprechend eine optimale Schmiermittelversorgung der Zylinder 1, d. h. es wird ausgehend von einem tolerierten Verschleiß immer soviel Schmiermittel zugeführt, wie im Hinblick auf den S-Gehalt nötig ist, aber nicht mehr. Auf diese Weise lassen sich die Betriebskosten, die einerseits die zu erwartenden Reparaturkosten und andererseits die Schmiermittelkosten umfassen, optimieren. Zweckmäßig ist die Varrierbarkeit der den Zylindern 1 zugeführten Schmiermittelmenge in Abhängigkeit vom S-Gehalt des Brennstoffs auf einen bestimmten Bereich begrenzt. Die obere Grenze liegt zweckmäßig dort, wo der Normalverbrauch, d. h. der ohne erfindungsgemäße, vom S-Gehalt abhängige Variation sich ergebende Schmiermittelverbrauch um 50% überschritten wird. Oberhalb dieser Grenze ist es im Hinblick auf die hohen Schmiermittelkosten in der Regel günstiger, einen schnelleren Verschleiß in Kauf zu nehmen. Die untere Grenze ist in jedem Fall die Schmiermittelmenge, die zum Abtransport von Verunreinigungen der Laufflächen der Zylinderbüchsen und zur Aufrechterhaltung ausreichender hydrodynamischer Schmierungsverhältnisse für die Kolbenringe benötigt wird.

Abgesehen vom S-Gehalt des den Zylindern 1 zugeführten Brennstoffs können natürlich weitere Verschleißursachen auftreten, wie beispielsweise ein Wassereinbruch in die Zylinder 1 oder eine Verunreinigung der Ladeluft mit Staub und/oder Sand und/oder abrasiven Partikeln aus dem Brennstoff etc.. Um hier schnelle Abhilfe schaffen zu können, ist bei beiden Ausführungen gemäß Fig. 1 und Fig. 4 eine Kontrolleinrichtung vorgesehen. Hierzu wird der Eisengehalt (Fe-Gehalt) des aus den Zylindern 1 ablaufenden Schmiermittels überwacht. Hierzu ist in der Entsorgungsleitung 10 wenigstens ein Sensor 22 vorgesehen, der über eine Signalleitung 23 mit einem zugeordneten Eingang 24 des Rechners verbunden ist. In einfachen Fällen genügt es, der Entsorgungsleitung 10 einen stromabwärts der Einmündungen der Anschlußleitungen 10a positionierten Fe-Sensor zuzuordnen.

Zweckmäßig kann jedoch in jeder von einem Zylinder 1 abgehenden Anschlußleitung 10a ein entsprechender Sensor 22 vorgesehen sein, der mit einem zugeordneten Eingang des Rechners 12 verbunden ist, wie in Fig. 1 zusätzlich angedeutet ist. Auf diese Weise kann der Verschleiß der Zylinder 1 individuell erfasst werden. Der Rechner 12 ermittelt aus den gemessenen Fe- Werten den tatsächlichen Verschleiß und vergleicht diesen mit dem gewünschten, d. h. tolerierten Verschleiß. Sofern der tatsächliche Verschleiß höher liegt, deutet dies darauf hin, dass zusätzliche Verschleißursachen vorliegen. Um hier frühzeitige Abhilfe schaffen zu können, wird in einem derartigen Fall ein Alarm ausgelöst. Hierzu ist eine Alarmeinrichtung 25 vorgesehen, die über eine Signalleitung 26 mit einem zugeordneten Ausgang des Rechners 12 verbunden ist. Es wäre auch denkbar, zusätzlich, kurzfristig die zugeführte Schmiermittelmenge zu erhöhen.

Bei dem der Fig. 4 zu Grunde liegenden Ausführungsbeispiel wird im Gegensatz zum oben beschriebenen Beispiel gemäß Fig. 1 nicht der S-Gehalt des Brennstoffs direkt gemessen, sondern ein vom S-Gehalt des Brennstoffs beeinflußter Parameter, der im Schmiermittel nachweisbar ist. Auf diese Weise ergibt sich ein geschlossener Regelkreis. Die Dosiereinrichtung 11 ist hierbei dementsprechend als Regelungseinrichtung ausgebildet.

Als Parameter vorstehend genannter Art eignet sich das Neutralisierungsvermögen, also ein Neutralisierungsmittel-Gehalt, wie der Kalziumhydroxid-Gehalt des Schmiermittels. Der Kalzium­ hydroxid-Gehalt in Volumenprozent wird in der Fachwelt als BN (basis number) bezeichnet. Der BN-Wert des Schmiermittels, d. h. sein auf Kalziumhydroxid basierendes Neutralisierungsvermögen, nimmt beim Durchgang des Schmiermittels durch die Hubkolbenbrennkraftmaschine in Abhängigkeit vom S-Gehalt, d. h. vom Säuregehalt des den Zylindern 1 zugeführten Brennstoffs ab, weil ein vom Säuregehalt abhängiger Verbrauch an Neutralisierungsmittel eintritt. Die diesbezügliche Abhängigkeit ist in Fig. 5 angedeutet. Der im von den Zylindern 1 ablaufenden Schmiermittel feststellbare BN-Restwert ist um so geringer, je höher der S-Gehalt des den Zylindern 1 zugeführten Brennstoffs ist, d. h. die Abnahme des BN-Werts ist um so größer, je höher der S-Gehalt des Brennstoffs ist. In Folge dessen ergibt sich auch eine feste, in Fig. 6 angedeutete Abhängigkeit zwischen dem Verschleiß und dem im von den Zylindern 1 ablaufenden, d. h. benutzten Schmiermittel feststellbaren BN-Restgehalt. Je größer dieser Restgehalt, d. h. je geringer die BN-Abnahme beim Durchgang durch die Zylinder 1 ist, desto geringer ist der Verschleiß. Für die Abnahme des BN-Werts ergibt sich dementsprechend eine ähnliche Abhängigkeit wie in Fig. 2.

Da die Abnahme des BN-Werts, wie oben erwähnt, direkt vom 5- Gehalts des verwendeten Brennstoffs abhängt, ergibt sich für den Schmiermittelbedarf auf der Grundlage eines bestimmten, tolerierten Verschleißes eine ähnliche Abhängigkeit wie in Fig. 3. Je größer die BN-Abnahme ist, um so größer ist der Schmiermittelbedarf. Da die üblicher Weise zur Anwendung kommenden Schmiermittel vergleichsweise teuer sind, wird stets ein Kompromiss zwischen den zu erwartenden Reparaturkosten und den Schmiermittelkosten gesucht, wobei auch im vorliegenden Fall die oben bereits erwähnten Grenzen mit 50% über Normalverbrauch und zum Abführen von Verunreinigungen und Aufrechterhalten ausreichender hydrodynamischer Verhältnisse unbedingt erforderliche Menge gelten.

Diese Grenzen sind in Fig. 6 mit BN₁ und BN₂ bezeichnet. Nur im Bereich zwischen BN₁ und BN₂ ist eine Variation der den Zylindern 1 zugeführten Schmiermittelmenge in Abhängigkeit vom BN-Restgehalt im benutzten Schmiermittel interessant. Oberhalb von BN₂ würde zwar der Verschleiß sehr gering, aber die benötigte Schmiermittelmenge so hoch, dass dies im Hinblick auf die Schmiermittelkosten in wirtschaftlicher Hinsicht uninteressant ist. Unterhalb von BN₁ wird die Schmiermittelmenge so gering, dass Verunreinigungen der Zylinderlaufflächen nicht mehr abtransportiert und keine hydrodynamischen Schmierverhältnisse mehr erreicht werden. Der Wert BN₁ soll daher nicht unterschritten werden.

Bei der Programmierung des Rechners 12 wird dementsprechend so vorgegangen, dass im Bereich zwischen BN₁ und BN₂ ein bestimmter Wert BN_S ausgewählt wird, der sich aus dem oben erwähnten Kompromiss zwischen Reparaturkosten und Schmiermittelpreis ergibt. Dieser Wert wird vom Rechner 12 mit dem tatsächlich gemessenen BN-Restgehalt im benutzen Schmiermittel verglichen. Wenn die Differenz positiv ist, d. h. wenn der gemessene BN-Restwert geringer als der ausgewählte Wert BN_S ist, muss die Schmiermittelzufuhr zu den Zylindern 1 erhöht werden und umgekehrt. Diese Abhängigkeit ist in Fig. 7 angegeben und in den Rechner 12 einprogrammiert, wie in Fig. 4 angedeutet ist.

Der BN-Restgehalt im benutzten Schmiermittel wird laufend überwacht und durch den Rechner 12 mit dem BN-Wert des unverbrauchten Schmiermittels verglichen, woraus sich die BN- Abnahme beim Durchgang des Schmiermittels durch die Hubkolbenbrennkraftmaschine ergibt. Zur Feststellung des BN- Restgehalts ist in der Entsorgungsleitung 10 wenigstens ein Sensor 30 vorgesehen, der über eine zugeordnete Signalleitung 31 mit einem zugeordneten Eingang 32 des Rechners 12 verbunden ist.

Zweckmäßig ist an Stelle eines stromabwärts von den Einmündungen der Anschlußleitungen 10a vorgesehenen Sensors 30 im Bereich jeder Anschlußleitung 10a ein entsprechender Sensor 30 zur Aufnahme des BN-Restgehalts vorgesehen und mit einem jeweils zugeordneten Eingang des Rechners 12 verbunden, wie in Fig. 4 durch von den in den Anschlußleitungen 10a angeordneten Sensoren 30 abgehende, strichpunktierte Signalleitungen angedeutet ist. Auf diese Weise kann die BN- Abnahme für jeden Zylinder 1 individuell ermittelt werden.

Der BN-Wert des unverbrauchten Schmiermittels ist in der Regel bekannt und kann über einen geeigneten Eingang 33 dem Rechner 12 zugeführt werden. Bei dem der Fig. 4 zu Grunde liegenden Beispiel wird auch der BN-Wert des unverbrauchten Schmiermittels laufend ermittelt. Hierzu ist in der Versorgungsleitung 9 stromaufwärts von den Stichleitungen 9a ein Sensor 34 vorgesehen, der über eine zugeordnete Signalleitung 35 mit einem zugeordneten Eingang des Rechners 12, hier mit dem oben bereits erwähnten Eingang 33, verbunden ist.

In Folge der für jeden Zylinder 1 individuell erfolgenden Ermittlung der BN-Abnahme kann in vorteilhafter Weise auch die Schmiermittelzufuhr zu den Zylindern 1 individuell variiert werden. Dementsprechend sind die Dosierorgane 13 einzeln über zugeordnete Signalleitungen 14 mit einem jeweils zugeordneten Ausgang des Rechners 12 verbunden, wie in Fig. 4 angedeutet ist.

Was oben bezüglich des BN-Werts bzw. BN-Restwerts ausgeführt wird, gilt auch für andere Neutralisierungsmittel-Gehalte bzw. -Restgehalte und damit allgemein für das Neutralisierungsvermögen bzw. -Restvermögen des Schmieröls. In jedem Fall ist nämlich davon auszugehen, dass das Neutralisierungsvermögen beim Durchgang durch den Motor in Abhängigkeit vom S-Gehalt des Brennstoffs abnimmt, so dass die Abnahme mit dem S-Gehalt korreliert.

Zur Bewerkstelligung einer Kontrolle des Gesamt-Verschleißes kann auch im vorliegenden Fall der Fe-Gehalt im verbrauchten Schmiermittel überwacht werden, wie oben bereits beschrieben wurde und in Fig. 4 durch die Sensoren 22 mit zugeordneter Signalleitung 23 und zugeordnetem Rechnereingang 24 sowie die Alarmeinrichtung 25 mit zugeordneter Signalleitung 26 angedeutet ist.

Claims (17)

1. Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, insbesondere eines Zweitakt-Großdieselmotors, deren Zylinder Brennstoff und Schmiermittel zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die jedem Zylinder zugeführte Schmiermittelmenge in direkter oder indirekter Abhängigkeit vom S-Gehalt des zugeführten Brennstoffs gleichsinnig mit einer Änderung des S-Gehalts variiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die jedem Zylinder zugeführte Schmiermittelmenge in Abhängigkeit von der an der Hubkolbenbrennkraftmaschine angreifenden Last gleichsinnig mit dieser verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die jeder Last zugeordnete Schmiermittelmenge in direkter oder indirekter Abhängigkeit vom S-Gehalt des zugeführten Brennstoffs gleichsinnig mit dem S-Gehalt variiert wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeführte Schmiermittelmenge unabhängig vom S-Gehalt des zugeführten Brennstoffs und der Last unter eine Mindestmenge, die zum Abtransport von Verunreinigungen benötigt wird, nicht abgesenkt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeführte Schmiermittelmenge unabhängig vom S-Gehalt des zugeführten Brennstoffs über eine Höchstmenge, die etwa 50% über dem der jeweiligen Last zugeordneten Normalverbrauch liegt, nicht erhöht wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der S-Gehalt des zugeführten Brennstoffs laufend gemessen wird und dass die Schmiermittelmenge in Abhängigkeit hiervon variiert wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom S-Gehalt des zugeführten Brennstoffs beeinflusster, im benutzten Schmiermittel feststellbarer Parameter laufend überwacht wird und dass die Schmiermittelmenge in Abhängigkeit hiervon variiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Durchgang des Schmiermittels durch die Hubkolbenbrennkraftmaschine erfolgt Abnahme seines Neutralisierungsvermögens, insbesondere seines Kalziumhydroxid-Gehalts laufend ermittelt wird und dass die Schmiermittelmenge in Abhängigkeit hiervon erhöht oder erniedrigt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das der Fe-Gehalt des benutzten Schmiermittels laufend überwacht wird und dass an Hand desen der tatsächliche Verschleiß ermittelt wird, der mit einem tolerierten Verschleiß verglichen wird, wobei im Falle einer unzulässigen Abweichung ein Alarm ausgelöst wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fe-Gehalt des bereits benutzten Schmieröls und/oder die Abnahme des Kalziumhydroxid-Gehalts des Schmiermittels beim Durchgang durch die Hubkolbenbrennkraftmaschine für jeden Zylinder individuell überwacht wird und dass die jedem Zylinder zugeführte Schmiermittelmenge individuell variiert wird.

10. Hubkolbenbrennkraftmaschine, insbesondere Zweitakt- Großdieselmotor, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit wenigstens einem Zylinder (1), dem eine eine Brennstoffleitung (5) enthaltende Brennstoffversorgungseinrichtung (3) und eine eine Versorgungsleitung (9) und eine Entsorgungsleitung (10) enthaltende Schmiermittelversorgungseinrichtung (7) zuge­ ordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelversorgungseinrichtung (7) eine Dosierein­ richtung (11) zugeordnet ist, mittels welcher die jedem Zylinder (1) zuführbare Schmiermittelmenge in direkter oder indirekter Abhängigkeit vom S-Gehalt des zugeführten Brennstoffs gleichsinnig mit einer Änderung des S-Gehalts variierbar ist.

11. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung (11) als automatische Steuer- oder Regelungseinrichtung ausgebildet ist, die einen programmierbaren Rechner (12) mit Eingängen für den Ist-Werten zugeordnete Signale und Ausgängen für wenigstens ein in der Schmiermittelversorgungsleitung (9) vor den Zylindern (12) angeordnetes Dosierorgan (13) und/oder eine Alarmeinrichtung (25) aufweist.

12. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (12) einen Eingang (15) für ein der an der Hubkolbenbrennkraftmaschine angreifenden Last entsprechendes Signal aufweist und so programmiert ist, dass die der Last entsprechende Schmiermittelmenge in Abhängigkeit vom S-Gehalt des zugeführten Brennstoffs variierbar ist.

13. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Brennstoffversorgungseinrichtung (3) mehrere, unterschiedlichen Brennstoffen zugeordnete Tanks (4a, b) aufweist, die mittels einer Wahleinrichtung (6) alternativ mit der Brennstoffleitung (5) verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass dem Rechner (12), der vorzugsweise einen Eingang für ein Signal der Wahleinrichtung (6) aufweist, ein Speicher (16) für die Werte des S-Gehalts sämtlicher Brennstoffe zugeordnet ist und dass der Rechner (12) so programmiert ist, dass der dem jeweils zugeführten Brennstoff entsprechende Speicherwert bei der Variation der Schmiermittelmenge benutzt wird.

14. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Brennstoffleitung (5) ein Sensor (19) vorgesehen ist, der den S-Gehalt des zugeführten Brennstoffs erfasst und dessen Ausgangssignal dem Rechner (12) zugeführt wird.

15. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schmiermittelent­ sorgungsleitung (10) wenigstens ein Sensor (30) vorgesehen ist, der einen vom S-Gehalt des zugeführten Brennstoffs beeinflussbaren Parameter erfasst und dass die Ausgangssignale dieses Sensors (30) dem Rechner (12) zugeführt werden, der die hinter der Hubkolben­ brennkraftmaschine gemessenen Parameterwerte mit den Werten desselben Parameters im unverbrauchten Schmiermittel vergleicht und in Abhängigkeit von einer Differenz die den Zylindern (1) zugeführte Schmiermittelmenge beeinflusst.

16. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schmiermittel­ entsorgungsleitung (10) wenigstens ein Sensor (22) vorgesehen ist, der den Fe-Gehalt des Schmiermittels erfasst und dessen Ausgangssignal dem Rechner (12) zugeführt wird, der an Hand des Fe-Gehalts des benutzten Schmiermittels den Verschleiß ermittelt und mit dem tolerierten Verschleiß vergleicht und im Falle einer unzulässigen Abweichung eine Alarmeinrichtung (25) aktiviert.

17. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass jeder von jeweils einem Zylinder (1) wegführenden Anschlußleitung (10a) der Entsorgungsleitung (10) ein Sensor (30) für einen vom S-Gehalt des Brennstoffs beeinflussbaren Parameter und/ oder ein Sensor (22) für den Fe-Gehalt zugeordnet ist und dass die jedem Zylinder (1) zuführbare Schmiermittelmenge mittels des Rechner (12) individuell berechnet wird und einstellbar ist.