DE4104176C2

DE4104176C2 - Oil monitoring device

Info

Publication number: DE4104176C2
Application number: DE19914104176
Authority: DE
Inventors: Gerd Dr Ing Nowack; Reiner Dr Janca
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: NOWACK, GERD, DR.ING., 45147 ESSEN, DE JANCA, REIN
Priority date: 1991-02-12
Filing date: 1991-02-12
Publication date: 1994-06-16
Anticipated expiration: 2011-02-13
Also published as: DE4104176A1; DE4126927A1; DE4126927C2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Überwachung des Zustandes von in einer Maschine vorhandenem Schmieröl.The present invention relates to a device to monitor the condition of in a machine existing lubricating oil.

Es ist allgemein bekannt, daß den heutzutage in Verbrennungsmotoren verwendeten Schmierölen durch Zusatz von sich chemisch wie Salze verhaltenden Additiven ein längerfristig aktiver basischer Charakter vermittelt wird. Diese im Neuzustand des Schmieröls vorhandene, von Hersteller zu Hersteller schwankende basische Reserve wird während des Betriebes des Verbrennungsmotors durch verschiedene Einflüsse, wie z. B. die sauren Verbrennungsrückstände, die durch Spül- und Leckverluste an den Kolbendichtungen in das Öl gelangen, aufgezehrt, so daß nach einer nicht zu definierenden Anzahl von Betriebsstunden einer solchen Maschine das Schmieröl einen sauren Charakter annimmt, wobei die neben Schwefelsäure hauptsächlich entstehende starke Perchlorsäure H Cl 04 einen entscheidenden Faktor darstellt. Da die von dem Schmieröl benetzten Maschinenteile des Verbrennungsmotors in ihrer Oberfläche zumeist gehärtet sind, ist die in Abhängigkeit der Erwärmung, des Drucks sowie des Wasseranteils stehende Wirkung des Säureanteils zunächst gering. Bei zunehmender Konzentration der Säure wird vor allem durch Kondensationseffekte die Wirkung aber verheerend, da ein stürmischer Lochfraß entlang der Korngrenzen einsetzt, wodurch die Maschine zwangsläufig zum Ausfall bzw. Zerstörung gelangt.It is common knowledge that today in Internal combustion engines used lubricating oils by adding additives that behave chemically like salts long-term active basic character is conveyed. This from the manufacturer when the lubricating oil is new to the manufacturer fluctuating basic reserve is during the Operation of the internal combustion engine due to various influences, such as B. the acidic combustion residues caused by rinsing and leakage losses at the piston seals get into the oil, consumed so that after an undefined number of the operating hours of such a machine acidic character, with the addition of sulfuric acid strong perchloric acid H Cl 04 mainly formed decisive factor. Because of the lubricating oil wetted machine parts of the internal combustion engine in their Depending on the surface, the surface is mostly hardened Warming, the pressure and the water content standing effect of the acid content initially low. With increasing Concentration of acid is mainly due to Condensation effects have a devastating effect, however stormy pitting along the grain boundaries, causing the machine inevitably comes to failure or destruction.

Durch die JP 57-146996 (A) ist eine Öl-Überwachungseinrichtung bekanntgeworden, bei der über eine Anzahl von Sensoren Veränderungen des Ölzustandes erfaßt werden. Dabei ist u. a. auch ein Sensor zur Ermittlung des Säurewertes vorgesehen, wobei der vom Sensor ermittelte Wert mit einem vorgegebenen Wert (Schwellwert) in einer Vergleichsvorrichtung verglichen wird, die ein Ausgangssignal erzeugt, das zusammen mit von anderen ebenfalls mit zugehörigen Sensoren kooperierenden, gleichartig arbeitenden Vergleichsvorrichtungen erzeugten Ausgangssignalen einer übergeordneten Auswertschaltung zugeführt wird.JP 57-146996 (A) is an oil monitoring device become known in which a number of sensors Changes in the oil condition can be detected. Here u. a. a sensor for determining the acid value is also provided, where the value determined by the sensor with a predetermined Value (threshold value) compared in a comparison device which produces an output signal which, together with of other also cooperating with associated sensors, generated similar working comparison devices Output signals of a higher-level evaluation circuit is fed.

Abgesehen davon, daß bei der vorbekannten Öl-Überwachungseinrichtung ein recht beachtlicher Aufwand betrieben wird, ist bei dieser Ausführungsform nicht sichergestellt, daß beim Übergang des Öls vom basischen zum sauren Charakter quasi eine sofort auswertbare Reaktion und damit eine Anzeige gegeben ist. Dies insbesondere aus dem Grunde, weil der Säureanteil gemessen wird und erst bei einem oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegenden Säureanteil von der Vergleichsvorrichtung ein Signal an die nachgeschaltete Auswertschaltung abgegeben wird. In dieser Auswertschaltung wird ein Signal aus den von allen vorgesehenen Vergleichsvorrichtungen gelieferten Signalen gebildet, das dann wiederum mit einem Referenzsignal verglichen wird und beim Überschreiten desselben ein Alarmsignal auslöst. Apart from the fact that with the previously known Oil monitoring device a quite considerable effort is not operated in this embodiment ensures that when the oil changes from basic to acidic character quasi an immediately evaluable reaction and so that an announcement is given. This in particular from the This is because the acid content is measured and only at one are above a predetermined threshold Acid fraction from the comparison device sends a signal to the downstream evaluation circuit is delivered. In this Evaluation circuit is a signal from everyone provided comparison devices provided signals formed, which in turn with a reference signal is compared and when it is exceeded Alarm signal triggers.

Außerdem ist durch die DE 36 38 714 C2 eine Öl-Überwachungseinrichtung bekanntgeworden, bei der mehrere für die Erfassung unterschiedlicher Parameter vorgesehene Sensoren vorhanden sind, wobei u. a. auch ein Temperatursensor vorgesehen ist. Dieser Temperatursensor ist zwar einem sogenannten, u. a. auch den Säurewert erfassenden Öltypsensor bzw. Ölsortensensor zugeordnet, jedoch nicht in der Art, um das sich mit der Temperatur des Öls verändernde Ausgangssignal des Ölsortensensors für eine korrekte Bewertung laufend zu korrigieren, sondern lediglich um eine grobe Anpassung vorzunehmen. Der Zweck liegt dabei allein darin, das wahrscheinliche Ende der Nutzungsdauer des Öls indirekt aus Messungen von Betriebswerten der Maschine abzuleiten.In addition, DE 36 38 714 C2 Oil monitoring device has become known in which several intended for the acquisition of different parameters Sensors are available, u. a. also a temperature sensor is provided. This temperature sensor is one so-called, u. a. also the oil type sensor that records the acid value or oil type sensor assigned, but not in the way to the output signal that changes with the temperature of the oil of the oil type sensor for a correct evaluation correct, but only a rough adjustment to make. The sole purpose is to: likely end of life of the oil indirectly Derive measurements from operating values of the machine.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Öl-Überwachungseinrichtung zu schaffen, mit der für den Betreiber einer Maschine in einfacher Art und Weise die Möglichkeit zur einwandfreien Erfassung einer kritischen Veränderung des Schmieröls gegeben ist.The present invention has for its object a To create oil monitoring device with which for the Operator of a machine in a simple way Possibility to correctly record a critical There is a change in the lubricating oil.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhaft bei einem derartig konzipierten Gegenstand ist, daß das Schmieröl immer in seiner Lebensdauer voll ausgenutzt werden kann und nicht nach einer vom Hersteller der Maschine vorgegebenen, in der Regel mit relativ viel Sicherheitsreserve versehenen Zeit ausgewechselt werden muß.According to the invention the task is characterized by Part of the main claim specified features solved. It is advantageous with an object designed in this way that the lubricating oil is always fully utilized in its lifetime and not after one from the machine manufacturer given, usually with a relatively large safety reserve provided time must be replaced.

Weitere besonders günstige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand eines Ausführungsbeispieles desselben näher erläutert.Further particularly favorable configurations of the subject matter of the invention are in the dependent claims specified and are based on an embodiment the same explained in more detail.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sind die in einer z. B. als Verbrennungsmotor ausgebildeten, ein gegenüber der Umgebung abgeschlossenes Gehäuse G aufweisenden Maschine M angeordneten, der Einfachheit halber nicht dargestellten bewegbaren Maschinenteile mit Schmieröl Sch vollständig benetzt. Dabei wird das Schmieröl in der Regel einem Ölkreislauf unterzogen, der vorzugsweise über ein Filterteil geführt ist, in dem von den Maschinenteilen stammende Abriebspartikel abgesondert werden.As can be seen from the drawing, the z. B. as Internal combustion engine trained, one against the environment closed housing G machine M arranged, not shown for the sake of simplicity movable machine parts with lubricating oil Sch completely wetted. The lubricating oil is usually one Oil circuit subjected, preferably via a filter part is guided in the originating from the machine parts Abrasion particles are separated.

Bei sich während des Betriebes stark erwärmenden, schnell laufenden Maschinen, wie z. B. Verbrennungsmotoren, besteht das Problem, daß das in der Regel im Neuzustand mit eine sogenannte basische Reserve bildenden Additiven versehende Schmieröl Sch im Verlaufe seines Gebrauchs einen sauren Charakter annimmt. Um nunmehr den Übergang des Schmieröls vom basischen zum sauren Charakter zu erfassen, ist dem Ölkreislauf ein an exponierter Stelle der Maschine angeordneter Zustandssensor ZS zugeordnet. Dieser vorzugsweise ein aus leicht oxydierbarem Metalldraht gebildetes Sensorelement SE aufweisende Zustandssensor ZS ist vorteilhafterweise in ein an der Maschine M vorhandenes, zum Ablassen des Schmieröls Sch vorgesehenes, insbesondere als eine in dem am tiefsten gelegenen Abschnitt des Gehäuses G eingebrachte Ablaßschraube ausgebildetes Bauelement BE integriert. Dabei treten die beiden vorzugsweise als Steckkontaktelement ST′ ausgebildeten Anschlußenden des Sensorelementes SE aus dem Bauelement BE heraus und sind über zugehörige Gegen-Steckkontaktelemente ST′′ sowie zugeordnete elektrische Leitungen mit einer Auswertschaltung A verbunden. Hiermit wird erfaßt, ob der Widerstandswert des sofort auf einen nur geringfügig vorhandenen sauren Charakter des Schmieröls Sch reagierenden Sensorelementes SE sich verändert. Diese Änderung ist vom Säuregrad und der Einwirkzeit abhängig. Da der Widerstandswert des Sensorelementes SE sich aber auch in Abhängigkeit von der Temperatur des Schmieröls verändert, muß ein eindeutiges Unterscheidungskriterium gebildet werden, und zwar mit Hilfe eines Temperatur-Kompensationsmittels. Dies wird dadurch erreicht, daß die Temperatur des Schmieröls Sch mit einem als PTC-, NTC- oder PT 100-Widerstand ausgebildeten Temperatursensor TS erfaßt und das entsprechende Signal ebenfalls der Auswertschaltung A über Steckkontaktelemente ST*, ST** und zugeordnete Leitungen L* zugeführt wird. Mit diesem Signal wird dann ein in der Auswertschaltung A vorhandenes elektronisches Vergleichsglied beaufschlagt, das einen entsprechenden Abgleich des jeweils gemessenen Widerstandswertes des Zustandssensors ZS vornimmt. Anstelle eines solchen Temperatursensors TS und des zugehörigen elektronischen Auswertgliedes kann natürlich auch dem Zustandssensor ZS direkt eine Brückenschaltung als Temperatur-Kompensationsmittel zugeordnet werden.If it heats up quickly during operation running machines, such as B. internal combustion engines, there is Problem that the usually in new condition with a so-called basic reserve additives Lubricating oil Sch acidic in the course of its use Character takes on. To now the transition of the lubricating oil from basic to acidic character is that Oil circuit on at an exposed point on the machine arranged status sensor ZS assigned. This is preferably made of easily oxidizable metal wire is formed sensor element SE having state sensor ZS advantageously in an existing on the machine M to Drain the lubricating oil Sch provided, especially as one in the deepest section of the housing G introduced drain plug formed component BE integrated. The two preferably occur as Plug contact element ST 'trained connecting ends of Sensor element SE out of the component BE and are over associated mating plug-in contact elements ST '' and associated electrical lines connected to an evaluation circuit A. This is used to determine whether the resistance value of the immediately on an only slightly present acid character of the Lubricating oil Sch reacting sensor element SE changes. This change depends on the acidity and the exposure time. However, since the resistance value of the sensor element SE also changes changed depending on the temperature of the lubricating oil, a clear distinction must be made with the help of a temperature compensation means. This is achieved in that the temperature of the lubricating oil Sch with a PTC, NTC or PT 100 resistor Temperature sensor TS detects and the corresponding signal also the evaluation circuit A via plug contact elements ST *, ST ** and assigned lines L * is supplied. With this signal is then in the evaluation circuit A existing electronic comparator acted upon a corresponding comparison of the measured Resistance value of the state sensor ZS makes. Instead of such a temperature sensor TS and associated electronic evaluation element can of course also the status sensor ZS directly as a bridge circuit Temperature compensation means can be assigned.

Wird der Widerstandswert des Zustandssensors ZS dann tatsächlich durch die Säureeinwirkung verändert, so initiiert die Auswertschaltung A ein Warnorgan W, das mit einem optischen und/oder akustischen Signal S den Betreiber der Maschine sofort auf den beginnenden kritischen Zustand des Schmieröls aufmerksam macht.Then the resistance value of the state sensor ZS actually changed by the action of acid, so initiated the evaluation circuit A a warning organ W, which with a optical and / or acoustic signal S the operator of the Machine immediately on the beginning critical condition of the Lubricating oil draws attention.

Claims

1. Monitoring device for the state of moving, in particular designed as an internal combustion engine, existing during operation lubricating oil that has a basic reserve in the unused state by adding at least one additive, characterized in that the lubricating oil (Sch) In the course of use, the transition of the lubricating oil from the basic to the acidic character is associated with an appealing condition sensor (ZS) which, together with a temperature compensating means, is connected to an evaluation circuit (A) connected to a warning element (W).

2. Monitoring device according to claim 1, characterized characterized in that the condition sensor (ZS) with a Resistance base working sensor element (SE) is provided.

3. Monitoring device according to claim 2, characterized characterized in that the sensor element (SE) from a light oxidizable metal wire.

4. Monitoring device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the state sensor (ZS) in the the machine (M) to drain the lubricating oil (Sch) provided component (BE) is integrated.

5. Monitoring device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the condition sensor (ZS) assigned temperature compensation means from one Temperature sensor (TS) and one in the evaluation circuit (A) existing electronic comparator is formed.

6. Monitoring device according to claim 5, characterized characterized in that the temperature sensor (TS) consists of a PTC, NTC or a Pt 100 resistor exists.

7. Monitoring device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the temperature compensation means from a state sensor (ZS) Bridge circuit exists.

8. Monitoring device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the warning organ (W) as a optical and / or acoustic signal emitting device is trained.