DK173533B1 - Fremgangsmåde til smøring af en cylinder i en forbrændingsmotor samt cylindersmøresystem og tilslutningselement - Google Patents

Description

DK 173533 B1 i

Opfindelsen angår en fremgangmåde til smøring af en cylinder i en forbrændingsmotor, hvor mindst en smøreenhed til levering af smøreolie til mindst et smørested på cylinderen styres elektronisk ved hjælp af 5 en tilhørende styreenhed.

En sådan fremgangsmåde kendes fra ansøgerens danske patentansøgning 1119/96, hvor smøreenheden har et aktuatorstempel, der driver flere doseringsstempler i en fælles bevægelse for smøring af flere smøresteder 10 på cylinderen, hver gang smøreenheden aktiveres af den elektroniske styreenhed. Den hydraulisk drevne smøreenhed er hurtigtvirkende og leverer smøreolien til smørestederne ved et fordelagtigt højt smøreolietryk.

Det har i en lang årrække været et ønske at 15 aflevere smøreolien i cylinderen, netop når stemplet passerer forbi smørestedet, se fx dansk patent 81275 fra 1954, svejtsisk patent 406 735 fra 1966, tysk patentskrift 28 27 626 fra 1979 og europæisk patent 0 678 152 fra 1997.

20 I praksis har det vist sig overordentligt van skeligt at realisere dette ønske, fordi mange forhold påvirker smøreoliens faktiske afleveringstidspunkt. Der kan gives enkelte eksempler. Tidsforsinkelsen mellem smøreenhedens aktivering og oliens aflevering ved 25 smørestedet afhænger blandt andet af smøreoliens viskositet. Den faktiske tidsforsinkelse er et absolut tidsinterval, medens tidsforsinkelsen for opnåelse af korrekt smøring varierer med motorens omløbstal, Ved de kendte elektronisk aktiverede smøreenheder foretages 30 aktiveringen på basis af krumtapakslens drejestilling.

I drift vrider krumtapakslen sig i større eller mindre grad afhængig af motorens øjeblikkelige belastning og af, hvor langt den pågældende cylinder ligger væk fra signalgiveren, der detekterer akslens drejningsbe-35 vægelse, hvilket introducerer varierende unøjagtigheder 2 DK 173533 B1 i smøringstidspunktet.

Den foreliggende opfindelse har til formål at forbedre smøreoliens aflevering til det mindst ene smørested i cylinderen.

5 Med henblik herpå er fremgangsmåden ifølge op findelsen ejendommelig ved, at smøreenhedens aktivering i løbet af en eller flere motorcyklusser styres af den elektroniske styreenhed på basis af måling af de varierende cylindertryk i cylinderen, medens motoren 10 kører.

Målingen af de faktiske cylindertryk i cylinderen giver et retvisende billede af de øjeblikkelige stem-pelbevægelser, hvilket er grundlaget for at kunne aflevere smøreolien i løbet af det meget korte tidsrum, 15 hvor stemplet passerer smørestedet eller smørestederne. Målingerne tilfører den elektroniske styreenhed oplysning om, hvornår stemplet passerer smørestedet, og om tidsintervallet mellem hver passage. Ud fra disse data og eventuelt lagrede oplysninger om den ønskede 20 doseringsmængde og om tidsforsinkelsen fra aktiveringssignalet afgives til smøreolien faktisk leveres til smørestedet beregner styreenheden, hvornår det næste aktiveringssignal skal afgives. Da målingen af de varierende cylindertryk sker, medens motoren kører ved 25 den for smøringen aktuelle driftstilstand, opnås der vedvarende en opdatering af de aktuelle data og dermed en løbende tilpasning af aktiveringstidspunktet efter de øjeblikkelige stempelbevægelser i cylinderen.

Det er muligt at måle cylindertrykket ved hjælp af 30 velkendte teknikker, såsom strain-gauges monteret på cylinderdækslets dækseltappe, men en sådan måling af det generelle trykniveau i cylinderen giver kun en relativt grov indikation af stemplets aktuelle position og bevægelse.

35 Det foretrækkes, at der ved et trykmålested i 3 DK 173533 B1 cylinderen måles trykvariationerne frembragt af, at stempelringe på et stempel i cylinderen passerer trykmålestedet, og at disse trykmålinger anvendes i forbindelse med styringen af smøreenhedens aktiverings-5 tidspunkt. Der fremkommer markante, karakteristiske trykaendringer, når stempelringene passerer trykmåle-stedet, og trykaendringerne er lokale for området umiddelbart omkring stempelringene. Dette giver en meget præcis måling af stemplets øjeblikkelige position 10 og dermed et præcist udgangspunkt for styreenhedens bestemmelse af smøreenhedens aktivering.

I en særlig fordelagtig udførelse ifølge opfindelsen måles de varierende cylindertryk og smøreolietryk ved smørestedet. Dette giver en række fordele. Ved 15 målingen opnås oplysning om cylindertrykket ved smøre-stedet, hvilket betyder, at styreenheden undgår at skulle kompensere tidsmæssigt for stempelbevægelsen mellem måle- og smørestederne, hvilken tidsmæssige korrektion varierer med motorens omdrejningstal.

20 Endvidere opnås ved samme målested oplysning om det præcise tidspunkt for, hvornår smøreolien afgives ved smørestedet, fordi denne afgivelse resulterer i en tydelig stigning i det målte tryk. Med en sådan måling af smøreoliens faktiske leveringstidspunkt undgås de 25 kendte problemer med at forudsige variationerne i tidsforsinkelsen mellem smøreenhedens aktivering og smøreoliens ankomst til smørestedet.

Endvidere opnås den fordel, at der mellem tryksensoren og gasarterne i cylinderen er en beskyttende 30 mængde smøreolie, der virker kølende og sikrer rimeligt ensartede driftsforhold for tryksensoren. Tilførslen af smøreolie virker endvidere rensende i området omkring tryksensoren og sikrer borttransport af restprodukter fra forbrændingen, hvis disse aflejres ud for tryksen-35 soren.

4 DK 173533 B1

Aktiveringen af smøreenheden kan hensigtsmæssigt afhænge af den aktuelle driftstilstand af cylinderen. Overvågningen af driftstilstanden kan være baseret på et velkendt system, såsom et anti-scuffing system 5 og/eller måling af udvalgte driftstemperaturer på cylinderen, men det foretrækkes, at smøreenheden i løbet af en driftsperiode aktiveres et færre antal gange end antallet af motorcyklusser i driftsperioden, og at ud fra trykmålinger i de motorcyklusser, hvor 10 smøreenheden er inaktiv, tilføres styreenheden trykmåledata til analyse af stempelringenes driftstilstand.

Når smøringen foregår med korrekt timing i forhold til stempelbevægelsen, kan der i motorcyklusser med smøring med en tryksensor placeret i smørestedet ikke måles 15 trykdata, som kan anvendes til bestemmelse af ringenes driftstilstand, fordi trykstigningen som følge af smøringen overdøver de små trykændringer, der indikerer begyndende driftsproblemer. Ved ikke at smøre i hver motorcyklus på den pågældende cylinder opnås, at 20 trykmålingerne fra motorcyklusserne uden smøreolietilførsel er anvendelige til analyse af stempelringenes driftstilstand. De længere intervaller mellem hver aktivering af smøreenheden giver endvidere den fordel, at smøreoliemængden per aktivering bliver større, 25 hvilket fremmer god smøring, fordi den større mængde smøreolie fordeles mere effektivt langs cylinderens omkreds.

Tilstandsovervågningen muliggør, at referencedata for de varierende cylindertryk, som indikerer cylin-30 derens normale driftstilstand, oplagres i styreenheden, mens motoren kører. Når en ny motor er kørt ind, kan referencedataene for hver enkelt cylinder registreres og oplagres, så de efterfølgende kan anvendes som sammenligningsgrundlag for, om de løbende målte drifts-35 data indikerer en normal driftstilstand, eller en 5 DK 173533 B1 unormal tilstand, der kræver ændring i driftsbetingelserne, såsom en forøget dosering af smøreolie. Da referencedataene etableres for hver enkelt cylinder på basis af dennes faktiske driftsforhold, kan selv små 5 afvigelser fra den normale drift konstateres. Tilstandsovervågningen kan derfor give besked om unormale driftsforhold på et væsentlig tidligere tidspunkt end de kendte anti-scuffing systemer, der er baseret på detektering af unormale temperaturstigninger i cylin-10 dervæggen.

Det foretrækkes, at referencedataene for cylinderens normale driftstilstand opdateres af styreenheden for kompensering for langtidsændringer i de varierende cylindertryk som følge af normalt cylinderslid. En 15 sådan opdatering, der eksempelvis kan ske periodevis, forbedrer styreenhedens mulighed for at detektere små afvigelser fra den normale driftstilstand.

Tilstandsovervågningen giver uden videre besked om, hvorvidt trykfaldene over de enkelte stempelringe 20 er normale, hvilket indikerer normal drift. Derudover kan der, om ønsket, opnås en meget fordelagtig overvågning af, om stempelringene drejer rundt om stemplets længdeakse, idet referencedata for de transiente ændringer i de varierende cylindertryk, som er for-25 årsaget af, at et ringgab i en stempelring periodevis passerer forbi trykmålestedet, kan omfattes af styreenhedens referencedata for cylinderens normale driftstilstand. Tilstandsovervågningen kan på basis heraf registrere, med hvilken frekvens hver enkelt stempel-30 ring drejer sig, og hvis frekvensen for en stempelring falder ved kontinuert motordrift, kan styreenheden give signal om, at stempelringen er ved at vise tegn på at sætte sig fast i det tilhørende ringspor.

Det foretrækkes, at styreenheden styrer smøre-35 enheden til midlertidig dosering af mere smøreolie, 6 DK 173533 B1 hvis målingerne af de varierende cylindertryk indikerer unormal driftstilstand for cylinderen, herunder for stemplet, stempelringene eller cylinderforingen. Ofte vil den midlertidige, ekstra smøreoliedosering være 5 tilstrækkelig til at genetablere den normale driftstilstand. Ved indikation om afvigelser fra den normale driftstilstand kan styreenheden give melding til betjeningspersonalet eller til en central styreenhed om, at driftstilstanden er ved at ændre sig. Dette kan 10 give meget tidligt varsel om, at cylinderen bør efterses og eventuelt repareres, og på baggrund heraf kan eventuelle reservedele bestilles og eftersynet planlægges. For motorens cylindre kan dette muligøre, at de sædvanlige periodiske rutineeftersyn erstattes med 15 eftersyn begrundet i cylinderens faktiske driftsforhold. Eftersynet kan enten være af præventiv karakter, når styreenheden indikerer en mulig fremtidig"driftsforstyrrelse, der ved tidlig indgriben kan hindres i at udvikle sig, eller kan være nødvendig som følge af 20 egentlig fejlmelding af en cylinder.

Traditionelt er smøreoliens dosering indstillet ved, at der på basis af driftserfaringer fra mange motorer er fastsat forudbestemte minimumsdoseringer af smøreolie ved normal, kontinuert drift ved 100% motor-25 belastning. Disse standarddoseringer er tilstrækkeligt store til at kompensere for de variationer i smøringen, som skyldes fremstillingsmæssige tolerancer i smøresystemet og cylinderelementerne.

Den foreliggende opfindelse giver en hensigts-30 mæssig mulighed for at opnå væsentlige besparelser i smøreolieforbruget derved, at styreenheden automatisk detekterer den nødvendige minimumsdosering af smøreolie til cylinderen ved at mindske doseringen, indtil de målte varierende cylindertryk indikerer, at cylinderens 35 driftstilstand begynder at afvige fra den normale 7 DK 173533 B1 driftstilstand. Minimumsdoseringen for den pågældende cylinder er dermed den dosering, som blev anvendt et passende tidsrum inden afvigelsen fra den normale driftstilstand forekom.

5 Det er muligt at anvende en smøreenhed, som mængdereguleres ved at variere doseringsmængden per aktivering, og så aktivere doseringsenheden med en bestemt frekvens i forhold til motorcyklusserne. Alternativt kan anvendes en smøreenhed, som doserer den 10 samme mængde per aktivering, og smøreenhedens dosering af smøreolie varieres så ved at variere det antal motorcyklusser, som forløber mellem hver aktivering af smøreenheden. Denne form for aktivering af smøreenheden giver den fordel, at doseringsmængden ved den enkelte 15 aktivering kan være en mængde, der er tilstrækkelig stor til at sikre god fordeling af smøreolien i cylinderen.

I en valgfri videreudvikling heraf indeholder styreenheden oplysning om flere standardgrupper af 20 motorcyklusser, hvori der i hver enkelt standardgruppe sker en enkelt aktivering af smøreenheden, og smøreenhedens doseringsmængde af smøreolie varieres ved at ændre på sammensætningen af efter hinanden følgende standardgrupper af motorcyklusser. Der kan eksempelvis 25 være standardgrupper på 3, 4, 5 og 6 osv. motorcyklusser, hver med en enkelt aktivering af smøreenheden, og set over en driftsperiode på fx 500 motorcyklusser kan der opnås kontinuert variation af doseringsmængden ved at vælge en passende kombinaion af efter hinanden 30 følgende standardgrupper. Hvis der ved en driftstilstand eksempelvis kun anvendes standardgruppen med én aktivering per 4 motorcyklusser, kan doseringen sættes en anelse ned ved at vælge en standardgruppe med 5 motorcyklusser efter hver fjerde standardgruppe med 4 35 motorcyklusser. Reguleringsteknisk er dette særdeles 8 DK 173533 B1 enkelt at håndtere i styreenheden.

I en udformning, der kun stiller få krav til mekanisk udstyr og dermed er omkostningsmæssigt fordelagtig at implementere på en motor, især hvis der er 5 tale om retrofit til en allerede eksisterende motor, der ikke i forvejen har udstyr til aftastning af krumtapakslens drejningsbevægelse, er fremgangsmåden ejendommelig ved, at styreenheden umiddelbart efter start af motoren aktiverer smøreenheden på et vilkår-10 ligt tidspunkt i løbet af en motorcyklus, og at styreenheden på basis af måling af de varierende cylindertryk i cylinderen regulerer tidspunktet for smøreenhedens aktivering i en motorcyklus således, at smøreolien løber ud ved smørestedet, medens stemplets ring-15 pakke i stemplets opovergående slag befinder sig ud for smørestedet. I løbet af en ganske kort driftsperiode har styreenheden ud fra målingen af de varierende cylindertryk styr på, hvornår stemplet passerer forbi smørestedet, og derefter kan aktiveringen af smøreen-20 heden på simpel vis justeres ind til at smøreolien afleveres, når stemplet passerer smørestedet.

Den foreliggende opfindelse angår endvidere et cylindersmøresystem til en forbrændingsmotor, med mindst en smøreenhed til levering af smøreolie til 25 mindst et smørested på cylinderen og med en styreenhed til elektronisk styring af smøreenheden. Cylindersmøre-sysstemet er ejendommelig ved, at det omfatter mindst en tryksensor til måling af i cylinderen varierende cylindertryk, og at styreenheden via en dataindgang 30 modtager trykmåledata for trykvariationerne i cylinderen ved tryksensoren. Med dette system kan opnås indsamling af data til brug for analysering af cylinderens driftstilstand og justering af smøreenhedens aktivering, hvilket kan anvendes til opnåelse af de 35 ovennævnte fordele. Tryksensoren kan med fordel være 9 DK 173533 B1 placeret i cylinderens side og måle trykket ved et løbefladeområde, hvori stempelringene passerer i løbet af hver motorcyklus, idet de lokale trykvariationer omkring stempelringene giver oplysninger om driftstil-5 standen for hver enkelt ring.

I en hensigtsmæssig udførelsesform omfatter styreenheden et intelligent, selvlærende program til bearbejdning af trykmåledata, såsom et neuralt netværk og/eller et program med generiske algoritmer eller 10 fuzzy-logic. Et sådant program kan på basis af målte data fra cylinderen i drift og ud fra forudbestemte informationer om typiske fejltilstande detektere små afvigelser fra den normale drift og give tidlig besked om en begyndende fejltilstand.

15 Endvidere angår opfindelsen et tilslutningselement til montering ved et smørested på en cylinder i en forbrændingsmotor og omfattende et hus til indsætning i en boring i cylindervæggen og en i huset udformet kanal, som strækker sig fra en tilslutning for et 20 smørerør til en afgangsåbning ved smørestedet og indeholder en kontraventil, der åbner i retning af afgangsåbningen. Tilslutningselementet er ejendommeligt ved, at en tryksensor står i forbindelse med det kanalafsnit, der strækker sig fra kontraventilen til 25 afgangsåbningen. Når tilslutningselementet er monteret på en cylinder, står tryksensoren således i vedvarende forbindelse med det område, der ligger inden i cylinderen ud for smørestedet. Tryksensoren kan være indbygget i tilslutningselementets hus.

30 Opfindelsen beskrives herefter nærmere med hen visning til den stærkt skematiske tegning, hvorpå fig. 1 viser et deludsnit af en cylinder udformet i overensstemmelse med opfindelsen, fig. 2 en anden udførelsesform for et smøresystem 35 ifølge opfindelsen, 10 DK 173533 B1 fig. 3-6 diagrammer over målte trykforløb i en cylinder i løbet af kompressionsslag, fig. 7 et diagram over et målt trykforløb i samme cylinder i løbet af et ekspansionsslag, 5 fig. 8 og 9 skematisk visning af databehandlings forløb, og fig. 10 et sidebillede af et tilslutningselement ifølge opfindelseen.

En i fig. 1 antydet cylinder 1 i en forbrændings-10 motor omfatter en cylinderforing 2, et cylinderdæksel 3 med en udstødsventil 4 og et stempel 5 monteret på toppen af en stempelstang 6. Stemplet har i sin yderside et antal ringnoter med stempelringe 7. Antallet af stempelringe kan variere med motortypen, men der er 15 typisk mindst tre og højst seks stempelringe. For at give korrekt tætning skal ringene have mulighed for at bevæge sig i de tilhørende ringspor, og ringbevægelserne omfatter normalt både en forskydning op og ned i ringsporet og en drejning omkring stemplets længdeakse 20 8.

Den cylindriske inderside af cylinderforingen 1 udgør en løbeflade 9 for stempelringene. Løbefladens nedre ende ligger ud for underkanten af den nederste stempelring i stemplets bunddødpunkt, og løbefladens 25 øvre ende ligger ud for overkanten af den øverste stempelring i stemplets topdødpunkt. Stempelringene og cylinderforingen fungerer kun korrekt, hvis der løbende sker en passende tilførsel af smøreolie til løbefladen.

I en krydshovedmotor adskiller en mellembund bundkarret 30 fra cylindrene, så der er behov for separat cylinder-smøring, hvilket foretages med en smøreenhed 10, der eksempelvis kan være af den type, der er beskrevet i ansøgerens DE-A 19743955, hvor en elektronisk aktiveret og hydraulisk drevet aktuator driver flere doserings-35 stempler i et fælles leveringsslag, eller eksemplevis 11 DK 173533 B1 kan være en mekanisk drevet pumpe i kombination med elektronisk udløsning af hvert doseringsvolumen af smøreolie som beskrevet i EP-B 0 678 152.

Smøreenheden 10 kan levere smøreolie til flere 5 smøresteder 11 på samme cylinder eller på flere cylindre. I sidstnævnte tilfælde aktiveres smøreenheden med timinger, der er afpasset efter henholdsvis den ene og den anden cylinder. På store motorer vil der typisk være mindst én smøreenhed per cylinder, og smøresteder-10 ne tilsluttet smøreenheden vil typisk ligge ved samme længdeposition (niveau) i cylinderforingen, men fordelt over dennes omkreds. Hvis der ønskes smøring i flere niveauer og/eller smøring med mere end en type smøreolie, vil der typisk anvendes flere smøreenheder per 15 cylinder.

Forbrændingsmotoren kan være en langsomtgående, totakts krydshovedmotor med et maksimalt omdrejningstal i intervallet 60-275 rpm, en ydelse per cylinder i intervallet 300-6000 kW, en cylinderboring i inter-20 vallet 25-100 cm og en slaglængde i intervallet 90-300 cm. Opfindelsen kan også med fordel anvendes på firtakt motorer med tryksmøring af cylindrene.

Smøreenheden 10 er forbundet med smørestederne 11 via ledninger eller smørerør 12, og i nærheden af 25 smørestedet er der en kontraventil 13, som kun tillader tilstrømning til smørestedet og hindrer det relativt høje cylindertryk i løbet af arbejdsslaget i at udbrede sig til smøreenheden. Når smøreolien afleveres til smørestedet på cylindersiden af kontraventilen, over-30 tiger smøreolietrykket det øjeblikkelige tryk i cylinderen ved smørestedet. Smørestedet kan eksempelvis være beliggende således, at dette cylindertryk vil være i intervallet fra 5 til 30 bar, hvilket giver mulighed for at anvende en tryksensor, der måler over et rela-35 tivt lille trykinterval og har ægte nulpunkt, dvs. en 12 DK 173533 B1 tryksensor uden signalforstærkning.

Mellem mindst ét af smørestederne og den tilhørende kontraventil er tilsluttet en tryksensor 14 (trykpick-up) , der som følge af sin tilslutning på 5 leveringssiden af kontraventilen måler cylindertrykket umiddelbart ud for smørestedet. En signalledning 15 fra tryksensoren 14 overfører trykmåledata til en dataindgang 16 i en styreenhed 17, der på basis af måledataene og eventuelle oplagrede data bestemmer, hvornår smøre-10 enheden skal aktiveres, og i overensstemmelse hermed afgiver styresignal via en signalledning 18 til smøreenheden 10, der forsynes med smøreolie gennem en ledning 19. I fig. 1 er antydet, at styreenheden 17 styrer to smøreenheder 10, der begge kan smøre den 15 samme cylinder. Af hensyn til timingen af smøreenhedens aktivering i forhold til stempelbevægelsen er det muligt kun at anvende en enkelt tryksensor 14, men det foretrækkes at anvende mindst én tryksensor for hver smøreenhed 10, fordi der så opnås kontrol af funktions-20 dueligheden af hver af smøreenhederne.

I den efterfølgende beskrivelse af andre udførelsesformer anvendes for enkelheds skyld samme henvisningstal som ovenfor for elementer af samme art.

I fig. 2 ses en cylinder i en motor, der har en 25 udførelsesform med to smøreenheder 10 per cylinder, hvor smørestederne 11 rundt langs cylinderens omkreds skiftevis er tilsluttet den ene og den anden smøreenhed. Hvis den ene af smøreenhederne skulle svigte, kan den anden smøreenhed aktiveres til at dosere mindst det 30 dobbelte af sin normale smøreoliemængde og dermed holde cylinderen i normal drift, indtil svigttilstanden er udbedret.

Hver af smøreenhederne 10 er tilknyttet en tryksensor 14, som er placeret ved smøresteder, der er 35 adskilt fra hinanden i omkredsretningen, og hensigts- 13 DK 173533 B1 mæssigt ligger diametralt modsat hinanden. Når måledataene fra tryksensorerne anvendes til tilstandsanalyse af stempelringene, jvf. nedenfor, giver de to tryksensorer mulighed for på enkel vis at konstatere, om et 5 afvigende trykforløb målt ved den ene tryksensor skyldes passage af et ringgab, hvilket konstateres ved måling af normalt trykforløb ved den anden tryksensor, eller om det skyldes en fejltilstand ved stempelringen, der giver afvigende trykforløb ved begge sensorer. De 10 to sensorer forbedrer også driftssikkerheden, fordi korrekt drift af smøreenhederne 10 kan opretholdes, selv om den ene tryksensor fejler. Smøresystemets driftssikerhed kan endvidere højnes ved, at smøreenhederne som back-up også kan styres af en anden styre-15 enhed, såsom styreenheden 10 hørende til en anden cylinder på motoren. Der kan være én styreenhed 10 for hver cylinder, eller styreenheden 10 kan være fælles for en gruppe af cylindre eller for hele motoren.

De i fig. 3-6 viste diagrammer viser trykforløb 20 målt i løbet af stemplets kompressionsslag i en trykladet totakts dieselmotor som funktion af tiden. Tryksensorens er placeret ved smørestedet, og dens nulpunkt er justeret ind efter ladelufttrykket. Stemplet har fire stempelringe. I fig. 3 ses et trykforløb a målt i en 25 motorcyklus uden smøreolietilførsel ved målestedet.

Kurven har et tydeligt maksimum ved b, der viser tidspunktet ti for, hvornår den øverste stempelring passerer målestedet. Kort tid derefter har kurven maksima c, d, e, der på karakteristisk måde viser 30 passagen af de tre øvrige stempelringe i form af en lille trykstigning efterfulgt af et mærkbart trykfald.

Efter passagen af det opovergående stempel ses cylindertrykket ud for målestedet at være stort set upåvirket af de væsentligt højere tryk, som er til stede 35 i forbrændingskammeret over stemplet. Hvis målestedet 14 DK 173533 B1 ikke er beliggende ved løbefladen i cylinderen, men fx måler trykbelastningen på cylinderdækslet, opnås der globale data for stemplets position, men ikke lokale data for trykvariationer ved de enkelte stempelringe.

5 I fig. 4-6 ses eksempler på målte trykforløb f, g og h, når smøringen er henholdsvis for tidlig, korrekt og for sen. I alle tre tilfælde frembringer leveringen af smøreolien til smørestedet en markant trykstigning ved et tidspunkt t2 og passagen af den første stempel-10 ring et markant trykfald ved tidspunktet ti. Det er ønskeligt, at leveringen af smøreolie sker i tidsrummet mellem ti og tidspunktet e for passagen af den nederste stempelring. En sådan korrekt timing er vist i fig. 5.

De målte trykvariationer kan anvendes til præcis 15 adaptiv styring af smøreoliens doseringstidspunkt i forhold til stempelpassagen, idet styreenheden korrigerer smøreenhedens aktivering, indtil tidspunkterne ti og t2 er i det væsentlige sammenfaldende.

Det foretrækkes, at der leveres smøreolie, medens 20 i det mindste de tre øverste stempelringe passerer forbi smørestedet, og arealet af udløbsåbningen ved smørestedet er afpasset således efter den leverede smøreoliemængde per aktivering af smøreenheden, at dette opnås ved fuld motorbelastning (Maximum Conti-25 nuous Rating) . Når motoren kører ved lav belastning, bevæger stemplet sig langsommere forbi smørestedet, og da smøreoliens udstrømningsperiode ofte holdes uændret, kan styreenheden aktivere smøreenheden med periodevis forsinkelse, fx ved hver anden eller hver tredie 30 aktivering, så at leveringen ved smørestedet først starter, når første stempelring har passeret. Derved smøres både i toppen og bunden af stemplets ringpakke.

Når smøreolien ikke leveres i løbet af stemplets passage forbi målestedet på løbefladen, kan der som 35 vist i fig. 3 opnås detaljerede data for stempelringe- DK 173533 B1 15 nes tilstand, idet trykfaldene ved passagen af hver enkelt stempelring kan verificere ringenes korrekte funktion. Som følge af, at ringene roterer i ringsporene, og at ringene kan have et skråt forløbende 5 ringgab, hvori gas strømmer forbi ringen, fremkommer der for den enkelte ring periodevise transiente måledata, der resulterer i trykmålinger, hvor trykfaldet over ringen er væsentlig mindre end normalt. Da stempel-ringen roterer langsomt, sker passagen i løbet af en 10 række motorcyklusser og med et genkendeligt forløb.

I fig. 7 ses et trykforløb målt i løbet af stemplets ekspansionsslag. Den lodrette linie markeret ved i viser, at stempelringene passerer ned forbi tryksensoren, der blotlægges for trykket i forbræn-15 dingskammeret, og efter nogle indledende tryksvingninger mindskes trykket i et jævnt forløb ned til ladelufttrykket. I styreenheden kan disse oplysninger om trykforløbet ved den øjeblikkelige driftstilstand anvendes til justering af udstødsventilens åbnings-20 tidspunkt.

I den elektroniske styreenhed 17 kan de indsamlede trykmåledata gemmes og analyseres, og et eksempel herpå er i skematisk form vist i fig. 8, hvor informationerne 20 overført via signalledningen 15 oplagres i et trin 25 21, eventuelt efter en frafiltrering af uønskede informationer. I et trin 22 analyseres et passende udsnit af dataene for bestemmelse af tidspunktet ti, og i et trin 23 foretages en tilsvarende bestemmelse af tidspunktet t2, hvorefter styreenheden i et trin 24 ved 30 en sammenligning af tidspunkterne ti og t2 afgør, om en tids- eller anden korrektion af aktiveringssignalet til smøreenheden er nødvendig, og derefter afgives styresignaler 25 på den ønskede måde til smøreenheden. Analysen foretaget i trin 24 kan være baseret på 35 forudbestemte kriterier, evt suppleret med informatio- 16 DK 173533 B1 ner om en eller flere driftsparametre for motoren, såsom den øjeblikkelige belastning, eller afgivne ordre om belastningsændringer, eller manuelt afgivne ordre om ekstrasmøring osv. I fig. 2 er med en signalledning 26 5 antydet, at styreenheden kan modtage ydre signaler af denne art.

Et andet eksempel på styreenhedens behandling af trykmåledata er skitseret i fig. 9, hvor der efter frafiltrering af støj og uønskede informationer i et 10 trin 27 kan foretages en analyse i et trin 28 af, om informationerne er egnede som referencedata for de varierende cylindertryk ved cylinderens normale driftstilstand, og hvis dette er tilfældet kan disse tilbageføres til trin 21 og oplagres til senere brug ved 15 eventuel frafiltrering og analyse i de efterfølgende trin. Referencedataene kan opdateres, og der kan ved analysen ved opdatering ske en sammenligning med forudbestemte, forventede ændringer for at undgå, at en begyndende fejltilstand indbygges i referencedataene.

20 Analysen i trin 28 kan ske ved hjælp af et intel ligent, selvlærende program, såsom et neuralt netværk og/eller et program med generiske algoritmer eller fuzzy-logic. Programmer af denne art er velkendte til tilstandsovervågning og analyse. Når en motor leveres 25 kan programmet være oplært og indjusteret ved hjælp af standard drifts- og fejltilstande for cylindrene i den pågældende motortype, og efter indkøringen af cylindrene kan programmet ved analyse af de levende informationer fra trykmåledata fra den kørende motor fore-30 tage finindjustering af programmet og bestemme referencedataene for den tilhørende cylinder. Når dette er sket, og styreenheden kører i normal drift, kan der i et trin 29 bestemmes informationer til brug ved styringen af motoren samt signaler til aktivering af 35 smøreenheden.

17 DK 173533 B1

Et i fig. 10 vist tilslutningselement 30 har en tilslutning 31 for smørerøret 12, der via en kanal 32 i tilslutningselementets hus 33 står i forbindelse med en afgangsåbning 34. I kanalen 32 er der en kontra-5 ventil 35, der åbner i retning af afgangsåbningen. En tryksensor 36 er beliggende i forbindelse med kanalen 32 mellem kontraventilen og afgangsåbningen. Tryksensoren er en standardkomponent og kan eksempelvis omfatte en strain-gauge. Det er naturligvis muligt at 10 placere tryksensoren som en selvstændig enhed, men sammenbygningen med tilslutningselementet giver god beskyttelse mod skadelige påvirkninger og en nem montering, idet et tilslutningselement normalt er påkrævet for at føre en smørekanal ind gennem cylinder-15 væggen, der kan være en væg i cylinder foring eller vægge i både en cylinderforing og en kølekappe.

Forbrændingsmotoren kan også være en firtaktmotor og kan være med trunkstempler.

Claims (19)

1. Fremgangmåde til smøring af en cylinder (1) i en forbrændingsmotor, hvor mindst en smøreenhed (10) til levering af smøreolie til mindst et smørested på 5 cylinderen styres elektronisk ved hjælp af en tilhørende styreenhed, kendetegnet ved, at smøreenhedens (10) aktivering i løbet af en eller flere motorcyklusser styres af den elektroniske styreenhed (17) på basis af måling af de varierende cylindertryk 10. cylinderen, medens motoren kører.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at ved et trykmålested i cylinderen (1) måles tryksvingninger frembragt af, at stempelringe (7) på et stempel (5) i cylinderen passerer trykmålestedet, 15 og at disse trykmålinger anvendes i forbindelse med styringen af smøreenhedens (10) aktiveringstidspunkt.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at de varierende cylindertryk og smøreolietryk måles ved smørestedet (11).

4. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-3, ken detegnet ved, at smøreenheden (10) i løbet af en driftsperiode aktiveres et færre antal gange end antallet af motorcyklusser i driftsperioden, og at ud fra trykmålinger i de motorcyklusser, hvor smøreenheden 25 er inaktiv, tilføres styreenheden (17) trykmåledata til analyse af stempelringenes (7) driftstilstand.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at referencedata for de varierende cylindertryk, som indikerer cylinderens (1) normale drifts- 30 tilstand, oplagres i styreenheden (17), mens motoren kører.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at referencedataene for cylinderens (1) normale driftstilstand opdateres af styreenheden (17) 35 for kompensering for langtidsændringer i de varierende DK 173533 B1 cylindertryk som følge af normalt cylinderslid.

7. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 4-6, kendetegnet ved, at referencedata for de tran-siente ændringer i de varierende cylindertryk, som er 5 forårsaget af, at et ringgab i en stempelring (7) periodevis passerer forbi trykmålestedet, omfattes af styreenhedens (17) referencedata for cylinderens normale driftstilstand.

8. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 5-7, k e n -lOdetegnet ved, at styreenheden (17) styrer smøreenheden (10) til midlertidig dosering af mere smøreolie, hvis målingerne af de varierende cylindertryk indikerer unormal driftstilstand for cylinderen.

9. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 4-8, k e n -15 detegnet ved, at styreenheden (17) automatisk detekterer den nødvendige minimumsdosering af smøreolie til cylinderen (1) ved at mindske doseringen, indtil de målte varierende cylindertryk indikerer, at cylinderens (1) driftstilstand begynder at afvige fra den normale 20 driftstilstand.

10. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 4-9, kendetegnet ved, at smøreenhedens (10) dosering af smøreolie varieres ved at variere det antal motorcyklusser, som forløber mellem hver aktivering af 25 smøreenheden.

11. Fremgangsmåde ifølge krav 10, kendetegnet ved, at styreenheden (17) indeholder oplysning om flere standardgrupper af motorcyklusser, hvori der i hver enkelt standardgruppe sker en enkelt 30 aktivering af smøreenheden (10), og at smøreenhedens doseringsmængde af smøreolie varieres ved at ændre på sammensætningen af efter hinanden følgende standardgrupper af motorcyklusser.

12. Fremgangsmåde ifølge krav et af kravene 1-11, 35 kendetegnet ved, at styreenheden (17) DK 173533 B1 umiddelbart efter start af motoren aktiverer smøreenheden (10) på et vilkårligt tidspunkt i løbet af en motorcyklus, og at styreenheden (17) på basis af måling af de varierende cylindertryk i cylinderen (1) regu-5 lerer tidspunktet for smøreenhedens aktivering i en motorcyklus således, at smøreolien løber ud ved smørestedet, medens stemplets ringpakke i stemplets opover-gående slag befinder sig ud for smørestedet.

13. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-12, 10 kendetegnet ved, at den elektroniske styreenhed (17) på basis af målingerne af de varierende cylindertryk i cylinderen (1), medens motoren kører, afgiver signaler, der anvendes ved styringen af mindst én yderligere driftsparameter, såsom timingen af 15 udstødsventilens (4) åbning.

14. Cylindersmøresystem til en forbrændingsmotor, med mindst en smøreenhed (10) til levering af smøreolie til mindst et smørested på cylinderen (1) og med en styreenhed (17) til elektronisk styring af smøreen- 20 heden, kendetegnet ved, at cylindersmøre-systemet omfatter mindst en tryksensor (14) til måling af i cylinderen varierende cylindertryk, og at styreenheden (17) via en dataindgang (16) modtager trykmåledata for trykvariationerne i cylinderen (1) ved 25 tryksensoren (14).

15. Cylindersmøresystem ifølge krav 14, kendetegnet ved, at tryksensoren (14) er placeret i cylinderens side og måler trykket ved et løbeflade-område, hvori stempelringene (7) passerer i løbet af 30 hver motorcyklus.

16. Cylindersmøresystem ifølge krav 15, kendetegnet ved, at smøreenhedens smøreolieafgang er forbundet med smørestedet via en smøreolieledning (12), der indeholder en kontraventil (13), som af- 35 spærrer smøreolieledningen fra cylindertrykket, når DK 173533 B1 dette er større end smøreolie trykket, og at tryksensoren (14) er placeret i forbindelse med smøreolieledningen på cylindersiden af kontraventilen (13).

17. Cylindersmøresystem ifølge et af kravene 14-5 16, kendetegnet ved, at styreenheden (17) omfatter et intelligent, selvlærende program til bearbejdning af trykmåledata, såsom et neuralt netværk og/eller et program med generiske algoritmer eller fuzzy-logic.

18. Tilslutningselement (30) til montering ved et smørested på en cylinder (1) i en forbrændingsmotor og omfattende et hus (33) til indsætning i en boring i cylindervæggen og en i huset udformet kanal (32), som strækker sig fra en tilslutning (31) for et smørerør 15 til en afgangsåbning (34) ved smørestedet og indeholder en kontraventil (35), der åbner i retning af afgangsåbningen, kendetegnet ved, at en tryksensor (36) står i forbindelse med det kanalafsnit, der strækker sig fra kontraventilen (35) til afgangsåb-20 ningen (34).

19. Tilslutningselement ifølge krav 18, kendetegnet ved, at tryksensoren (36) er indbygget i tilslutningselementets hus (33). 25