WO2021198019A1

WO2021198019A1 - Vorrichtung zur motorüberwachung eines wasserfahrzeugs

Info

Publication number: WO2021198019A1
Application number: PCT/EP2021/057754
Authority: WO
Inventors: Klaus Draeger
Original assignee: The-Trawler-Company Gmbh
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2021-03-25
Publication date: 2021-10-07
Also published as: DE202020101717U1

Abstract

Vorrichtung zur Motorüberwachung eines Wasserfahrzeugs, umfassend einen Motor zum Antreiben des Wasserfahrzeugs, eine Kühleinheit zum Kühlen des Motors, eine Seewasserführung zum Einlassen, Leiten und Ausgeben von See- oder Meerwasser, und einen Wärmetauscher, der mit der Kühleinheit und der Seewasserführung in Verbindung steht und dazu ausgelegt ist, den Motor mit Hilfe von in der Seewasserführung strömenden Wasser zu kühlen. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine erste Temperaturerfassungseinheit zum Erfassen der Einlasstemperatur von See- oder Meerwasser an einem Bereich der Seewasserführung stromaufwärts des Wärmetauschers, eine zweite Temperaturerfassungseinheit zum Erfassen der Auslasstemperatur von See- oder Meerwasser an einem Bereich der Seewasserführung stromabwärts des Wärmetauschers und/oder einer Temperatur des Wasser-Abgasgemisches, und eine Überwachungseinheit, die dazu ausgelegt ist, auf Grundlage der erfassten Einlass- und Auslasstemperatur eine Abweichung der Auslasstemperatur von einem Sollwert zu erkennen, auf.

Description

Vorrichtung zur Motorüberwachung eines Wasserfahrzeugs

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Motorüberwachung eines Wasserfahrzeugs, insbesondere eine Vorrichtung zur Temperaturüberwachung des Motors. Als Motoren kommen im Rahmen der Erfindung Benzin-, Diesel- oder Gasmotoren in Frage. Soweit im Folgenden nur einer dieser Motoren referenziert wird, gilt analoges auch für die jeweils nicht explizit aufgeführten Motoren.

Typischerweise greifen Wasserfahrzeuge, wie Boote oder dergleichen, auf das Prinzip der Wasserkühlung zurück, um die Temperatur des Antriebsaggregats oder der Motoren für Flilfsaggregate für die Stromerzeugung, Generatoren oder Hydraulikantriebe auf einem niedrigen Niveau zu halten. Dies bietet sich natürlich an, da Wasser zur Kühlung des Motors des Wasserfahrzeugs im Überfluss vorhanden ist und gegenüber einer Luftkühlung deutlich leistungsfähiger ist. Bei den hier betroffenen Wasserfahrzeugen können unterschiedliche Antriebsarten zum Einsatz kommen, wie Z-Antriebe, die Antriebe IPS-Volvo, Zeus-Cummins, Sail- Drive von Volvo oder Jet-Antriebe, um einige Beispiele zu nennen.

Bei Benzin-, Diesel- oder Gasmotoren mit Seewasserkühlung sind aus dem Stand der Technik zwei unterschiedliche Prinzipien bekannt. So kann einerseits das Seewasser dazu genutzt werden, direkt den Motor bzw. das vom Motor abgehende Abgassystem zu kühlen, so dass das Wasser nach einem Abkühlen des Motors bzw. des Abgassystems wieder zurück in die See geführt wird. Dieses sogenannte Einkreissystem führt also das Wasser ohne Zwischenschaltung eines Kühlkreises direkt an die durch den Motor erhitzten Bauteile und kühlt diese durch das kontinuierliche Zuführen von kühlem Wasser.

Das Zweikreissystem hingegen nutzt das Seewasser zur Kühlung eines geschlossenen Kühlkreislaufes. Dieser Kühlkreislauf steht in direkter thermischer Verbindung mit den unter Last heiß werdenden Elementen des Motors. Über einen Wärmetauscher gibt das im Kühlkreislauf zirkulierte Kühlfluid thermische Energie an das Seewasser ab, so dass im Zweikreissystem das Seewasser für eine indirekte Kühlung des Motors verwendet wird.

Problematisch sowohl bei der Einkreis- wie auch der Zweikreiskühlung ist, dass ein Erhöhen des Innenwiderstands der Seewasserzuführung zu steigenden Temperaturen im Motor und im Abgassystem führt. Ursächlich kann hierfür bspw. ein Befall der Seewasserleitung mit Muscheln oder ein in der Seewasserleitung angeordneter verdreckter Seewasserfilter sein. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Umsetzungen bleibt das Zusetzen des Seewasserfilters oder die Erhöhung des Innendrucks, z. B. wegen Muschelbefalls im Einlass oder Verkalkung im Kühler unbemerkt, so dass es infolgedessen oftmals zu Temperaturanstiegen des Motors oder des Seewasserkühl- und Abgassystems kommt.

Die klassische Motorüberwachung mit einer Überwachung von Kühlwassertemperatur und Öltemperatur erkennt solche sich anbahnenden Probleme nicht, da in der Regel ein Kühlwasserthermostat eines Kühlkreislaufs bei einer geringeren Kühlleistung des Wärmetauschers (bedingt durch eine abnehmende Seewasserströmungsmenge) mit einen Anheben der durch den Wärmetauscher geführten Kühlfluidmenge entgegenwirkt, so dass es nicht zu einem Temperaturanstieg von Motor- bzw. Abgassystem im Regelbereich des Thermostats kommt. Ist nun aber ein Punkt erreicht, an dem selbst ein vollständiges Durchleiten des Kühlfluids durch den Wärmetauscher nicht mehr die gewünschten Ergebnisse erreicht, kommt es zu einer sehr plötzlichen Erhöhung der Motortemperatur, was sehr schwere Schäden nach sich ziehen kann, die eine kostspielige und langwierige Reparatur erfordern können. Insbesondere gilt es dabei einen Motorausfall auf See zu vermeiden, der unter Umständen eine Manövrierunfähigkeit des Wasserfahrzeugs mit sich bringt.

Es ist demnach das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Motorüberwachung eines Wasserfahrzeugs zu schaffen, die frühzeitig die Gefahr einer Motor- bzw. Abgassystemüberhitzung erkennt, um etwaige Schäden zu vermeiden.

Dies gelingt mit einer Vorrichtung, die sämtliche Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt. Nach der Erfindung ist demnach eine Vorrichtung zur Motorüberwachung eines Wasserfahrzeugs vorgesehen, die einen Motor zum Antreiben des

Wasserfahrzeugs, eine Kühleinheit zum Kühlen des Motors, eine

Seewasserführung zum Einlassen, Leiten und Ausgeben von See- oder Meerwasser, und einen Wärmetauscher umfasst, der mit der Kühleinheit und der Seewasserführung in Verbindung steht und dazu ausgelegt ist, den Motor mit Hilfe von in der Seewasserführung strömenden Wasser zu kühlen. Die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine erste Temperaturerfassungseinheit zum Erfassen der Einlasstemperatur von See- oder Meerwasser an einem Bereich der Seewasserführung stromaufwärts des Wärmetauschers, eine zweite Temperaturerfassungseinheit zum Erfassen der Auslasstemperatur von See- oder Meerwasser an einem Bereich der Seewasserführung stromabwärts des Wärmetauschers, und eine Überwachungseinheit, die dazu ausgelegt ist, auf Grundlage der erfassten Einlass- und Auslasstemperatur eine Abweichung der Auslasstemperatur von einem Sollwert zu erkennen.

Das Erkennen einer Abweichung von der Sollwert-Auslasstemperatur für eine bestimmte Seewasser-Einlasstemperatur wird als ein sich abzeichnendes Zusetzen der Seewasserführung interpretiert, so dass bereits frühzeitig eine entsprechende Wartung eingeplant und durchgeführt werden kann, um schwere Schädigungen des Motors zu vermeiden und/oder angepaßte Fahrtstrategien bzw. Notbetrieb zum sicheren Erreichen eines Hafens einzuleiten.

Die Grundidee der vorliegenden Erfindung ist sowohl auf Einkreis- wie auch Zweikreissysteme anwendbar, da für beide Systeme Soll-Temperaturwerte für die Auslasstemperatur bei einer bestimmten Motorlast, Motordrehzahl oder Geschwindigkeit des Wasserfahrzeugs für unterschiedliche Seewassertemperaturen bestimmbar sind, die bei Nutzung des Motors unter Realbedingungen mit den Ist-Werten der Auslasstemperatur verglichen werden können. Kommt es hier zu einer durch die Überwachungseinheit erkannten Abweichung, kann eine Meldung an den Steuerstand des Wasserfahrzeugs gegeben werden, so dass bereits in einem sehr frühen Stadium Gegenmaßnahmen (bspw. Wartung des Motors, Reinigen der Seewasserzuleitung, etc.) ergriffen werden können.

Nach einer Fortbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Überwachungseinheit ferner dazu ausgelegt ist, eine Nachricht an einen Steuerstand des Wasserfahrzeugs zu übermitteln, wenn die Abweichung der Auslasstemperatur von einem Sollwert ein bestimmtes Maß überschreitet und/oder länger als eine bestimmte Zeitdauer fortbesteht.

Zudem kann nach einer optionalen Modifikation der Erfindung vorgesehen sein, dass die Überwachungseinheit dazu ausgelegt ist, eine Nachricht mittels drahtloser Kommunikation an eine Charterbasis oder einen Dritten, beispielsweise einen Eigner, zu senden, wenn die Abweichung der Auslasstemperatur von einem Sollwert ein bestimmtes Maß überschreitet und/oder länger als eine bestimmte Zeitdauer fortbesteht, um die Einleitung von Reparatur- oder Instandhaltungsmaßnahmen einzuleiten. Vorteilhaft ist also eine Ferndiagnose möglich. Bei einer solchen Datenfernübermittlung kann bereits eine Reparatur- oder Wartungsmaßnahme eingeleitet werden, bevor ein gechartertes Boot seinem nächsten Charterkunden übergeben wird.

Nach einer vorteilhaften Ausführung kann vorgesehen sein, dass der Sollwert von einem Betriebszustand des Motors abhängt, insbesondere von der Motordrehzahl, der Motorlast und/oder der Geschwindigkeit des Wasserfahrzeugs, wobei vorzugsweise der Sollwert ein Punkt auf einer Temperaturkurve ist, die zu einem Referenzzeitpunkt erstellt worden ist.

Als Referenzzeitpunkt bietet sich beispielsweise der Auslieferzustand des Wasserfahrzeugs an oder auch der Zeitpunkt der Nachrüstung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dem Fachmann ist aber ebenso klar, dass auch ein Kennlinienfeld werksseitig vorgegeben oder eingerichtet sein kann, so dass das Erstellen von Temperaturkurven unterbleiben kann.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die zweite Temperaturerfassungseinheit an einem Bereich der Seewasserführung angeordnet ist, der stromabwärts einer Zuführung von Abgas des Motors in die Seewasserführung liegt, so dass die zweite Temperaturerfassungseinheit dazu ausgelegt ist, eine Temperatur eines Abgas- Wasser-Gemisches zu bestimmen.

In der Regel wird bei kleineren Booten das Abgas des Motors in die Seewasserführung eingebracht, so dass das Abgas unter Wasser zusammen mit dem in die Seewasserführung eingeführten Wasser ausgegeben wird. Vorteil hierbei ist, dass das Auslassen des Abgases unter Wasser deutlich leiser ist.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die Kühleinheit ein geschlossener Kühlkreislauf ist, vorzugsweise wobei die Menge an in den Wärmetauscher geführten Kühlmittel des Kühlkreislaufs über ein Thermostatventil variierbar ist. Ist die Kühleinheit ein geschlossener Kühlkreislauf, ist ein Zweikreissystem vorhanden, wohingegen bei einer Umsetzung der Kühleinheit durch das direkte Heranführen des Seewassers an die sich erhitzenden Bauteile des Motors ein Einkreissystem verwirklicht ist.

Das Thermostatventil steuert dabei die vom Motor kommende Kühlfluidmenge, die durch den Wärmetauscher strömt oder diesen mittels eines Bypasses umgeht. Befindet sich der Motor in einer Aufwärmphase, so wird das Thermostatventil einen sehr geringen Anteil oder überhaupt kein vom Motor stammendes Kühlfluid in den Wärmetauscher leiten, sondern dieses auf den Bypass leiten, damit die Temperatur des Motors möglichst schnell in den gewünschten Betriebsbereich kommt. Ist dieser erreicht, wird ein Teil des von Motor kommenden Kühlfluids durch den Wärmetauscher geschickt, damit die Temperatur des Motors in dem gewünschten Bereich bleibt.

Ferner kann nach der Erfindung vorgesehen sein, dass die Vorrichtung mit einem Seewasserfilter zum Filtern des in die Seewasserführung einströmenden See- oder Meerwassers versehen ist, wobei die erste Temperaturerfassungseinheit stromauf wärts des Seewasserfilters angeordnet ist. Ein Seewasserfilter sorgt für das Ausfiltern von Fremdpartikeln aus dem Seewasser, das in den Wärmetauscher geleitet wird. Der Wärmetauscher kann dabei in thermischen Kontakt mit einem Kühlfluid sein, das wiederum für eine direkte Kühlung des Motors sorgt. Auch ist von der Erfindung umfasst, dass die Bauteile des Motors direkt von dem Seewasser umspült werden, um den gewünschten Effekt einer Temperaturminderung zu erreichen. In einem solchen Fall wirkt der Wärmetauscher nicht mit einem zwischengeschalteten Kühlfluid zusammen, sondern wirkt direkt mit dem Motor zusammen.

Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung mit einem Seewasserventil zum Absperren, vorzugsweise wobei die erste Temperaturerfassungseinheit stromaufwärts des Seewasserventils angeordnet ist. Die erste Temperaturerfassungseinheit dient zum Erfassen der Temperatur des in die Seewasserführung eingeführten Wassers und kann daher an einer beliebigen Stelle des Wasserfahrzeugs gemessen werden, die von einem warmen Auslassstrom aus der Seewasserführung nicht beeinträchtigt ist. In der Regel bietet sich ein Bereich nahe oder in der Einlassöffnung der Seewasserführung an, um die Temperatur des tatsächlich einströmenden Wassers zuverlässig zu erfassen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Modifikation der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung ferner mit einer Seewasserpumpe zum Pumpen von See oder Meerwasser in die Seewasserführung versehen ist, vorzugsweise wobei die erste Temperaturerfassungseinheit stromaufwärts der Seewasserpumpe angeord net ist.

Diese Pumpe kann im Betrieb zu einer von der Fahrgeschwindigkeit des Wasserfahrzeugs unabhängigen Zwangsströmung in der Seewasserführung führen, die erforderlich ist, um einen Motor auf Temperatur zu halten. Da das Pumpen von Flüssigkeiten auch zu einer Erhöhung der Temperatur führen kann, ist das ström aufwärtige Anordnen der ersten Temperaturerfassungseinheit von Vorteil.

Vorzugsweise ist der der Motor ein Diesel-, Benzin- oder Gasmotor. Dies sind die am weitest verbreiteten Motorarten, die einer Kühlung bedürfen, um sie vor einem Überhitzen zu schützen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden aufgrund der nachfolgenden Figurenbeschreibung ersichtlich. Dabei zeigen

Fig. 1 : Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für ein Zweikreissystem,

Fig. 2: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 3: ein Referenzkennfeld für die Temperatur des Wasser-Abgasgemisches in Anhängigkeit von der Seewassertemperatur und eine Drehzahl im Neuzustand, und Fig. 4: einen Vergleich der Temperatur des Wasser-Abgasgemisches im

Neuzustand gegenüber einem gebrauchten Zustand für unterschiedliche Drehzahlen des Motors bei einer spezifischen Seewassertemperatur.

Fig. 1 zeigt eine schematische Übersicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung Der Motor 2 ist dabei mit einem geschlossenen Kühlkreislauf 5 versehen, in dem ein Kühlfluid, vorzugsweise ein Kühlmittel, bspw. ein Kühlwasser, zirkuliert. Dieses Kühlfluid wird dem Motor 2 von einer Zulaufseite zugeführt und hilft beim Abführen der im Motor 2 anfallenden thermischen Energie. Die in dem geschlossenen Kühlkreislauf 5 dargestellten Pfeile symbolisieren dabei die Strömungsrichtung des Kühlfluids. Man erkennt, dass mit dem geschlossenen Kühlkreislauf 5 ein

Wärmetauscher 3 in Verbindung steht, der dazu beiträgt, das vom Motor 2 in seiner Temperatur angehobene Kühlfluid zu kühlen. Dafür wird in einer Seewasserführung 4 am Einlassbereich 14 kaltes See- oder Meerwasser in die Seewasserführung 4 eingeleitet, so dass es zu einem thermischen Austausch mit dem geschlossenen Kühlkreislauf in dem Wärmetauscher 3 kommen kann.

Ferner erkennt man, dass in dem geschlossenen Regelkreis 5 ein Thermostatventil 10 angeordnet ist, das die vom Motor 2 stammende Kühlfluidmenge, welche durch den Wärmetauscher 3 zum Flerabkühlen geleitet wird, regelt. Je nach Stellung des Thermostatventils 10 kann nämlich das vom Motor 2 stammende Kühlfluid über eine Bypassleitung, welche den Wärmetauscher 3 umgeht, geleitet werden. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn der Motor 2 sich in einer Aufwärmphase befindet, und noch nicht auf seine optimale Betriebstemperatur gekommen ist. In einem solchen Zustand verschließt das Thermostatventil 10 die Strömung des Kühlfluids durch den Wärmetauscher 3, so dass es zu einem kontinuierlichen Aufwärmen des Kühlfluids unter Umgehung des Wärmetauschers 3 kommt. Wird nun die optimale Betriebstemperatur des Motors 2 erreicht, verändert das Thermostatventil 10 seine Stellung und ein gewisser Anteil des vom Motor 2 stammenden Kühlfluids wird durch den Wärmetauscher 3 geführt. Durch diese Regelung des Thermostatventils 10 wird sichergestellt, dass der Motor 2 in einem Bereich um seine optimale Betriebstemperatur herum arbeiten kann.

Um nun festzustellen, ob es zu einem Zusetzen der Seewasserführung 4 gekommen ist, die bei einem Unentdecktbleiben die Effizienz der Kühlung verringert und schlimmstenfalls zu Schäden am Motor führen kann, ist stromaufwärts des Wärmetauschers 3 eine erste Temperaturerfassungseinheit 6 vorgesehen, die die Temperatur des in die Seewasserführung 4 eingeführten Seewassers misst. Darüber hinaus wird auch stromabwärts des Wärmetauschers 3 eine zweite Temperaturerfassungseinheit 7 angeordnet, die die Temperatur des durch den Wärmetauscher 3 erwärmten Seewassers in der Seewasserführung 4 misst. Auf Grundlage dieser Daten, die einer (in Fig. 1 nicht dargestellten) Überwachungseinheit 8 zur Verfügung gestellt werden, lässt sich, vorzugsweise unter Heranziehung von mindestens einem Motorparameter, abschätzen, ob das in die Seewasserführung 4 eingeleitete Seewasser nach einem Durchtreten des Wärmetauschers 3 ungewöhnlich stark erwärmt worden ist. Ist dies der Fall, lässt sich auf einen zu geringen Seewasserdurchsatz in der Seewasserführung 4 schließen, was unterschiedliche Gründe haben kann. So ist zum einen möglich, dass die Seewasserführung 4 durch Muschelbefall zugesetzt ist, so dass weniger Seewasser als normal in die Seewasserführung 4 einströmen kann. Weiter kann aber auch ein verdreckter Seewasserfilter in der Seewasserführung 4, ein Defekt der Seewasserpumpe oder ein verkalkter Kühler für den geringen Seewasserdurchsatz verantwortlich sein. Erkennt man diese Abweichung in einem vom Normalfall abweichenden Anstieg der Auslasstemperatur, die durch die zweite Temperaturerfassungseinheit 7 erfasst wird, kann man rechtzeitig hiergegen vorgehen, bevor es zu einem Überhitzen des Motors kommt. Ohne eine solche erfindungsgemäße Temperaturerfassung an der Seewasserführung 4 wäre die sich anbahnende Problematik nicht erkennbar. Klassische Motorüberwachungen haben in der Regel nur die Temperatur des Kühlfluids (oder eines Motoröls) im Blick, die jedoch aufgrund des geregelten Thermostatventils 10 auch dann noch in akzeptablen Bereichen liegt, wenn die Seewasserführung 4 bereits deutlich zugesetzt ist. Ein geringerer Seewasserfluss in der Seewasserführung 4, die eine geringere Effizienz der Kühlung durch den Wärmetauscher 3 nach sich zieht, wird herkömmlicherweise einfach durch eine entsprechende Regelung des Thermostatventils 10 kompensiert. Dabei wird eine größere Menge von vom Motor 2 stammenden Kühlfluid durch den Wärmetauscher 3 geschickt, als dies bei einer einwandfrei funktionierenden Seewasserführung 4 erforderlich wäre. Dies geht dann so lange gut wie das Thermostatventil 10 die Menge des Kühlfluids, die durch den Wärmetauscher 3 strömt, erhöhen kann. Ist dies nicht mehr möglich, kommt es relativ plötzlich zu einem starken Anstieg der Motortemperatur, was schwere Schäden nach sich ziehen kann oder das sofortige Herunterfahren der Motorleistung erfordert. Da dies aber auf See nicht immer möglich ist, kann es zu Situationen kommen, in denen man unter Umständen sehenden Auges eine Schädigung des Motors in Kauf nehmen muss.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Mit den dicken Pfeilen ist dabei das in die Seewasserführung 4 geleitete See- oder Meerwasser dargestellt, das über einen Seewassereinlass 14, ein Seewasserventil 12, ein Seewasserfilter 11 und eine Seewasserpumpe 13 zu einem Wärmetauscher

3 geführt wird, der dazu ausgelegt ist, thermische Energie zwischen einem Kühlfluid eines Kühlkreislaufs 5 eines Motors 2 auszutauschen. Da in der Regel das Kühlfluid eine höhere Temperatur aufweist als das in die Seewasserführung 4 eingeführte Seewasser, führt der thermische Austausch über den Wärmetauscher 3 dazu, dass das Seewasser aus dem Wärmetauscher 3 mit einer erhöhten Temperatur herausströmt. Stromabwärts des Wärmetauschers 3 kann dann vorgesehen sein, dass das erwärmte Seewasser zum Kühlen des Abgassystems 9 des Motors 2 verwendet wird. Dabei kann optional auch vorgesehen sein, dass das vom Motor 2 stammende Abgas über eine Abgasleitung 15 in das in der Seewasserführung 4 strömende Seewasser eingeführt wird, so dass die Abgase des Motors 2 zusammen mit dem Seewasser der Seewasserführung 4 ausgegeben werden. Der von dem Abgassystem 9 wegführende Pfeil symbolisiert dabei das ausgegebene Seewasser, das mit Abgas versetzt sein kann. Der zwischen dem Motor 2 und dem Wärmetauscher 3 mit feinen Punkten versehene Bereich symbolisiert dabei den Austausch von thermischer Energie, der nach der Erfindung auch über einen Kühlkreislauf 5 stattfinden kann. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die zweite Temperaturerfassungseinheit 7 die Temperatur des vom Motor abgegebenen Abgas-/Wassergemisches direkt misst. In der Regel wird das Seewasser stromabwärts des Wärmetauschers 3 auch dazu verwendet, das Abgas zu kühlen, so das ein Rückschluss auf die Seewassertemperatur auch über eine Messung der Temperatur des Wasser-Abgasgemisches möglich ist.

Weiter erkennt man eine Überwachungseinheit 8, die über eine erste Temperaturerfassungseinheit 6 die Temperatur des in die Seewasserführung 4 einströmenden Seewassers misst. Genau wie bei der zweiten

Temperaturerfassungseinheit 7, die die Temperatur des Seewassers stromabwärts des Wärmetauschers 3, vorliegend in dem Abgassystem 9, oder aber auch das Abgas-Wassergemisch direkt misst, symbolisiert der gestrichelt dargestellte Pfeil ein Messen der Temperatur. Der vom Motor stammende gestrichelte Pfeil, welcher zu der Überwachungseinheit 8 verläuft, signalisiert der Überwachungseinheit 8 mindestens einen Motorparameter, wie Motordrehzahl oder Motorlast. Ferner kann hier auch die Geschwindigkeit des Wasserfahrzeugs an die Überwachungseinheit 8 eingegeben werden. Dies kann zusätzlich oder alternativ zu einem Eingeben der Motorparameter an die Überwachungseinheit 8 vorgesehen sein und muss nicht direkt von dem Motor 2 stammen. So könnte man beispielsweise auch die Geschwindigkeit des Wasserfahrzeugs aus einer GPS-Messung erhalten und der Überwachungseinheit 8 zuführen.

Anhand der vorliegenden Daten beurteilt die Überwachungseinheit 8 nun, ob die durch die zweite Temperaturerfassungseinheit 7 erfasste Auslasstemperatur des Seewassers und/oder Temperatur des Wasser-Abgasgemisches des Motors von einem Normwert abweicht. Hierzu wird auf einen bereits abgelegten Sollwert zurückgegriffen, und ein entsprechender Vergleich mit dem Ist-Wert der Auslasstemperatur durchgeführt. In der Überwachungseinheit 8 sind verschiedene Kennlinien für unterschiedliche Temperaturen der Einlasstemperatur in Abhängigkeit von mindestens einem Motorparameter abgelegt, so dass für eine bestimmte Betriebsart des Motors 2 eine spezifische Kennlinie heranzuziehen ist. Wird der Motor beispielsweise bei 1.000 U/min. betrieben und ist die Einlasstemperatur des Seewassers 19°, so wird der entsprechende Soll-Wert der Auslasstemperatur für einen Vergleich mit der gemessenen Auslasstemperatur herangezogen. Erkennt man hierbei eine Abweichung von dem Soll-Wert, lässt dies auf ein Zusetzen der Seewasserführung 4 zurückführen. Wird eine solche Abweichung bzw. das Überschreiten eines Toleranzbereichs um den Sollwert durch die Überwachungseinheit 8 erkannt, kann die Überwachungseinheit 8 dazu ausgelegt sein, eine entsprechende Warnung an den Steuerstand des Wasserfahrzeugs zu übermitteln. Dadurch wird es einem Führer des Wasserfahrzeugs signalisiert, dass er baldmöglichst die entsprechende Wartung der Seewasserführung 4 durchzuführen hat und insbesondere die besondere die Motortemperatur im Auge behalten muss. Weiter kann die Überwachungseinheit 8 alternativ oder zusätzlich dazu auch eine Warnung über an einen Dritten, beispielsweise an eine Charterbasis des Wasserfahrzeugs oder den Eigner, senden, so dass bereits eine Wartung durchgeführt werden kann, bevor ein neuer Charterkunde mit dem Wasserfahrzeug seine Fahrt aufnimmt. Diese

Übertragung an einen Dritten kann beispielsweise über eine drahtlose Kommunikationsverbindung durchgeführt werden, insbesondere ein Mobilfunknetz oder eine Satellitenverbindung. In der Ausführungsform der Figur 2 ist die zweite Temperaturerfassungseinheit 7 nach dem Abgassystem 9 angeordnet, so dass die Temperatur des Wasser- Abgasgemisches erfasst wird. Alternativ kann die zweite Temperaturerfassungseinheit 7 aber in hier nicht dargestellter Weise unmittelbar nach dem Wärmetauscher 3 angeordnet sein und der dort ermittelte Temperaturmesswert an die Überwachungseinrichtung 8 zur Auswertung weitergeleitet werden. Fig. 3 zeigt eine Vielzahl von Sollwerten für die Auslasstemperatur in Abhängigkeit von einer Motordrehzahl und der Einlasstemperatur des Seewassers. In der Überwachungseinheit 8 wird in Abhängigkeit von der gerade vorliegenden Temperatur des einströmenden Seewassers die entsprechende Kennlinie zum Abgleich mit der Ist-Auslasstemperatur verwendet, wobei hier vorliegend noch der Motorparameter der Motorumdrehzahl herangezogen wird. Dieses Kennlinienfeld wird im Neuzustand oder bei einer einwandfrei funktionierenden Seewasserführung 4 erstellt und stellt die Referenzwerte für die Auslasstemperatur bei einer bestimmten Motorbelastung dar.

Fig. 4 zeigt exemplarisch die Auslasstemperatur oder auch die Temperatur des Wasser-Abgasgemisches (im Diagramm nur als Abgastemperatur bezeichnet) bei einer Seewassertemperatur von 18°C. Diese ist dabei für eine Vielzahl von Motordrehzahlwerten von 1.000 bis 3.500 U/min (jeweils im Abstand von jeweils 500 U/min) aufgetragen, und zeigt auf der jeweils linken Seite eines Balkenpaares die Temperatur des Wasser-Abgasgemisches im Neuzustand der Seewasserführung und auf der jeweils rechten Seite die Temperatur des Wasser- Abgasgemisches in einem bereits verschlissenen Zustand der Seewasserführung. In der Fig. 4 erkennt man, dass bei 1.000 U/min. der Soll- und der Ist-Wert der Temperatur des Wasser-Abgasgemisches bzw. der Auslasstemperatur nahezu identisch sind, wohingegen sich mit steigender Drehzahl des Motors die Ist- Auslasstemperatur von der Soll-Auslasstemperatur entfernt. In einem solchen Zustand kann die Ansteuerung eines sicheren Flafens möglich sein, jedoch müssen rechtzeitig Maßnahmen zur Reparatur ergriffen werden.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine präventive Überwachung von Motoren für Wasserfahrzeuge, insbesondere von Einbaubootsmotoren geschaffen, die das Ziel hat, größere Schäden aufgrund einer Überhitzung des Motors abzuwenden.

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung (1 ) zur Motorüberwachung eines Wasserfahrzeugs, umfassend: einen Motor (2) zum Antreiben des Wasserfahrzeugs, eine Kühleinheit (5) zum Kühlen des Motors (2), eine Seewasserführung (4) zum Einlassen, Leiten und Ausgeben von See- oder Meerwasser, und einen Wärmetauscher (3), der mit der Kühleinheit (5) und der Seewasserführung (4) in Verbindung steht und dazu ausgelegt ist, den Motor (2) mit Hilfe von in der Seewasserführung (4) strömenden Wasser zu kühlen, gekennzeichnet durch eine erste Temperaturerfassungseinheit (6) zum Erfassen der

Einlasstemperatur von See- oder Meerwasser an einem Bereich der Seewasserführung (4) stromaufwärts des Wärmetauschers (3), eine zweite Temperaturerfassungseinheit (7) zum Erfassen der

Auslasstemperatur von See- oder Meerwasser an einem Bereich der Seewasserführung (4) stromabwärts des Wärmetauschers (3) und/oder einer

Temperatur des Wasser-Abgasgemisches, und eine Überwachungseinheit (8), die dazu ausgelegt ist, auf Grundlage der erfassten Einlass- und Auslasstemperatur eine Abweichung der Auslasstemperatur von einem Sollwert zu erkennen.

2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Überwachungseinheit (8) ferner dazu ausgelegt ist, eine Nachricht an einen Steuerstand des

Wasserfahrzeugs zu übermitteln, wenn die Abweichung der Auslasstemperatur von einem Sollwert ein bestimmtes Maß überschreitet und/oder länger als eine bestimmte Zeitdauer fortbesteht.

3. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die

Überwachungseinheit (8) ferner dazu ausgelegt ist, eine Nachricht mittels drahtloser Kommunikation an eine Charterbasis oder einen Dritten zu senden, wenn die Abweichung der Auslasstemperatur von einem Sollwert ein bestimmtes Maß überschreitet und/oder länger als eine bestimmte Zeitdauer fortbesteht, um die Einleitung von Reparatur- , Instandhaltungsmaßnahmen, Fahrstrategie oder Notbetrieb einzuleiten.

4. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der

Sollwert von einem Betriebszustand des Motors (2) abhängt, insbesondere von der Motordrehzahl, der Motorlast und/oder der Geschwindigkeit des Wasserfahrzeugs, wobei vorzugsweise der Sollwert ein Punkt auf einer Temperaturkurve ist, die zu einem Referenzzeitpunkt erstellt worden ist.

5. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite

Temperaturerfassungseinheit (7) an einem Bereich der Seewasserführung (4) angeordnet ist, der stromauf- oder stromabwärts einer Zuführung von Abgas (15) des Motors (2) in die Seewasserführung (4) liegt, so dass die zweite

Temperaturerfassungseinheit (7) dazu ausgelegt ist, eine Temperatur des Wassers nach dem Wärmetauscher (3) oder eines Abgas-Wasser-Gemisches zu bestimmen.

6. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die

Kühleinheit (5) ein geschlossener Kühlkreislauf ist, vorzugsweise wobei die Menge an in den Wärmetauscher (3) geführten Kühlmittel des Kühlkreislaufs über ein Thermostatventil (10) variierbar ist.

7. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem Seewasserfilter (11) zum Filtern des in die Seewasserführung (4) einströmenden See- oder Meerwassers, wobei die erste Temperaturerfassungseinheit (6) stromaufwärts des Seewasserfilters (11) angeordnet ist.

8. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem Seewasserventil (12), vorzugsweise wobei die erste Temperaturerfassungseinheit (6) stromaufwärts des Seewasserventils (12) angeordnet ist.

9. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einer

Seewasserpumpe (13) zum Pumpen von See- oder Meerwasser in die Seewasserführung (4), vorzugsweise wobei die erste Temperaturerfassungseinheit (6) stromaufwärts der Seewasserpumpe (13) angeordnet ist.

10. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Motor (2) ein Diesel- oder Benzinmotor ist.