DE1498314A1

DE1498314A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung des OElverbrauchs an Motoren

Info

Publication number: DE1498314A1
Application number: DE19651498314
Authority: DE
Inventors: Klink Dipl-Ing Manfred
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1965-11-06
Filing date: 1965-11-06
Publication date: 1969-01-30
Also published as: GB1099886A; US3473372A; FR1506446A; DE1498314B2

Description

Betr.: Patent- und Gebrauohamus ber-Hilf s-Ajmel&ung

Verfahren "und Vorriohtung ziur Messung

des Ölverbrauchs an Motoren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung de's Ölverbrauchs, insbesondere in Qlwannen von Motoren während des Betriebes.

Es sind verschiedene Verfahren zur Messung des Ölverbrauches in Verbrennungsmotoren bekanntgeworden, die im wesentlichen alls von einer Wägung der ülmenge ausgehen, die jedoch während dea Betriebes des Motors im allgemeinen nur sehr umständlich au,^;3fchrt werden kann und auch die Möglichkeit zur Entstehung von Jj^Lerquellen ynfchälb« Darüberhinaus wurden auch schon Yo;.-j-3hlä£vi gemacht _t die Abnahme des Ülspiegels im Kurbelgeiiauso direkt au beobachten. Bei diesen Verfahren tritt der bedeutende Hachteil auf, daß die Menge des verbrauchten Öles,

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wenn nicht über einen sehr langen Zeitraum gemessen wird, im Vergleich zu der gesamten in der Ölwanne befindlichen Öl-, menge sehr gering ist, so daß auch nur sehr geringe ühter- - schiede im Niveau des Ölspiegels während der Messung auftreten, die schwer abzulesen sind.

• Aus allen diesen G-ründen wurde auch schon vorgeschlagen, hochempfindliche Meßverfahren zu verwenden, um den Anteil eines dem Schmieröl beigemischten Indizstoffes, der im Kraftstoff nicht vorhanden ist,, in den Auspuffgasen festzustellen. Solche Meßverfahren, die mit radioaktiven Stoffen und mit

^: fflassenspektrometern arbeiten müssen, bedürfen jedoch eines zu großen Aufwandes, um den im allgemeinen gestellten Forderungen gerecht zu werden.

Die vorliegende Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe ge-

{ macht, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche geeignet sind, auf einfache und daher billige Weise eine hohe Meßgenauigkeit bei der Bestimmung des Ölverbrauehes von Motoren mit geringem Zeitaufwand zu erlangen. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß der Ölspiegel in der Ölwanne od.dgl. während der Messung in an sich bekannter Weise stets auf dem gleichen Niveau gehalten wird und die verbrauchte Ölmenge aus einem Meßgefäß von außen zugeführt wird, dessen Querschnitt und damit dessen Fläche des Ölspiegels kleiner ist als der Querschnitt der Ölwanne und" der entsprechenden Ölspiegelflache.

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Auf diese Weise kann eine hydraulische Übersetzung der Spiegelabsenkung.in der Ölwanne im Flächenverhältiiisv der Oberfläche des Ölspiegels in der Ölwanne zu der oberfläche des Glspiegels im Meßgefäß erreicht werden. Die SpiBgel;§.bsenkung. im Meßgefäß gibt ein Maß für den Ölverbrauch. In gewissen Grenzen ist daher durch das erfindungsgemäße Verfahren eine nahezu beliebige Vergrößerung der an sich nur geringen Spie- ' gelabsenkun·: in der Ölwanne aufgrund des Ölverbrauchs zu erreichen, so daß die Ablesegenauigkeit und die Genauigkeit der Ölverbrauclismessung bedeutend erhöht werden kann.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in einfacher Weise mit einem Überlauf, .'der den Ölspiegel in der Ölwanne konstant hält, einem Meßgefäß und einer Pumpe ausgestattet sein, welche an einer Austrittsöffnimg des Meßgefäßes angeschlossen ist und so -die vom Überlaui in das Meßgefäß eintretende Ölmenge wieder in die Ölwanne zurückbefördert. Wesentlich für die erfindungsgemäße Vcrrichtimg ist, wie bereits erwähnt, daß der Querschnitt des Meßgefäßes und damit die Fläche des Ölspiegels im Meßgefäß kleiner als der Querschnitt der Ölwanne und der entsprechenden Ölspiegelfläche ist.

Der Überlauf der Meßeinrichtung kann in der Ölwanne direkt angeordnet sein, er kann aber auch - um am Motor selbst keine Veränderungen vornehmen zu müssen - in einem mit der

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Ölwanne kommunizierenden Gefäß angeordnet sein, welches in einfacher Weise beispielsweise an die Ölablaßschraube der Ölwanne angeschlossen werden kann.

Die Ablesung der Spiegelabsenkung im Meßgefäß kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden. Vorteilhaft kann im Meßgefäß ein Schwimmer vorgesehen sein, dessen !»age ein Maß für den Ölverbrauch gibt. Der Schwimmer kann mit einer Anzeigevorrichtung gekoppelt seinj es ist aber auch möglich^ die Lage des Schwimmers, d.h. die Höhe, des Ölspiegels im Meßgefäß durch eine Überwachungseinrichtung konstant zu halten, welche die Austrittsöffnung eines zusätzlichen Meßglases, beispielsweise einer Meßpipette, öffnet oder schließt. Diese Überwachungseinrichtung kann vorteilhaft beispielsweise mit Fotozellen od.dgl. versehen sein, die ein Elektromagnetventil an der Austrittsöffnung des Meßglases steuern.

In der. Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße Meßvorrichtung schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die sehematische Darstellung einer Versuchsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem mit dem Ölspiegel in der Ölwanne kommunizierenden Gefäß;

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fig. 2 die sehematisohe Barstellung einer abgewandelten Yersuchsanordnung ohne kommunizierendes Gefäß, jedoch mit einem Meßglas, durch welches der Ölspiegel im Meßgefäß konstant gehalten wird und

Fig. 3 die sehematische Darstellung einer Ausführungsform des Meßgefäßes gemäß Fig. 2.

In Fig. 1 ist an einer Ölwanne 1 ein kommunizierendes Gefäß 2 mit Hilfe der Verbindungsleitung 3, die beispielsweise ein Schlauch od.dgl» sein kann, angeschlossen» In dem kommunizierenden Gefäß 2 stellt sich daher, ein Ölspiegel 4 ein, der dem Hiveau des ÖlSpiegels 5 in der Ölwanne 1 entspricht. In dem kommunizierenden Gefäß 2 führt ein Überlauf 6 nach unten zu dem Meßgefäß 7» welches an seinem Boden eine Austrittsöffnung 8 aufweist, an. welche eine Hilfsölpumpe 9 mit Hilfe der Leitung 10 angeschlossen ist. über die Leitung 11 steht die Pumpe 9 mit dem kommunizierenden Gefäß 2 :uj Verbindung.

Wird in dem in Fig. 1 dargestellten Zustand die Hilfspumpe 9 eingeschaltet, so saugt sie aus dem Meßgefäß 7 über die Leitung 10 eine gewisse Ölmenge heraus, die sie über die Leitung H in das kommunizierende Gefäß 2 abgibt. Der Ölspiegel 4 wird dadurch zunächst'etwas ansteigen, wodurch Öl durch den überlauf ^;6 in das Meßgefäß 7 fließt. Nach einer gewissen Anlaufzeit tritt eine Beruhigung des Ölkreislaufes zwischen den Ge-

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fäßen 7 und 2 ein, so daß sich ein konstanter Ölspiegel 4 im kommunizierenden Gefäß 2 und auch im Meßgefäß 7 einstellt. Wesentlich ist- nun, daß bei der weiteren Messung der Ölspiegel 4, d.h. auch der Ölspiegel 5, konstant gehalten wird.

Tritt nach einer gewissen Zeit ein Ölverbrauch in der Ölwanne 5 ein, so wird sich der Ölspiegel 5 und auch damit der Ölspiegel 4 um einen gewissen Betrag senken wollen, der jedoch durch den Ölkreislauf zwischen den Gefäßen 7 und 2 durch das Absinken des Ülspiegels 12 im Meßgefäß 7 ausgeglichen wird, da der Ölspiegel 4 (auch 5) - wie vorher erwähnt - mit Hilfe der Ölpumpe 9 konstant gehalten wird. Die innerhalb der Ölwanne 5 verbrauchte Ölmenge wird daher bei dem geschilderten Verfahren dem Meßgefäß 7 entnommen. Der Spiegel 12 senkt sich ab.

In dem Meßgefäß 7 kann ein Schwimmer 13 angeordnet sein, der die entsprechende Spiegelabsenkung" im Meßgefäß 7 über eine Anzeigevorrichtung 14, die beispielsweise auch mit einem elektrischen Weggeber anstelle der mechanischen Übertragungseinrichtung ausgerüstet sein kann, meßbar macht. Wesentlich ist, daß der Querschnitt des Meßgefäßes 7, d.h. die Oberfläche des Spiegels 12, sehr viel geringer als die Oberfläche des Ölspiegels in der Wanne 5 und in dem kommunizierenden Gefäß 4 ist. Dadurch wird die Absenkung des Spiegels 12 im Verhältnis der Flächen des Ölspiegels in der Ölwanne einschließlich kom-

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munizierendem Gefäß zu der Fläche des Ölspiegels im Meßgefäß vergrößert. Es tritt also eine hydraulische Übersetzung der innerhalb der Ölwanne 5 auftretenden Spiegelabsenkung ein. Auf diese Weise kann die Ableseungenauigkeit bedeutend erhöht werden.

In Pig. 2 ist eine ähnliche Versuchsanordnung· gezeigt, jedoch· ist hier die ölwanne 1 direkt mit einem Überlauf 15 versehen, durch welchen Öl direkt in dae Meßgefäß 7 abfließt. Hier fließt das durch die Pumpe 9 im Kreislauf umgewälzte Öl durch die Ausflußöffnung 8 im Meßgefäß 7 zunächst in einen Trichter 16 und wird von dort aus wieder in die ölwanne 1 zurückgepumpt. Auf die Verwendung eines Trichters kann natürlich verzichtet und dafür die bessere und einfachere Anordnung nach Pig. I gewählt werden. Zu beachten ist bei diesem Beispiels daß der Ausfluß aus dem Meßgefäß 7 mit Hilfe der Drosselschraube 17 stets so groß gehalten sein muß, daß die Pumpe 9 aus dem Trichter 16 Öl ansaugen kann. Hat sich der Ruhezustand des Ölkreislaufes eingestellt, so wird sich auch im Trichter 16 eine konstante Spiegelhöhe einstellen.

Der Schwimmer 13 im Meßgefäß 7 ist bei diesem Ausführungsbei-

spiel mit einem Meßglas 18 in der Weise gekoppelt, daß die \ Ausflußöffnung 19 des Meßglases 18 bei einem Absenken des Schwimmers 13 geöffnet wird und Öl aus dem Meßglas 18 so lange j in das Meßgefäß 7 eintritt, bis der im Ruhezustand des Kreis- \ laufes vorhandene Ölspiegel wieder hergestellt und die Öffnung

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19 versohloeaen 1st* Xn diesem AuafÜhliiagB^etepi-tl wird eoalt der ölspiegel 5 in der Ölwanne 1 tmd til* Ölijiifel 12 ia H§B* gefäß 7 konstant gehalten. Die zur £«ngt*nthaltung dee Olspiegels 12 benötigte Ölaenge wird eintri btionder* geeignet ausgebildeten Meßglas 18 entnommen. Ba wird üeutlioh} daß mit Hilfe einer solch tn Meßeinrichtung tenon na oh Verhältnismäßig kurzer MeßJaeit der Ölverbrauch genau |»etgeeteilt werden kann.

In fig. 3 ißt in das Meßgefäß 1 ein fcylindriaeher Mantel 20 ' elngeeQtet, der das Meßgefäß in einen Eingraum 21 und einen zylindrischen Innenraum 22 aufteilt, dia miteinander über die Drttsselöffnungen 25 in Verbindung stehen. Bas öl tritt in • Eiohtung dee Pfeiles 24 dureh die fciltung 25 vom überlauf 15 (Pig. 2) der ölwanne her in das Meßgefäß 7 ein. Da, bedingt durch den ölüberlauf, gewisse Schwankungen in der durch die Leitung 25 ankommenden ölmenge bestehen, bringt die TJnterteilung des Meßgefäßes 7 in zwei Bäume» die nur durch die Droseelöffnungen 23 in Verbindung stehen, eine Beruhigung des ölstandes im Raum 22 mit sich.

Der Schwimmer 13 ist an einer Spindel 26 frei auf- und abbewegbar geführt. Die Spindel 26 selbst ist mit einem Gewinde 27 in einer Halterung 28 geführt, die ihrerseits an dem Mantelblech 20 befestigt ist. Durch Drehen der Spindel 26 kann die Querechnittsfläche der Austrittsöffnung 8 vermindert werden, so daß auf diese Weise auch die in den Irlohter 16 eintretende und mit Hilfe der Pumpe 9 (Pig· 2) in Eichtung des Pfeiles 29 weiter beförderte Ölmenge geregelt werden kann.

Im oberen !Peil des Meßgefäßes 7 ist an dem Mantelblech 20 ein Gehäuse 30 mit einer Lichtquelle 31 befestigt, dem vorzugsweise diametral gegenüber Fotozellen 32 in einem Gehäuse 33 angeordnet sind. In dem in Fig. 3 dargestellten Zustand wird die unten gelegene Fotozelle 32a von der Lichtquelle 31 her beaufschlagt. Sie ist so ausgebildet und über elektrische Leitungen mit dem Elektromagnetventil 34 am Meßglas 18 so verbunden, daß in dieser Lage des Schwimmers 1-3 das Ventil öffnet und Öl vom Meßglas 18 in den Raum 22 fließt. Durch das Auffüllen des Raumes 22 steigt der Schwimmer 13» bis seine obere Blendscheibe 35 die Höhe der oberen Fotozelle 32b erreicht. Diese schließt das Elektromagnetventil 34» so daß aus dem Meßglas 18 keine Flüssigkeit mehr austraten kann. Senkt sich nach längerer Versuchsdauer infolge Ölverbrauchs der Schwimmer 13 mit seiner Blendscheibe 35 wieder unterhalb die untere Fotozelle 32bab, so wiederholt sich der eben geschilderte Vorgang. Nach einer gewissen Versuchszeit kann die verbraucht e<. Ölmenge entweder am Meßglas 18 direkt oder an einem mit den Fotozellen verbundenen, die von den Fotozellen ausgelösten Impulse zählenden, Stichdrehzähler 36 abgelesen werden.

Mit der geschilderten Vorrichtung ist es somit möglich, bei laufendem Motor in kurzer Zeit die verbrauchte Ölmenge genau festzustellen. Anstelle der Fotozellen-Überwachungseinrichtung für den Ölspiegel im Meßgefäß kann mit dem Schwimmer auch ein elektrischer Weggeber gekoppelt werden, der mit geeigneten Anzeigegeräten verbunden ist. Ebenso kann auch eine elektronische Überwachungseinrichtung Verwendung finden.

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Patent- und Schutzansprüche

Verfahren zur Messung des Ölverbrauchs, insbesondere in 01-wannen von Motoren während des Betriebes, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölspiegel in der Ölwanne od.dgl. während der Messung stets auf gleichem Niveau gehalten wird und die verbrauchte Ölmenge aus einem Meßgefäß (7, 18) von außen zugeführt wird, dessen Querschnitt und damit dessen Fläche des Ölspiegels kleiner ist als der Querschnitt der Ölwanne und der entsprechenden Ölspiegelflache.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Überlauf (6, 15), der den Ölspiegel in der Ölwanne (1) konstant hält, ein Meßgefäß (7) und eine Pumpe (9) vorgesehen sind, welche an einer Austrittsb'ffnung (8) des Meßgefäßes angeschlossen ist und so die vom Überlauf in das Meßgefäß eintretende Ölmenge wieder in die Ölwanne zurückbefördert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlauf (15) in der Ölwanne angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der überlauf (6) in einem mit der Ölwanne kommunizierenden Gefäß (2) angeordnet ist.

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5· Vorrichtung nach Anspruch 2 und einem der Übrigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Meßgefäß (7) ein Schwimmer (13) vorgesehen ist, dessen Lage sin MaS « ftir den Ölverbrauch gibt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet» daß der Schwimmer (13) mit einer Anzeigevorrichtung (14) ge-·

. koppelt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Schwimmers (13) durch eine Überwachungseinrichtung konstant gehalten wird, welche die der Spiegel ~

j absenkung im Meßgefäß entsprechende Menge durch das Öffnen oder Schließen der AustrittBÖffnung eines Meßglases (18) in das Meßgefäß nachfüllt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Überwachungseinrichtung Fotozellen (32) vorgesehen sind, die ein Elektromagnetventil (34) an der Austrittsöffnung des Meßglases (18) steuern.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgefäß (7) durch einen Ringmantel (20) in zwei Räume unterteilt ist, welche über Drosselöffnungen (23) miteinander in Verbindung stehen.

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TO. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgefäß (7) in einen Ringraum (21) und einen inneren Raum (22) unterteilt ist, wobei die 01. auf uhr in den äusseren Ringraum und die Ülabfuhr zum Ki'eislauf. aus dorn inneren Raum erfolgt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10_r dadurch gekennzeichnet, ä'd' der Schwimmer im inneren Raum (22) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche ü L.ir 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (13) an

- einer Spindel (26) frei auf- und abbewegbar geführt ir.t und an seiner Oberseite eine Blend ε:· eh ei he (3^rJ^ auiwc-ift, welche den Lichteiiifall auf die-Fotozellen je nach ύοτ Jm- (u des üchwimmers (13) verhindert.

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