DE102012006498A1

DE102012006498A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine sowie Prüfstand

Info

Publication number: DE102012006498A1
Application number: DE201210006498
Authority: DE
Inventors: Sascha Eckerle
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2032-03-30
Also published as: DE102012006498B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (2), insbesondere in einem Prüfstand (1), wobei die Brennkraftmaschine (2) mehrere mit Fluid beaufschlagte Fluidführungen (6, 7, 8) aufweist und jede Fluidführung (6, 7, 8) mit einer Zylinderbaugruppe in Wärmeübertragungsverbindung steht. Dabei ist vorgesehen, dass die jeweilige Temperatur des Fluids in zumindest zwei der Fluidführungen (6, 7, 8) stromabwärts der Wärmeübertragungsverbindung separat bestimmt wird und bei einem Überschreiten eines Grenzwerts durch wenigstens einen aus den bestimmten Temperaturen berechneten Funktionswert ein Fehlersignal erzeugt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine (2) sowie einen Prüfstand (1) für eine Brennkraftmaschine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere auf einem Prüfstand, wobei die Brennkraftmaschine mehrere mit Fluid beaufschlagte Fluidführungen aufweist und jede Fluidführung mit einer Zylinderbaugruppe in Wärmeübertragungsverbindung steht. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine sowie einen Prüfstand für eine Brennkraftmaschine.
Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 beziehungsweise entsprechende Brennkraftmaschinen sind grundsätzlich bekannt. Derartige Verfahren kommen beispielsweise zum Betreiben der Brennkraftmaschine selbst oder zum Betreiben des Prüfstands zum Einsatz, auf oder in welchem die Brennkraftmaschine angeordnet ist. Beispielsweise zum Kühlen und/oder Schmieren wird der Brennkraftmaschine Fluid zugeführt, das die Fluidführungen durchströmt, welche beispielsweise wenigstens bereichsweise in dem Kurbelgehäuse und/oder dem Zylinderkopf angeordnet sind. Das Kurbelgehäuse umfasst dabei beispielsweise mehrere Zylinder und zusätzlich beispielsweise einen Kühlmantel und/oder ein Triebwerksgehäuse der Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine verfügt über mehrere Zylinderbaugruppen, wobei jede Zylinderbaugruppe wenigstens einen der Zylinder, einen in jedem Zylinder angeordneten Kolben sowie ein mit dem Kolben wirkverbundenes Pleuel umfasst. Jede der Zylinderbaugruppen ist wenigstens bereichsweise in dem Kurbelgehäuse angeordnet und steht mit einer der Fluidführungen in Wärmeübertragungsverbindung. Das bedeutet, dass das die jeweilige Fluidführung durchströmende Fluid von der in der Zylinderbaugruppe erzeugten Wärme erwärmt wird. Beispielsweise ist das Fluid ein Schmiermittel und dient dem Schmieren wenigstens eines Elements der Zylinderbaugruppe. Dieses Element wird entsprechend mit dem Fluid beaufschlagt, beispielsweise von diesem überströmt. Nachfolgend der Beaufschlagung wird das Fluid beispielsweise durch die entsprechende Fluidführung, welche mit der Zylinderbaugruppe in Wärmeübertragungsverbindung steht und dieser entsprechend zugeordnet ist, von der Zylinderbaugruppe abgeführt. Somit liegt die Wärmeübertragungsverbindung zwischen der Fluidführung beziehungsweise dem darin strömenden Fluid und der Zylinderbaugruppe vor.
Insbesondere beim Betreiben der Brennkraftmaschine auf einem Prüfstand werden häufig geänderte Teile, beispielsweise in einem Kurbeltrieb der Brennkraftmaschine, getestet. Dabei können mechanische Motorschäden auftreten, welche unter Umständen zu schwerwiegenden Beschädigungen der weiteren Teile der Brennkraftmaschine führen. Dabei wird häufig ein Großteil des Kurbeltriebs beziehungsweise des Kurbelgehäuses zerstört, sodass die eigentliche Schadensursache nachfolgend nur mit großem Aufwand oder überhaupt nicht mehr ermittelt werden kann. Entsprechend wäre es vorteilhaft, die Brennkraftmaschine bis zum ersten Auftreten eines solchen Motorschadens zu betreiben und anschließend zu deaktivieren, sodass eine genaue Untersuchung des Schadens erfolgen kann. Die in dem Prüfstand üblichen Grenzwertüberwachungen sind jedoch im Allgemeinen nicht dazu geeignet, den Motorschaden bereits in einem frühen Stadium zu erkennen und entsprechend zu reagieren. Aus der EP 1 171 605 B1 ist es beispielsweise bekannt, Gleitlager der Brennkraftmaschine mithilfe eines Thermostroms, der beim Abreißen eines Schmiermittelfilms zwischen sich relativ zueinander bewegenden Lagerteilen auftritt, zu überwachen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welches den eingangs genannten Nachteil nicht aufweist, sondern insbesondere einen Motorschaden der Brennkraftmaschine, insbesondere in der Zylinderbaugruppe, bereits kurz nach dessen Auftreten feststellen kann.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass die jeweilige Temperatur des Fluids in zumindest zwei der Fluidführungen stromabwärts der Wärmeübertragungsverbindung separat bestimmt wird und bei einem Überschreiten eines Grenzwerts durch wenigstens einen aus den bestimmten Temperaturen berechneten Funktionswert ein Fehlersignal erzeugt wird. Häufig tritt der beschriebene Motorschaden lediglich in einer der Zylinderbaugruppen auf. Durch den Motorschaden wird üblicherweise eine erhöhte Reibung in den betroffenen Elementen bewirkt, sodass sich die den Motorschaden aufweisende Zylinderbaugruppe sehr schnell erwärmt. Das bedeutet, dass die Temperatur der betroffenen Zylinderbaugruppe die der anderen Zylinderbaugruppen nach kurzer Zeit deutlich übersteigt. Das unmittelbare Bestimmen der Temperaturen der Zylinderbaugruppen, beispielsweise mithilfe von Temperatursensoren, ist jedoch üblicherweise nicht oder lediglich mit großen Zeitversatz möglich, weil die Wärmeleitung innerhalb der Zylinderbaugruppe begrenzt ist. Bei einem Defekt eines bestimmten Elements der Zylinderbaugruppe müsste somit die an dieser Stelle anfallende Wärme zunächst zu dem Temperatursensor gelangen, damit der Temperaturanstieg von diesem registriert werden kann.
Aus diesem Grund ist es vorgesehen, die Temperatur des Fluids zu bestimmen, welches die Fluidführungen durchströmt. Das Bestimmen der Temperatur erfolgt dabei stromabwärts der Wärmeübertragungsverbindung, sodass die Temperatur des Fluids ein konkretes Maß für die Temperatur der Zylinderbaugruppe ist. Die Temperatur des Fluids wird dabei der Temperatur der einzelnen Elemente der Zylinderbaugruppe vergleichsweise rasch folgen, weil der Wärmeübergang von der Zylinderbaugruppe auf das Fluid über die Wärmeübertragungsverbindung üblicherweise stärker ist als die Wärmeleitung innerhalb der Zylinderbaugruppe beziehungsweise der Wärmeübergang zwischen verschiedenen Elementen der Zylinderbaugruppe. Selbstverständlich beeinflusst jede Zylinderbaugruppe auch die benachbarte(n) Zylinderbaugruppe(n) und somit der dieser zugeordneten Fluidführung hinsichtlich der Temperatur. Der Einfluss der Zylinderbaugruppe auf die ihr jeweils zugeordnete Fluidführung ist jedoch deutlich höher als die auf die benachbarte(n) Zylinderbaugruppe(n) beziehungsweise deren Fluidführung(en). Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn es vorgesehen ist, wenigstens einen Bereich der Zylinderbaugruppe mit dem die Fluidführung durchströmenden Fluid zu benetzen.
Es werden zumindest die Temperaturen des Fluids aus zwei verschiedenen der Fluidführungen separat voneinander bestimmt, also bevor die Fluidführungen beispielsweise zusammengeführt werden. Entsprechend werden wenigstens zwei Temperaturen bestimmt. Alle der bestimmten Temperaturen fließen nun als Eingangsgrößen in eine Funktion ein, aus welcher der Funktionswert als Ausgangsgröße resultiert. Vorzugsweise fließen ausschließlich die bestimmten Temperaturen in die Funktion ein, liegen also der Bestimmung des Funktionswerts zugrunde. Die Funktion ist dabei derart gewählt, dass sich der Funktionswert analog zu den Temperaturen verhält. Steigt also zumindest eine der Temperaturen an, so wird sich auch der Funktionswert vergrößern. Übersteigt nun der Funktionswert den Grenzwert, so wird auf einen Fehler der Brennkraftmaschine beziehungsweise einen Motorschaden erkannt, und das Fehlersignal erzeugt. Der Grenzwert kann prinzipiell beliebig gewählt sein. Beispielsweise ist er ein konstanter Wert. Er kann jedoch auch in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, beispielsweise von deren momentanen Leistung, gewählt sein. Die Fehlererkennung ist jedoch bei identischem Aufbau und Fluiddurchfluß der einzelnen Zylinderbaugruppen in den meisten Fällen unabhängig von dem Betriebspunkt und den Betriebsbedingungen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine mehrere Kurbelkammern aufweist, in welchen jeweils wenigstens eine Zylinderbaugruppe zumindest bereichsweise angeordnet ist, wobei aus jeder Kurbelkammer eine als Fluidführung dienende Schmiermittelleitung zu der Saugseite einer Fördereinrichtung führt. Die Kurbelkammern sind wenigstens bereichsweise fluidtechnisch voneinander getrennt. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass jeder der Kurbelkammern eine separate Fluidzuführung, insbesondere Schmiermittelzuführung, aufweist. Mit dieser kann in die jeweilige Kurbelkammer Fluid eingebracht werden, welches nicht oder lediglich in geringem Ausmaß in benachbarte Kurbelkammern gelangen kann. Bei einer solchen Ausführungsform dient die als Schmiermittelleitung ausgebildete Fluidführung insbesondere als Schmiermittelrücklauf, also zum Abführen des Schmiermittels aus der jeweiligen Kurbelkammer. Mithin ist die Fluidführung also stromabwärts der Zylinderbaugruppe und/oder der Kurbelkammer angeschlossen. In jeder der Kurbelkammern ist wenigstens eine der Zylinderbaugruppen angeordnet. Im Falle einer V6-Brennkraftmaschine kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass jeweils zwei Zylinderbaugruppen in jeder Kurbelkammer angeordnet sind, also insgesamt drei Kurbelkammern vorliegen.
Das in die Kurbelkammern eingebrachte beziehungsweise eingespritzte Fluid, insbesondere also Schmiermittel, ist auf die Zylinderbaugruppen gerichtet, überströmt diese also wenigstens bereichsweise, bevor es durch die Fluidführung aus der Kurbelkammer ausgebracht wird. Das Ausbringen erfolgt mithilfe der Fördereinrichtung, welche an die der Kurbelkammer abgewandte Seite der Fluidführung angeschlossen ist. Entsprechend ist die Fluidführung mit der Saugseite der Fördereinrichtung fluidverbunden. Alternativ kann das Ausbringen mittels der Schwerkraft erfolgen. Die Fördereinrichtung dient beispielsweise dazu, das Fluid aus der jeweiligen Kurbelkammer zu entnehmen und entweder einem Fluidtank zuzuführen, oder, insbesondere nach dem Durchlaufen eines Schmiermittelkühlers, wieder in eine der Kurbelkammern einzubringen. Bevorzugt ist nun jeder Kurbelkammer genau eine Fluidführung zugeordnet, durch welche das Fluid aus dieser ausgebracht werden kann. Die Temperatur des ausgebrachten Fluids wird beispielsweise in der Fluidführung, unmittelbar vor der Fördereinrichtung oder in der Fördereinrichtung beziehungsweise bei einer Ausbringung des Fluids mittels der Schwerkraft vor einem Zusammenführen der Fluidführungen bestimmt. Auf diese Weise entspricht die bestimmte Temperatur mit ausreichend hoher Genauigkeit der Temperatur der Zylinderbaugruppe beziehungsweise folgt dieser mit hoher Geschwindigkeit. Entsprechend kann sehr schnell auf einen auftretenden Motorschaden erkannt und mithin reagiert werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Funktionswert eine Differenz zwischen den wenigstens zwei bestimmten Temperaturen oder eine Differenz zwischen einer der Temperaturen und dem niedrigsten Wert aller bestimmten Temperaturen verwendet wird. Grundsätzlich kann der Funktionswert beliebig ausgestaltet sein. Beispielsweise wird die Differenz zwischen zwei der bestimmten Temperaturen herangezogen, wobei vorzugsweise die jeweils höchste der bestimmten Temperaturen und die jeweils niedrigste der bestimmten Temperaturen herangezogen wird. Entsprechend ist es beispielsweise auch möglich, die Differenzen jeder der bestimmten Temperaturen zu jeder anderen der bestimmten Temperaturen zu bestimmen und anschließend die größte der Differenzen als Funktionswert heranzuziehen und mit dem Grenzwert zu vergleichen. Alternativ ist es auch möglich, zunächst den niedrigsten Wert aller bestimmten Temperaturen zu verwenden, sodass beispielsweise für die Temperaturen T₁, T₂ und T₃ gilt: T_min = min (T₁, T₂, T₃)
Anschließend können die Differenzen wenigstens einer der Temperaturen, vorzugsweise aller Temperaturen zu dem auf diese Weise bestimmten niedrigsten Temperaturwert als Funktionswert berechnet werden. Dabei gilt: dT₁ = T₁ – T_min dT₂ = T₂ – T_min dT₃ = T₃ – T_min
Um die Umsetzung des Verfahrens möglichst einfach zu halten, wird dabei beispielsweise auch die Differenz zu derjenigen Temperatur berechnet, welche T_min entspricht, obwohl hier die Temperaturdifferenz gleich Null ist. Auf diese Weise können auch mehrere Funktionswerte bestimmt werden, wobei es ausreichend ist, wenn einer dieser Funktionswerte den Grenzwert überschreitet, um auf den Fehler zu erkennen und das Fehlersignal zu erzeugen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Zylinderbaugruppen identisch sind und/oder mit denselben Betriebsparametern, insbesondere demselben indizierten Mitteldruck, betrieben werden. Damit aufgrund der Temperaturen des Fluids eine Aussage über das Vorliegen des Motorschadens getroffen werden kann, müssen diese repräsentativ für die jeweilige Zylinderbaugruppe sein. Gleichzeitig sollte bei einem Normalbetrieb, in welchem kein Motorschaden vorliegt, die Temperaturen gleich oder zumindest ähnlich sein, sodass der Funktionswert in dem Normalbetrieb kleiner oder gleich dem Grenzwert ist. Entsprechend ist es vorteilhaft, wenn die Zylinderbaugruppen identisch sind. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn sie mit demselben Betriebsparameter betrieben werden, also dieselbe Leistung erzeugen. Entsprechend ist in dem Normalbetrieb auch die anfallende Wärme in jeder der Zylinderbaugruppen zumindest ähnlich. Als Betriebsparameter wird insbesondere der indizierte Mitteldruck herangezogen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass jede Fluidführung mit demselben Fluiddurchsatz beaufschlagt wird. Auch dies ist vorteilhaft, um auf einfache Art und Weise eine aussagekräftige Beurteilung des Zustands der Brennkraftmaschine anhand der bestimmten Temperaturen vornehmen zu können. Unter dem Fluiddurchsatz ist hier insbesondere der Volumenstrom beziehungsweise Massenstrom des Fluids zu verstehen, also die Menge des die Fluidführung durchströmenden Fluids pro Zeiteinheit. Alternativ ist es selbstverständlich möglich, unterschiedliche Fluiddurchsätze vorzusehen. In diesem Fall müssen jedoch zusätzliche Maßnahmen getroffen werden, um diesen Umstand zu berücksichtigen, beispielsweise durch einen Korrekturfaktor in der zur Bestimmung des Funktionswerts verwendeten Funktion.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass jeder Fluidführung eine eigene Fördereinrichtung zugeordnet ist. Auf diese Weise sind die Fluidführungen zumindest bis zu der Fördereinrichtung beziehungsweise bis zu deren Verlassen vollständig fluidtechnisch voneinander getrennt. Das bedeutet, dass keine Verfälschung der gemessenen Temperatur durch eine Vermengung des Fluids aus wenigstens zwei der Fluidführungen auftreten kann.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Fluidführung als Teil einer Trockensumpfschmiereinrichtung oder einer Nasssumpfschmiereinrichtung verwendet wird. Das beschriebene Verfahren ist besonders einfach in Zusammenhang mit der Trockensumpfschmiereinrichtung realisierbar, weil bei dieser das Fluid beziehungsweise Schmiermittel unmittelbar nach dem Beaufschlagen der Zylinderbaugruppe durch die Fluidführungen abgeführt wird. Entsprechend kann die Temperatur des Fluids unmittelbar nach dem Beaufschlagen beziehungsweise Überströmen der Zylinderbaugruppe bestimmt werden. Bei der Nasssumpfschmiereinrichtung wird dagegen das Fluid zunächst in einem Schmiermittelsumpf gesammelt und erst anschließend für ein erneutes Beaufschlagen der Zylinderbaugruppe entnommen. Entsprechend müssen hier zusätzliche Vorkehrungen getroffen werden, um die Temperatur möglichst genau zu ermitteln. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, die Fluidführung strömungstechnisch zwischen der Zylinderbaugruppe und dem Schmiermittelsumpf vorzusehen. Entsprechend kann auch für die Nasssumpfschmiereinrichtung eine zeitnahe Temperaturbestimmung nach der Beaufschlagung der Zylinderbaugruppe mit dem Fluid erzielt werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei Vorliegen des Fehlersignals der Prüfstand und/oder die Brennkraftmaschine zum Abschalten der Brennkraftmaschine angesteuert werden. Insbesondere bei dem Betreiben der Brennkraftmaschine in dem Prüfstand ist es wünschenswert, ein möglichst rasches Abschalten zu erzielen, um weitere Beschädigungen der Brennkraftmaschine zu verhindern. Wie eingangs bereits erläutert, treten bei Brennkraftmaschinen, welche testweise in dem Prüfstand betrieben werden, häufig Motorschäden auf, welche schnell zu weiteren Beschädigungen der Brennkraftmaschine führen können. Im Gegensatz dazu treten bei serienmäßig hergestellten Brennkraftmaschinen derartige Motorschäden nicht oder lediglich sehr selten auf und sind üblicherweise auf unsachgemäße Bedienung zurückzuführen. Nichtsdestotrotz kann es auch bei einer derartigen Brennkraftmaschine sinnvoll sein, das beschriebene Verfahren anzuwenden.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine, insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, mit mehreren mit Fluid beaufschlagbaren Fluidführungen, wobei jede Fluidführung mit einer Zylinderbaugruppe in Wärmeübertragsverbindung steht. Dabei ist vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine dazu ausgebildet ist, die jeweilige Temperatur des Fluids in zumindest zwei der Fluidführungen stromabwärts der Wärmeübertragungsverbindung separat zu bestimmen und bei einem Überschreiten eines Grenzwerts durch wenigstens einen aus den bestimmten Temperaturen berechneten Funktionswert ein Fehlersignal zu erzeugen. Die Brennkraftmaschine kann dabei beispielsweise ein Erprobungsmodell, ein Vorserienmodell oder ein Serienmodell sein. Auf die Vorteile der beschriebenen Vorgehensweise wurde bereits vorstehend eingegangen.
Die Erfindung betrifft schließlich einen Prüfstand für eine Brennkraftmaschine, der ebenfalls vorzugsweise zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens dient. Auch hier weist die Brennkraftmaschine mehrere mit Fluid beaufschlagbare Fluidführungen auf, wobei jede Fluidführung mit einer Zylinderbaugruppe in Wärmeübertragungsverbindung steht. Entweder der Prüfstand oder die Brennkraftmaschine oder beide sollen dabei dazu ausgebildet sein, die jeweilige Temperatur des Fluids in zumindest zwei der Fluidführungen stromabwärts der Wärmeübertragungsverbindung separat zu bestimmen und bei einem Überschreiten eines Grenzwerts durch wenigstens einen aus den bestimmten Temperaturen berechneten Funktionswert ein Fehlersignal zu erzeugen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige
Figur eine schematische Darstellung eines Prüfstands mit einer auf diesem angeordneten Brennkraftmaschine.
Die Figur zeigt einen Prüfstand 1 mit einer auf diesem angeordneten Brennkraftmaschine 2. Es ist angedeutet, dass die Brennkraftmaschine 2 über drei Kurbelkammern 3, 4 und 5 verfügt, wobei jede der Kurbelkammern 3, 4 und 5 jeweils zwei nicht dargestellte Zylinderbaugruppen aufnimmt. Jede Zylinderbaugruppe verfügt dabei über einen Zylinder der Brennkraftmaschine 2. Beispielsweise sind Zylinder „1” und „4” in der Kurbelkammer 3, Zylinder „2” und „5” in der Kurbelkammer 4 und Zylinder „3” und „6” in der Kurbelkammer 5 angeordnet, wobei die in Anführungszeichen angegebene Bezeichnung zum Beispiel die Zündreihenfolge wiedergibt. Die Brennkraftmaschine 2 liegt als V6-Brennkraftmaschine vor. Sie kann beispielsweise als Dieselbrennkraftmaschine oder als Ottobrennkraftmaschine ausgebildet sein.
Aus jeder der Kurbelkammern 3, 4 und 5 wird durch Fluidführungen 6, 7 und 8 (jeweils angedeutet durch Pfeile) Fluid in Form eines Schmiermittels entnommen. Die Fluidführungen 6, 7 und 8 sind dabei Bestandteil einer nicht näher dargestellten Trockensumpfschmiereinrichtung. Jeder der Fluidführungen 6, 7 und 8 ist ein Temperatursensor zugeordnet, mittels welchem die jeweilige Temperatur des aus den Kurbelkammern 3, 4 und 5 entnommenen Fluids separat bestimmbar ist. Bedingt durch die unmittelbare thermische Kopplung der Fluidführungen 6, 7 und 8 an die Kurbelkammern 3, 4 und 5 liegt eine unmittelbare Wärmeübertragungsverbindung zwischen ihnen vor. Das bedeutet, dass das in der Fluidführung 6 vorliegende Fluid im Wesentlichen repräsentativ für die Temperatur der in der Kurbelkammer 3 vorliegenden Zylinderbaugruppen ist oder diese sogar aufweist. Entsprechendes gilt für die Fluidführungen 7 und 8 und die Kurbelkammern 4 und 5.
Vorzugsweise sind die verwendeten Zylinderbaugruppen identisch und werden mit denselben Betriebsparametern betrieben. Entsprechend sind während eines Normalbetriebs der Brennkraftmaschine 2, in welchem kein Motorschaden vorliegt, die Temperaturen des Fluids in den Fluidführungen 6 bis 8 im Wesentlichen identisch. Tritt jedoch ein Motorschaden auf, welcher lediglich eine einzige der Zylinderbaugruppen oder zumindest nicht alle der Zylinderbaugruppen betrifft, so steigen die Temperaturen der betroffenen Zylinderbaugruppen und damit des Fluids in der mit der jeweiligen Zylinderbaugruppe in Warmeübertragungsverbindung stehenden Fluidführung 6, 7 oder 8 im Vergleich zu den weiteren Temperaturen an. Durch Berechnung eines Funktionswerts aus den bestimmten Temperaturen kann somit, sobald dieser Funktionswert einen bestimmten Grenzwert überschreitet, auf das Vorliegen des Motorschadens geschlossen und entsprechend ein Fehlersignal erzeugt werden. Insbesondere wenn die Brennkraftmaschine 2 auf dem Prüfstand 1 betrieben wird, ist es bei Auftreten des Fehlersignals sinnvoll, die Brennkraftmaschine 2 unverzüglich vollständig abzuschalten. Auf diese Weise kann der Motorschaden nicht zu weiteren Beschädigungen der Brennkraftmaschine 2 führen, sodass nachfolgend eine genaue Analyse des Motorschadens erfolgen kann. Bei Auftreten des Motorschadens in einer Brennkraftmaschine 2, welche nicht in dem Prüfstand 1 betrieben wird, kann beispielsweise anstelle der vollständigen Abschaltung zunächst eine Reduzierung der Leistung durchgeführt werden, um auch hier weitere Beschädigungen weitestgehend zu verhindern.
Liegt kein Motorschaden vor, so unterscheiden sich die Temperaturen des Fluids der verschiedenen Fluidführungen 6, 7 und 8 beispielsweise um maximal etwa 5 K. Bei Vorliegen des Motorschadens dagegen kann die Differenz zwischen der jeweils niedrigsten Temperatur und der jeweils höchsten Temperatur sehr stark, beispielsweise auf über 15 K, ansteigen. Entsprechend kann der Grenzwert auf diesen Wert gesetzt werden, um zuverlässig und frühzeitig den Motorschaden feststellen zu können.
Bezugszeichenliste

1: Prüfstand
2: Brennkraftmaschine
3: Kurbelkammer
4: Kurbelkammer
5: Kurbelkammer
6: Fluidführung
7: Fluidführung
8: Fluidführung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1171605 B1 [0003]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (2), insbesondere auf einem Prüfstand (1), wobei die Brennkraftmaschine (2) mehrere mit Fluid beaufschlagte Fluidführungen (6, 7, 8) aufweist und jede Fluidführung (6, 7, 8) mit einer Zylinderbaugruppe in Wärmeübertragungsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Temperatur des Fluids in zumindest zwei der Fluidführungen (6, 7, 8) stromabwärts der Wärmeübertragungsverbindung separat bestimmt wird und bei einem Überschreiten eines Grenzwerts durch wenigstens einen aus den bestimmten Temperaturen berechneten Funktionswert ein Fehlersignal erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine mehrere Kurbelkammern (3, 4, 5) aufweist, in welchen jeweils wenigstens eine Zylinderbaugruppe zumindest bereichsweise angeordnet ist, wobei aus jeder Kurbelkammer (3, 4, 5) eine als Fluidführung (6, 7, 8) dienende Schmiermittelleitung zu der Saugseite einer Fördereinrichtung führt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Funktionswert eine Differenz zwischen den wenigstens zwei bestimmten Temperaturen oder eine Differenz zwischen einer der Temperaturen und dem niedrigsten Wert aller bestimmten Temperaturen verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderbaugruppen identisch sind und/oder mit denselben Betriebsparametern, insbesondere demselben indizierten Mitteldruck, betrieben werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Fluidführung (6, 7, 8) mit demselben Fluiddurchsatz beaufschlagt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Fluidführung (6, 7, 8) eine eigene Fördereinrichtung zugeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidführung (6, 7, 8) als Teil einer Trockensumpfschmierung oder einer Nasssumpfschmiereinrichtung verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen des Fehlersignals der Prüfstand (1) und/oder die Brennkraftmaschine (2) zum Abschalten der Brennkraftmaschine (2) angesteuert werden.
Brennkraftmaschine (2), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit mehreren mit Fluid beaufschlagbaren Fluidführungen (6, 7, 8), wobei jede Fluidführung (6, 7, 8) mit einer Zylinderbaugruppe in Wärmeübertragungsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (2) dazu ausgebildet ist, die jeweilige Temperatur des Fluids in zumindest zwei der Fluidführungen (6, 7, 8) stromabwärts der Wärmeübertragungsverbindung separat zu bestimmen und bei einem Überschreiten eines Grenzwerts durch wenigstens einen aus den bestimmten Temperaturen berechneten Funktionswert ein Fehlersignal zu erzeugen.
Prüfstand (1) für eine Brennkraftmaschine (2), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brennkraftmaschine (2) mehrere mit Fluid beaufschlagbare Fluidführungen (6, 7, 8) aufweist und jede Fluidführung (6, 7, 8) mit einer Zylinderbaugruppe in Wärmeübertragungsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfstand (1) und/oder die Brennkraftmaschine (2) dazu ausgebildet sind, die jeweilige Temperatur des Fluids in zumindest zwei der Fluidführungen (6, 7, 8) stromabwärts der Wärmeübertragungsverbindung separat zu bestimmen und bei einem Überschreiten eines Grenzwerts durch wenigstens einen aus den bestimmten Temperaturen berechneten Funktionswert ein Fehlersignal zu erzeugen.