DE69918193T2

DE69918193T2 - Vorrichtung zur Aufrechthaltung der Ölqualität und des Ölstandes in einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69918193T2
Application number: DE69918193T
Authority: DE
Inventors: Frederick P. Kirtland Boyle; Klaus-Werner Chagrin Falls Damm; Gary A. Mentor Garvin; Gary L. Mentor Orloff
Original assignee: Lubrizol Corp
Current assignee: Lubrizol Corp
Priority date: 1998-01-12
Filing date: 1999-01-11
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2019-01-12
Also published as: EP0928883B1; CA2258435A1; EP0928883A1; DE69918193D1; AU738818B2; US5964318A; AU1005199A; JPH11257042A

Description

Die Erfindung betrifft ein System, das die Schmiermittelqualität und -menge in einem Verbrennungsmotor, der insbesondere einen Dieselmotor einschließt, aufrechterhält.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Aufrechterhaltung der Motorschmiermittelqualität und -menge ist für den einwandfreien Betrieb und eine lange Lebensdauer eines Verbrennungsmotors unerlässlich. Im Allgemeinen kann eine Schmiermittelmenge während des Betriebs eines Motors aufgrund eines Schmiermittelverlusts über verschiedene Dichtungen und eines gewissen Verbrauchs des Schmiermittels, was natürlicherweise in den Verbrennungszylindern auftritt, variieren. Der Motorbetreiber ist verantwortlich, periodisch die Schmiermittelmenge zu überprüfen und, falls erforderlich, eine geeignete Menge an frischem Schmiermittel hinzuzufügen, um das Schmiermittel bei einer gewünschten Menge zu halten. Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff "frisches Schmiermittel" ein Grundschmiermittel, das gewünschte Mengen und Arten an frischen Schmiermitteladditiven enthält.
Im Allgemeinen vermindert sich die Qualität des Schmiermittels in einem Motor mit dem Betrieb des Motors. Ein Schmiermittelabbau tritt aufgrund einer Erschöpfung von Schmiermitteladditiven auf, die spezifische Funktionen wie Viskositätssteuerung, Verschleißverminderung, Erhöhung der Schmierfähigkeit, Minimierung von Ablagerungen, Oxidationsverhinderung und andere gewünschte Eigenschaften erfüllen. Ein Schmiermittelabbau kann auch durch die Aufnahme von Fremdmaterialien in das Schmiermittel wie Schmutz aus der Umgebung, Verschleißmaterialien aus den Motoren, die als Teil des natürlichen Betriebsverfahrens auftreten, und Verbrennungsgas aus dem Verbrennungsvorgang auftreten. Ein Schmiermittelabbau kann auch aufgrund eines Abbaus des Grundstocks des Schmiermittels auftreten. Im extremen Fall kann eine Brenn- Stoff- und/oder Wasserkontamination des Schmiermittels einen Schmiermittelabbau verursachen.
Zwei Wege zum Verbessern der Qualität des Motorschmiermittels bestehen darin, periodisch etwas oder das gesamte Motorschmiermittel zu entfernen und es mit frischem Schmiermittel zu ersetzen. Auch werden in den meisten Fällen Filter verwendet, um Fremdmaterialien über einer bestimmten Größe aus dem Motorschmiermittel zu entfernen.
Verschiedene Systeme wurden für ein periodisches Entfernen einer bestimmten Menge an Schmiermittel aus dem Motor und entweder Lagern des Schmiermittels, bis es geeigneterweise beseitigt werden kann, oder, in dem Fall eines Dieselmotors, gegebenenfalls periodisches Injizieren des Schmiermittels in den Brennstofftank vorgeschlagen, wo das Schmiermittel mit dem Brennstoff gemischt und sodann im Motor zusammen mit dem Brennstoff verbrannt wird. Auch ist es allgemein bekannt, solche Systeme mit automatischen Sensorvorrichtungen für eine Schmiermittelmenge bereitzustellen, die die geeignete Menge an Schmiermittel in dem Motor aufrechterhalten.
In einigen Systemen wird eine bestimmte Menge des Motorschmiermittels an vorbestimmten Zeitintervallen, basierend auf Motorverwendungsfaktoren, entfernt. In anderen Fällen werden kleine Mengen an Motorschmiermittel periodisch entfernt und im Wesentlichen gleichzeitig mit entsprechend kleinen Mengen an frischem Schmiermittel ersetzt. In noch anderen Fällen wird eine bestimmte Menge an Motorschmiermittel periodisch basierend auf Sensoren entfernt, die verschiedene Betriebsvariablen des Motors messen, wie die Menge, Temperatur und/oder den Druck des Schmiermittels innerhalb des Motors, die Anzahl von Motorstarts oder Kurbelwellenumdrehungen, die Zeitspanne, in der der Motor in Bewegung und in Ruhe war, die Motortemperatur, den Brennstoffverbrauch, usw.
Die EP-A-O 146 532 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung eines Schmiersystems für einen Verbrennungsmotor, in dem das Schmiermittel von einer Ölwanne mittels einer Pumpe und durch einen Filter zu den Schmierpunkten des Motors zirkuliert und sodann zu der Ölwanne zurückgeführt wird, wobei die Menge an Schmiermittel bei mindestens einer Stelle des Schmiermittelzyklus bestimmt wird und der bestimmte Wert in Steuermittel eingegeben wird, die die Zufuhr an frischem Schmiermittel steuern, wobei verbrauchtes Schmiermittel aus dem Schmiermittelzyklus entfernt, gesammelt und sodann zu dem Brennstoff für den Motor gegeben wird, wobei das verbrauchte Schmiermittel zu dem Motorbrennstoff gegeben wird, wenn das Brennstoffpedal betätigt und/oder eine bestimmte Motorgeschwindigkeit erreicht wird.
Jedoch besteht immer noch ein Bedarf für ein System, das effektiver den Zustand und folglich die Qualität des Motorschmiermittels bestimmt und, wenn die Qualität des Motorschmiermittels einen vorbestimmten Wert unterschreitet, einen Teil des Motorschmiermittels periodisch entfernt und ihn mit frischem Schmiermittel ersetzt, um die Qualität des Motorschmiermittels über einen vorbestimmten hohen Minimalspiegel zu halten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft bestimmte Verbesserungen in Systemen zum Aufrechterhalten der Qualität und Menge eines Schmiermittels in einem Motor, was insbesondere einschließt, wie das System die Qualität und Menge des Schmiermittels in einem Motor bestimmt und aufrechterhält.
In einem Aspekt wird erfindungsgemäß ein System zum Aufrechterhalten der Qualität und Menge eines Schmiermittels in einem Motor mit einem Schmiersystem bereitgestellt, das ein Motorschmiermittelreservoir einschließt, umfassend Ventilmittel zum selektiven Umleiten eines Teils des Schmiermittels von dem Motorschmiersystem entweder durch einen ersten Fließweg, der das Schmiermittel zu dem Motorschmiersystem zurückführt, oder durch einen zweiten Fließweg, der einen Teil des Schmiermittels von dem Motorschmiersystem entfernt, Sensormittel in dem ersten Fließweg, die stromabwärts von den Ventilmitteln liegen, zum Überprüfen des Schmiermittels, das den ersten Fließweg durchtritt, eine Steuereinheit, die in Reaktion auf vorbestimmte Schmiermittelmessungen durch die Sensormittel funktionsfähig ist, um zu bewirken, dass die Ventilmittel periodisch den Fluss eines Teils des Schmiermittels durch den zweiten Fließweg umleiten, und Mittel zum periodischen Zusetzen von frischem Schmiermittel zu dem Motor.
In einer Ausführungsform wird erfindungsgemäß ein System wie vorstehend beschrieben bereitgestellt, das zweite Ventilmittel zum Lenken eines Vorrats an frischem Schmiermittel zu dem Motor aufweist, und wobei die Steuereinheit funktionsfähig ist, um selektiv zu bewirken, dass die Ventilmittel den Fluss an Schmiermittel durch den ersten Fließweg blockieren und einen Teil des Schmiermittels zu dem zweiten Fließweg, basierend auf dem überwachten Zustand des Schmiermittels, lenken, und um zu bewirken, dass die zweiten Ventilmittel den Vorrat an frischem Schmiermittel zu dem Motor lenken, in Reaktion darauf, dass das Schmiermittel in dem Motorschmiermittelreservoir unter eine vorbestimmte Menge fällt.
Erfindungsgemäß umfasst das System einen Fließweg, durch den ein Teil des Schmiermittels, das durch den Motor zirkuliert wird, für eine Diagnose durch Sensoren in dem Fließweg umgeleitet und sodann zu dem Motor für eine wiederholte Zirkulierung zurückgeführt wird.
Wenn das Motorschmiermittel unter eine vorbestimmte Menge, wie durch Sensoren in dem Fließweg bestimmt, abfällt, kann das System eine vorbestimmte Menge des Motorschmiermittels zu einem Schmiermittelreservoir oder zu dem Motorbrennstofftank umleiten.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das System eine Steuereinheit, die in Reaktion auf vorbestimmte Motorschmiermittel-Qualitätsmessungen durch die Sensoren in dem Fließweg funktionsfähig ist, um zu bewirken, dass eine vorbestimmte Menge des Motorschmiermittels zu dem Schmiermittelreservoir oder zu dem Motorbrennstofftank umgeleitet wird.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform verbleibt das Motorschmiermittel, das zu dem Schmiermittelreservoir umgeleitet wird, in dem Schmiermittelreservoir solange gelagert, bis die Systemsteuereinheit ein Pumpen einer vorbestimmten Menge des gelagerten Motorschmiermittels zu dem Motorbrennstofftank befiehlt.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform befiehlt die Systemsteuereinheit, dass Motorschmiermittel zu dem Brennstofftank entweder während des Befüllens oder kurz danach und vorzugsweise, während der Motor betrieben wird, gegeben wird, um das Motorschmiermittel mit relativ warmem, schnell fließendem Brennstoff in einer gemeinsamen Leitung zu mischen, die überschüssigen Brennstoff von den Motorinjektoren zu dem Brennstofftank zurückführt.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform bestimmt die Systemsteuereinheit die Menge an Motorschmiermittel, die zu dem Brennstofftank gegeben werden soll, basierend auf der Menge an zu dem Brennstofftank gegebenen Brennstoff und den Messungen der Sensoren, um sicherzustellen, dass das Schmiermittel-Brennstoff-Gemisch innerhalb des Brennstofftanks ein vorbestimmtes Schmiermittel/Brennstoff-Verhältnis nicht überschreitet.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform überwacht die Systemsteuereinheit Sensoren in dem Fließweg, durch den ein Teil des Motorschmiermittels umgeleitet wird, die Schmiermittelbedingungen wie Temperatur, Druck, Dielektrikum und/oder Viskosität messen; um die Motorschmiermittelqualität zu prüfen.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Systemsteuereinheit auf einen Steuerbefehl gegebenenfalls einen Teil des Motorschmiermittels direkt zu dem Brennstofftank oder einem Schmiermittelreservoir für eine Lagerung umleiten, bevor es dem Brennstofftank zugeführt wird.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform fügt die Systemsteuereinheit auf einen Steuerbefehl periodisch frisches Schmiermittel zu dem Motor, um die Qualität und Menge des Motorschmiermittels aufrechtzuerhalten.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform unterbricht die Systemsteuereinheit, wenn das Motorschmiermittel unter eine vorbestimmte Menge innerhalb des Motors abfällt, den Fluss an Motorschmiermittel durch den Fließweg, der die Sensoren enthält, und bewirkt, dass frisches Schmiermittel dem Motor über den Fließweg, der stromabwärts von den Sensoren liegt, zugesetzt wird, bis das Motorschmiermittel bis zu einer solchen vorbestimmten Menge zurückgeführt wird.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Systemsteuereinheit verwendet werden, um die überwachten Daten von den Sensoren zu einer entfernten Stelle über einen Datenlink zu übermitteln.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Systemsteuereinheit verwendet werden, um die Lage des Motors über eine weltweite Positionssatelliten (GSP)-Einheit zu beobachten.
Um die vorstehenden und ähnlichen Ziele zu erreichen, umfasst die Erfindung sodann die Merkmale, die hierin nachstehend vollständig beschrieben und insbesondere in den Ansprüchen dargelegt sind, wobei die nachstehende Beschreibung und die angefügten Zeichnungen bestimmte beispielhafte erfindungsgemäße Ausführungsformen genau darstellen, wobei diese jedoch lediglich für einige der verschiedenen Möglichkeiten beschreibend sind, in denen die erfindungsgemäßen Prinzipien eingesetzt werden können.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den angefügten Zeichnungen:
ist 1 eine schematische Darstellung einer Form eines erfindungsgemäßen Systems, in der gezeigt ist, dass ein Teil des unter Druck stehenden Motorschmiermittels durch einen Fließweg mit einer diagnostischen Zelle zum Bestimmen der Schmiermittelqualität umgeleitet und sodann zu der Motorschmiermittelölwanne zurückgeführt wird,
ist 2 eine schematische Darstellung des Systems von 1, die aber zeigt, dass ein unter Druck stehendes Motorschmiermittel in ein Schmiermittelreservoir und sodann in den Motorbrennstofftank umgeleitet wird, und wobei frisches Schmiermittel zu der Motorschmiermittelölwanne durch den Fließweg gegeben wird, der stromabwärts von der diagnostischen Zelle liegt, und
ist 3 eine schematische Darstellung eines modifizierten erfindungsgemäßen Systems, in dem ein unter Druck stehendes Motorschmiermittel direkt zu dem Motorbrennstofftank auf einen Steuerbefehl einer Systemsteuereinheit umgeleitet wird.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter genauem Bezug auf die Zeichnungen und anfänglich auf 1 wird nun schematisch eine Form eines erfindungsgemäßen Systems 1 zum Aufrechterhalten der Qualität und Menge eines Schmiermittels EL in einem Verbrennungsmotor 2 gezeigt, der z.B. ein Dieselmotor sein kann, der zum Betreiben einer Lokomotive verwendet wird. Der Motor 2 ist schematisch im Schnitt in 1 mit den üblichen Kolben 3, Brennstoffinjektoren 4 und der Motorschmiermittelölwanne 5, die das Motorschmiermittel EL enthält, gezeigt. Auch eine motorbetrie bene Schmiermittelpumpe 7 ist gezeigt, die, wenn durch den Motor 2 angetrieben, bewirkt, dass das Motorschmiermittel EL von der Ölwanne 5 über eine externe Schmiermittelleitung 8, die einen Filter 9 enthält, und auf die sich bewegenden Teile des Motors fließt, um Reibung und Verschleiß zu minimieren. Das Motorschmiermittel kommt sodann zu der Ölwanne 5 für eine wiederholte Zirkulation über die Flüssigkeitsleitung 8 und auf die Motorteile, wie zuvor, zurück.
Das Schmiermittel EL innerhalb der Motorölwanne 5 steht typischerweise unter nahem atmosphärischem Druck, während das Schmiermittel in der Flüssigkeitsleitung 8, die extern zu dem Motor 2 liegt, unter einem signifikant höheren Druck liegt, z.B. in der Größenordnung von 207 kPa (30 psi) oder mehr.
Auch in 1 gezeigt ist die Brennstoffleitung 10, durch die Brennstoff F von einem Brennstofftank 11 mittels einer Brennstoffpumpe 12 durch einen Brennstofffilter 13 und Messgerät 14 zu den Brennstoffinjektoren 4 des Motors während eines Motorbetriebs gepumpt wird. Abhängig von der Drosselventilposition des Motors injiziert jeder Injektor 4 dosierte Mengen an Brennstoff in die Verbrennungskammern 16 bei sehr hohen Drücken. Der überschüssige Brennstoff dient zum Abkühlen der Injektoren 4 und wird zu dem Brennstofftank 11 über eine gemeinsame Leitung 17, die ein Brennstoffmessgerät 18 enthält, zurückgeführt. Mengensensoren 19, 20 in sowohl dem Brennstofftank 11 als auch der Motorölwanne 5 bestimmen grob das Flüssigkeitsvolumen in jedem dieser Reservoire.
Zum Bestimmen der Qualität des Motorschmiermittels EL umfasst das System 1 eine Flüssigkeitsleitung 25, die mit der Motorschmiermittelleitung 8 unter hohem Druck, die stromaufwärts von dem Motorschmiermittelfilter 9 liegt, verbunden ist. Die Leitung 25 enthält ein Dreiwegeventil 2b, das in der normalen "Zu"-Stellung, die in 1 gezeigt ist, einen Teil des unter Druck stehenden Motorschmiermittels EL durch eine diagnostische Zelle 27 lenkt, die eine Vielzahl von Sensoren 28 zum Prüfen bestimmter Qualitäten oder Charakteristika des Motorschmiermittels, z.B. der Temperatur, des Drucks, des Dielektrikums und/oder der Viskosität des Motorschmiermittels, enthält. Stromabwärts von der diagnostischen Zelle 27 liegt ein weiteres Dreiwegeventil 29, das in der normalen "Zu"-Stellung den Teil des Motorschmiermittels, der durch die diagnostische Zelle 27 tritt, zu der Motorschmiermittelölwanne 5 durch die Leitung 25 zurückführt.
Die Flüssigkeitsleitung 25 ist so bemessen, um den Anteil an Motorschmiermittelfluss durch die diagnostische Zelle 27 auf eine relativ kleine Menge zu begrenzen, z.B. etwa 3% des gesamten Ausflusses aus der Motorschmiermittelpumpe 7, was als für die korrekte Schmierung des Motors unbedeutend angesehen wird.
Eine Systemsteuereinheit 30 überwacht die Ausgaben von den Sensoren 28 in der diagnostischen Zelle 27 (und möglichen anderen, wie hierin nachstehend beschrieben), um eine Motorschmiermittelqualität, basierend auf einem Steuerungsalgorithmus, zu bestimmen. Wenn die Qualität des Motorschmiermittels unter einen vorbestimmten Wert fällt, wie durch die Steuereinheit 30 bestimmt, steuert die Steuereinheit periodisch das Ventil 26, um das umgeleitete Motorschmiermittel durch eine weitere Leitung 31 zu einem Schmiermittelreservoir 32 wieder umzulenken, wie schematisch in 2 gezeigt, wo das Motorschmiermittel gelagert werden kann; bis es anderweitig entsorgt wird. Ein Messgerät 33 und ein Filter 34 sind in der Leitung 31 stromaufwärts von dem Schmiermittelreservoir 32 zum Messen und Filtern des Schmiermittels vor einem Eintritt in das Reservoir bereitgestellt. Auch ist ein Mengensensor 35 in dem Reservoir 32 zum groben Bestimmen des Flüssigkeitsvolumens in dem Reservoir 32 bereitgestellt.
Wenn der Motor 2 von einem derartigen Typ wie einem Dieselmotor ist, der ein Schmiermittel-Brennstoff-Gemisch verbrennen kann, kann eine Flüssigkeitspumpe 36 innerhalb des Motorschmiermittelreservoirs 32 zum Pumpen einer vorbestimmten Menge des Motorschmiermittels in das Reservoir durch eine Leitung 37, die ein Flussmessgerät 38 enthält, und in die gemeinsame Leitung 17, die zu dem Brennstofftank 11 führt, auf einen Befehl durch die Systemsteuereinheit 30 bereitgestellt werden, wie in 2 weiter schematisch gezeigt.
Alternativ dazu kann die Leitung 31, die das umgeleitete Motorschmiermittel aus dem Motor nach einem Steuerbefehl der Systemsteuereinheit 30 erhält, direkt mit der gemeinsamen Leitung 17, die zu dem Brennstofftank 11 führt, verbunden werden, wie schematisch in 3 gezeigt, wodurch der Bedarf für das Motorschmiermittelreservoir 32 und die damit verbundene Pumpe 36, die Leitung 37 und das Flussmessgerät 38 beseitigt wird. In diesem Fall wird wünschenswerterweise ein weiteres Ventil 39 in der Leitung 31 bereitgestellt, das, wenn es durch die Systemsteuereinheit 30 aktiviert wird, den Fluss an Motorschmiermittel durch die Leitung 31 zu dem Brennstofftank 11 als eine Sicherheitsmaßnahme verhindert, in dem Fall, dass das Ventil 26 versagen sollte und die Pumpe 43 für frisches Schmiermittel (hierin nachstehend beschrieben) nicht funktionsfähig ist.
Jedoch weist ein Lagern des Motorschmiermittels in einem Reservoir 32 vor einem Zusetzen des Motorschmiermittels zu dem Brennstofftank 11 den Vorteil auf, dass eine periodische Aktivierung des Ventils 26, um etwas des Motorschmiermittels von dem Motor zu entfernen, nicht mit einem Befüllen des Brennstofftanks zeitlich zusammenfallen muss. Auch die Menge an Motorschmiermittel, die von dem Motor bei einem jeglichen gegebenen Zeitpunkt entfernt wird, kann größer sein als die Maximalmenge, die zu dem Brennstofftank bei diesem Zeitpunkt zugesetzt werden kann, ohne ein vorbestimmtes Schmiermittel/Brennstoff-Verhältnis für den bestimmten Motor zu überschreiten.
In jedem Fall wird das Motorschmiermittel vorzugsweise zu dem Brennstofftank 11 entweder zusammen mit dem Befüllen des Brennstofftanks oder sobald wie möglich nach einem Befüllen gegeben, um die Menge an Motorschmiermittel zu maximieren, die zu dem Brennstoff gegeben werden kann, ohne ein vorbestimmtes Schmiermittel/Brennstoff-Verhältnis für den Motor zu überschreiten. Auch wird das Motorschmiermittel wünschenswerterweise zu dem Brennstofftank 11 über die gemeinsame Leitung 17 nur während eines Betriebs des Motors gegeben, so dass das Motorschmiermittel mit dem warmen, relativ schnell fließenden Brennstoff, der von den Injektoren 4 zu dem Brennstofftank zurückkehrt, gemischt wird.
Das System 1 umfasst auch ein Reservoir 40 mit frischem Schmiermittel FL für eine Verwendung beim Aufrechterhalten der gewünschten Qualität und Menge eines Motorschmiermittels EL innerhalb der Motorschmiermittelölwanne 5. Ein Sensor 41 wird in dem Reservoir 40 zum groben Bestimmen des Volumens an frischem Schmiermittel innerhalb des Reservoirs bereitgestellt. Das Reservoir 40 für frisches Schmiermittel ist wünschenswerterweise selektiv mit der gleichen Leitung 25 verbunden, durch die das umgeleitete Motorschmiermittel EL normalerweise wieder zurück zu dem Motor 2 über das Dreiwegeventil 29 in der Leitung 25, das stromabwärts von der diagnostischen Zelle 27 liegt, zirkuliert wird. Auf einen Steuerbefehl durch die Systemsteuereinheit 30 bewegt sich das Ventil 29 zu einer Position, die einen Fluss von Motorschmiermittel von der diagnostischen Zelle 27 blockiert und ermöglicht, dass frisches Schmiermittel aus dem Reservoir 40 für frisches Schmiermittel durch eine Pumpe 43 innerhalb des Reservoirs durch ein Messgerät 44 in die Leitung 25 stromabwärts von der dia gnostischen Zelle 27 und in den Motor 2 gepumpt wird, wie schematisch in den 2 und 3 gezeigt.
Bei einem Betrieb überwacht die Systemsteuereinheit 30 die Sensoren 28 in der diagriostischen Zelle 27, die Mengensensoren 35 und 41 in den Schmiermittelreservoiren 32 und 40, das Flussmessgerät 33 zum Messen des wieder umgeleiteten Flusses an Motorschmiermittel zu dem Schmiermittelreservoir 32 oder zu dem Brennstofftank 11 und die Flussmessgeräte 38 und 44 zum Messen der Ausflüsse von den Schmiermittelreservoiren 32 und 40. Auch kann die Systemsteuereinheit 30 verwendet werden, um andere Komponenten zu überwachen, die den Schmiermittelmengensensor 20 in der Motorschmiermittelölwanne 5, den Brennstoffmengensensor 19 und möglicherweise die Brennstoffmessgeräte 14 und 18 als auch andere Sensoren 50 beinhalten, die in Verbindung mit oder auf dem Motor befestigt sind, wie schematisch in den Zeichnungen gezeigt, zum Messen von Motorparametern wie Motorgebrauch, basierend auf einer oder mehreren Betriebsvariablen des Motors oder der Ausrüstung, die durch den Motor angetrieben wird, einschließlich der Zahl an Motorstarts, Motorlaufzeit, Anzahl von gefahrenen Meilen, Brennstoffmenge, die seit der letzten Zugabe an frischem Schmiermittel verbraucht wurde, usw.
Basierend auf den überwachten Sensoren und/oder Komponenten bestimmt die Systemsteuereinheit 30, wann das Ventil 26 aktiviert werden soll, um einen Teil des Schmiermittels EL von dem Motor 1 zu dem Schmiermittelreservoir 32 (oder direkt zu dem Motorbrennstofftank 11, falls kein Schmiermittelreservoir bereitgestellt ist) umzuleiten und wann das Ventil 29 und die Pumpe 43 in dem Reservoir 40 für frisches Schmiermittel aktiviert werden sollen, um frisches Schmiermittel zu der Motorölwanne 5 zu übertragen, um die Qualität und Menge des Schmiermittels in dem Motor aufrechtzuerhalten. Auch basierend auf den überwachten Sensoren und/oder Komponenten bestimmt die Systemsteuereinheit 30, wann und welche Menge an Brennstoff zu dem Motorbrennstofftank 11 über ein Ventil 51 gegeben wird, wie schematisch in 1 gezeigt, und aktiviert die Pumpe 36 (falls das Motorschmiermittelreservoir 32 in dem System eingeschlossen ist), um gefiltertes Motorschmiermittel EL aus dem Reservoir 32 zu dem Brennstofftank 11 in einer Menge zu geben, die ein vorbestimmtes Schmiermittel/Brennstoff-Verhältnis nicht überschreitet oder, bis das Motorschmiermittelreservoir 32 leer ist. Wie vorstehend beschrieben, wird das Motorschmiermittel vorzugsweise zu dem Brennstofftank 11 entweder zusammen mit dem Befüllen oder sobald wie möglich danach, aber vorzugsweise nur während des Betriebs des Motors 2 gegeben, so dass das Motorschmiermittel mit dem warmen, schnell fließenden Brennstoff, der von den Injektoren 4 zu dem Brennstofftank 11 über die gemeinsame Leitung 17 zurückkommt, gemischt wird.
Natürlich würde, falls das System 1 kein Motorschmiermittelreservoir 32 beinhaltet und das umgeleitete Motorschmiermittel direkt zu dem Brennstofftank 11 gegeben wird, wie schematisch in 3 gezeigt, die Systemsteuereinheit 30 das Ventil 26 vorzugsweise nicht aktivieren, um das Motorschmiermittel zu dem Motorbrennstofftank 11 umzuleiten, außer in Verbindung mit dem Befüllen oder sobald wie möglich nach dem Befüllen und vorzugsweise nur während des Betriebs des Motors aus den vorstehend beschriebenen Gründen.
Auch basierend auf den überwachten Sensoren und/oder Komponenten bestimmt die Systemsteuereinheit 30, wann das Ventil 29 zum Blockieren des Flusses an umgeleitetem Motorschmieröl durch die diagnostische Zelle 27 und die Pumpe 43 in dem Reservoir 40 für frisches Schmiermittel aktiviert werden sollen, um frisches Schmiermittel in den Motor zu führen.
Die Systemsteuereinheit 30 umfasst eine Anzeige 52, die eine visuelle Ausgabe der überwachten Sensoren und/oder Komponenten ermöglicht. Auch kann die Systemsteuereinheit 30 verwendet werden, um die Motorposition über eine weltweite Positionssatelliten (GPS)-Einheit 55 zu beobachten. Zusätzlich kann die Systemsteuereinheit 30 verwendet werden, um die Daten, die sie von den Sensoren und/oder Komponenten erhält, zu einer entfernten Stelle über einen Datenlink 56 wie einem Satellitenkommunikationsmodem zu übermitteln.
Die verschiedenen Schmiermittelfließmessgeräte 33, 38 und 44 und Brennstofffließmessgeräte 14 und 18 würden redundant sein, falls die Schmiermittel- und Brennstoffmengensensoren 20, 35, 41 und 19 hochgradig genau wären. Jedoch stellen gewöhnlich solche Mengensensoren nur relativ ungenaue Messungen des Flüssigkeitsvolumens in der Ölwanne 5, den Reservoiren 32 und 40 und dem Tank 11 bereit, die ausreichend sind, um eine geeignete Schmiermittelmenge in dem Motor 2 aufrechtzuerhalten, das Verhältnis von Schmiermittel zu Brennstoff in dem Brennstofftank 11 zu begrenzen, die Entfernung von Schmiermittel EL aus dem Motor 2 zu verhindern, falls nicht genügend frisches Schmiermittel in dem Reservoir 40 für frisches Schmiermittel vorhanden ist, um die entfernte Menge zu ersetzen, und die Entfernung von Schmiermittel aus dem Motor 2 zu verhindern, falls kein ausreichendes Volumen vorhanden ist, um das Schmiermittel in dem Schmiermittelreservoir 32 aufzunehmen.
Obwohl die Erfindung hinsichtlich bestimmter bevorzugter Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass sich äquivalente Veränderungen und Modifikationen dem Fachmann beim Lesen und Verstehen der Beschreibung erschließen.

Claims

System zum Aufrechterhalten der Qualität und Menge eines Schmiermittels in einem Motor (2) mit einem Schmiersystem, das ein Motorschmiermittelreservoir (5) einschließt, umfassend Ventilmittel (26) zum selektiven Umleiten eines Teils des Schmiermittels von dem Motorschmiersystem entweder durch einen ersten Fließweg (25), der das Schmiermittel zu dem Motorschmiersystem zurückführt, oder durch einen zweiten Fließweg (31), der einen Teil des Schmiermittels von dem Motorschmiersystem entfernt, Sensormittel (28) in dem ersten Fließweg, die stromabwärts von den Ventilmitteln (26) liegen, zum Überprüfen des Schmiermittels, das den ersten Fließweg durchtritt, eine Steuereinheit (30), die in Reaktion auf vorbestimmte Schmiermittelmessungen durch die Sensormittel (28) funktionsfähig ist, um zu bewirken, dass die Ventilmittel (26) periodisch den Fluss eines Teils des Schmiermittels durch den zweiten Fließweg (31) umleiten, und Mittel zum periodischen Zusetzen von frischem Schmiermittel zu dem Motor.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (30) auch in Reaktion auf eine oder mehrere überwachte Bedingungen des Motors funktionsfähig ist, um zu bewirken, dass die Ventilmittel (26) periodisch den Fluss eines Teils des Schmiermittels durch den zweiten Fließweg umleiten.
System nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner umfassend zweite Ventilmittel (29) in dem ersten Fließweg (25), die stromabwärts von den Sensormitteln (28) liegen, wobei die Mittel zum periodischen Zusetzen von frischem Schmiermittel zu dem Motor (2) ein Reservoir (40) für frisches Schmiermittel umfassen, das in Flüssigkeitskontakt mit den zweiten Ventilmitteln (29) steht, wobei die zweiten Ventilmittel durch die Steuereinheit (30) funktionsfähig sind, um einen Flüssigkeitskontakt zwischen dem Motor und dem einen oder dem anderen der Sensormittel und dem Reservoir für frisches Schmiermittel herzustellen.
System nach Anspruch 3, ferner umfassend einen Mengensensor (20) zum Messen der Menge an Schmiermittel in dem Motorschmiermittelreservoir (5), wobei die Steuereinheit (30) auf den Mengensensor reagiert, der einen vorbestimmten Abfall an der Menge des Schmiermittels in dem Motorschmiermittelreservoir detektiert, um zu bewirken, dass die zweiten Ventilmittel (29) einen Flüssigkeitskontakt zwischen dem Reservoir (40) für frisches Schmiermittel und dem Motor (2) durch den ersten Fließweg (25), der stromabwärts von den Sensormitteln liegt, herzustellen.
System nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, ferner umfassend eine Pumpe (43), die durch die Steuereinheit (30) funktionsfähig ist, wenn die zweiten Ventilmittel (29) einen Flüssigkeitskontakt zwischen dem Reservoir (40) für frisches Schmiermittel und dem Motor herstellen, um frisches Schmiermittel dem Motor (2) unter Druck zuzuführen.
System nach einem der Ansprüche 3 bis 5, ferner umfassend ein Messgerät (44), das durch die Steuereinheit (30) überwacht wird, um den Fluss an frischem Schmiermittel von dem Reservoir (40) für frisches Schmiermittel zu dem Motor (2) zu messen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Messgerät (33), das durch die Steuereinheit (30) überwacht wird, um das Volumen an Schmiermittel, das durch den zweiten Fließweg (31) fließt, zu messen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Motorschmiermittelpumpe (7) zum Zirkulieren des Schmiermittels von dem Motorschmiermittelreservoir (5) durch den Motor, wobei sich der erste Fließweg (25) in Flüssigkeitskontakt mit einer Hochdruckseite der Motorschmiermittelpumpe befindet, um einen unter Druck stehenden Teil des Schmiermittels von dem Motorschmiermittelreservoir zu erhalten.
System nach Anspruch 8, ferner umfassend einen Filter (9) zwischen der Motorschmiermittelpumpe (7) und dem ersten Fließweg (25) zum Filtern des unter Druck stehenden Schmiermittels vor einem Eintritt in den ersten Fließweg.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Schmiermittelreservoir (32) zum Aufnehmen von Schmiermittel, das durch den zweiten Fließweg (31) fließt.
System nach Anspruch 10, ferner umfassend eine Pumpe (36) zum Pumpen von Schmiermittel von dem Schmiermittelreservoir (32) zu einem Brennstofftank (11) für den Motor (2).
System nach Anspruch 11, wobei die Pumpe (36) auf einen Steuerbefehl der Steuereinheit (30) funktionsfähig ist, nur Schmiermittel zu dem Brennstofftank (11) während oder kurz nach einer Befüllung des Brennstofftanks zu pumpen, um die Menge an Schmiermittel, die in den Brennstofftank zu einem jeglichen bestimmten Zeitpunkt gepumpt werden kann, zu maximieren, ohne dass ein vorbestimmtes Schmiermittel/Brennstoff-Verhältnis für den Motor (2) überschritten wird.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Motor (2) ein Dieselmotor ist, der Injektoren (4) zum Einspritzen von Brennstoff, der von einem Brennstofftank (11) erhalten wird, in den Motor und eine gemeinsame Leitung (17) zum Zurückführen von überschüssigem Brennstoff von den Injektoren zu dem Brennstofftank einschließt, wobei der zweite Fließweg (31, 37) mit der gemeinsamen Leitung in Kontakt steht, um das Schmiermittel, das den zweiten Fließweg durchtritt, in den Brennstofftank durch die gemeinsame Leitung auf einen Steuerbefehl der Ventilmittel durch die Steuereinheit (30) zu lenken.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensormittel (28) das Dielektrikum und/oder die Viskosität des Schmiermittels messen, das durch den ersten Fließweg (25) fließt.
System nach Anspruch 1, umfassend zweite Ventilmittel (29) zum Lenken eines Vorrats an frischem Schmiermittel zu dem Motor, und wobei die Steuereinheit (30) funktionsfähig ist, um selektiv zu bewirken, dass die Ventilmittel (26) den Fluss an Schmiermittel durch den ersten Fließweg (25) blockieren und einen Teil des Schmiermittels zu dem zweiten Fließweg (31) lenken, basierend auf dem überwachten Zustand des Schmiermittels, und um zu bewirken, dass die zweiten Ventilmittel (29) den Vorrat an frischem Schmiermittel zu dem Motor lenken, in Reaktion darauf, dass das Schmiermittel in dem Motorschmiermittelreservoir (5) unter eine vorbestimmte Menge fällt.
System nach Anspruch 15, wobei der zweite Fließweg (31) in Flüssigkeitskontakt mit einem Schmiermittelreservoir (32) zur Lagerung des Schmiermittels, das von dem Motor (2) erhalten wird, steht.
System nach Anspruch 16, ferner umfassend eine Pumpe (36) zum Pumpen eines Teils des Schmiermittels, das in dem Schmiermittelreservoir (32) gelagert wird, zu einem Brennstofftank (11) für den Motor (2) auf einen Steuerbefehl durch die Steuereinheit (30).
System nach Anspruch 15, wobei der zweite Fließweg (31) in direktem Flüssigkeitskontakt mit einem Brennstofftank (11) für den Motor (2) steht, wobei die Ventilmittel (26) auf einen Steuerbefehl der Steuereinheit (30) funktionsfähig sind, einen Teil des Schmiermittels durch den zweiten Fließweg (31) während des Befüllens des Brennstofftanks oder kurz danach in einer Menge zu lenken, um nicht ein vorbestimmtes Schmiermittel/Brennstoff-Verhältnis für den Motor zu überschreiten.
System nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei der erste Fließweg (25) in Flüssigkeitskontakt mit einer Diagnosezelle (27) steht, die stromabwärts von den Ventilmitteln (26) liegt, enthaltend Sensoren (28), die durch die Steuereinheit (30) überwacht werden, um den Zustand des Schmiermittels, das durch den ersten Kreislauf fließt, zu bestimmen.