DE102014000108A1 - Method and device for calibrating an oil consumption meter - Google Patents

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DE102014000108A1
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Abstract

Verfahren zur Kalibrierung eines Ölverbrauchsmessgeräts für einen Verbrennungsmotor, indem außerhalb des Verbrennungsmotors eine Einrichtung zur Verbrennung eines, einen radioaktiven Tracer enthaltenden Öl-Kraftstoff-Gemischs angeordnet wird, das den Tracer enthaltende Abgas an vorgebbarer Stelle in den Abgasstrom des Verbrennungsmotors eingebracht wird, im Abgasströmungsrichtung gesehen hinter dieser Stelle ein Partikelfilter im Abgasstrang des Verbrennungsmotors vorgesehen wird, die im Partikelfilter gefilterten, den Tracer enthaltenden Partikel mittels eines Sensors gemessen werden und das Messergebnis einer Protokoll- und Auswerteeinheit zur Verfügung gestellt wird.A method for calibrating an oil consumption meter for an internal combustion engine, by a means for combustion of a, a radioactive tracer containing oil-fuel mixture is arranged outside the internal combustion engine, the tracer-containing exhaust gas is introduced at a predetermined location in the exhaust gas stream of the internal combustion engine, seen in the exhaust gas flow direction behind this point, a particle filter is provided in the exhaust line of the internal combustion engine, which are measured in the particle filter, the tracer-containing particles are measured by a sensor and the measurement result of a protocol and evaluation unit is provided.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines Ölverbrauchsmessgeräts für einen Verbrennungsmotor.The invention relates to a method for calibrating an oil consumption meter for an internal combustion engine.

Der US 7,428,838 B2 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Kalibrierung eines Ölverbrauchsmessgeräts zu entnehmen. Verfahrensgemäß soll die Konfiguration durch Analyse des Abgases herbeigeführt werden, indem dem Abgasstrang des Verbrennungsmotors ein Teilstrom entnommen wird. Diesem Teilstrom wird ein Öl zugegeben und verbrannt, wobei im Teilstrom Schwefel nachgewiesen werden soll.Of the US Pat. No. 7,428,838 B2 there is a method and a device for calibrating an oil consumption meter. According to the method, the configuration is to be brought about by analyzing the exhaust gas by removing a partial flow from the exhaust gas train of the internal combustion engine. An oil is added to this partial flow and burned, whereby sulfur is to be detected in the partial flow.

Die EP 1 723 320 B2 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung des Ölverbrauchs, der von einem in den Kreislauf zum Recycling der Gehäusegase eines internen Verbrennungsmotors befindlichen System zur Ölabtrennung herrührt, wobei die Gehäusegase aus dem Entweichen der Verbrennungsgase aus dem Brennraum resultieren, wobei

  • – das Schmieröl des Motors durch Einführen von mindestens einem radioaktiven Tracer in das Öl markiert wird,
  • – die den Motorblock verlassenden und mit Schmieröl beladenen Gehäusegase durch ein System zur Ölabtrennung befördert werden, wo mindestens ein Teil des in den Gasen enthaltenen Öls abgetrennt, gesammelt und zum Ölsumpf zurückgeführt wird,
  • – das Öl, das nicht von den aus dem System zur Ölabtrennung austretenden Gehäusegasen abgetrennt wird, in einer stromabwärts des Systems zur Ölabtrennung befindlichen Ölabscheidevorrichtung abgeschieden wird,
  • – mit Hilfe eines Detektors, der in der Nähe der Ölabscheidevorrichtung angeordnet wird und empfindlich gegenüber der durch den oder die radioaktiven Tracer emittierten ionisierenden Strahlung ist, die Radioaktivität des nicht in dem System zur Ölabtrennung abgetrennten und in der Ölabscheidevorrichtung zurückbehaltenen Öls gemessen wird, wobei der Detektor mit einem Material geschützt wird, das gegenüber der Strahlung, die durch das im in der Nähe angeordneten Motors umlaufende Schmieröl emittiert wird, so angepasst wird, dass der Detektor ausschließlich die Radioaktivität misst, die sich in der Abscheidevorrichtung akkumuliert, und
  • – die Ergebnisse dieser Messungen an einen Computer übermittelt werden, der in der Lage ist, ausgehend von diesen Ergebnissen den Verbrauch an nicht in dem System zur Abtrennung abgetrennten Schmieröl zu berechnen.
The EP 1 723 320 B2 discloses a method for determining the oil consumption resulting from an oil separation system in circulation for recycling the casing gases of an internal combustion engine, the casing gases resulting from the escape of the combustion gases from the combustion chamber, wherein
  • The lubricating oil of the engine is marked by introducing at least one radioactive tracer into the oil,
  • The casing gases leaving the engine block and loaded with lubricating oil are passed through an oil separation system where at least part of the oil contained in the gases is separated, collected and returned to the oil sump,
  • The oil, which is not separated from the casing gases leaving the oil separation system, is deposited in an oil separation device located downstream of the oil separation system,
  • By means of a detector placed in the vicinity of the oil separation device and sensitive to the ionizing radiation emitted by the radioactive tracer (s), the radioactivity of the oil not separated in the oil separation system and retained in the oil separation device is measured; Detector is protected with a material that is adapted to the radiation emitted by the lubricating oil circulating in the nearby engine, so that the detector exclusively measures the radioactivity that accumulates in the separator, and
  • The results of these measurements are transmitted to a computer capable of calculating the consumption of lubricating oil not separated in the separation system on the basis of these results.

Durch Vergleichsmessungen mit und ohne Öl im Abgasstrang werden über eine Auswerteeinheit Kalibrierungskoeffizienten gebildet.By comparison measurements with and without oil in the exhaust line calibration coefficients are formed via an evaluation unit.

Der Ölverbrauch eines Verbrennungsmotors ist ein wichtiges Merkmal für die Funktionsqualität der Kolben und Kolbenringbestückung. Dieser Ölverbrauch hängt hierbei sehr stark vom Betriebspunkt des jeweiligen Motors ab. Daher ist es von großer Bedeutung, ein geeignetes Messverfahren einsetzen zu können, um innerhalb kürzester Zeit ein Ölverbrauchskennfeld für den jeweiligen Motor erstellen zu können.The oil consumption of an internal combustion engine is an important feature for the functional quality of the piston and piston ring assembly. This oil consumption depends very much on the operating point of the respective engine. It is therefore of great importance to be able to use a suitable measuring method in order to be able to create an oil consumption map for the respective engine in a very short time.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Kalibrierung eines Ölverbrauchsmessgeräts bereitzustellen, durch welche mit einfachen Mitteln der tatsächliche Ölverbrauch eines Verbrennungsmotors analysiert werden kann, so dass für den Serieneinsatz dieses Motortyps eine eindeutige Vorhersage des jeweiligen Ölverbrauchs getroffen werden kann.The invention has for its object to provide a method and a device for calibrating an oil consumption meter, by which the actual oil consumption of an internal combustion engine can be analyzed with simple means, so that for the series use of this engine type a clear prediction of the respective oil consumption can be made.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Kalibrierung eines Ölverbrauchsmessgeräts für einen Verbrennungsmotor, indem außerhalb des Verbrennungsmotors eine Einrichtung zur Verbrennung eines, einen radioaktiven Tracer enthaltenden Öl-Kraftstoff-Gemischs angeordnet wird, das den Tracer enthaltende Abgas an vorgebbarer Stelle in den Abgasstrom des Verbrennungsmotors eingebracht wird, in Abgasströmungsrichtung gesehen hinter dieser Stelle ein Partikelfilter im Abgasstrang des Verbrennungsmotors vorgesehen wird, wobei die im Partikelfilter gefilterten, den Tracer enthaltenden Partikel mittels eines Sensors gemessen werden und das Messergebnis einer Protokoll- und Auswerteeinheit zur Verfügung gestellt wird.This object is achieved by a method for calibrating an oil consumption meter for an internal combustion engine by a device for combustion of a, a radioactive tracer-containing oil-fuel mixture is arranged outside the internal combustion engine, the tracer-containing exhaust gas in a predeterminable place in the exhaust gas stream of the internal combustion engine is introduced, seen in the exhaust gas flow direction behind this point, a particulate filter is provided in the exhaust line of the engine, wherein the filters in the particle filter, the tracer-containing particles are measured by a sensor and the measurement result of a protocol and evaluation unit is provided.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den zugehörigen verfahrensgemäßen Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous developments of the method according to the invention can be found in the associated subclaims.

Diese Aufgabe wird auch gelöst durch eine Einrichtung zur Kalibrierung eines Ölverbrauchsmessgeräts für einen Verbrennungsmotor, beinhaltend eine Einrichtung zur Verbrennung eines, einen radioaktiven Tracer enthaltenden Öl-Kraftstoff-Gemischs, die außerhalb des Verbrennungsmotor angeordnet ist, wobei die Einrichtung eine Abgasleitung aufweist und das Abgas der Einrichtung an vorgebbarer Stelle in den Abgasstrang des Verbrennungsmotors einbringbar ist, ein mit einem Sensor versehenes Partikelfilter sowie eine Protokoll- und Auswerteeinheit, wobei der Partikelfilter in Strömungsrichtung der zusammengeführten Gasströme im Abgasstrang des Verbrennungsmotors angeordnet ist, und wobei die durch den Sensor im Partikelfilter gemessenen Aktivitätsänderungen der Protokoll- und Auswerteeinheit zuführbar sind.This object is also achieved by a device for calibrating an oil consumption meter for an internal combustion engine, comprising means for burning a, a radioactive tracer-containing oil-fuel mixture, which is arranged outside of the internal combustion engine, wherein the device comprises an exhaust pipe and the exhaust gas of Device in a predeterminable position in the exhaust system of the internal combustion engine can be introduced, provided with a sensor particle filter and a protocol and evaluation, wherein the particulate filter is arranged in the flow direction of the combined gas streams in the exhaust line of the engine, and wherein the measured by the sensor in the particulate filter activity changes the protocol and evaluation unit can be fed.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind den zugehörigen gegenständlichen Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous developments of the device according to the invention can be found in the associated subject subclaims.

Als Tracer bezeichnet der Fachmann Substanzen (u. U. radioaktive Substanzen), die selbst in geringen Konzentrationen noch detektiert werden können. The person skilled in the art refers to substances (in particular radioactive substances) as tracers which can still be detected even in low concentrations.

Zum Einsatz gelangt hier ein für den jeweiligen Verbrennungsmotor geeignetes motorspezifisches Öl.Used here is a suitable for the particular engine engine-specific oil.

Der Tracer wird vorzugsweise durch ein radioaktives Isotop, insbesondere ein Isotop mit geringer Haltwertzeit, gebildet und ist anwendbar für alle Tracer-Messverfahren, bei denen der Tracer im Verbrennungsmotor zu einem Feststoff im Abgas umgewandelt wird und eine integrale Registrierung der Tracerrückstände im Abgas-Vollstrom erfolgen kann.The tracer is preferably formed by a radioactive isotope, in particular an isotope with a low holding time, and is applicable to all tracer measuring methods in which the tracer is converted to a solid in the exhaust gas in the internal combustion engine and an integral registration of the tracer residues in the exhaust gas full flow can.

Vorteilhafterweise kommt hierbei das Isotop Germanium 69 (Ge 69) zum Einsatz, das eine Haltwertzeit von etwas mehr als 1 ½ Tagen hat.Advantageously, this is the isotope germanium 69 (Ge 69) is used, which has a hold time of slightly more than 1 ½ days.

Die im Partikelfilter gemessene Aktivitätsänderung, die sich aus dem verbrannten, den Tracer enthaltenden, Öl ergibt, ist direkt die Kalibriergröße zwischen dem Zuwachs der Zerfallserscheinungen des Isotops zur verbrannten Ölmenge. Die Kalibrierung des Systems kann bedarfsweise so lange erfolgen, bis keine Aktivitätsänderungen mehr im Partikelfilter gegeben sind.The change in activity measured in the particulate filter, resulting from the burned oil containing the tracer, is directly the calibration value between the increase in isotope decay phenomena to the burned oil amount. If necessary, the calibration of the system can be carried out until there are no longer any activity changes in the particle filter.

Bei diesem neuartigen Kalibrierverfahren gibt es weder Verluste über den Brennraum des Motors noch Einflüsse von unterschiedlichen Brennverfahren, seien es direkt oder indirekt einspritzende Otto- oder Dieselmotoren.In this novel calibration method, there are no losses over the combustion chamber of the engine nor influences of different combustion processes, be it directly or indirectly injecting gasoline or diesel engines.

Die neuartige Kalibriermethode kann in den Kombinationen von Kalibriereinrichtung und Kalibrierverfahren durch folgende technische Merkmale charakterisiert werden:

  • – das radioaktiv getracerte Öl wird in einem geeigneten und bekannten Verhältnis mit Kraftstoff homogen gemischt und beispielsweise in den Tank der Kalibriereinrichtung eingefüllt.
  • – das Kraftstoff-Öl-Gemisch (Kalibriergemisch) wird bedarfsweise vor einem Einspritzventil aufgeheizt, um die für eine problemlose Einspritzung geringe Viskosität sicherzustellen.
  • – das Kalibriergemisch wird über ein Massendurchflussmessgerät einem Hochdruckeinspritzsystem zugeführt, welches das Gemisch unter hohem Druck in einen separaten Brenner einspritzt.
  • – der Brenner verbrennt das eingespritzte Kraftstoff-Öl-Gemisch unter Zufuhr einer auf die Einspritzmenge angepasste Luftmenge und unter Hilfe einer Zündeinrichtung vollständig.
  • – die gasförmigen Verbrennungsrückstände aus dem Brenner werden direkt dem Abgasrohr (Abgasstrang) des Verbrennungsmotors, beispielsweise hinter einem Abgasturbolader und einer Abgasnachbehandlungseinrichtung des Verbrennungsmotors zugeführt.
  • – durch unterschiedliche Einspritzraten bei der Einspritzung des Kraftstoff-Öl-Gemischs können mehrere Punkte in einer Kalibrierkurve ermittelt werden, welche den Zusammenhang zwischen der gemessenen Größe (Aktivitätszuwachs) und kalibrierte Größe (Ölverbrauch) herstellen.
The novel calibration method can be characterized in the combinations of calibration device and calibration method by the following technical features:
  • - The radioactively traced oil is homogeneously mixed in a suitable and known ratio with fuel and filled for example in the tank of the calibration.
  • - The fuel-oil mixture (calibration mixture) is heated, if necessary, in front of an injection valve to ensure low viscosity for easy injection.
  • - The calibration mixture is fed via a mass flow meter to a high-pressure injection system, which injects the mixture under high pressure in a separate burner.
  • - The burner burns the injected fuel-oil mixture with the supply of a quantity of air adapted to the injection quantity and with the aid of an ignition device completely.
  • - The gaseous combustion residues from the burner are fed directly to the exhaust pipe (exhaust line) of the engine, for example, behind an exhaust gas turbocharger and an exhaust aftertreatment device of the internal combustion engine.
  • - By different injection rates in the injection of the fuel-oil mixture several points can be determined in a calibration curve, which establish the relationship between the measured size (activity gain) and calibrated size (oil consumption).

In Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht auch die Möglichkeit das Schmieröl des Verbrennungsmotors mit einem Tracer zu versehen. Hierbei kann der gleiche Tracer zum Einsatz gelangen, wie er auch beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik kann bei diesem ergänzenden Vorschlag der Tracer im Schmieröl verbleiben.In further developments of the method according to the invention, it is also possible to provide the lubricating oil of the internal combustion engine with a tracer. Here, the same tracer can be used, as it is also used in the method according to the invention. In contrast to the prior art, the tracer can remain in the lubricating oil in this additional proposal.

Solange die Kaibriereinrichtung kein Kraftstoff-Öl-Gemisch einspritzt und verbrennt, stellt sich allein durch den konstanten Ölverbrauch des Verbrennungsmotors in einem stationären Betriebspunkt in einer ersten Phase ein konstanter Aktivitätsanstieg (dA/dt)1 ein. Wird jetzt durch Aktivierung der Einspritzung mit einer geringen Einspritzrate in einer zweiten Phase ein zusätzlicher Aktivitätszuwachs mittels der Kalibriereinrichtung erzeugt, stellt sich gegenüber Phase 1 ein höherer Aktivitätsanstieg (dA/dt)2 ein. Wird in einer dritten Phase die Einspritzrate in die Einspritzung noch weiter vergrößert, stellt sich ein maximaler Aktivitätsanstieg (dA/dt)3 ein. Nach Abschaltung der Einspritzung in der Kalibriereinrichtung bei weiter im Stationärbetrieb laufenden Verbrennungsmotor stabilisiert sich der Signalverlauf von Phase 4 mit einer Steigung (dA/dt)4, die nahezu parallel zur Steigung in Phase 1 verlaufen sollte.As long as the Kaibriereinrichtung injects no fuel-oil mixture and burns, sets itself alone by the constant oil consumption of the internal combustion engine at a steady state operating point in a first phase, a constant increase in activity (dA / dt) 1 a. If, by activating the injection with a low injection rate in a second phase, an additional increase in activity is generated by means of the calibration device, a higher increase in activity (dA / dt) 2 is established in comparison with phase 1. If the injection rate into the injection is increased even further in a third phase, a maximum increase in activity (dA / dt) 3 occurs . After switching off the injection in the calibration device with running in stationary operation internal combustion engine, the waveform of phase 4 stabilized with a slope (dA / dt) 4 , which should be almost parallel to the slope in phase 1.

Die Steigungen (dA/dt)1 und (dA/dt)4 entsprechen definitionsgemäß einem Ölverbrauch von 0 g/h. Mit den über diese Prozedur gewonnenen Kalibrierwerten (dA/dt)2 und (dA/dt)3' bzw. zusätzlichen Stützpunkten durch weiter veränderte Einspritzraten kenn eine Kalibrierkurve erstellt werden, die die Zuordnung ermittelter Aktivitätsanstiege (dA/dt)x zum entsprechenden Ölverbrauch zulässt.The slopes (dA / dt) 1 and (dA / dt) 4 correspond by definition to an oil consumption of 0 g / h. With the calibration values (dA / dt) 2 and (dA / dt) 3 ' obtained by this procedure or additional interpolation points due to further changed injection rates, a calibration curve can be created which permits the assignment of ascertained activity increases (dA / dt) x to the corresponding oil consumption ,

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:The subject invention is illustrated by an embodiment and will be described as follows. Show it:

1 Funktionsschema einer Einrichtung zur Kalibrierung eines Ölverbrauchsmessgeräts für einen Verbrennungsmotor; 1 Functional diagram of a device for calibrating an oil consumption meter for an internal combustion engine;

2 Schaubild des Zerfalls des Tracers (Zeitverlauf des Aktivitätssignals). 2 Diagram of the decay of the tracer (time course of the activity signal).

1 zeigt das Funktionsprinzip einer Einrichtung zur Kalibrierung eines Ölverbrauchsmessgeräts. Dargestellt ist ein Verbrennungsmotor 1, wie er beispielsweise auf einem Motorprüfstand eingesetzt wird, ein damit verbundener rohrförmig ausgebildeter Abgasstrang 2, eine außerhalb des Verbrennungsmotors 1 vorgesehene Einrichtung 3 zur Verbrennung eines, einen radioaktiven Tracer enthaltenden Öl-Kraftstoff-Gemischs, ein Partikelfilter 4 sowie ein, einen Sensor 5 enthaltendes Aktivitätsmessgerät 6. Das Funktionsschema ist hierbei als eine Art Prüfstand zu verstehen, wobei das als Protokoll- und Auswerteeinheit ausgebildete Aktivitätsmessgerät 6, respektive dessen errechneten Werte/Parameter, zur Kalibrierung des Ölverbrauchsmessgeräts verwendet werden. Die prüfstandseitig ermittelten Messwerte des jeweiligen Verbrennungsmotors 1 sind Zustandsgrößen, wie sie im Serienbetrieb dieses Verbrennungsmotors 1 berücksichtig werden können. Die allgemein mit dem Bezugszeichen 3 versehene Einrichtung soll in diesem Beispiel folgende Bauteile enthalten:

  • – einen Kraftstoffbehälter 7,
  • – ein Dosier- und Einspritzsystem 8,
  • – einen Brenner 9.
1 shows the functional principle of a device for calibrating an oil consumption meter. Shown is an internal combustion engine 1 , as it is used, for example, on an engine test bench, an associated tubular exhaust system 2 , one outside the internal combustion engine 1 provided device 3 for burning an oil-fuel mixture containing a radioactive tracer, a particulate filter 4 and a, a sensor 5 containing activity meter 6 , The functional diagram is to be understood here as a kind of test bench, wherein the activity measuring device designed as a protocol and evaluation unit 6 or their calculated values / parameters are used to calibrate the oil consumption meter. The measured values of the respective combustion engine determined by the test stand 1 are state variables, as in series operation of this internal combustion engine 1 can be taken into account. The generally with the reference numeral 3 provided device should contain the following components in this example:
  • - a fuel tank 7 .
  • - a dosing and injection system 8th .
  • - a burner 9 ,

Der Brenner 9 beinhaltet eine Abgasleitung 10, die an vorgebbarer Stelle 11, beispielsweise hinter einer Abgasreinigungseinrichtung (nicht dargestellt), mit dem Abgasstrang 2 des Verbrennungsmotors 1 verbunden ist. Radioaktiv getracertes Öl 12 wird in einem geeigneten und bekannten Verhältnis mit dem im Tank 7 vorhandenen Kraftstoff vermischt. Das Kraftstoff-ÖL-Gemisch (Kalibriergemisch) kann bedarfsweise vor der Dosier- und Einspritzeinrichtung 8 aufgeheizt werden (nicht dargestellt), um eine für eine problemlose Einspritzung notwendige geringe Viskosität des Gemisches sicherzustellen.The burner 9 includes an exhaust pipe 10 , in a predefinable position 11 , For example, behind an exhaust purification device (not shown), with the exhaust line 2 of the internal combustion engine 1 connected is. Radioactively tracerated oil 12 will be in a suitable and known relationship with the one in the tank 7 existing fuel mixed. The fuel-oil mixture (calibration mixture) can if necessary before the metering and injection device 8th be heated (not shown) to ensure a necessary for trouble-free injection low viscosity of the mixture.

Zu Messzwecken wird der Verbrennungsmotor 1 mit vorgebbarer Drehzahl betrieben, so dass Abgase im Vollstrom in den Abgasstrang 2 eingebracht werden.For measurement purposes, the internal combustion engine 1 operated at a predefinable speed, so that exhaust gases in full flow in the exhaust system 2 be introduced.

Die Dosier- und Einspritzeinrichtung 8 bringt das den Tracer enthaltende Öl-Kraftstoff-Gemisch unter hohem Druck in den Brenner 9 ein. Der Brenner 9 verbrennt das eingespritzte Kraftstoff-Öl-Gemisch unter Zufuhr der auf die Einspritzmenge angepassten Luftmenge 13 und unter Einbeziehung einer nicht dargestellten Zündeinrichtung vollständig. Die Verbrennungsrückstände aus dem Brenner 9 werden direkt dem Abgasstrang 2 des Verbrennungsmotors 1 an der Stelle 11 (bedarfsweise hinter einem Abgasturbolader und/oder einer Abgasnachbehandlungseinrichtung) zugeführt. Das den Tracer enthaltende Abgas des Brenners 9 wird somit dem Vollstrom (Abgasstrom) des Verbrennungsmoros 1 aufgegeben. Hinter der Stelle 11 werden somit beide Abgasströme, nämlich derjenige des Verbrennungsmotors 1 und derjenige des Brenners 9 in den Partikelfilter 4 eingebracht. Durch unterschiedliche Einspritzraten bei der Einspritzung des Kraftstoff-Öl-Gemischs in den Brenner 9 können mehrere Punkte in einer Kalibrierkurve ermittelt werden, welche den Zusammenhang zwischen der gemessenen Größe (Aktivitätszuwachs) und kalibrierte Größe (Ölverbrauch) herstellen. Die Messung im Partikelfilter 4 erfolgt – wie bereits angesprochen – über den Sensor 5, der mit dem Aktivitätsmessgerät 6 verbunden ist. Die Kalibrierung des Ölverbrauchsmessgeräts wird so lange durchgeführt, bis keine Aktivitätsänderung mehr im Partikelfilter 4 gegeben ist.The metering and injection device 8th brings the tracer containing oil-fuel mixture under high pressure in the burner 9 one. The burner 9 burns the injected fuel-oil mixture while supplying the amount of air adjusted to the injection quantity 13 and including a non-illustrated ignition completely. The combustion residues from the burner 9 be directly to the exhaust system 2 of the internal combustion engine 1 at the point 11 (As needed, behind an exhaust gas turbocharger and / or an exhaust aftertreatment device) supplied. The exhaust gas containing the tracer of the burner 9 thus becomes the full flow (exhaust gas flow) of the combustion moros 1 given up. Behind the spot 11 Thus, both exhaust gas streams, namely that of the internal combustion engine 1 and the one of the burner 9 in the particle filter 4 brought in. Due to different injection rates when injecting the fuel-oil mixture into the burner 9 Several points can be determined in a calibration curve, which establish the relationship between the measured quantity (increase in activity) and calibrated size (oil consumption). The measurement in the particle filter 4 takes place - as already mentioned - via the sensor 5 that with the activity meter 6 connected is. The calibration of the oil consumption meter is carried out until no activity change in the particulate filter 4 given is.

2 zeigt ein Schaubild, welchem der radioaktive Zerfall des zum Einsatz gelangenden Tracers, in diesem Beispiel das Germanium 69 Isotop, entnommen werden kann. Das Schaubild zeigt über die Zeit (t) den Zerfall des radioaktiven Isotops in counts per seconds (cps). Die untere Gerade zeigt, dass im Partikelfilter 4 noch keine durch Verbrennung in der Einrichtung 3 messbare Radioaktivität gegeben ist. Der Verbrennungsmotor 1 soll in diesem Beispiel mit einer vorgebbaren Drehzahl betrieben werden, die einen Vollstrom der Abgase im Abgasstrang 2 bildet. Die neben dem Verbrennungsmotor 1 angeordnete Einrichtung 3 wird nun dadurch aktiviert, dass dem Brenner 9 definierte Mengen eines, den radioaktiven Tracers enthaltenden Öl-Kraftstoff-Gemischs zugeführt werden und unter Zuführung entsprechender Luftmengen eine vollständige Verbrennung dieses Kraftstoff-Öl-Gemischs durchgeführt wird. Dem Vollstrom des Verbrennungsmotors 1 wird dann das Abgas des Brenners 9 an entsprechender Stelle 11 aufgegeben. Die gemeinsamen Gasströme werden nun in den Partikelfilter 4 eingebracht, so dass nach und nach, über die Zeit (t) gesehen, sich eine Aktivitätssteigerung des nachweisbaren Isotops im Partikelfilter 4 einstellt. Bei konstanter Verbrennung des Kraftstoff-Öl-Gemischs durch den Brenner 9 verbleibt schließlich eine gleichbleibende messbare Aktivität im Partikelfilter 4. Der Protokoll- und Auswerteeinheit 6 ist die Halbwertzeit des verwendeten Isotops bekannt. Anhand der durch den Sensor 5 gelieferten Messwerte wird eine ständige Gegenrechnung zwischen der Halbwertzeit des Isotops und der übermittelten Zerfallsdaten durchgeführt, die sich in ermittelbaren Werten widerspiegelt. Nun kann der Ölverbrauch, etwa wie nachstehend angegeben, ermittelt werden:

x
= Anzahl cps/h (Messsignal/Auswertesignal)
y
= Anzahl cps/g Öl (Kalibriergröße)
x / y = Anzahl cps g Öl / Anzahl cps h = gÖl / h 2 shows a graph from which the radioactive decay of the tracer used, in this example, the germanium 69 isotope, can be removed. The graph shows the decay of the radioactive isotope in counts per second (cps) over time (t). The lower straight line shows that in the particle filter 4 not yet due to combustion in the facility 3 measurable radioactivity is given. The internal combustion engine 1 should be operated in this example with a predetermined speed, the full flow of exhaust gases in the exhaust system 2 forms. The next to the internal combustion engine 1 arranged device 3 is now activated by the fact that the burner 9 defined amounts of the radioactive tracers containing oil-fuel mixture are supplied and with the supply of appropriate amounts of air complete combustion of this fuel-oil mixture is performed. The full flow of the internal combustion engine 1 then becomes the exhaust of the burner 9 in the appropriate place 11 given up. The common gas streams are now in the particle filter 4 introduced, so that gradually, seen over time (t), an increase in activity of the detectable isotope in the particulate filter 4 established. With constant combustion of the fuel-oil mixture through the burner 9 Finally, a constant measurable activity remains in the particle filter 4 , The protocol and evaluation unit 6 the half-life of the isotope used is known. Look through the sensor 5 supplied measured values, a continuous calculation between the half-life of the isotope and the transmitted decay data is carried out, which is reflected in determinable values. Now the oil consumption can be determined, as indicated below:
x
= Number of cps / h (measuring signal / evaluation signal)
y
= Number of cps / g oil (calibration size)
x / y = number cps g oil / number cps h = gÖl / h

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 7428838 B2 [0002] US 7428838 B2 [0002]
  • EP 1723320 B2 [0003] EP 1723320 B2 [0003]

Claims (13)

Verfahren zur Kalibrierung eines Ölverbrauchsmessgeräts für einen Verbrennungsmotor, indem außerhalb des Verbrennungsmotors (1) eine Einrichtung (3) zur Verbrennung eines, einen radioaktiven Tracer enthaltenden Öl-Kraftstoff-Gemischs angeordnet wird, das den Tracer enthaltende Abgas an vorgebbarer Stelle (11) in den Abgasstrom des Verbrennungsmotors (1) eingebracht wird, in Abgasströmungsrichtung gesehen hinter dieser Stelle (11) ein Partikelfilter (4) im Abgasstrang (2) des Verbrennungsmotors (1) vorgesehen wird, die im Partikelfilter (4) gefilterten, den Tracer enthaltenden Partikel mittels eines Sensors (5) gemessen werden und das Messergebnis einer Protokoll- und Auswerteeinheit (6) zur Verfügung gestellt wird.Method for calibrating an oil consumption meter for an internal combustion engine by operating outside the internal combustion engine ( 1 ) An institution ( 3 ) is arranged for combustion of an oil-fuel mixture containing a radioactive tracer, the exhaust gas containing the tracer at a predefinable point ( 11 ) in the exhaust gas stream of the internal combustion engine ( 1 ), seen in the exhaust gas flow direction behind this point ( 11 ) a particle filter ( 4 ) in the exhaust line ( 2 ) of the internal combustion engine ( 1 ) provided in the particulate filter ( 4 ) filtered particles containing the tracer by means of a sensor ( 5 ) and the measurement result of a protocol and evaluation unit ( 6 ) is made available. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Partikelfilter (4) gemessene Aktivitätsänderung des Tracers, die sich aus einer definierten verbrannten Öl-Kraftstoff-Menge ergibt, als direkte Kalibriergröße zwischen dem Zuwachs der Zerfallserscheinungen des Tracers zur verbrannten Öl-Kraftstoffmenge eingesetzt wird.A method according to claim 1, characterized in that in the particulate filter ( 4 ) measured activity change of the tracer, which results from a defined burned oil-fuel amount, is used as a direct calibration between the increase of the decay phenomena of the tracer to the burned oil fuel quantity. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Tracer ein radioaktives Isotop, insbesondere ein Isotop mit geringer Halbwertzeit, eingesetzt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that a radioactive isotope, in particular an isotope with a low half-life, is used as the tracer. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Isotop Germanium 69 eingesetzt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that germanium 69 is used as the isotope. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierung des Ölverbrauchsmessgeräts so lange durchgeführt wird, bis keine Aktivitätsänderung mehr im Partikelfilter (4) nachgewiesen wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the calibration of the oil consumption meter is carried out until no more activity change in the particulate filter ( 4 ) is detected. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmieröl des Verbrennungsmotors mit einem Tracer versehen wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the lubricating oil of the internal combustion engine is provided with a tracer. Vorrichtung zur Kalibrierung eines Ölverbrauchsmessgeräts für einen Verbrennungsmotor (1), beinhaltend eine Einrichtung (3) zur Verbrennung eines, einen radioaktiven enthaltenden Tracer enthaltenden Öl-Kraftstoff-Gemischs, die außerhalb des Verbrennungsmotor (1) angeordnet ist, wobei die Einrichtung (3) eine Abgasleitung (10) aufweist und das Abgas der Einrichtung (3) an vorgebbarer Stelle (11) in den Abgasstrang (2) des Verbrennungsmotors (1) einbringbar ist, ein mit einem Sensor (5) zusammenwirkendes Partikelfilter (4) sowie eine Protokoll- und Auswerteeinheit (6), wobei der Partikelfilter (4) in Strömungsrichtung der zusammengeführten Gasströme im Abgasstrang (2) des Verbrennungsmotors (1) angeordnet ist und wobei die durch den Sensor (5) im Partikelfilter (4) gemessenen Aktivitätsänderungen der Protokoll- und Auswerteeinheit (6) zuführbar sind.Device for calibrating an oil consumption meter for an internal combustion engine ( 1 ), including a facility ( 3 ) for combustion of a radioactive-containing tracer-containing oil-fuel mixture outside the internal combustion engine ( 1 ), the device ( 3 ) an exhaust pipe ( 10 ) and the exhaust gas of the device ( 3 ) at a predefinable point ( 11 ) in the exhaust line ( 2 ) of the internal combustion engine ( 1 ), one with a sensor ( 5 ) cooperating particle filter ( 4 ) and a protocol and evaluation unit ( 6 ), the particle filter ( 4 ) in the flow direction of the combined gas streams in the exhaust line ( 2 ) of the internal combustion engine ( 1 ) is arranged and whereby by the sensor ( 5 ) in the particle filter ( 4 ) measured activity changes of the protocol and evaluation unit ( 6 ) can be supplied. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Öl ein motorspezifisches Öl einsetzbar ist.Apparatus according to claim 7, characterized in that a motor-specific oil can be used as oil. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Tracer durch ein radioaktives Isotop, insbesondere ein Isotop mit geringer Halbwertzeit, gebildet ist.Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the tracer is formed by a radioactive isotope, in particular an isotope with a low half-life. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Tracer das Germanium 69 Isotop einsetzbar ist.Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the germanium 69 isotope can be used as a tracer. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (3) zumindest einen Kraftstoffbehälter (7), ein Dosier- und Einspritzsystem (8) sowie einen Brenner (9) beinhaltet.Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the device ( 3 ) at least one fuel tank ( 7 ), a metering and injection system ( 8th ) and a burner ( 9 ) includes. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (9) die Abgasleitung (10) beinhaltet, die an vorgebbarer Stelle (11) an den Abgasstrang (2) des Verbrennungsmotors (1) angeschlossen ist.Device according to one of claims 7 to 11, characterized in that the burner ( 9 ) the exhaust pipe ( 10 ), which can be specified ( 11 ) to the exhaust gas line ( 2 ) of the internal combustion engine ( 1 ) connected. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das den Tracer enthaltende Öl-Kraftstoff-Gemisch vor Einbringung in das Einspritzsystem (8) auf eine vorgebbare Temperatur erwärmbar ist.Device according to one of claims 7 to 12, characterized in that the oil-fuel mixture containing the tracer prior to introduction into the injection system ( 8th ) Can be heated to a predetermined temperature.
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