WO2018192992A1 - Brennkraftmaschine und verfahren zum überwachen der brennkraftmaschine - Google Patents

Brennkraftmaschine und verfahren zum überwachen der brennkraftmaschine Download PDF

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WO2018192992A1 PCT/EP2018/059937 EP2018059937W WO2018192992A1 WO 2018192992 A1 WO2018192992 A1 WO 2018192992A1 EP 2018059937 W EP2018059937 W EP 2018059937W WO 2018192992 A1 WO2018192992 A1 WO 2018192992A1
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combustion engine
motor
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Sebastian Hilscher
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MTU Friedrichshafen GmbH
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    • F16N2260/02—Indicating
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N2260/00—Fail safe
    • F16N2260/30—Clogging filter

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine, comprising an engine with an inlet valve, an oil separator for reducing oil deposits on the inlet valve and a monitoring device. Furthermore, the invention relates to a service system with an internal combustion engine and a data unit, and a method for monitoring a load profile of an internal combustion engine.
  • the object of the invention is to provide an improved internal combustion engine.
  • wear of intake valves on the internal combustion engine is to be reduced.
  • the object is achieved according to a first aspect of the invention by an internal combustion engine according to claim 1.
  • the internal combustion engine comprises an engine having an inlet valve and an oil separator for reducing oil deposits on the inlet valve, in particular an oil separator on a crankcase ventilation, and a monitoring device for monitoring a load profile of the internal combustion engine.
  • the monitoring device is designed to indicate a load of the oil separator by means of a load and a load of the motor, in particular an overload of the oil separator over a design of the oil separator, wherein the monitoring device the utilization by means of an operating period of the engine and / or Proportion of a maximum load of the motor in Operation determined and the stress determined by means of a parameter of the performance of the engine.
  • the invention is based on the consideration that a deposit of oil residues on the intake valve is often responsible for damage to the engine. This coating usually becomes brittle, which causes it to break open above a certain lining thickness and thus create an opening when the inlet valve is closed. This opening leads to escape of hot gas and thus further damage within the engine. Thus, to reduce damage to engines during each engine operation, a better oil separator should be used to thereby reduce oil residue on the intake valve.
  • the invention has recognized that it is appropriate to reduce the cost of high quality oil separators and to incur additional maintenance costs to assess whether or not it is necessary for a particular engine to utilize a high grade oil separator. Furthermore, the invention has recognized that the deposit formation on the intake valve with high probability occurs when the engine is exposed to a high load and a heavy load.
  • the monitoring unit By monitoring the load and load of an engine during operation, it is advantageously possible to assess whether a built-Olabscheider sufficient to avoid oil residue on the intake valve of the engine. If an engine is particularly heavily utilized and / or stressed, the monitoring unit advantageously has the risk of overloading the oil separator above the design of the oil separator. Such information of the monitoring unit enables preventive maintenance of the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine according to the invention advantageously allows the use of lower-cost oil separators with low separation efficiency, since the risk of this resulting oil residue at the intake valve of the engine is reduced by the possible monitoring.
  • the degree of separation of the oil separators used for engines with allegedly lower load profiles is often lower compared to the oil separators of engines with supposedly higher load profiles. This distinction has a positive effect on the material costs of the respective engine. This leads to possible cost savings in the production of internal combustion engines.
  • a mean combustion pressure in particular a so-called effective mean pressure p me .
  • the effective combustion pressure is the pressure acting on the piston during the expansion of the gas mixture exploding in the internal combustion engine. It can be determined from the ratio of available torque and displacement, or the ratio of available power to the product of engine speed and displacement. Thus, the following relation holds for estimating an actual effective mean pressure p me :
  • the effective mean pressure is thus a parameter characterizing the performance of the engine.
  • a measure of the load of the internal combustion engine is preferably a so-called load factor or in other words a utilization.
  • the load factor or the utilization indicates at which proportion of the maximum power that can be called up by the internal combustion engine is used on average by the internal combustion engine. In this case, the current share is weighted over the time period to which this proportion of the maximum available power has been applied to the internal combustion engine.
  • the load factor is therefore dependent on the operating time of the engine and on a respective proportion of the current power at a maximum load of the engine.
  • the monitoring device has a load sensor, a drive module, a utilization unit and a control unit. Furthermore, it is provided in this development that - The stress sensor is adapted to determine the load of the motor by means of a parameter indicative of the performance of the engine and to output a stress signal indicating a current load of the engine; - The drive module is adapted to output an operating signal, if the engine is in operation;
  • the utilization unit is adapted to determine the operating signal on the load of the motor by means of the operating time of the motor and / or a proportion of maximum load of the motor in operation and output a load signal indicating a current load of the engine;
  • the control unit is adapted to determine from the load signal and the load signal, a current load profile index, and to determine a deviation of the current load profile of a predetermined load profile KPI and to indicate an excessive deviation, in particular to indicate if the deviation exceeds a threshold.
  • the predetermined load profile characteristic number is a characteristic number that was determined prior to operation of the internal combustion engine based on at least one known load profile of the engine and / or an intended use of the engine. Furthermore, the use of load signal and load signal allows consideration of the stress of the engine, so for example, a mean pressure in the cylinder, and the load of the engine, which depends at least on the operating life of the engine. From both variables, the current load profile index can typically be determined by a simple, preferably arithmetic, assignment rule.
  • the threshold is typically dependent on the type of engine of the engine.
  • the threshold value can be dynamic, that is, dependent on temporally preceding actual load profile data.
  • the erfmdnungsdorfe service system has an internal combustion engine according to a development of the first aspect of the invention and a data unit.
  • the data unit can access a predetermined data set in which the load profile is deposited as coordinates as a function of load and load of the motor and a number of different oil separators are allocated by the predetermined data set of a number of different coordinates, and wherein the control unit is designed to indicate in the presence of the excessive deviation of the current utilization and stress according to record assigned oil separator.
  • the service system according to the invention allows an output of a particularly suitable for the present engine ⁇ labscheiders.
  • the service system allows to display a particularly suitable with regard to the utilization and stress of the engine oil separator.
  • the predetermined data set is preferably based on known load profiles of the engine for different loads and stresses.
  • the data unit typically comprises a memory module in which the predetermined data record is stored.
  • the data unit can access the stored in an external device predetermined record.
  • the method according to the invention has the following steps
  • the inventive method advantageously allows monitoring of the load profile of the internal combustion engine during operation of the internal combustion engine.
  • the suitability of the oil separator used in particular the suitability of the degree of separation of the oil separator used, for the current use of the engine can be monitored. This allows the use of inexpensive oil separators, if a low separation efficiency is sufficient for the monitored engine.
  • the known load profile is preferably known from a previous operation of the engine at typical for the engine utilization and stress. For example, it was obtained from a long-term measurement on an engine test bench.
  • the display of the excessive deviation is preferably carried out by a warning signal, which may be an optical or audible warning signal.
  • a warning signal which may be an optical or audible warning signal.
  • the internal combustion engine further has a control module that is designed to output a power signal that indicates a current power of the engine.
  • the internal combustion engine, in particular the utilization unit according to this development further configured to determine the utilization of the engine via the operating signal and the power signal.
  • the stress sensor may be configured to receive the power signal and to determine the load of the motor via the power signal.
  • the control unit may further be configured to receive the power signal from the control module, and additionally to determine the current load profile characteristic on the basis of the power signal. Direct output of the actual power of the engine according to this embodiment results in a lower susceptibility to failure of the monitoring device compared to indirect measurement of power over other parameters characterizing the performance of the engine.
  • the actual power of the engine may be determined by the monitoring device of the internal combustion engine, thereby increasing an accuracy of the determined values for load and load of the engine.
  • the load sensor is designed to display a rotational speed and / or a torque of the motor.
  • the determination and output of the speed and / or torque of the engine advantageously allow a determination of the stress based on the mean pressure of the engine by using a known volume.
  • the mean pressure is proportional to a quotient of power and the product of displacement and speed.
  • the stress sensor is designed as a cylinder pressure sensor of a cylinder of the engine.
  • the cylinder pressure sensor from this development advantageously allows a direct measurement of the mean pressure of the cylinder of the engine.
  • the stress of the motor can be output by the stress sensor directly and without further process steps.
  • the cylinder pressure sensor is only on arranged a cylinder of the engine, so that the measurement of the mean pressure only on a cylinder is exemplary for all cylinders of the engine.
  • control unit is designed to determine the current load profile characteristic at regular time intervals. Regularly determining the current load profile characteristic improves protection of the engine provided by the monitor. Regular time intervals may be fixed time intervals, such as every 5 hours, every 24 hours, every 30 days, and / or predetermined events, such as starting the operation of the internal combustion engine or stopping the operation of the internal combustion engine.
  • An automated determination of the current load profile index advantageously reduces the expense of the user of the internal combustion engine, since no manual actuation of the monitoring device is necessary.
  • the control unit is designed to determine the current load profile characteristic value dependent on a product of the load of the motor indicated by the load signal and the utilization of the motor indicated by the load signal.
  • the load profile characteristic is a scaled product of load and utilization, wherein the so-called load factor is to be assumed as a measure of the utilization and the so-called effective mean pressure p me of a cylinder of the engine is to be assumed as a measure of the load.
  • the load profile characteristic can be determined by the following relation:
  • Load profile key L oadfactor [% ⁇ . p bar]
  • the load factor is given in percent and the mean pressure in bar.
  • control unit is further configured to trigger a warning signal in the presence of excessive deviation.
  • a warning signal By issuing a warning signal, it becomes clear that the oil separator used in the engine is not designed for the load present in the engine.
  • the warning signal allows for too big Load of the oil separator by a preventive maintenance to respond, for example, by installing a new Olabscheiders with a higher separation efficiency.
  • the excessive deviation can be detected, for example, when a predetermined threshold for the deviation is exceeded.
  • the excessive deviation thus indicates that the current load of the engine is well above a motor load assumed prior to operation of the engine indicated by the predetermined load profile index.
  • an excessive deviation is present only if the current load profile index is greater than the predetermined load profile index.
  • the internal combustion engine further comprises a warning device with a transmitting unit, wherein the warning device is connected to the control unit and configured to generate a warning signal in the presence of excessive deviation and output via the transmitting unit, in particular to an external monitoring device of a manufacturer and / or to issue a user of the internal combustion engine.
  • the transmitting unit is designed to output the warning signal cable-based or wirelessly.
  • the warning signal triggers an optical signal at a user interface, so that the user of the internal combustion engine is informed about an excessive load of the oil separator.
  • the warning signal can trigger a corresponding entry in a database of the manufacturer of the internal combustion engine, which indicates to the manufacturer that the oil separator in the internal combustion engine should be replaced by a high-quality oil separator with a higher degree of separation.
  • the monitoring device can be configured to output a load information with the warning signal, which indicates how high the current load profile characteristic of the internal combustion engine is.
  • the monitoring device may be configured to output engine information, such as an engine information number, which permits an association between the issued warning signal and the internal combustion engine triggering the warning signal.
  • engine information such as an engine information number
  • determining the deviation comprises determining the difference between one of the current load profile characteristic number and the predetermined one Load profile characteristic, wherein an excessive deviation is detected when the deviation exceeds a threshold value.
  • the threshold is typically a predetermined threshold that is dependent on an engine type of the engine.
  • an excessive deviation is detected when a clear deviation is determined over a certain predetermined period of time.
  • the method comprises outputting a warning signal as the last step, in particular outputting to a user of the internal combustion engine and / or a manufacturer of the internal combustion engine if the deviation is an excessive deviation, in particular if the deviation exceeds a threshold.
  • the warning signal advantageously allows to respond to the high load of the oil separator, for example, by an oil separator with high separation efficiency is inserted into the engine.
  • the method comprises outputting a load information which indicates a load on the oil separator, preferably on the basis of the current load profile characteristic number.
  • the threshold value is assigned to the engine before operation of the engine, such that the threshold value for the deviation is exceeded when the current load profile characteristic value lies above a predetermined characteristic number limit value.
  • the threshold value is set according to a predetermined characteristic number limit value of the load profile index. This advantageously ensures that all engines with a load profile characteristic value which are above the characteristic limit value use an oil separator with a high degree of separation, or at least issue a warning signal, because they should use such a high-quality oil separator in view of the applied load.
  • at least two characteristic limit values are used in order to be able to decide on the suitability of three or more oil separators in accordance with a load and utilization of the engine. Thus, for a particularly large load on the oil separator of the engine, a particularly high-quality oil separator with a particularly high degree of separation can be installed.
  • the operation of the internal combustion engine takes place with an oil separator of a second class of oil separators.
  • An advantage of this development of the method according to the invention is that, according to the predetermined load profile index, an oil separator which is likely to be suitable for the engine is used.
  • a cost oil separator of the first class of oil separators with low separation efficiency used, whereas for a motor with a high load profile index, ie with a load profile index above the predetermined characteristic limit value is used, a high-quality oil separator of the second class of oil separators with high separation efficiency.
  • drawing in: an illustration of an embodiment of the internal combustion engine according to the invention, wherein a monitoring device of
  • Internal combustion engine having a stress sensor, a drive module, a utilization unit, a control unit and a warning device; an illustration of a service system with an internal combustion engine according to the embodiment of FIG. 1 and with a data unit;
  • FIG. 1 shows an illustration of an embodiment of the invention
  • Internal combustion engine 100 includes an engine 110 having an intake valve and an oil separator 115 for reducing oil deposits on the intake valve. Furthermore, the internal combustion engine 100 has a monitoring device 120 for monitoring a load profile of the internal combustion engine 100.
  • the monitoring device 120 is designed to indicate a load of the oil separator 115 by means of a load 330 and a load 340 of the motor 110. In this case, an overload of the oil separator 115 lying above a design of the oil separator is indicated by the monitoring device 120 in particular.
  • the utilization is 330 determined by an operating period of the motor 110 and / or the proportion of a maximum load of the motor 110 in operation by the monitoring device 120.
  • the stress 340 is determined by means of a parameter characterizing the performance of the engine by the monitoring device 120.
  • the internal combustion engine 100 has a stress sensor 130.
  • the strain sensor 130 is configured to determine the stress 340 of the engine 110 by means of a parameter indicative of the performance of the engine and to output a stress signal 135 indicative of a current stress 340 of the engine 110.
  • the strain sensor 130 is formed as a cylinder pressure sensor of a cylinder of the engine.
  • the stress sensor is configured to indicate a rotational speed and / or a torque of the motor.
  • the internal combustion engine 100 has a drive module 140, a control module 145 and a utilization unit 150.
  • the drive module 140 is configured to output an operating signal 142 if the engine 110 is in operation.
  • the utilization unit 150 is configured to receive the operating signal 142 and to determine an operating time of the motor 110 on the basis of the operating signal 142.
  • the control module 145 is configured to output a power signal 147 indicative of an actual power of the engine 110.
  • the utilization unit 150 is further configured to receive the power signal 147 and, based on the power signal 147 and information stored in the utilization unit 150 regarding the maximum utilization of the engine 110, to determine a proportion of maximum utilization of the engine 110 in the current operation of the internal combustion engine 100.
  • the utilization unit 150 is designed to assume a load signal 155 indicating a current utilization 330 of the motor 110 from the operating time of the motor 110 and the proportion of maximum load.
  • the utilization 330 is determined in this embodiment by a weighted over the proportion of the maximum load duration of the engine 110. If, for example, the engine 110 is operated for 12 hours at half of the maximum utilization every day and 12 hours at 90 percent of the maximum utilization, this leads to a utilization of 70 percent.
  • the load is determined by the utilization unit only over the operating life of the engine.
  • the monitoring device 120 has a control unit 160 which is designed to determine from the load signal 135 and the utilization signal 155 a current load profile index.
  • the control unit 170 may access a load profile characteristic 350 predetermined before operation of the internal combustion engine 100.
  • the predetermined load profile index 350 indicates a load profile characteristic to be assumed for the motor 110 used and / or the intended use of the motor 110.
  • the control unit 160 is further configured to determine a deviation of the current load profile characteristic from the predetermined load profile characteristic and to indicate an excessive deviation, in particular to indicate if the deviation exceeds a threshold value.
  • the current load profile characteristic is a scaled product of utilization 330 and load 340.
  • the current load profile characteristic value depends on further parameters of the moror which the control unit can access during operation of the internal combustion engine.
  • the current load profile metric is greater than the predetermined load profile metric 350, the current load on the engine 110 is greater than a load expected for that engine 110. Therefore, the oil separator of the engine 110 is more heavily loaded than expected, which may result in damage to the engine. Thus, too heavily loaded oil separator 115 will result in a deposit of oil residue on an intake valve of engine 110, which may result in a leaking inlet valve and consequential damage caused thereby. In the event of an excessive deviation, the oil separator 115 should therefore be exchanged for a high-quality oil separator with a higher separation efficiency.
  • the control unit 160 of FIG. 1 shown internal combustion engine 100 is further configured to determine the current load profile characteristic at regular time intervals, in particular to determine each day at the same time.
  • the control unit is designed to determine the current load profile index in the context of a switch-on and / or switch-off.
  • the internal combustion engine 100 further comprises a warning device 170 with a transmitting unit 175, wherein the warning device 170 is connected to the control unit 160. If an excessive deviation is determined by the control unit 160, the warning device 170 generates a warning signal 177 and outputs this via the transmission unit 175. The warning signal 177 indicates that excessive deviation has been determined by the control unit 160.
  • the warning device 170 is configured to output a load information 178 indicating the current load profile count.
  • the issuing of the warning signal allows monitoring of the internal combustion engine 100 by an external monitoring device 180 of a manufacturer and / or a user of the internal combustion engine 100.
  • the external monitoring device 180 comprises a database 185 which displays the warning signal 177 and a warning signal 177 indicated Motor identification number stores. The output of the engine identification number allows an unambiguous assignment of the warning signal 177 to the warning signal 177 issuing engine 100.
  • the warning signal is output via a user interface, which indicates to the user of the internal combustion engine directly the presence of an overload of the oil separator of the internal combustion engine.
  • FIG. 2 shows an illustration of a service system 200 with an internal combustion engine 100, according to which, in FIG. 1 and a data unit 220.
  • the data unit 220 comprises a memory module 230 in which a predetermined data record 235 is stored.
  • the load profile of the motor 110 is stored as a function of a load 330 and a load 340 of the motor 110 as a coordinate.
  • the number of different coordinates of a number of different oil separators is assigned by the predetermined data set 235.
  • the control unit 160 is designed to be able to access the predetermined data record 235 of the data unit 220 and, if the excessive deviation is present, to display an oil separator assigned to the current utilization and load according to the data record.
  • the transmission unit 175 is additionally designed to output an oil separator information which indicates the oil separator assigned according to the data record.
  • the oil separator information in this way indicates to the manufacturer and / or the user of the internal combustion engine 100 which oil separator for the internal combustion engine should be used in view of the current load of the oil separator.
  • the service system 200 allows an implicit consideration of engine-specific parameters in the assignment of an oil separator to current operating conditions of the engine 110, in particular to the current load of the oil separator. Thus, a first type of engine may be able to withstand a high load without damage, whereas a heavy load has a greater impact on the functioning of the oil separator.
  • the service system 200 allows an assignment of a plurality of oil separators to a current utilization and stress, in particular the assignment of oil separators with different degrees of separation.
  • the control unit 160 in the FIG. 2 is configured to access the predetermined data record 235 only if an excessive deviation of the current load profile code number from the predetermined load profile code number 350 was determined.
  • FIG. 3 shows a tabular overview 300 of load profile parameters 350 for various engines M1 to M1 and various capacities 330 and their associated oil separators 310, 320 for an internal combustion engine according to the invention.
  • the tabular overview 300 shown visualizes load profile parameters 350 for 16 different motors M1 to M1 6.
  • the utilization of the motors M1 to M1 6 increases with increasing number, which is due to the respective intended use of the respective engine.
  • Exemplary load profile metrics 350 for each of these engines are plotted over various stresses 330.
  • the corresponding load profile code 350 was determined by the following relation:
  • the illustrated values for the load profile index 350 are now used to set a predetermined load profile index 350, taking into account both the engine type Ml to M16 and a planned utilization 330 of the engine.
  • Engines Ml to Ml 6 thus assigned to the first oil separator class 310 have been provided with a simple average separation efficiency oil separator, while engines associated with the second oil separator class 320 are provided with a coalescing filter.
  • FIG. 3 also (visualized by an arrow 360) that engines that are typically subject to high stress, even at a low utilization 330 need a high-quality oil separator, so the second ⁇ labscheiderlane 320 are assigned.
  • engines that are typically subject to low stress require a high-quality oil separator only at higher capacity 330.
  • FIG. 3 shows a relationship between utilization 330 and load 340 and the load profile code 350 as well as their assignment to an oil separator class 310, 320 can be used as a predetermined data record 235 for the in FIG. 2 serve service system 200 shown.
  • FIG. 4 shows a flow chart of an embodiment of a method 400 according to the invention.
  • the method 400 is used to monitor a load profile of an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine according to a first aspect of the invention.
  • the method 400 has the following steps for this purpose.
  • a first step comprises setting 410 a predetermined load profile characteristic LKSO LL of the engine prior to operation of the engine based on at least one known load profile and / or intended use of the engine.
  • a further step comprises selecting 420 an oil separator to be used for the engine based on the predetermined load profile characteristic LKSOLL.
  • a load of the motor is determined by means of a parameter characterizing the power of the motor and a load signal indicating a current load of the motor is output.
  • Another step 440 includes outputting an operating signal if the engine is in operation.
  • a load of the engine is determined via the operating signal by means of the operating time of the engine and / or a proportion of maximum utilization of the engine during operation and a load signal indicative of a current load of the engine is output.
  • a next step 460 comprises determining a current load profile characteristic LK I S T from the stress signal and the load signal and determining a deviation f A of the current load profile characteristic LKIST from the predetermined load profile characteristic LKSOLL.
  • an excessive deviation f A is displayed.
  • the display is in particular when the deviation exceeds a threshold SW.
  • the method according to the invention preferably carries out the method steps 430, 440, 450 and 460 repeatedly at regular time intervals, at least until an excessive deviation is determined. Displaying an excessive deviation results typically triggering a warning signal informing a manufacturer and / or a user of the internal combustion engine of recommended preventative maintenance, in particular for replacing the built-in oil separator with an oil separator having a higher separation efficiency.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine (100), aufweisend einen Motor (110), mit einem Einlassventil und einem Ölabscheider (115) zur Reduzierung von Ölablagerungen an dem Einlassventil, und eine Überwachungseinrichtung (120) zum Überwachen eines Lastprofils der Brennkraftmaschine. Für die Brennkraftmaschine (100) ist vorgesehen, dass die Überwachungseinrichtung (120) zum Anzeigen einer Belastung des Ölabscheiders mittels einer Auslastung und einer Beanspruchung des Motors (110) ausgebildet ist, insbesondere einer über einer Auslegung des Ölabscheiders liegenden Überlastung des Ölabscheiders (115). Dabei bestimmt die Überwachungseinrichtung (120) die Auslastung mittels einer Betriebsdauer des Motors und/oder des Anteils einer Maximalauslastung des Motors im Betrieb und die Beanspruchung mittels eines die Leistung des Motors kennzeichnenden Parameters.

Description

BESCHREIBUNG Brennkraftmaschine und Verfahren zum Überwachen der Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, aufweisend einen Motor mit einem Einlassventil, einem Olabscheider zur Reduzierung von Olablagerungen an dem Einlassventil und einer Überwachungseinrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Service-System mit einer Brennkraftmaschine und einer Dateneinheit, sowie ein Verfahren zur Überwachung eines Lastprofils einer Brennkraftmaschine.
Es ist bekannt, dass bei starker Auslastung oder starker Beanspruchung von Brennkraftmaschinen Schäden an typischen Verschleißteilen entstehen können. Hierbei sorgen insbesondere Schäden an Einlassventilen einer Brennkraftmaschine regelmäßig für Ausfälle von Brennkraftmaschinen. Undichte Einlassventile können beispielsweise dazu führen, dass heißes Gas aus der Verbrennung in den Zylinderkopf entweicht und diesen schädigt.
Aufgabe der Erfindung ist es eine verbesserte Brennkraftmaschine bereitzustellen. Insbesondere soll ein Verschleiß von Einlassventilen an der Brennkraftmaschine reduziert werden.
Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung gelöst durch eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1. Die Brennkraftmaschine weist einen Motor mit einem Einlassventil und einem Olabscheider zur Reduzierung von Olablagerungen an dem Einlassventil, insbesondere einem Olabscheider an einer Kurbelgehäuseentlüftung, und eine Überwachungseinrichtung zum Überwachen eines Lastprofils der Brennkraftmaschine auf. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Überwachungseinrichtung zum Anzeigen einer Belastung des Ölabscheiders mittels einer Auslastung und einer Beanspruchung des Motors ausgebildet ist, insbesondere einer über einer Auslegung des Ölabscheiders liegenden Überlastung des Ölabscheiders, wobei die Überwachungseinrichtung die Auslastung mittels einer Betriebsdauer des Motors und/oder des Anteils einer Maximalauslastung des Motors im Betrieb bestimmt und die Beanspruchung mittels eines die Leistung des Motors kennzeichnenden Parameters bestimmt.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass ein Belag von Ölrückständen auf dem Einlassventil häufig für Schäden an dem Motor verantwortlich ist. Dieser Belag wird meist spröde, wodurch er ab einer gewissen Belagsdicke aufbricht und somit bei geschlossenem Einlassventil eine Öffnung entsteht. Diese Öffnung führt zu einem Entweichen von heißem Gas und somit zu weiterem Schaden innerhalb des Motors. Um Schäden an Motoren während eines jeweiligen Motorbetriebes zu reduzieren, sollte somit ein besserer Olabscheider verwendet werden, um dadurch Ölrückstände an dem Einlassventil zu verringern.
Die Erfindung hat erkannt, dass es zur Reduzierung von Kosten für hochwertige Olabscheider und von Kosten für zusätzliche Wartungsarbeiten angebracht ist, einzuschätzen, ob es für einen bestimmten Motor notwendig ist, einen hochwertigen Olabscheider zu nutzen, oder nicht. Weiterhin hat die Erfindung erkannt, dass die Belagbildung an dem Einlassventil mit hoher Wahrscheinlichkeit dann auftritt, wenn der Motor einer hohen Auslastung und einer starken Beanspruchung ausgesetzt ist.
Durch die Überwachung von Auslastung und Beanspruchung eines Motors im laufenden Betrieb, ist es vorteilhaft möglich einzuschätzen, ob ein verbauter Olabscheider ausreicht, um Ölrückstände an dem Einlassventil des Motors zu vermeiden. Sollte ein Motor besonders stark ausgelastet und/oder beansprucht werden, weist die Überwachungseinheit vorteilhaft auf die Gefahr einer über der Auslegung des Ölabscheiders liegenden Überlastung des Ölabscheiders. Eine solche Information der Überwachungseinheit ermöglicht eine präventive Wartung der Brennkraftmaschine.
Falls vor einem Betrieb der Brennkraftmaschine aus bekannten Lastprofilen des Motors der Brennkraftmaschine und/oder aus einem vorgesehenen Verwendungszweck des Motors geschlossen wird, dass kein besonders hochwertiger Olabscheider für den Motor verwendet werden muss, kann eine solche Schlussfolgerung im laufenden Betrieb der Brennkraftmaschine durch die Überwachungseinrichtungen überprüft werden.
Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine ermöglicht vorteilhaft die Nutzung kostengünstigeren Ölabscheidern mit geringem Abscheidegrad, da das Risiko von hierdurch entstehenden Ölrückständen am Einlassventil des Motors durch die mögliche Überwachung reduziert wird. Der Abscheidegrad der Ölabscheider, die für Motoren mit vermeintlich geringeren Lastprofilen verwendet werden, ist oftmals im Vergleich zu den Ölabscheidern der Motoren mit vermeintlich höheren Lastprofilen geringer. Diese Unterscheidung wirkt sich positiv auf die Materialkosten des jeweiligen Motors aus. Dies führt zu möglichen Kosteneinsparungen bei der Herstellung der Brennkraftmaschinen.
Als Maß für die Beanspruchung der Brennkraftmaschine dient vorzugsweise ein mittlerer Verbrennungsdruck, insbesondere ein sogenannter effektiver Mitteldruck pme. Der effektive Verbrennungsdruck ist der auf den Kolben wirkende Druck bei der Expansion des in der Brennkraftmaschine explodierenden Gasgemisches. Er lässt sich bestimmen aus demVerhältnis aus vorliegendem Drehmoment und Hubraum, oder dem Verhältnis aus vorliegender Leistung zum Produkt aus Drehzahl und Hubraum. So gilt die folgende Relation zum Abschätzen eines vorliegenden effektiven Mitteldrucks pme :
Arbeit Leistung , W 2π■ M pme oc oc . ( p =— e- = ),
Hubvolumen Hubvolumen■ Drehzahl me V n V n - i n wobei i = Arbeitsspiel pro Umdrehung. Der effektive Mitteldruck ist folglich ein die Leistung des Motors kennzeichnender Parameter. Als Maß für die Auslastung der Brennkraftmaschine dient vorzugsweise ein sogenannter Loadfactor oder anders ausgedrückt eine Auslastung. Der Loadfactor oder die Auslastung gibt an, bei welchem Anteil der durch die Brennkraftmaschine maximal abrufbaren Leistung die Brennkraftmaschine durchschnittlich genutzt wird. Hierbei wird der aktuelle Anteil über diejenige Zeitdauer gewichtet, zu der dieser Anteil der maximal abrufbaren Leistung an der Brennkraftmaschine angelegen hat. Der Loadfactor ist folglich abhängig von der Betriebsdauer des Motors und von einem jeweiligen Anteil der aktuellen Leistung an einer Maximalauslastung des Motors.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung weist die Überwachungseinrichtungen einen Beanspruchungssensor, ein Antriebsmodul, eine Auslastungseinheit und eine Kontrolleinheit auf. Weiterhin ist in dieser Weiterbildung vorgesehen, dass - der Beanspruchungssensor ausgebildet ist, die Beanspruchung des Motors mittels eines die Leistung des Motors kennzeichnenden Parameters zu bestimmen und ein Beanspruchungssignal auszugeben, das eine aktuelle Beanspruchung des Motors anzeigt; - das Antriebsmodul ausgebildet ist, ein Betriebssignal auszugeben, falls der Motor in Betrieb ist;
- die Auslastungseinheit ausgebildet ist, über das Betriebssignal die Auslastung des Motors mittels der Betriebsdauer des Motors und/oder eines Anteils einer Maximalauslastung des Motors im Betrieb zu bestimmen und ein Auslastungssignal auszugeben, das eine aktuelle Auslastung des Motors anzeigt;
- die Kontrolleinheit ausgebildet ist, aus dem Beanspruchungssignal und dem Auslastungssignal eine aktuelle Lastprofilkennzahl zu bestimmen, und eine Abweichung der aktuellen Lastprofilkennzahl von einer vorbestimmten Lastprofilkennzahl zu ermitteln sowie eine übermäßige Abweichung anzuzeigen, insbesondere anzuzeigen falls die Abweichung einen Schwellwert übersteigt.
Die vorbestimmte Lastprofilkennzahl ist eine Kennzahl, die vor einem Betrieb der Brennkraftmaschine anhand mindestens eines bekannten Lastprofils des Motors und/oder eines vorgesehenen Verwendungszwecks des Motors festgelegt wurde. Weiterhin erlaubt die Nutzung von Beanspruchungssignal und Auslastungssignal eine Berücksichtigung der Beanspruchung des Motors, also beispielsweise eines Mitteldrucks im Zylinder, und der Auslastung des Motors, die zumindest von der Betriebsdauer des Motors abhängt. Aus beiden Größen kann typischerweise durch eine einfache, vorzugsweise arithmetische, ZuOrdnungsvorschrift die aktuelle Lastprofilkennzahl bestimmt werden.
Der Schwellwert ist typischerweise abhängig von der Art des Motors der Brennkraftmaschine. Der Schwellwert kann dynamisch, also abhängig von zeitlich vorangegangenen aktuellen Lastpro filkennzahlen sein.
Eine übermäßige Abweichung liegt vor, wenn aufgrund der Abweichung anzunehmen ist, dass eine Belastung des Ölabscheiders in dem Motor für längere Zeit über einer Auslegung des Ölabscheiders liegt. Insbesondere liegt eine übermäßige Abweichung vor, wenn aufgrund der Abweichung eine dauerhafte Überlastung des Ölabscheiders anzunehmen ist. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die oben genannte Aufgabe durch ein Service-System gelöst. Das erfmdnungsgemäße Service-System weist eine Brennkraftmaschine gemäß einer Weiterbildung des ersten Aspekts der Erfindung und eine Dateneinheit auf.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Dateneinheit auf einen vorbestimmten Datensatz zugreifen kann, in welchem das Lastprofil abhängig von einer Auslastung und einer Beanspruchung des Motor als Koordinaten hinterlegt ist und durch den vorbestimmten Datensatz einer Anzahl von unterschiedlichen Koordinaten eine Anzahl von unterschiedlichen Ölabscheidern zugeodnet ist, und wobei die Kontrolleinheit ausgebildet ist, bei Vorliegen der übermäßigen Abweichung einen der aktuellen Auslastung und Beanspruchung gemäß Datensatz zugeordneten Ölabscheider anzuzeigen. Das erfindungsgemäße Service-System erlaubt eine Ausgabe eines für den vorliegenden Motor besonders geeigneten Ölabscheiders. Insbesondere erlaubt das Service-System einen hinsichtlich der Auslastung und Beanspruchung des Motors besonders geeigneten Ölabscheider anzuzeigen.
Der vorbestimmte Datensatz beruht vorzugsweise auf bekannten Lastprofilen des Motors für unterschiedliche Auslastungen und Beanspruchungen. Die Dateneinheit umfasst typischerweise ein Speichermodul in dem der vorbestimmte Datensatz hinterlegt ist. In einer alternativen Weiterbildung kann die Dateneinheit auf den in einem externen Gerät hinterlegten vorbestimmten Datensatz zugreifen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die oben genannte Aufgabe durch ein Verfahren zur Überwachung eines Lastprofils einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Schritte auf
- Festlegen einer vorbestimmten Lastprofilkennzahl des Motors vor einem Betrieb des Motors anhand mindestens eines bekannten Lastprofils und/oder eines vorgesehenen Verwendungszwecks des Motors; - Auswählen eines für den Motor zu verwendenden Ölabscheiders anhand der vorbestimmten Lastprofilkennzahl;
- Bestimmen einer Beanspruchung des Motors mittels eines die Leistung des Motors kennzeichnenden Parameters und Ausgeben eines Beanspruchungssignals, das eine aktuelle
Beanspruchung des Motors anzeigt;
- Ausgeben eines Betriebssignals, falls der Motor in Betrieb ist; - Bestimmen einer Auslastung des Motors über das Betriebssignal mittels der Betriebsdauer des Motors und/oder eines Anteils einer Maximalauslastung des Motors im Betrieb und Ausgeben eines Auslastungssignals, das eine aktuelle Auslastung des Motors anzeigt;
- Bestimmen einer aktuellen Lastprofilkennzahl aus dem Beanspruchungssignal und dem Auslastungssignal und Ermitteln einer Abweichung der aktuellen Lastprofilkennzahl von der vorbestimmten Lastprofilkennzahl;
- Anzeigen einer übermäßigen Abweichung, insbesondere Anzeigen, falls die Abweichung einen Schwellwert übersteigt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht vorteilhaft eine Überwachung des Lastprofils der Brennkraftmaschine im laufenden Betrieb der Brennkraftmaschine.
Insbesondere kann die Eignung des verwendeten Ölabscheiders, insbesondere die Eignung des Abscheidegrades des verwendeten Ölabscheiders, für die aktuelle Nutzung des Motors überwacht werden. Dies erlaubt die Verwendung von kostengünstigen Ölabscheidern, falls für den überwachten Motor ein geringer Abscheidegrad ausreichend ist.
Das bekannte Lastprofil ist vorzugsweise aus einem früheren Betrieb des Motors bei für den Motor typischer Auslastung und Beanspruchung bekannt. Es wurde beispielsweise aus einer Langzeitmessung an einem Motorenprüfstand gewonnen.
Das Anzeigen der übermäßigen Abweichung erfolgt vorzugsweise durch ein Warnsignal, welches ein optisches oder akustisches Warnsignal sein kann. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung weist die Brennkraftmaschine weiterhin ein Steuermodul auf, das ausgebildet ist, ein Leistungssignal auszugeben, das eine aktuelle Leistung des Motors anzeigt. Vorzugsweise ist die Brennkraftmaschine, insbesondere die Auslastungseinheit, gemäß dieser Weiterbildung weiterhin ausgebildet, die Auslastung des Motors über das Betriebssignal und über das Leistungssignal zu bestimmen. Weiterhin kann der Beanspruchungssensor ausgebildet sein, dass Leistungssignal zu empfangen und die Beanspruchung des Motors über das Leistungssignal zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann die Kontrolleinheit weiterhin ausgebildet sein, dass Leistungssignal von dem Steuermodul zu empfangen, und die aktuelle Lastprofilkennzahl zusätzlich auf Basis des Leistungssignal zu bestimmen. Eine direkte Ausgabe der aktuellen Leistung des Motors gemäß dieser Weiterbildung führt zu einer geringeren Fehleranfälligkeit der Überwachungseinrichtung, verglichen mit einer indirekten Messung der Leistung über andere die Leistung des Motors kennzeichnende Parameter. Weiterhin kann die aktuelle Leistung des Motors zusätzlich zu weiteren die Leistung des Motors kennzeichnen Parametern durch die Überwachungseinrichtung der Brennkraftmaschine bestimmt werden, wodurch eine Genauigkeit der bestimmten Werte für Beanspruchung und Auslastung des Motors erhöht wird.
In einer weiteren Weiterbildung ist der Beanspruchungssensor zum Anzeigen einer Drehzahl und/oder eines Drehmoments des Motors ausgebildet. Bestimmung und Ausgabe von Drehzahl und/oder Drehmoment des Motors erlauben vorteilhaft eine Bestimmung der Beanspruchung anhand des Mitteldrucks des Motors durch eine Verwendung eines bekannten Volumens. So ist der Mitteldruck proportional zu einem Quotienten aus Leistung und dem Produkt aus Hubvolumen und Drehzahl. In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Beanspruchungssensor als Zylinderdrucksensor eines Zylinders des Motors ausgebildet. Der Zylinderdrucksensor aus dieser Weiterbildung erlaubt vorteilhaft eine direkte Messung des Mitteldrucks des Zylinders des Motors. Hierdurch kann direkt und ohne weitere Verfahrensschritte die Beanspruchung des Motors durch den Beanspruchungssensor ausgegeben werden. Vorzugsweise ist der Zylinderdrucksensor nur an einem Zylinder des Motors angeordnet, so dass die Messung des Mitteldrucks nur an einem Zylinder beispielhaft für alle Zylinder des Motors erfolgt.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ist die Kontrolleinheit ausgebildet, die aktuelle Lastprofilkennzahl in regelmäßigen zeitlichen Abständen zu bestimmen. Das regelmäßige Bestimmen der aktuellen Lastprofilkennzahl verbessert einen durch die Überwachungseinrichtung bereitgestellten Schutz des Motors. Regelmäßige zeitliche Abstände können feste zeitliche Abstände, wie beispielsweise alle 5 Stunden, alle 24 Stunden, alle 30 Tage sein, und/oder vorbestimmte Ereignisse, wie beispielsweise der Start des Betriebs der Brennkraftmaschine oder ein Beenden des Betriebs der Brennkraftmaschine. Eine automatisierte Bestimmung der aktuellen Lastprofilkennzahl verringert vorteilhaft einen Aufwand des Nutzers der Brennkraftmaschine, da keine manuelle Betätigung der Überwachungseinrichtung notwendig ist.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist die Kontrolleinheit ausgebildet, die aktuelle Lastprofilkennzahl abhängig von einem Produkt aus durch das Beanspruchungssignal angezeigter Beanspruchung des Motors und durch das Auslastungssignal angezeigter Auslastung des Motors zu bestimmen. In einer besonders bevorzugten Variante dieser Weiterbildung ist die Lastprofilkennzahl ein skaliertes Produkt aus Beanspruchung und Auslastung, wobei der sogenannte Loadfactor als Maß für die Auslastung anzunehmen ist und der sogenannte effektive Mitteldruck pme eines Zylinders des Motors als Maß für die Beanspruchung anzunehmen ist. Beispielsweise kann die Lastprofilkennzahl bestimmt werden durch die folgende Relation:
Lastprofilkennzahl = Loadfactor[%} . p bar]
100
Typischerweise wird der Loadfactor in Prozent angegeben und der Mitteldruck in bar. Eine derart einfache Berechnungsvorschrift für die Lastprofilkennzahl verringert eine Verarbeitungszeit der Überwachungseinrichtung verglichen mit einer möglichen komplexen Auswertung eines aktuellen Lastprofils des Motors.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist die Kontrolleinheit weiterhin ausgebildet, bei Vorliegen der übermäßigen Abweichung ein Warnsignal auszulösen. Durch die Ausgabe eines Warnsignals wird deutlich, dass der in dem Motor verwendet Olabscheider nicht für die in dem Motor vorliegende Belastung ausgelegt ist. Das Warnsignal ermöglicht auf die zu große Belastung des Olabscheiders durch eine präventive Wartung zu reagieren, beispielsweise durch Installation eines neuen Olabscheiders mit einem höheren Abscheidegrad. Die übermäßige Abweichung kann beispielsweise dann detektiert werden, wenn ein vorbestimmter Schwellwert für die Abweichung überschritten wird. Die übermäßige Abweichung zeigt somit an, dass die aktuelle Belastung des Motors deutlich über einer vor dem Betrieb des Motors angenommenen Belastung des Motors, die durch die vorbestimmte Lastprofilkennzahl angezeigt wird, liegt. Vorzugsweise liegt eine übermäßige Abweichung nur dann vor, wenn die aktuelle Lastprofilkennzahl größer als die vorbestimmte Lastprofilkennzahl ist. In einer Weiterbildung weist die Brennkraftmaschine weiterhin eine Warnvorrichtung mit einer Sendeeinheit auf, wobei die Warnvorrichtung mit der Kontrolleinheit verbunden und ausgebildet ist, bei Vorliegen einer übermäßigen Abweichung ein Warnsignal zu erzeugen und über die Sendeeinheit auszugeben, insbesondere an ein externes Überwachungsgerät eines Herstellers und/oder eines Nutzers der Brennkraftmaschine auszugeben. Die Sendeeinheit ist ausgebildet das Warnsignal kabelbasiert oder kabellos auszugeben. Typischerweise löst das Warnsignal ein optisches Signal an einer Nutzerschnittstelle aus, so dass der Nutzer der Brennkraftmaschine über eine zu hohe Belastung des Olabscheiders informiert wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Warnsignal einen entsprechenden Eintrag in einer Datenbank des Herstellers der Brennkraftmaschine auslösen, der dem Hersteller anzeigt, dass der Ölabscheider in der Brennkraftmaschine gegen einen hochwertigen Ölabscheider mit höherem Abscheidegrad ausgetauscht werden sollte.
Weiterhin kann die Überwachungseinrichtung ausgebildet sein, mit dem Warnsignal eine Belastungsinformation auszugeben, die anzeigt, wie hoch die aktuelle Lastprofilkennzahl der Brennkraftmaschine ist.
Alternativ oder zusätzlich kann die Überwachungseinrichtung ausgebildet sein, eine Motorinformation, wie beispielsweise eine Motorinformationsnummer auszugeben, die eine Zuordnung zwischen dem ausgegebenen Warnsignal und der das Warnsignal auslösenden Brennkraftmaschine erlaubt.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Bestimmen der Abweichung ein Ermitteln der Differenz zwischen einer der aktuellen Lastprofilkennzahl und der vorbestimmten Lastprofilkennzahl, wobei auf eine übermäßige Abweichung erkannt wird, wenn die Abweichung einen Schwellwert übersteigt. Der Schwellwert ist typischerweise ein vorbestimmter Schwellwert, der abhängig von einem Motortyp des Motors ist. In einer alternativen Weiterbildung wird auf eine übermäßige Abweichung erkannt, wenn über einen gewissen vorbestimmten Zeitraum eine deutliche Abweichung ermittelt wird.
In einer Weiterbildung ist für das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehen, dass das Verfahren als letzten Schritt ein Ausgeben eines Warnsignals umfasst, insbesondere ein Ausgeben an einen Nutzer der Brennkraftmaschine und/oder einen Hersteller der Brennkraftmaschine, falls die Abweichung eine übermäßige Abweichung ist, insbesondere falls die Abweichung einen Schwellwert übersteigt. Das Warnsignal erlaubt vorteilhaft, auf die hohe Belastung des Ölabscheiders zu reagieren, indem beispielsweise ein Ölabscheider mit hohem Abscheidegrad in den Motor eingesetzt wird. Alternativ oder zusätzlich zu dem Warnsignal umfasst das Verfahren in einer Weiterbildung ein Ausgeben einer Belastungsinformation, die eine Belastung des Ölabscheiders, vorzugsweise anhand der aktuellen Lastprofilkennzahl, anzeigt.
In einer Weiterbildung des Verfahrens ist weiterhin vorgesehen, dass der Schwellwert dem Motor vor einem Betrieb des Motors zugeordnet wird, derart, dass der Schwellwert für die Abweichung dann überschritten wird, wenn die aktuelle Lastprofilkennzahl über einem vorbestimmten Kennzahl-Grenzwert liegt. In dieser Weiterbildung wird der Schwellwert entsprechend einem vorbestimmten Kennzahl- Grenzwert der Lastprofilkennzahl festgelegt. Hierdurch wird vorteilhaft sichergestellt, dass alle Motoren mit einer Lastprofilkennzahl, die über dem Kennzahl-Grenzwert liegen, einen Ölabscheider mit hohem Abscheidungsgrad nutzen, oder zumindest ein Warnsignal ausgeben, weil sie angesichts der anliegenden Belastung einen derartigen, hochwertigen Ölabscheider nutzen sollten. In einer weiteren Weiterbildung werden mindestens zwei Kennzahl-Grenzwerte verwendet, um entsprechend einer Beanspruchung und Auslastung des Motors über eine Eignung von drei oder mehr Ölabscheidern entscheiden zu können. So kann für eine besonders große Belastung des Ölabscheiders des Motors ein besonders hochwertiger Ölabscheider mit einem besonders hohen Abscheidegrad eingebaut werden.
In einer Weiterbildung des Verfahrens zur Überwachung des Lastprofils wird nach dem Festlegen der vorbestimmten Lastprofilkennzahl in einem zusätzlicher Verfahrensschritt überprüft, ob die vorbestimmte Lastprofilkennzahl unterhalb oder oberhalb eines vorbestimmten Kennzahl-Grenzwertes liegt, und
- falls die vorbestimmte Lastprofilkennzahl unterhalb des vorbestimmten Kennzahl- Grenzwertes liegt, der Betrieb der Brennkraftmaschine mit einem Ölabscheide einer ersten Klasse von Ölabscheidern erfolgt, und
- falls die vorbestimmte Lastprofilkennzahl oberhalb des vorbestimmten Kennzahl- Grenzwertes liegt, der Betrieb der Brennkraftmaschine mit einem Ölabscheider einer zweiten Klasse von Ölabscheidern erfolgt. Vorteilhaft an diese erfindungsgemäßen Weiterbildung des Verfahrens ist, dass entsprechend der vorbestimmten Lastprofilkennzahl ein für den Motor voraussichtlich geeignete Ölabscheider genutzt wird. So wird für Motoren mit einer geringen Lastprofilkennzahl, also mit einer Lastprofilkennzahl die unterhalb des vorbestimmten Kennzahl-Grenzwertes liegt, ein kostengünstiger Ölabscheider der ersten Klasse von Ölabscheidern mit geringem Abscheidegrad genutzt, wohingegen für einen Motor mit einer hohen Lastprofilkennzahl, also mit einer Lastprofilkennzahl die oberhalb des vorbestimmten Kennzahl-Grenzwertes liegt, ein hochwertiger Ölabscheider der zweiten Klasse von Ölabscheidern mit hohem Abscheidegrad genutzt. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
Im Einzelnen zeigt die Zeichnung in: eine Illustration eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, wobei eine Überwachungseinrichtung der
Brennkraftmaschine einen Beanspruchungssensor, ein Antriebsmodul, eine Auslastungseinheit, eine Kontrolleinheit und eine Warnvorrichtung aufweist; eine Illustration eines Service-Systems mit einer Brennkraftmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel aus FIG. 1 und mit einer Dateneinheit;
eine schematische Übersicht von Lastprofilkennzahlen für verschiedene Motoren und verschiedene Auslastungen und deren zugeordnete Ölabscheide für eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine;
ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
FIG. 1 zeigt eine Illustration eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen
Brennkraftmaschine 100.
Die Brennkraftmaschine 100 weist einen Motor 110 mit einem Einlassventil und einem Ölabscheider 115 zur Reduzierung von Ölablagerungen an dem Einlassventil auf. Weiterhin weist die Brennkraftmaschine 100 eine Überwachungseinrichtung 120 zum Überwachen eines Lastprofils der Brennkraftmaschine 100 auf.
Die Überwachungseinrichtung 120 ist zum Anzeigen einer Belastung des Ölabscheiders 115 mittels einer Auslastung 330 und einer Beanspruchung 340 des Motors 110 ausgebildet. Dabei wird durch die Überwachungseinrichtung 120 insbesondere eine über einer Auslegung des Ölabscheiders liegende Überlastung des Ölabscheiders 115 angezeigt. Die Auslastung 330 wird mittels einer Betriebsdauer des Motors 110 und/oder des Anteils einer Maximalauslastung des Motors 110 im Betrieb durch die Überwachungseinrichtung 120 bestimmt. Die Beanspruchung 340 wird mittels eines die Leistung des Motors kennzeichnenden Parameters durch die Überwachungseinrichtung 120 bestimmt.
Für die Bestimmung der Beanspruchung 340 weist die Brennkraftmaschine 100 einen Beanspruchungssensor 130 auf. Der Beanspruchungssensor 130 ist ausgebildet, die Beanspruchung 340 des Motors 110 mittels eines die Leistung des Motors kennzeichnen Parameters zu bestimmen und ein Beanspruchungssignal 135 auszugeben, dass eine aktuelle Beanspruchung 340 des Motors 110 anzeigt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Beanspruchungssensor 130 als Zylinderdrucksensor eines Zylinders des Motors ausgebildet. In anderen nicht dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Beanspruchungssensor zum Anzeigen einer Drehzahl und/oder eines Drehmoments des Motors ausgebildet. Für eine Bestimmung der Auslastung 330 weist die Brennkraftmaschine 100 ein Antriebsmodul 140, ein Steuermodul 145 und eine Auslastungseinheit 150 auf. Das Antriebsmodul 140 ist ausgebildet, ein Betriebssignal 142 auszugeben, falls der Motor 110 in Betrieb ist. Die Auslastungseinheit 150 ist ausgebildet, das Betriebssignal 142 zu empfangen und anhand des Betriebssignals 142 eine Betriebsdauer des Motors 110 zu bestimmen. Das Steuermodul 145 ist ausgebildet, ein Leistungssignal 147 auszugeben, das eine aktuelle Leistung des Motors 110 anzeigt. Die Auslastungseinheit 150 ist weiterhin ausgebildet, dass Leistungssignal 147 zu empfangen und anhand des Leistungssignals 147 und einer in der Auslastungseinheit 150 hinterlegten Information hinsichtlich der Maximalauslastung des Motors 110, einen Anteil einer Maximalauslastung des Motors 110 im aktuellen Betrieb der Brennkraftmaschine 100 zu bestimmen. Weiterhin ist die Auslastungseinheit 150 ausgebildet, aus der Betriebsdauer des Motors 110 und dem Anteil einer Maximalauslastung ein Auslastungsignal 155 auszugehen, das eine aktuelle Auslastung 330 des Motors 110 anzeigt.
Die Auslastung 330 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch eine über den Anteil an der Maximalauslastung gewichtete Betriebsdauer des Motors 110 bestimmt. Wird der Motor 110 beispielsweise jeden Tag 12 Stunden bei der Hälfte der Maximalauslastung und 12 Stunden bei 90 Prozent der Maximalauslastung betrieben, führt dies zu einer Auslastung von 70 Prozent. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Auslastung durch die Auslastungseinheit nur über die Betriebsdauer des Motors bestimmt. Weiterhin weist die Überwachungseinrichtung 120 eine Kontrolleinheit 160 auf, die ausgebildet ist, aus dem Beanspruchungssignal 135 und dem Auslastungssignal 155 eine aktuelle Lastprofilkennzahl zu bestimmen. Weiterhin kann die Kontrolleinheit 170 auf eine vor einem Betrieb der Brennkraftmaschine 100 vorbestimmte Lastprofilkennzahl 350 zugreifen. Die vorbestimmte Lastprofilkennzahl 350 zeigt eine für den verwendeten Motor 110 und/oder den vorgesehenen Verwendungszweck des Motors 110 anzunehmende Lastprofilkennzahl an. Die Kontrolleinheit 160 ist weiter ausgebildet, eine Abweichung der aktuellen Lastprofilkennzahl von der vorbestimmten Lastprofilkennzahl zu ermitteln und eine übermäßige Abweichung anzuzeigen, insbesondere anzuzeigen falls die Abweichung einen Schwellwert übersteigt.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die aktuelle Lastprofilkennzahl ein skaliertes Produkt aus Auslastung 330 und Beanspruchung 340. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die aktuelle Lastprofilkennzahl von weiteren Parametern des Morors abhängig, auf die die Kontrolleinheit im Betrieb der Brennkraftmaschine zugreifen kann.
Falls die aktuelle Lastprofilkennzahl größer als die vorbestimmte Lastprofilkennzahl 350 ist, ist die aktuelle Belastung des Motors 110 größer als eine für diesen Motor 110 erwartete Belastung. Daher ist der Olabscheider des Motors 110 stärker belastet als erwartet, was zu Schäden am Motor führen kann. So führt ein zu stark belasteter Olabscheider 115 zu einem Belag aus Ölrückständen an einem Einlassventil des Motors 110, was zu einem undichten Einlassventil und dadurch verursachten Folgeschäden führen kann. Bei einer übermäßigen Abweichung sollte daher der Olabscheider 115 gegen einen hochwertigen Olabscheider mit einem höheren Abscheidegrad ausgetauscht werden. Liegt die aktuelle Lastprofilkennzahl hingegen unter der vorbestimmten Lastprofilkennzahl 350, so ist der im Motor 110 eingebaute Olabscheider 115 weniger stark belastet, als dies vor einem Betrieb der Brennkraftmaschine 100 angenommen wurde. In einem solchen Fall braucht folglich nichts unternommen zu werden.
Die Kontrolleinheit 160 der in FIG. 1 gezeigten Brennkraftmaschine 100 ist weiterhin ausgebildet, die aktuelle Lastprofilkennzahl in regelmäßigen zeitlichen Abständen zu bestimmen, insbesondere jeden Tag zur gleichen Uhrzeit zu bestimmen. In einem anderen nicht dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Kontrolleinheit ausgebildet, die aktuelle Lastprofilkennzahl im Rahmen eines Einschalt- und/oder Ausschaltvorgangs zu bestimmen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Brennkraftmaschine 100 weiterhin einer Warnvorrichtung 170 mit einer Sendeeinheit 175, wobei die Warnvorrichtung 170 mit der Kontrolleinheit 160 verbunden ist. Falls durch die Kontrolleinheit 160 eine übermäßige Abweichung bestimmt wird, erzeugt die Warnvorrichtung 170 ein Warnsignal 177 und gibt dies über die Sendeeinheit 175 ab. Das Warnsignal 177 zeigt an, dass eine übermäßige Abweichung durch die Kontrolleinheit 160 bestimmt wurde. Zusätzlich zu dem Warnsignal 177 ist die Warnvorrichtung 170 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, eine Belastungsinformation 178 auszugeben, die die aktuelle Lastprofilkennzahl anzeigt. Das Ausgeben des Warnsignals ermöglicht eine Überwachung der Brennkraftmaschine 100 durch ein externes Überwachungsgerät 180 eines Herstellers und/oder eines Nutzers der Brennkraftmaschine 100. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das externe Überwachungsgerät 180 eine Datenbank 185, die das Warnsignal 177 und eine durch das Warnsignal 177 angezeigte Motoridentifikationsnummer speichert. Die Ausgabe der Motoridentifikationsnummer ermöglicht eine eindeutige Zuordnung des Warnsignals 177 zu der das Warnsignal 177 ausgebenden Brennkraftmaschine 100. Hierdurch kann ein Hersteller der Brennkraftmaschine 100, der Zugriff auf die Datenbank 185 hat, über eine Überlastung des Ölabscheiders informiert werden und entsprechende Folgeschritte einleiten, wie beispielsweise im Rahmen einer präventiven Wartung der Brennkraftmaschine 100, etwa derart, dass ein Wechsel des Ölabscheider 115 durchgeführt wird und/oder ein Nutzers der Brennkraftmaschine 100 informiert wird.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispielen wird das Warnsignal über eine Nutzerschnittstelle ausgegeben, die dem Nutzer der Brennkraftmaschine direkt das Vorliegen einer Überlastung des Ölabscheiders der Brennkraftmaschine anzeigt.
FIG. 2 zeigt eine Illustration eines Service-Systems 200 mit einer Brennkraftmaschine 100, gemäß dem in FIG. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, und einer Dateneinheit 220. Die Dateneinheit 220 umfasst ein Speichermodul 230 in dem ein vorbestimmter Datensatz 235 hinterlegt ist. In diesem vorbestimmten Datensatz 235 ist das Lastprofil des Motors 110 abhängig von einer Auslastung 330 und einer Beanspruchung 340 des Motors 110 als Koordinate hinterlegt. Weiterhin ist durch den vorbestimmten Datensatz 235 eine Anzahl von unterschiedlichen Koordinaten einer Anzahl von unterschiedlichen Ölabscheidern zugeordnet. Die Kontrolleinheit 160 ist ausgebildet, auf den vorbestimmten Datensatz 235 der Dateneinheit 220 zugreifen zu können und bei Vorliegen der übermäßigen Abweichung einen der aktuellen Auslastung und Beanspruchung laut Datensatz zugeordneten Ölabscheider anzuzeigen. Hierfür ist die Sendeeinheit 175 zusätzlich ausgebildet, eine Ölabscheider-Information auszugeben, die den gemäß Datensatz zugeordneten Ölabscheider anzeigt. Die Ölabscheider-Information zeigt dem Hersteller und/oder dem Nutzer der Brennkraftmaschine 100 auf diese Weise an, welcher Ölabscheider für die Brennkraftmaschine angesichts der aktuellen Belastung des Ölabscheiders genutzt werden sollte. Das Service-System 200 ermöglicht eine implizite Berücksichtigung von motorspezifischen Parametern bei der Zuordnung eines Ölabscheiders an aktuelle Betriebsbedingungen des Motors 110, insbesondere an die aktuelle Belastung des Ölabscheiders. So kann ein erster Motortyp möglicherweise eine hohe Auslastung ohne Schaden überstehen, wohingegen eine starke Beanspruchung eine stärkere Auswirkung auf eine Funktionsweise des Ölabscheiders hat.
Weiterhin ermöglicht das Service-System 200 eine Zuordnung von einer Vielzahl von Ölabscheidern zu einer aktuellen Auslastung und Beanspruchung, insbesondere die Zuordnung von Ölabscheidern mit verschiedenen Abscheidegraden. Die Kontrolleinheit 160 in dem in FIG. 2 gezeigten Service-System 200 ist ausgebildet, auf den vorbestimmten Datensatz 235 erst zuzugreifen, wenn eine übermäßige Abweichung der aktuellen Lastprofilkennzahl von der vorbestimmten Lastprofilkennzahl 350 ermittelt wurde.
FIG. 3 zeigt eine tabelarische Übersicht 300 von Lastprofilkennzahlen 350 für verschiedene Motoren Ml bis Ml 6 und verschiedene Auslastungen 330 und deren zugeordnete Ölabscheider 310, 320 für eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine.
Die gezeigte tabellarische Übersicht 300 visualisiert Lastprofilkennzahlen 350 für 16 verschiedene Motoren Ml bis Ml 6. Die Auslastung der Motoren Ml bis Ml 6 nimmt mit zunehmender Nummer zu, was in dem jeweils vorgesehenen Verwendungszweck des jeweiligen Motors begründet liegt. Beispielhafte Lastprofilkennzahlen 350 für jeden dieser Motoren sind über verschiedener Beanspruchungen 330 aufgetragen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wurden der Loadfactor als Maß für die Auslastung des Motors und der effektive Mitteldruck pme als Maß für die Beanspruchung des Motors genutzt. Die entsprechende Lastprofilkennzahl 350 wurde über die folgende Relation bestimmt:
Loadfactor[%]■ pme [bar]
Lastprofilkennzahl
100
Entsprechend der in den jeweiligen Feldern angegebenen Lastprofilkennzahl 350 wurde eine Zuordnung zu zwei verschiedenen Sorten von Ölabscheidern 310, 320 getroffen, wobei Motoren mit einer Lastprofilkennzahl 350 von mehr als 13 in eine zweite Ölabscheiderklasse 320 einsortiert wurden und die anderen Motoren in eine erste Ölabscheiderklasse 310. Der Wert 13 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat sich aus empirischen Beobachtungen ergeben.
Die dargestellten Werte für die Lastprofilkennzahl 350 dienen nun zum Festlegen einer vorbestimmten Lastprofilkennzahl 350, wobei sowohl der Motortyp Ml bis M16 als auch eine vorgesehene Auslastung 330 des Motors berücksichtigt werden. Motoren Ml bis Ml 6 die auf diese Weise zu der ersten Ölabscheiderklasse 310 zugeordnet sind, wurden mit einem einfachen Ölabscheider mit durchschnittlichem Abscheidungsgrad versehen, während Motoren, die der zweiten Ölabscheiderklasse 320 zugeordnet sind, mit einem Koaleszenzfilter versehen werden.
Zu erkennen ist in FIG. 3 ebenfalls (visualisiert durch einen Pfeil 360), dass Motoren, die typischerweise einer hohen Beanspruchung unterliegen, bereits bei einer geringen Auslastung 330 einen hochwertigen Ölabscheider benötigen, also der zweiten Ölabscheiderklasse 320 zugeordnet sind. Motoren, die typischerweise einer geringen Beanspruchung unterliegen, benötigen hingegen erst bei höherer Auslastung 330 einen hochwertigen Ölabscheider.
Die in FIG. 3 gezeigte Auflistung eines Zusammenhangs zwischen Auslastung 330 und Beanspruchung 340 und der Lastprofilkennzahl 350, sowie deren Zuordnung zu einer Ölabscheiderklasse 310, 320 kann als vorbestimmter Datensatz 235 für das in FIG. 2 gezeigte Service-System 200 dienen.
FIG. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens 400. Das Verfahren 400 dient zur Überwachung eines Lastprofils einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung. Das Verfahren 400 weist hierfür die im Folgenden angegebenen Schritte auf. Ein erster Schritt umfasst ein Festlegen 410 einer vorbestimmten Lastprofilkennzahl LKSOLL des Motors vor einem Betrieb des Motors anhand mindestens eines bekannten Lastprofils und/oder eines vorgesehenen Verwendungszwecks des Motors.
Ein weiterer Schritt umfasst ein Auswählen 420 eines für den Motor zu verwendenden Ölabscheiders anhand der vorbestimmten Lastprofilkennzahl LKSOLL.
In einem nächsten Schritt 430 wird eine Beanspruchung des Motors mittels eines die Leistung des Motors kennzeichnenden Parameters bestimmt und es wird ein Beanspruchungssignal, das eine aktuelle Beanspruchung des Motors anzeigt, ausgegeben.
Ein weiterer Schritt 440 umfasst ein Ausgeben eines Betriebssignals, falls der Motor in Betrieb ist.
In einem darauffolgenden Schritt 450 wird einer Auslastung des Motors über das Betriebssignal mittels der Betriebsdauer des Motors und/oder eines Anteils einer Maximalauslastung des Motors im Betrieb bestimmt und es wird ein Auslastungssignals, das eine aktuelle Auslastung des Motors anzeigt, ausgegeben.
Ein nächster Schritt 460 umfasst ein Bestimmen einer aktuellen Lastprofilkennzahl LKIST aus dem Beanspruchungssignal und dem Auslastungssignal und ein Ermitteln einer Abweichung fA der aktuellen Lastprofilkennzahl LKIST von der vorbestimmten Lastprofilkennzahl LKSOLL.
In einem letzten Schritt 470 wird eine übermäßige Abweichung fA angezeigt. Das Anzeigen erfolgt insbesondere dann, wenn die Abweichung einen Schwellwert SW übersteigt.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt die Verfahrensschritte 430, 440, 450 und 460 vorzugsweise wiederholt in regelmäßigen zeitlichen Abständen aus, zumindest bis eine übermäßige Abweichung ermittelt wird. Das Anzeigen einer übermäßigen Abweichung führt typischerweise zu einem Auslösen eines Warnsignals, durch das ein Hersteller und/oder ein Nutzer der Brennkraftmaschine darüber informatiert werden, das eine präventive Wartung empfohlen wird, insbesondere zum Austauschen des eingebauten Olabscheiders durch einen Ölabscheider mit einem höheren Abscheidegrad.
BEZUGSZEICHENLISTE:
100 Brennkraftmaschine
110 Motor
115 Ölabscheider
120 Überwachungseinrichtung
130 Beanspruchungssensor
135 Beanspruchungssignal
140 Antriebsmodul
142 Betriebssignal
145 Steuermodul
147 Leistungssignal
150 Auslastungseinheit
155 Auslastungssignal
160 Kontrolleinheit
170 Warnvorrichtung
175 Sendeeinheit
177 Warnsignal
178 Belastungsinformation
180 Überwachungsgerät
185 Datenbank
200 Service-System
220 Dateneinheit
230 Speichermodul
235 vorbestimmter Datensatz
300 tabelarische Übersicht
310 erste Olabscheiderklasse
320 zweite Olabscheiderklasse
330 Auslastung
340 Beanspruchung
350 (vorbestimmte) Lastprofilkennzahl
360 Pfeil
400 Verfahren 410, 420, 430, 440 Verfahrensschritte 450, 460, 470
Λ Abweichung
LKIST aktuelle Lastprofilkennzahl LKSOLL vorbestimmte Lastprofilkennzahl Ml -Ml 6 Motoren
SW Schwellwert

Claims

ANSPRÜCHE
1. Brennkraftmaschine (100), aufweisend einen Motor (110) mit einem Einlassventil und einem Ölabscheider (115) zur Reduzierung von Ölablagerungen an dem Einlassventil, und eine Überwachungseinrichtung (120) zum Überwachen eines Lastprofils der Brennkraftmaschine (100), dadurch gekennzeichnet, dass
- die Überwachungseinrichtung (120) zum Anzeigen einer Belastung des Ölabscheiders (115) mittels einer Auslastung (330) und einer Beanspruchung (340) des Motors (110) ausgebildet ist, insbesondere einer über einer Auslegung des Ölabscheiders liegenden Überlastung des
Ölabscheiders (115),
wobei die Überwachungseinrichtung (120) die Auslastung (330) mittels einer Betriebsdauer des Motors (210) und/oder des Anteils einer Maximalauslastung des Motors (210) im Betrieb bestimmt und die Beanspruchung (340) mittels eines die Leistung des Motors (110)
kennzeichnenden Parameters bestimmt.
2. Brennkraftmaschine (100) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Überwachungseinrichtung (120) einen Beanspruchungssensor (130), ein Antriebsmodul (140), eine Auslastungseinheit (150) und eine Kontrolleinheit (160) aufweist, und
- der Beanspruchungssensor (130) ausgebildet ist, die Beanspruchung (340) des Motors (110) mittels eines die Leistung des Motors kennzeichnenden Parameters zu bestimmen und ein Beanspruchungssignal (135) auszugeben, das eine aktuelle Beanspruchung (340) des Motors (110) anzeigt;
- das Antriebsmodul (140) ausgebildet ist, ein Betriebssignal (142) auszugeben, falls der Motor (110) in Betrieb ist;
- die Auslastungseinheit (150) ausgebildet ist, über das Betriebssignal (142) die Auslastung (330) des Motors (110) mittels der Betriebsdauer des Motors (110) und/oder eines Anteils einer
Maximalauslastung des Motors (110) im Betrieb zu bestimmen und ein Auslastungssignal (155) auszugeben, das eine aktuelle Auslastung (330) des Motors (110) anzeigt; und - die Kontrolleinheit (160) ausgebildet ist, aus dem Beanspruchungssignal (135) und dem Auslastungssignal (155) eine aktuelle Lastprofilkennzahl (LKIST) ZU bestimmen, und eine Abweichung (f Delta) der aktuellen Lastprofilkennzahl von einer vorbestimmten
Lastprofilkennzahl (LKSOLL) ZU ermitteln, und eine übermäßige Abweichung (f Delta) anzuzeigen, insbesondere anzuzeigen falls die Abweichung (f_Delta) einen Schwellwert (SW) übersteigt.
3. Brennkraftmaschine (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (100) weiterhin ein Steuermodul (145) aufweist, das ausgebildet ist, ein Leistungssignal (147) auszugeben, das eine aktuelle Leistung des Motors (110) anzeigt.
4. Brennkraftmaschine (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beanspruchungssensor (130) zum Anzeigen einer Drehzahl und/oder eines Drehmoments des Motors (110) ausgebildet ist.
5. Brennkraftmaschine (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beanspruchungssensor (130) als Zylinderdrucksensor eines Zylinders des Motors (110) ausgebildet ist.
6. Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (160) ausgebildet ist, die aktuelle Lastprofilkennzahl (LKIST) in regelmäßigen zeitlichen Abständen zu bestimmen.
7. Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (160) ausgebildet ist, die aktuelle Lastprofilkennzahl (LKIST) abhängig von einem Produkt aus durch das Beanspruchungssignal (135) angezeigter Beanspruchung (340) des Motors (110) und durch das Auslastungssignal (155) angezeigter Auslastung (330) des Motors (110) zu bestimmen.
8. Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (160) weiterhin ausgebildet ist, bei Vorliegen der übermäßigen Abweichung (f_Delta) ein Warnsignal (177) auszulösen.
9. Brennkraftmaschine (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (100) weiterhin eine Warnvorrichtung (170) mit einer Sendeeinheit (175) aufweist, wobei die Warnvorrichtung (170) mit der Kontrolleinheit (160) verbunden und ausgebildet ist, bei Vorliegen einer übermäßigen Abweichung (f_Delta) ein Warnsignal (177) zu erzeugen und über die Sendeeinheit (175) auszugeben, insbesondere an ein externes
Überwachungsgerät (180) eines Herstellers und/oder eines Nutzers der Brennkraftmaschine (100).
10. Service-System (200) mit einer Brennkraftmaschine (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 und einer Dateneinheit (220), dadurch gekennzeichnet, dass die Dateneinheit (220) auf einen vorbestimmten Datensatz (235) zugreifen kann, in welchem das Lastprofil abhängig von einer Auslastung (330) und einer Beanspruchung (340) des Motor (110) als Koordinaten hinterlegt ist und durch den vorbestimmten Datensatz (235) einer Anzahl von unterschiedlichen Koordinaten eine Anzahl von unterschiedlichen Ölabscheidern zugeodnet ist, und
wobei die Kontrolleinheit (160) ausgebildet ist, bei Vorliegen der übermäßigen Abweichung
(f Delta) einen der aktuellen Auslastung (330) und Beanspruchung (340) gemäß vorbestimmtem Datensatz (235) zugeordneten Ölabscheider (115) anzuzeigen.
11. Verfahren (400) zur Überwachung eines Lastprofils einer Brennkraftmaschine (100), insbesondere einer Brennkraftmaschine (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend die Schritte:
- Festlegen (410) einer vorbestimmten Lastprofilkennzahl (LKSOLL, 350) des Motors (110) vor einem Betrieb des Motors (110) anhand mindestens eines bekannten Lastprofils und/oder eines vorgesehenen Verwendungszwecks des Motors (110);
- Auswählen (420) eines für den Motor (110) zu verwendenden Ölabscheiders (115) anhand der vorbestimmten Lastprofilkennzahl (LKSOLL, 350); - Bestimmen (430) einer Beanspruchung (340) des Motors (110) mittels eines die Leistung des Motors (110) kennzeichnenden Parameters und Ausgeben eines Beanspruchungssignals (135), das eine aktuelle Beanspruchung (340) des Motors (110) anzeigt;
- Ausgeben (440) eines Betriebssignals (142), falls der Motor (110) in Betrieb ist; - Bestimmen (450) einer Auslastung (330) des Motors (110) über das Betriebssignal (142) mittels der Betriebsdauer des Motors (110) und/oder eines Anteils einer Maximalauslastung des Motors (110) im Betrieb und Ausgeben eines Auslastungssignals (155), das eine aktuelle Auslastung (330) des Motors (110) anzeigt;
- Bestimmen (460) einer aktuellen Lastprofilkennzahl (LKIST) aus dem Beanspruchungssignal (135) und dem Auslastungssignal (155) und Ermitteln einer Abweichung (f Delta) der aktuellen Lastprofilkennzahl (LKIST) von der vorbestimmten Lastprofilkennzahl (LKSOLL, 350);
- Anzeigen (470) einer übermäßigen Abweichung (f_Delta), insbesondere Anzeigen, falls die Abweichung (f_Delta) einen Schwellwert (SW) übersteigt.
12. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der
Abweichung (f Delta) ein Ermitteln der Differenz zwischen der aktuellen Lastprofilkennzahl (LKIST) und der vorbestimmten Lastprofilkennzahl (LKSOLL,350) umfasst und dass auf eine übermäßige Abweichung (f Delta) erkannt wird, wenn die Abweichung (f Delta) einen
Schwellwert (SW) übersteigt.
13. Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren als letzten Schritt ein Ausgeben eines Warnsignals (177) umfasst, insbesondere ein Ausgeben an einen Nutzer der Brennkraftmaschine (100) und/oder einen Hersteller der Brennkraftmaschine (100), falls die Abweichung (f Delta) eine übermäßige Abweichung (f Delta) ist, insbesondere falls die Abweichung (f_Delta) einen Schwellwert (SW) übersteigt.
14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert (SW) dem Motor (110) vor einem Betrieb des Motors(l 10) zugeordnet wird, derart, dass der Schwellwert (SW) für die Abweichung (f_Delta) dann überschritten wird, wenn die aktuelle Lastprofilkennzahl (LKIST) über einem vorbestimmten Kennzahl-Grenzwert liegt.
15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Festlegen der vorbestimmten Lastprofilkennzahl (LKSOLL,350) in einem zusätzlichen
Verfahrensschritt überprüft wird, ob die vorbestimmte Lastprofilkennzahl (LKSOLL,350) unterhalb oder oberhalb eines vorbestimmten Kennzahl-Grenzwertes liegt, und - falls die vorbestimmte Lastprofilkennzahl (LKSOLL,350) unterhalb des vorbestimmten Kennzahl-Grenzwertes liegt, der Betrieb der Brennkraftmaschine (100) mit einem Olabscheider einer ersten Klasse von Ölabscheidern (310) erfolgt, und
- falls die vorbestimmte Lastprofilkennzahl (LKSOLL,350) oberhalb des vorbestimmten Kennzahl-Grenzwertes liegt, der Betrieb der Brennkraftmaschine (100) mit einem
Olabscheider einer zweiten Klasse von Ölabscheidern (320) erfolgt.
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