DE2442746A1

DE2442746A1 - Verfahren und vorrichtung zur messung des oelverbrauchs

Info

Publication number: DE2442746A1
Application number: DE2442746A
Authority: DE
Inventors: Werner Kern
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1974-09-06
Filing date: 1974-09-06
Publication date: 1976-03-18
Also published as: AT362946B; DE2442746B2; DE2442746C3; ATA679175A

Description

"Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Ölverbrauchs" Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung des Olverbrauchs von mit Ölsammelbehälter versehenen Kolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen im Prüfstandsbetrieb.
Bekannt Verfahren und Vorrichtungen zur Messung des Ölverbrauchs von Brennkraftmaschinen, die ein in sich geschlossenes Ölversorgungssystem aufweisen, beruhen entweder auf dem Erfassen der Abnahme des ölvorrat im Motor iiber eine bestimmte, zeitlich begrenzte Meßdauer oder sie versuchen die Nachfüllmenge zu ermitteln, welche notwendig ist, um einen konstanten Ölvorrat im Motor iiber eine beliebig lange Meßdauer zu erhalten.
Beim ersten Verfahren ist es äußerst schlfierig, die Ölvorratsmengen im Motor mit ausreichender Genauigkeit zu bestimmen. Auch eine Alengenermittlung außerhalb des Motors gestaltet sich aufwendig, da der Ölvorrat hierzu vollständig aus dem Motor entfernt werden muß. Beim zweiten bekannten Verfahren ist es erforderlich, die Ölvorratsmenge bei laufendem Motor z.fl. in der Ölwanne ständig zu messen und die dabei gewonnenen Meßwerte in geeigneter Weise zu verwenden, um durch eine entsprechende Nachfiillmenge den Ölverbrauch auszugleichen.
Da die Ölabnahme in der Ölwanne - bedingt durch den Ölverbrauch - meist sehr gering ist, sind aufwendige Meßverfahren notwendig, die eine lange Riistzeit mit sich bringen.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, mit baulich einfachen Mitteln ein genau arbeitendes Verfahren und eine wirkungsvolle Vorrichtung zu schaffen, welche die aufgezeigten Nachteile weitestgehend verhindern und die insbesondere schnell einsatzbereit sind.
Deshalb wird ein Verfahren zur Messung des Ölverbrauchs einer Kolbenmaschine der eingangs genannten Art vorgeschlagen, wobei erfindungsgemäß ein Differenzdruckmeßgerät vorgesehen ist, das den Kurbelgehäusedruck und den auf einen meßfühler ausgejibten statischen Druck, dem der Kurbelgehäusedruck berlagert ist, zu einem Meßsignal verarbeitet, das in einen mit veränderlicher Soliwerteingabe ausgerüsteten Regler, insbesondere PID-Regler eingespeist wird, der seinerseits eine Stellgröße bildet, die zur Auslösung einer Dosiereinrichtung dient, und daß die Nachfüllmenge, welche die Dosiereinrichtung durchläuft, erfaßt wird.
Dabei kann es zweckmäßig sein, das Differenzdruckmeßgerät unterhalb des Ölsammelbehälters anzuordnen, wobei der statische Druck vom Gewicht einer Olsäule erzeugt wird, die auf einer Neßfläche des Meßfiihlers lastet.
Es ist jedoch auch möglich, das Differenzdruckmeßgerät.an beliebiger Stelle, z.B. außerhalb des Motqrraumes eines Kraftfahrzeuges anzubringen, wobei der tleßfühler in den 01-.
vorrat des Sammelbehälters eintaucht und der Pießfühler eine Eintrittsöffnung aufweist, durch die ein gasförmiges Medium mit konstantem Druck eingeleitet wird, das teilweise - entsprechend dem herrschenden Gegendruck - durch eine Ausl.aßöffnung in den Olvorrat ausperlt, wobei der sich zum Differenzdruckmeßgerät fortpflanzende Restdruck als Meßgröße anfällt.
Dabei kann der Meßfiihler anstelle eines herkömmlichen Ölmeßstabes eingesetzt werden. Somit werden auf einfache Weise kostspielige Umbauten des Motors vermieden.
Zur Bestimmung des Sollwertes ist es zweckmäßig, in den 01-sammelbehälter Öl bis zum höchstzulässigen Stand einzufüllen, wobei der sich bei betriebswarmem Motor und entsprechender Prüfdrehzahl einstellende Ölstand al-s Maß für den Sollwert dient.
Bei einem Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung kann als Dosiereinrichtung ein Regelventil vorgesehen sein, dem Öl aus einem Vorratsbehälter mit Ölstandsanzeige durch Schwerkrafteinfluß zugeführt wird, wobei die Motorlaufzeit durch einen Zeitmesser erfaßt wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist als Dosiereinrichtung eine Pumpe mit bekannter Förderleistung vorgesehen, bei der die Pumpenlaufzeit bzw. die Anzahl der Pumpenhübe festgehalten werden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Meßeinrichtung sowie mehrere Einzelteile der Einrichtung dargestellt. Im einzelnen zeigen Fig. 1 schematisch eine Gesamtanordnung einer erfindungsgemäßen Bleßeinrichtung, Fig. 2 eine erste Anordnung eines Differenzdruckmeßgerates, Fig. 3 eine weitere Anordnungs- und Ausfiihrungsvariante eines Differenzdruckmeßgerätes, Fig. 4 schematisch eine Anordnung eines Regelventils zur Olnachfüllung und Fig. 5 schematisch eine Anordnung einer Förderpumpe zur Ölnachfüllung.
Fig. 1 zeigt einen Regelkreis, bestehend aus Motor 1 und einem Differenzdruckmeßgerät 2 mit einem nachgeschalteten Differenzdruckwandler 3, dessen Ausgang auf einen Regler 4 geschaltet ist. Dieser ist mit einer veranderlichen Sollwerteingabe 5 versehen und ausgangsseitig mit einer als Regelventil ausgebildeten Dosiereinrichtung 6 verbunden. Dieses steuert die Ölzugabe, wobei die Nachfüllmenge von einem Meßglied 7 erfaßt wird.
In näherer Ausgestaltung ist der Motor 1 mi.t zwei Abgängen versehen1 und zwar für die Abnahme des Kurbelgehäusedruckes und zum Abnehmen des statischen Druckes, dem der Kurbelgehäusedruck überlagert ist. Beide Drücke werden in das Differenzdruckmeßgerät 2 eingegeben, wobei der statische Druck als Restgröße anfällt, die als Ausgangssignal und damit als Istwert bestehen bleibt. Dieser Istwert wird iiber einen nachgeschalteten Differenzdruckwandler 3 oder unter Umgehung desselben direkt in den Regler 4 eingegeben, der als PID- Regler ausgebildet sein kann, und der eine veränderliche Sollwerteingabe 5 aufweist. Sobald der Istwert vom eingegebenen Sollwert 5 abweicht, gibt der Regler 4 ein Signal an die Dosiereinrichtung 6, welche Öl nachfüllt, wobei die Durchflußmenge pro Zeiteinheit durch ein Meßglied 7 erfaßt wird.
Zur Sollwertbestimmung können Messungen über einen großen Drehzahlbereich ausgeführt werden, wobei sich dann eine Sollwertkurve ergibt, mit deren hilfe unter Verwendung entsprechender Programmeinrichtungen eine weitgehende Automatisierung eines ganzen Ölmeßprogrammes möglich ist.
Fig. 2 zeigt den Motor 1 mit einem Ölsammelbehälter 9. Das Gewicht der Ölsäule und der iiberlagerte.Kurbélgehäusedruck lasten auf dem oberen Teil der symbolisch dargestellten Meßfläche 10 des Meßfühlers 11 im Differenzdruckmeßgerät 2, während der separat eingespeiste Kurbelgehäusedruck den unteren Teil der Meßfläche 10 beaufschlagt.
In Fig. 3 ist der Motor 1 wiederum mit einem Ölsammelbehälter 9 versehen, wobei anstelle eines Ölmeßstabes ein Eleßfühler 11 eingesetzt ist. In eine Eintrittsöffnung 12 des Neßfühlers 11 wird ein gasförmiges Medium mit konstantem Druck-- z. n. Luft - eingeleitet, wobei durch den an der Auslaßöffnung 13 herrschenden Gegendruck ein vollständiges Entweichen der Luft verhindert wird, so daß der sich einstellende Restdruck auf der Meßfläche 10 des Meßfühlers 11 im Differenzdruckmeßgerät 2 lastet und dort als eine Meßgröße anfällt.
Fig. 4 zeigt einen Motor 1 mit Ölsammelbehälter 9 und einen hochgestellten Olvorratsbehälter 14. Erhält das Regelventil 6 einen Öffnungsbefehl vom Regler 4 durch Abgabe einer entsprechenden Stellgröße, so fließt Öl aus dem Vorratsbehälter 14 unter Schwerkrafteinfluß zum Motor 1. In nicht dargestellter Weise ist der Vorratsbehälter 14 mit einer Ölstandsanzeige versehen, die in Verbindung mit einem Zeitmesser die Bestimmung des Olverbrauchs ermöglicht.
In Fig. 5 erfolgt das Nachfüllen durch eine als Pumpe 15 ausgebildete Nachfülleinrichtung 6, die ihren Förderbefehl durch eine Stellgröße vom Regler 4 erhält und das Öl von einem Vorratsbehälter 14 dem Motor i zuführt. Als Pumpe kann dabei eine Ausführung mit stetigem oder pulsierendem Förderstrom eingesetzt werden. Zum Messen der Durchflußmenge pro Zeiteinheit kanr in Abhängigkeit von der Arbeitsweise der Pumpe ein analoges oder digitales Drehzahlsignal einer umlaufenden Pumpe, oder aber auch ein IIubsignal einer linear arbeitenden Pumpe verwendet werden. Es wäre auch möglich, bei antriebsproportionaler Pumpenfunktion die Stellgröße als Naßstab der Nachfüllmenge einzusetzen, wobei als Antrieb insbesondere ein Schrittmotor zu empfehlen ist, der einzelne, erfaßbare Stromimpulse abgibt.

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur Messung des Olverbrauches von mit Ölsammelbehälter versehenen Kolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen im Prüfstandsbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß ein Differenzdruckmeßgerät (2) vorgesehen ist, das den Kurbelgehäusedruck und den auf einen.Meßfühler (11) ausgeübten statischen Druck, dem der Kurbelgehäusedruck überlagert ist, zu einem Meßsegnal verarbeitet, das in einen mit veränderlicher Sollwerteingabe (5) ausgerüsteten Regler (4), insbesondere PID-Regler eingespeist wird, der seinerseits eine Stellgröße bildet, die zur Auslösung einer Dosiereinrichtung (6) dient, und daß die Nachfüllmenge, welche die Dosiereinrichtung (6) durchläuft, erfaßt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzdruckrneßgerät (2) unterhalb des Ölsammelbehälters (9) angeordnet ist und der statische Druck vom Gewicht einer Ölsäule erzeugt wird, die auf der Meßfläche (10) des Meßfühlers (il) lastet.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzdruckmeßgerät (2) an beliebiger Stelle, z.B. außerhalb des Motorraumes eines Kraftfahrzeuges angebracht ist und der Meßfühler (11) in den Ölvorrat des Ölsammelbehälters (9) eintaucht, und daß der Meßfühler (11) eine Eintrittsöffnung (12) aufweist, durch die ein gasförmiges Medium mit konstantem Druck eingeleitet wird, das teilweise - entsprechend dem herrschenden Gegendruck - durch die Auslaßöffnung (13) in den Ö1-vorrat ausperlt, und daß der sich zum Differenzdruckmeßgerät (2) fortpflanzende Restdruck als Meßgröße anfällt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (11) anstelle eines herkömmlichen Ölmeßstabes eingesetzt ist.

5. Verfahren zur Bestimmung des Sollwertes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ölsammelbehälter (9) Öl bis zum höchstzulässigen Stand eingefüllt wird, und daß der sich bei betriebswarmem Motor und entsprechender Prüfdrehzahl einstellende Ölstand als Maß für den Sollwert (5) dient.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Dosiereinrichtung (6) ein Regelventil vorgesehen ist, dem Öl aus einem Vorratsbehälter (14) mit Ölstandsanzeige durch Schwerkrafteinfluß zugeführt wird, und daß die Motorlaufzeit durch einen Zeitmesser erfaßt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Dosiereinrichtung (6) eine Pumpe mit bekannter Förderleistung vorgesehen ist, und daß die Pumpenlaufzeit bzw. die Anzahl der Pumpenhübe festgehalten wird.

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