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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kühlung eines Kolbens einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, wobei den Kolben über eine Düseneinrichtung unter Druck stehendes Schmieröl zugeführt wird.
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Beim Betrieb von Brennkraftmaschinen wird im Zylinder die in Kraftstoff gebundene chemische Energie in Wärme umgewandelt. Ein Teil dieser Wärme wird vom Kolben in mechanische Arbeit umgewandelt und diese über das Pleuel auf die Kurbelwelle übertragen. Der Rest dieser Wärme wird teils mittels des Abgases abgeführt und teils durch Konvektion und Strahlung auf die den Brennraum begrenzenden Teile der Brennkraftmaschine übertragen. Insbesondere sind die Kolben einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, dabei in erster Linie der Kolbenboden als bewegliche Wand des Brennraumes sehr hohen Temperaturen ausgesetzt.
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Bei hoch belasteten, modernen Brennkraftmaschinen mit immer steigenden spezifischen Leistungen, beispielsweise durch Downsizing und Aufladung kommt man dann in der Regel nicht mehr ohne besondere Kühlung der Kolben aus, um die Betriebssicherheit zu gewährleisten.
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Zur Reduzierung der Kolbentemperatur ist es bekannt, eine Kühlfläche des Kolbens, meist die Unterseite des Kolbenbodens mittels des Schmieröls aus dem Schmierölkreislauf anzuspritzen. Hierzu sind im Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine sog. Kolbenspritzdüsen gehäusefest angeordnet und mit dem Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine verbunden. Der aus den Kolbenspritzdüsen austretende Schmierölstrahl ist auf die Unterseite des Kolbenbodens gerichtet, so dass das Schmieröl Wärme aufnimmt und damit diese Stelle gekühlt wird. Ein solches Vorgehen wird im Allgemeinen als Anspritzkühlung bezeichnet.
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Werden elektrisch schaltbare Kolbenspritzdüsen zur Anspritzkühlung verwendet, so werden diese in der Regel erst bei Erreichen eines vorgegebenen Schwellenwertes für die Brennkraftmaschinentemperatur zum Anspritzen des Kolbens freigegeben. Die abgespritzte Menge an Schmieröl ist dabei abhängig von Last und Drehzahl der Hubkolbenbrennkraftmaschine. Die dynamische Änderung der Temperatur auf der Kolbenoberfläche, insbesondere am Kolbenboden wird dabei nicht berücksichtigt. Dies führt dazu, dass bei Wiedereinsetzen der Kraftstoffeinspritzung nach einer Schubabschaltungsphase die Kolbenoberfläche sofort durch den Kraftstoff gekühlt wird, bevor sie die maximal erlaubte Temperatur erreicht hat. Somit wird vorhandenes Potential hinsichtlich Senkung des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen nicht vollständig ausgeschöpft. Auch wird bei bekannten Systemen der Schmieröldruck durch entsprechende Ansteuerung der Schmierölpumpe bei Überschreiten einer vorgegebenen Drehzahl der Brennkraftmaschine erhöht, ohne dass dabei die dynamische Temperaturänderung der Kolbenoberfläche berücksichtigt wird.
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Die
DE 10 2004 017 909 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Kühlung von zumindest einem Kolben einer Brennkraftmaschine mittels einer Schmierölpumpe, welche Öl aus dem Schmierölkreislauf jeden Kolben über jeweils eine, eine Austrittsöffnung aufweisende Zuführleitung zumindest bodenseitig zuführt, wobei die Ölzufuhr über zumindest ein Ventil erfolgt. Hierbei wird entweder eine Schmierölpumpe oder ein Magnetventil lastabhängig gesteuert. Eine Steuereinheit gewährleistet, dass die Schmierölpumpe zur Bereitstellung eines variablen Druckes im Schmierölkreislauf bei unterschiedlichen Betriebszuständen lastabhängig geregelt wird, wobei ein Rückschlagventil eine Zuführung von Schmieröl erst ab einem definierten Druck im Schmierölkreislauf zulässt. Bei einer anderen Variante ist das Ventil ein steuerbares Magnetventil, welches von der Steuereinheit lastabhängig gesteuert wird. Zudem kann das Magnetventil zusätzlich in Abhängigkeit von der Motortemperatur, der Motordrehzahl und/oder der Schmieröltemperatur angesteuert werden.
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Aus der
DE 10 2005 006 054 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb einer Hubkolbenmaschine bekannt, welche ein Schaltventil zur Steuerung der Ölmenge zur Kühlung des Kolbens aufweist, wobei das Schaltventil die Vorrichtung zur Kühlung des Kolbens betriebspunktabhängig steuert. Das Schaltventil wird von einem Steuergerät angesteuert, welches Betriebsparameter wie z. B. die Drehzahl, die Last, die Kühlmitteltemperatur, die Öltemperatur und/oder die hydraulische Anforderung als Eingangswert erhält. Hieraus errechnet das Steuergerät die Öffnungszeiten des Schaltventils. Aus den Betriebsparametern ermittelt das Steuergerät den Kühlbedarf und veranlasst das Schaltventil intermittierend zu öffnen. Allerdings schließt das Schaltventil nicht bei höchster Belastung des Kolbens, vielmehr ist das Schaltventil dauernd geöffnet. Das Schaltventil wird geschlossen, wenn an einer anderen Stelle der Hubkolbenmaschine ein vorübergehend erhöhter Ölbedarf vom Steuergerät für ein hydraulisch zu betätigendes Element, beispielsweise für einen Nockenwellenversteller festgestellt wird.
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In der
DE 10 2013 219 860 A1 werden verschiedene Ausführungsformen von Systemen und Verfahren, die die Steuerung von Öleinspritzung für Kolbenkühlung in einer Kraftmaschine betreffen, offenbart. Bei einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren während eines Kraftmaschinenkaltstartereignisses Aktivieren von Öleinspritzung auf einen Kolben einer Kraftmaschine. Deaktivieren von Öleinspritzung nach dem Kraftmaschinenkaltstartereignis und erneutes Aktivieren der Öleinspritzung nach dem Kraftmaschinenkaltstartereignis basierend auf einem ersten Betriebsparameter.
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Aus der
DE 10 2014 203 930 A1 sind ein System und ein Verfahren zum Kühlen von Kraftmaschinenkolben bekannt. Das Verfahren zum Betreiben einer Kraftmaschine umfasst dabei Folgendes: Betreiben eines Kolbenkühlstrahls im Ansprechen auf eine Kraftmaschinen-Drehmomentdifferenz zwischen dem Betreiben bei einem Grenzzündfunken, während der Kolbenkühlstrahl bei einer Kraftmaschinendrehzahl- und Last betrieben wird, und dem Betreiben bei einem Grenzzündfunken, während der Kolbenkühlstrahl bei der Kraftmaschinendrehzahl- und Last nicht betrieben wird. Der Kolbenkühlstrahl sprüht dabei Kraftmaschinenöl auf eine Bodenseite eines Kolbens. Der Kolbenkühlstrahl wird dabei über das Öffnen eines Ventils zwischen einer Ölpumpe und dem Kolbenkühlstrahl betrieben.
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Die
DE 10 2007 003 245 A1 zeigt ein Verfahren zum Schätzen der Temperatur in einem Motor, das umfasst, dass Metalltemperaturen an jedem mehrerer Knoten geschätzt werden und eine Kühlmitteltemperatur geschätzt wird. Das Verfahren umfasst ferner, dass eine gemessene Kühlmitteltemperatur detektiert wird und auf der Grundlage einer Differenz zwischen der geschätzten Kühlmitteltemperatur und der gemessenen Kühlmitteltemperatur eine Verstärkung ermittelt wird. Das Verfahren stellt die Metalltemperaturen an jedem der mehreren Knoten auf der Grundlage der Verstärkung ein. Das Verfahren schätzt Metalltemperaturen der Motorkomponenten ohne Temperatursensoren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, das bzw. die auf effektive Weise eine bedarfsgerechte Kühlung eines Kolbens einer Hubkolbenbrennkraftmaschine gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine korrespondierende Vorrichtung zum Kühlen eines Kolbens einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, die ein Schmierölsystem zur Schmierung und Kühlung aufweist, mit mindestens einer in einem Kurbelgehäuse der Hubkolbenbrennkraftmaschine angeordneten, elektrisch ansteuerbaren Kolbenspritzdüse der mittels einer elektrisch ansteuerbaren Schmierölpumpe bei Bedarf Schmieröl aus dem Schmierölsystem zugeführt wird. Die mindestens eine Kolbenspritzdüse weist mindestens eine Austrittsöffnung für das Schmieröl auf, wobei die mindestens eine Austrittsöffnung derart ausgerichtet ist, dass S,chmieröl auf die Unterseite des Kolbens gespritzt wird. Die dem Kolben zugeführte Menge an Schmieröl wird in Abhängigkeit der aktuellen Oberflächentemperatur des Kolbens geregelt, wobei eine stationäre Oberflächentemperatur des Kolbens mit Hilfe einer Modellbildung auf der Basis von mehreren Betriebsparametern der Hubkolbenbrennkraftmaschine ermittelt wird und als Betriebsparameter eine Drehzahl, ein induziertes Drehmoment, eine Kühlmitteltemperatur der Hubkolbenbrennkraftmaschine, und eine Erwärmungszeitkonstante herangezogen werden, wobei die Erwärmungszeitkonstante in Abhängigkeit der Drehzahl der Hubkolbenbrennkraftmaschine gewählt ist.
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Durch Berücksichtigung der während des Betriebes der Hubkolbenbrennkraftmaschine auftretenden Änderung der Temperatur der Kolbenoberfläche, auch als sogenannte dynamische Kolbenoberflächentemperatur bezeichnet, kann die Anspritzung des Kolbens mit Schmieröl und damit die Kühlung des Kolbens derart erfolgen, dass er mit maximal erlaubter Temperatur betrieben werden kann, ohne dass einerseits thermische Schäden am Kolben auftreten und anderseits ein wirtschaftlicher Betrieb hinsichtlich hohem Wirkungsgrad und geringen Emissionen möglich ist.
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Dadurch kann auf einen Temperatursensor verzichtet werden, welcher ohnehin nicht die Temperatur des Kolbens direkt erfassen könnte, sondern nur mittelbar an einem stationären Motorteil in der Nähe des Kolbens, was wiederum ungenaue Ergebnisse liefern würde.
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Da diese Betriebsparameter ohnehin in der Steuerungseinrichtung für andere Steuer- und/oder Regelungsstrategien vorhanden sind, sind, ergibt sich ein einfaches Verfahren ohne den Bedarf von zusätzlicher Sensorik.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgastalung des Verfahrens wird dem Kolben nur Schmieröl zur Kühlung zugeführt, wenn die stationäre Oberflächentemperatur des Kolbens einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. So kann ansonsten aufzuwendende Energie für die Schmierölpumpe und der Kolbenspritzdüse in Betriebspunkten geringer Last und/oder Drehzahl der Hubkolbenbrennkraftmaschine vermieden werden.
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Durch Verwendung eines Korrekturtermes, der abhängig von der abgespritzten Menge an Schmieröl pro Zyklus und der Drehzahl der Hubkolbenbrennkraftmaschine gewählt ist, wird die stationäre Oberflächentemperatur des Kolbens korrigiert, wodurch dynamische Einflüsse berücksichtigt werden und eine genaue Dosierung hinsichtlich Menge und Druck des abzuspritzenden Schmieröls ermöglicht wird.
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Ein besonders effektives Verfahren ergibt sich, wenn die Menge an Schmieröl, mit welcher der Kolben angespritzt wird, mittels eines Reglers derart geregelt wird, dass die Abweichung zwischen dem Wert der aktuellen Oberflächentemperatur des Kolbens und dem Schwellenwert den Wert Null annimmt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird dann, wenn die geforderte Menge an Schmieröl pro Zyklus bei hoher Drehzahl und hoher Last der Hubkolbenbrennkraftmaschine beim aktuellen Schmieröldruck nicht realisiert werden kann, um den Schwellenwert einzuhalten, über den Regler zusätzlich der Schmieröldruck passend zum Mengenbedarf angehoben wird. So kann eine optimale Kühlung des Kolbens erreicht werden, ohne dass dabei der Schwellenwert überschritten wird.
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Wird eine Kolbenspritzdüse mit mehreren Austrittsöffnungen verwendet, so ist es vorteilhaft, dass unterschiedliche Teilbereiche der Unterseite des Kolbens angespritzt werden. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßigere Wärmeabfuhr von der Kolbenoberfläche und sogenannte hotspots können vermieden werden.
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Sollen Kolben gekühlt werden, welche an deren Unterseite Kühlkanäle aufweisen, die in das Innere der Kolben führen, so ist es vorteilhaft dass die Austrittsöffnungen der Kolbenspritzdüsen derart ausgerichtet sind, dass Schmieröl auf und in die Eingänge dieser Kühlkanäle gespritzt wird. So ergibt sich eine sehr effektive Kühlung des Kolbens Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine Vorrichtung zur Kühlung eines Kolbens einer Hubkolbenbrennkraftmaschine und
- 2 ein Ablaufdiagramm zum Betreiben der Vorrichtung.
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Die 1 zeigt in Prinzipdarstellung eine Vorrichtung 10 zur Kühlung eines innerhalb eines Zylinders angeordneten Kolbens 21 einer nur teilweise dargestellten Hubkolbenbrennkraftmaschine 20. Die Hubkolbenbrennkraftmaschine 20 weist ein Kurbelgehäuse 22 auf, das eine Kurbelwelle 23 aufnimmt und auch eine Pleuelstange 24, welche mit dem Kolben 21 gekoppelt ist, so dass die Auf- und Abbewegung des Kolbens 21 in eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle 23 umgewandelt wird.
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Das Kurbelgehäuse 22 ist teilweise mit Schmieröl 11, meist als Motoröl bezeichnet, befüllt. Eine elektrisch angetriebene Schmierölpumpe 12 saugt mittels einer Saugleitung 13 das Schmieröl 11 aus einer, einen Teil des Kurbelgehäuses 22 bildenden Ölwanne 25 an und versorgt über eine an der Druckseite der Schmierölpumpe 12 angeschlossene Zuführleitung 14 den Kolben 21 zwecks Kühlung mit Schmieröl 11. Hierzu ist in der Zuführleitung 14 eine als Schaltventil wirkende, elektrisch betätigbare Kolbenspritzdüse 15 angeordnet. Mittels der Kolbenspritzdüse 15 kann der Schmierölfluss in der Zuführleitung 14 freigegeben oder unterbunden werden. Die Kolbenspritzdüse 15 ist dabei ortsfest innerhalb des Kurbelgehäuses 22 derart angeordnet, dass bei der Bewegung des Kolbens 21 zwischen den beiden Extremstellungen - oberer Totpunkt und unterer Totpunkt - Schmieröl 11 bei aktivierter Schmierölpumpe und in Offenstellung befindlicher Kolbenspritzdüse 15 Schmieröl auf die Unterseite des Kolbenbodens gespritzt wird. Die Kolbenspritzdüse weist hierzu eine Austrittsöffnung 16 für das Schmieröl 11 auf.
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Zur Erhöhung der Kühlwirkung kann die Kolbenspritzdüse 15 auch mehrere, insbesondere zwei Austrittsöffnungen 16 aufweisen, so dass die einzelnen Spritzstrahlen aus den einzelnen Austrittsöffnungen 16 verschiedene Bereiche der Unterseite des Kolbenbodens erreichen. Weist der Kolben 21 Kühlkanäle auf, so kann vorgesehen sein, dass die oder mehrere der Austrittsöffnungen 16 der Kolbenspritzdüse 15 unmittelbar auf den Eingang eines solchen Kühlkanales gerichtet ist. Dadurch kann die Kühlwirkung weiter erhöht werden. Zum Steuern der Schmierölmenge und damit zur Steuerung der abgeführten Wärmemenge ist die Schmierölpumpe 12 als sog. vollvariable Schmierölpumpe ausgestaltet, deren Druck annähernd beliebig geregelt bzw. gesteuert werden kann.
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In der 1 ist nur ein einziger Kolben 21 der Hubkolbenbrennkraftmaschine 20 dargestellt. Die Hubkolbenbrennkraftmaschine 20 kann aber auch mehrere Zylinder mit je einem Kolben aufweisen, wobei für jeden Kolben eine eigene Kolbenspritzdüse vorgesehen ist, die vorzugsweise von einer einzigen Schmierölpumpe versorgt werden. Es kann aber auch jeder der Kolbenspritzdüsen eine eigene Schmierölpumpe zugeordnet sein.
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Zur Steuerung und oder Regelung der Hubkolbenbrennkraftmaschine 20 ist eine elektronische Steuerungseinrichtung (ECU, electronic control unit) 30 vorgesehen. Die Steuerungseinrichtung 30 enthält eine Recheneinheit (Prozessor) 31, die mit einem Programmspeicher 32 und einem Wertespeicher 33 (Datenspeicher) gekoppelt ist. Die Recheneinheit 31, der Programmspeicher 32 und der Wertespeicher 33 können jeweils ein oder mehrere mikroelektronische Bauelemente umfassen. Alternativ können diese Komponenten teilweise oder vollständig in einem einzigen mikroelektronischen Bauteil integriert sein. In dem Programmspeicher 32 bzw. den Wertespeicher 33 sind Programme bzw. Werte abgespeichert, die für den Betrieb der Hubkolbenbrennkraftmaschine 20 nötig sind. Insbesondere ist in dem Programmspeicher 32 ein Verfahren FKT_KÜHL zum Kühlen des Kolbens 21 implementiert, das während des Betriebes der Hubkolbenbrennkraftmaschine 20 von der Recheneinheit 31 abgearbeitet wird, wie es anhand der Beschreibung von 2 noch näher erläutert wird.
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Der Steuerungseinrichtung 30 sind mehrere Sensoren zugeordnet, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Messwert der Messgröße ermitteln. Betriebsgrößen umfassen neben den Messgrößen auch davon abgeleitete Größen. Die Steuerungseinrichtung 30 ermittelt abhängig von mindestens einer der Messgrößen und/oder der Betriebsgrößen Stellgrößen, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern von Stellgliedern mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden.
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Die Sensoren sind beispielsweise ein Luftmassenmesser oder ein Saugrohrdrucksensor 26, der ein Lastsignal L liefert, ein Temperatursensor 27, der ein die Temperatur der Hubkolbenbrennkraftmaschine 20 repräsentierendes Signal, in der Regel die Kühlmitteltemperatur TKW der Hubkolbenbrennkraftmaschine 20 liefert und ein Kurbelwellenwinkelsensor 28, welcher einen Kurbelwellenwinkel erfasst, den dann eine Drehzahl N zugeordnet wird. Die Signale von weiteren, nicht explizit dargestellten Sensoren, welche für den Betrieb der Hubkolbenbrennkraftmaschine 20 und seiner Nebenaggregate nötig sind, sind allgemein mit dem Bezugszeichen ES bezeichnet.
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Die Stellglieder sind beispielsweise die elektrisch ansteuerbare Schmierölpumpe 12 und die elektrisch ansteuerbare Kolbenspritzdüse 15. Die Signale für weitere, nicht explizit dargestellte Stellglieder, die zum Betreiben der Hubkolbenbrennkraftmaschine 20 und seiner Nebenaggregate nötig sind, sind allgemein mit dem Bezugszeichen AS bezeichnet.
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Die 2 zeigt in Form eines Ablaufdiagramms ein Verfahren FKT_KÜHL zum Kühlen eines Kolbens 21 +einer Hubkolbenbrennkraftmaschine 20, das von der Steuerungseinrichtung 30 ausgeführt wird.
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Das Verfahren wird in einem Schritt S1 gestartet, wobei dieser Zeitpunkt zeitnah zum Start der Hubkolbenbrennkraftmaschine 20 erfolgt.
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In einem Schritt S2 wird eine stationäre Kolbenoberflächentemperatur T_OBK_STAT ermittelt. Dies geschieht vorzugsweise mittels einer Modellbildung unter Heranziehung der Drehzahl N der Hubkolbenbrennkraftmaschine 20, dem induzierten Drehmoment der Hubkolbenbrennkraftmaschine 20 und der Kühlmitteltemperatur TKW der Hubkolbenbrennkraftmaschine 20. Diese Parameter sind ohnehin in der Steuerungseinrichtung 30 für andere Steuer- und/oder Regelungsstrategien vorhanden. Des Weiteren wird bei der Ermittlung der stationären Kolbenoberflächentemperatur T_OBK_STAT noch eine Erwärmungszeitkonstante ZK mit einbezogen, welche abhängig von der Drehzahl N in dem Wertespeicher 33 der Steuerungseinrichtung 30 abgelegt ist.
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Es gilt:
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In einem Schritt S3 wird geprüft, ob die stationäre Oberflächentemperatur T_OBK_STAT des Kolbens 21 einen vorgegebenen Schwellenwert T_OBK_SW überschreitet. Dieser Schwellenwert T_OBK_SW gibt den maximal zulässigen Temperaturwert wieder, der nicht überschritten werden darf, da ansonsten Schädigungen oder gar Zerstörungen des Kolbens 21 zu erwarten sind. Er ist in erster Linie abhängig von der konstruktiven Gestaltung und dem Material des Kolbens 21 und wird entweder vom Hersteller vorgegeben oder empirisch ermittelt und ist in dem Wertespeicher 33 der Steuerungseinrichtung 30 hinterlegt.
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Ergibt die Abfrage im Schritt S3 ein negatives Ergebnis, d.h. die stationäre Oberflächentemperatur T_OBK_STAT des Kolbens 21 liegt unterhalb des genannten Schwellenwertes T_OBK_SW, so ist zu diesem Zeitpunkt eine Kühlung des Kolbens 21 nicht nötig und das Verfahren verzweigt- gegebenenfalls nach Ablauf einer vorgegebenen Wartezeitdauer T_WAIT- zu dem Schritt S2 zurück.
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Hat aber die stationäre Oberflächentemperatur T_OBK des Kolbens 21 den Schwellenwert T_OBK_SW erreicht oder liegt er darüber, so ist eine Kühlung des Kolbens 21 notwendig und in einem nachfolgenden Schritt S4 wird über entsprechende elektrische Signale der Steuerungseinrichtung 30 die Schmierölpumpe 12 eingeschaltet und die Kolbenspritzdüse 15 in eine Offenstellung geschaltet, so dass Schmieröl 11 auf die Unterseite des Kolbens 21 gespritzt wird. Dadurch führt das Schmieröl 11 einen Teil der am Kolben 21 vorhanden Wärme ab und die Temperatur am Kolben 21 sinkt.
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Da sich die Oberflächentemperatur
T_OBK am Kolben
21 während des Betriebes der Hubkolbenbrennkraftmaschine
20 und durch aktive Schmierölanspritzung des Kolbens
21 ändert, wird im einen Schritt S5 die stationäre Kolbenoberflächentemperatur
T_OBK_STAT abhängig von der abgespritzten Menge an Schmieröl
11 pro Zyklus und der Drehzahl
N der Hubkolbenbrennkraftmaschine
20 mit einem Temperaturwert
delta_T_ÖL korrigiert:
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Die Menge an Schmieröl 11, mit welcher der Kolben 21 angespritzt wird, wird mittels eines Reglers, vorzugsweise mittels eines PID-Reglers geregelt, damit die Abweichung zwischen dem Wert der aktuellen Oberflächentemperatur T_OBK des Kolbens 21 und dem gerade noch zulässigen Wert für die Temperatur, d.h. dem Schwellenwert T_OBK_SW, den Wert Null annimmt (Schritt S6).
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Wenn die geforderte Menge an Schmieröl 11 pro Zyklus bei hoher Drehzahl N und hoher Last L der Hubkolbenbrennkraftmaschine 20 beim aktuellen Schmieröldruck nicht realisiert werden kann, um den Schwellenwert T_OBK_SW einzuhalten, wird über den Regler zusätzlich der Schmieröldruck passend zum Mengenbedarf angehoben. Dies geschieht durch entsprechende Ansteuerung der Schmierölpumpe 12 mittels Steuersignalen der Steuerungseinrichtung 30.
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Bei einem Lastwechsel der Hubkolbenbrennkraftmaschine 20 braucht die Kolbenoberflächentemperatur T_OBK je nach Drehzahl N etwa 2-20 Sekunden, bis sich die neu eingestellte Temperatur einstellt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung zur Kühlung des Kolbens
- 11
- Schmieröl
- 12
- elektrisch angetriebene Schmierölpumpe
- 13
- Saugleitung
- 14
- Zuführleitung
- 15
- Kolbenspritzdüse
- 16
- Austrittsöffnung
- 20
- Hubkolbenbrennkraftmaschine
- 21
- Kolben
- 22
- Kurbelgehäuse
- 23
- Kurbelwelle
- 24
- Pleuelstange
- 25
- Ölwanne
- 26
- Saugrohrdrucksensor/Luftmassenmesser
- 27
- Temperatursensor
- 28
- Kurbelwellenwinkelsensor
- 30
- Steuerungseinrichtung
- 31
- Recheneinheit, Prozessor
- 32
- Programmspeicher
- 33
- Datenspeicher, Wertespeicher
- AS
- Ausgangssignale
- ES
- Eingangssignale
- L
- Lastsignal
- N
- Drehzahl
- FKT_KÜHL
- Funktion zum Kühlen der Kolben
- TKW
- Kühlmitteltemperatur
- S1-S6
- Verfahrensschritt
- T_OBK
- Oberflächentemperatur des Kolbens
- T_OBK_STAT
- stationäre Oberflächentemperatur des Kolbens
- T_OBK_SW
- Schwellenwert für Oberflächentemperatur des Kolbens
- delta_T_ÖL
- Korrekturterm
- ZK
- Zeitkonstante
