DE69204799T2

DE69204799T2 - Einrichtung zur Bestimmung der Festlaufzustände der Lager einer Hubkolbenmaschine.

Info

Publication number: DE69204799T2
Application number: DE69204799T
Authority: DE
Inventors: Pierre Bousseau
Original assignee: SEMT Pielstick SA
Current assignee: MAN Energy Solutions France SAS
Priority date: 1991-11-14
Filing date: 1992-11-09
Publication date: 1996-02-22
Anticipated expiration: 2012-11-10
Also published as: EP0542167A1; US5275258A; JPH05202935A; DK0542167T3; EP0542167B1; FR2683853B1; DE69204799D1; FR2683853A1; FI925121A0; FI925121A; CN1075187A; KR930010353A; ATE127881T1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Verschlechterung der Schmierbedingungen der Lager einer Kolbenmaschine. Sie betrifft insbesondere die Erfassung der Verschlechterung der Schmierbedingungen bei glatten Verbindungslagern zwischen der Kurbelstange und der Kurbelwelle und zwischen der Kurbelwelle und dem Gestell eines Verbrennungsmotors.
Das Schmieren der glatten Lager eines Verbrennungsmatars erfolgt durch Öl, dessen Druck, Temperatur, Körnchengröße der eventuellen Verunreinigungen und Gehalt an Wasser am Eingang des Motors während des Betriebs kontrolliert werden.
Die Verschlechterung eines oder mehrerer dieser Parameter kann den örtlichen Verlust des Ölfilms nach sich ziehen, der normalerweise das Lager van seiner Lagerschale trennt. Der daraus entstehende Kontakt van Metall auf Metall bewirkt unter den in einem Motor herrschenden Bedingungen der relativen Geschwindigkeit und des Einheitsdrucks die örtliche Verschweißung der Metalle des Lagers und der Lagerschale, was in einem je nach der Größe des Ölfilmverlusts variablen Zeitraum zur permanenten Beschädigung des Lagers führt, die Festfressen genannt wird.
Es sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, die den Betreiber des Motors bei Beginn der Freßerscheinungen warnen sollen. Die Lagerschale oder ihre direkte Umgebung können mit einer Temperatursonde (siehe zum Beispiel die Druckschrift EP-A-0 199 069) ausgestattet sein, was im Fall von Lagern des Kurbelstangenkapfs schwierig sein kann. Das plötzliche und schnelle Ansteigen der Temperatur der Lagerschale bezeugt eine anomale Erwärmung der reibenden Bauteile, deren Ursache vor allem das Festlaufen ist.
Der Nachteil dieser Vorrichtungen, die die Lager des Verbrennungsmotars überwachen, liegt darin, daß sie nicht vorbeugend wirken, da das Festfressen angefangen haben muß, um erfaßt werden zu können. Sie dienen also nur dazu, die Größe der Beschädigung zu begrenzen, indem sie ein schnelles Eingreifen des Betreibers des Motors erlauben.
Die Druckschrift EP-A-0 418 161 sieht vor, das Festfressen im voraus zu erfassen, indem dem Schmieröl ein Körper zugefügt wird, der sich bei einer Temperatur verändert, die wesentlich höher als die normale Temperatur des Fluids im Lager, aber tiefer als die örtlich bei einem Festfressen erreichte Temperatur liegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, diesem Problem mit Hilfe einer Vorrichtung abzuhelfen, die tatsächlich die präventive Erfassung der Festfreßbedingungen der Lager eines Kolbenmotars und insbesondere der Lager eines Verbrennungsmotors bewirkt.
Die Erfindung hat also eine Vorrichtung zur Erfassung der Verschlechterung der Schmierbedingungen der glatten Verbindungslager zwischen der Kurbelstange und der Kurbelwelle und zwischen der Kurbelwelle und dem Gestell eines laufenden Kalbenmotars zum Gegenstand, wobei die Schmierung durch einen Ölkreislauf gewährleistet wird, und die Vorrichtung Mittel zur Erfassung der Festfreßerscheinung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zusätzliches Lager aufweist, das als Vergleichslager dient, wobei dieses Vergleichslager durch Zirkulation des gleichen Öls wie des der anderen Lager geschmiert wird und eine radial belastete drehende Welle aufweist, wobei die Erfassungsmittel am Vergleichslager angreifen, das zusätzlich Mittel aufweist, die es erlauben, ihm eine größere Empfindlichkeit als die anderen Lager für die Verschlechterung der Schmierbedingun gen zu verleihen.
Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die dem Vergleichslager eine größere Empfindlichkeit verleihenden Mittel derart sind, daß die relative Tangentialgeschwindigkeit zwischen der Oberfläche der drehenden Welle und der des Vergleichslagers mindestens gleich der ist, die in jedem zu überwachenden Lager vorliegt, daß das relative Spiel zwischen der Welle und dem Vergleichslager mindestens gleich dem relativen Spiel in jedem der zu überwachenden Lager ist und daß der spezifische Druck der Welle auf das Vergleichslager höchstens gleich dem entsprechenden spezifischen Druck ist, der in jedem der zu überwachenden Lager herrscht.
Das Vergleichslager und seine drehende Welle können sich in dem gleichen Raum der Maschine befinden wie die zu überwachenden Lager, wobei die Welle des Vergleichslagers von der Kalbenmaschine angetrieben wird.
Die am Vergleichslager wirksame radiale Last kann nach Richtung und Intensität konstant sein, unabhängig van der Last der Kolbenmaschine.
Die am Vergleichslager wirksame radiale Last kann auch variabel und eine direkte Funktion der Last der Kolbenmaschine sein.
Es ist vorteilhaft, daß das van den Erfassungsmitteln gelieferte Signal mit einem Schwellwert verglichen wird, um ein Alarmsignal auszulösen, wenn das von den Erfassungsmitteln gelieferte Signal den Schwellwert erreicht.
Die Erfassungsmittel können eine Temperatursonde enthalten.
Die Erfindung und weitere Vorteile und Besonderheiten werden in der nachfolgenden, nicht beschränkend zu verstehenden Beschreibung anhand der beiliegenden Figur, die ein Blockschaltbild eines mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Verbrennungsmotars zeight, näher erläutert.
Die beiliegende Figur zeigt den Fall, in dem die Kolbenmaschine ein Verbrennungsmotor ist, wobei das Vergleichslager und seine drehende Welle sich außerhalb des Raums des Motors befindet der die zu überwachenden Lager enthält.
Die Schmierung der glatten Lager des Verbrennungsmotors 1 wird von einem Ölkreislauf gewährleistet, wobei das Öl außerhalb der Motoren behandelt wird. Leitungen 2, 3, 4 und 5 bewirken diesen Kreislauf außerhalb des Motors. Das Öl wird aus dem Motorgehäuse entnommen, fließt in einen Kühler 7 und dann, mittels der Pumpe 8, in ein Filter 9, um von neuem in die glatten Lager des Motors 1 eingespritzt zu werden. Dies bildet den normale Schmierkreislauf der glatten Lager eines Verbrennungsmotors.
Auf diesem normalen Schmierkreislauf ist mittels der Leitungen 10 und 11 ein abgeleiteter Kreislauf vorgesehen. Dieser abgeleitete Kreislauf wird zwischen den Öleingang in den Motor 1 und seinen Ölausgang eingefügt. Er kann durch Ventile 12 und 13 ggf. vom normalen Kreislauf isoliert werden.
Ein Hilfsmotar 14 treibt eine Welle 15 an, die vom Vergleichslager 16 getragen wird. Dieses Vergleichslager wird vom im Ableitkreislauffließenden und im normalen Schmierkreislauf behandelten Öl geschmiert.
Da das Vergleichslager gegenüber den Verschlechterungen der Schmierbedingungen eine größere Empfindlichkeit hat als die anderen Lager, signalisiert es präventiv das Auftreten van Festfreßbedingungen der Lager des Motors.
In an sich bekannter Weise kann das Vergleichslager mit einem System zur Erfassung der Festfreßerscheinung ausgestattet sein, das zum Beispiel eine Temperatursonde aufweist, die ein Signal liefert, welches man mit einem Schwellwert vergleicht, um ein Alarmsignal auszulösen, wenn das von der Sonde gelieferte Signal den Schwellwert erreicht.

Claims

1. Vorrichtung zur Erfassung der Verschlechterung der Schmierbedingungen der glatten Verbindungslager zwischen der Kurbelstange und der Kurbelwelle und zwischen der Kurbelwelle und dem Gestell eines laufenden Kolbenmotors (1), wobei die Schmierung durch einen Ölkreislauf gewährleistet wird und die Vorrichtung Mittel zur Erfassung der Festfreßerscheinung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zusätzliches Lager aufweist, das als Vergleichslager (16) dient, wobei dieses Vergleichslager durch Zirkulation des gleichen Öls wie des der anderen Lager geschmiert wird und eine radial belastete drehende Welle (15) aufweist, wobei die Erfassungsmittel am Vergleichslager angreifen, das zusätzlich Mittel aufweist, die es erlauben, ihm eine größere Empfindlichkeit als die anderen Lager für die Verschlechterung der Schmierbedingungen zu verleihen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Vergleichslager eine größere Empfindlichkeit verleihenden Mittel derart sind, daß die relative Tangentialgeschwindigkeit zwischen der Oberfläche der drehenden Welle und der des Vergleichslagers mindestens gleich der ist, die in jedem zu überwachenden Lager vorliegt, daß das relative Spiel zwischen der Welle (15) und dem Vergleichslager (16) mindestens gleich dem relativen Spiel in jedem der zu überwachenden Lager ist und daß der spezifische Druck der Welle auf das Vergleichslager höchstens gleich dem entsprechenden spezifischen Druck ist, der in jedem der zu überwachenden Lager herrscht.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichslager und seine drehende Welle sich in dem gleichen Raum der Maschine befinden wie die zu überwachenden Lager, wobei die Welle des Vergleichslagers von der Kolbenmaschine angetrieben wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichslager (16) und seine drehende Welle (15) sich außerhalb des die zu überwachenden Lager enthaltenden Raums der Maschine (1) befinden, wobei die Welle des Vergleichslagers van einer anderen Maschine (14) als der Kalbenmaschine angetrieben wird.

5. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Vergleichslager angelegte radiale Last nach Richtung und Intensität konstant ist, unabhängig van der Last der Kalbenmaschine.

6. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die am Vergleichslager wirksame radiale Last variabel und eine direkte Funktion der Last der Kolbenmaschine ist.

7. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsmittel ein Signal liefern, das mit einem Schwellwert verglichen wird, um ein Alarmsignal auszulösen, wenn das von den Erfassungsmitteln gelieferte Signal den Schwellwert erreicht.

8. Vorrichtung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsmittel eine Temperatursonde enthalten.