活塞式压缩机和用于运行活塞式压缩机的方法与流程

文档序号:32940911发布日期:2023-01-14 09:01阅读:159来源:国知局
活塞式压缩机和用于运行活塞式压缩机的方法与流程

1.本发明涉及一种用于活塞式压缩机的润滑系统,其用于将润滑剂引入活塞式压缩机的气缸的气缸工作面上,活塞能够在所述气缸中进行往复运动,设有用于控制待引入的润滑剂量的润滑系统控制单元。本发明还涉及一种具有润滑系统的活塞式压缩机以及一种用于运行具有至少一个气缸的活塞式压缩机的方法,活塞在所述气缸中进行往复运动,借助润滑系统向所述至少一个气缸的气缸工作面供应润滑剂并且由润滑系统控制单元控制供应的润滑剂的润滑剂量。


背景技术:

2.在活塞机中,尤其是在润滑的活塞式压缩机中,气缸的可靠润滑对于可靠运行非常重要。通常,每个气缸中都有一个或多个润滑点,润滑剂可通过这些润滑点被引入气缸。润滑点大多由中央润滑系统供应润滑剂。尽可能精确地计量气缸中的润滑剂对于可靠运行至关重要。润滑剂量太少会导致压缩机的运动部件(尤其是活塞环或用于密封活塞杆的密封填料的填料环或密封圈)上的磨损增加。磨损增加会导致这些部件的使用寿命缩短,从而降低压缩机的可用性。相反,过多量的润滑剂通常会由于油粘效应而导致部件如压缩机阀的使用寿命缩短以及压缩机下游设备如催化转换器的使用寿命缩短。此外,大量的润滑剂自然会因润滑剂消耗而导致运行成本增加以及投资成本增加,因为需要额外的设备如特殊的分离器来从压缩的工艺流中去除多余的润滑剂。
3.已知的润滑系统大多基于用于相应活塞机的预定润滑剂量。该预定润滑剂量通常由压缩机制造商根据压缩机类型、尺寸和工艺参数提供并基于经验数据或简化的计算模型。由于这些计算模型中的不确定性以及为了涵盖压缩机的所有结构方式和运行条件,通常会设置相应保守选择的安全系数,因此通常会供应比所需更多的润滑剂。出于上述原因,气缸在运行期间的这种“过度润滑”对于活塞式压缩机的运行者而言当然是不利的并且因此是不希望的。


技术实现要素:

4.因此,本发明的任是提供一种活塞式压缩机和一种用于运行活塞式压缩机的方法,借助它们可避免气缸的过度润滑并且可将润滑剂量减少到运行所需的水平。
5.所述任务通过开头提到的润滑系统由此来解决:设有至少一个润滑剂传感器,其用于检测代表气缸的气缸工作面上的润滑膜的润滑膜厚度的润滑膜测量变量,所述润滑系统控制单元构造用于在活塞式压缩机运行期间至少一次以预定的校准运行模式运行润滑系统并根据在执行校准运行模式期间检测到的润滑膜测量变量确定润滑膜状态值并且在校准运行模式结束后在活塞式压缩机运行期间根据确定的润滑膜状态值控制待引入的润滑剂量。由此实现一种润滑系统,该系统通过测量润滑膜的厚度并评估测量结果来自动检测气缸套上的润滑膜的状态并在此基础上自动提供适合的润滑剂量。因此,与传统润滑系统相比,所需的润滑剂量可显著减少,从而不会过度润滑气缸。
6.优选润滑剂传感器是超声波传感器,所述润滑剂传感器的时间分辨率优选为0.01
°
至5
°
曲轴转角。由此可简单地检测润滑膜测量变量,而无需直接接近气缸工作面。超声波传感器例如可简单地设置在现有气缸的外侧上。
7.优选所述润滑系统控制单元构造用于使用润滑膜测量变量的传感器值、优选在活塞冲程期间检测到的润滑膜测量变量的最小值来确定润滑膜状态值,所述传感器值是在活塞的活塞冲程期间在活塞的活塞环位于润滑剂传感器的传感器范围内时检测到的。由此,可推断出活塞环区域内当前的润滑膜厚度并在此基础上确定所需的润滑剂量。
8.优选润滑系统构造用于将润滑剂间歇性地引入气缸中,优选构造为泵对点系统、分配器块系统或共轨系统,并且润滑系统控制单元构造用于通过改变间歇性引入润滑剂的频率和/或每次喷射的喷射量来控制润滑剂量。由此可使用经过证明的润滑系统并进行相应的校准。
9.有利的是,润滑系统控制单元构造用于以规定的周期重复校准运行模式,以便更新润滑膜状态值并根据更新的润滑膜状态值调节润滑剂量。因此,可考虑在运行期间发生的可能需要更多或更少润滑剂量的变化,例如活塞环的磨损。
10.优选校准运行模式的持续时间为活塞式压缩机的至少十圈、优选至少一百圈、特别优选至少一千圈曲轴旋转或同等时间。由此提供了足够的时间来设定和评估润滑膜的不同状态。
11.优选在校准运行模式中规定具有不同润滑剂量的至少两个连续的时间范围并且润滑系统控制单元构造用于在在所述至少两个时间范围期间检测到的润滑膜测量变量的时间曲线中确定最大值和最小值并据此确定润滑膜状态值以用于控制润滑剂量。特别优选在此规定具有预定持续时间的第一时间范围和具有预定持续时间的随后的第二时间范围并且如此规定在第一时间范围期间引入的润滑剂量,使得在气缸工作面上形成完全润湿的润滑膜,并且如此规定在第二时间范围期间引入的润滑剂量,使得在气缸工作面上形成干运转。第一时间范围的持续时间优选为至少五圈曲轴旋转并且在第一时间范围期间引入的润滑剂量优选为压缩机制造商预定的润滑剂量的90-200%。第二时间范围的持续时间优选为至少五圈曲轴旋转并且在第二时间范围期间引入的润滑剂量优选为压缩机制造商预定的润滑剂量的0%。由此模拟了不同润滑膜条件并用于确定具有代表性的、普遍适用的润滑膜状态值。
12.有利的是,润滑系统控制单元构造用于求得在确定的最大值和确定的最小值之间的差值、从最大值和求得的差值确定润滑膜极限值并且将所述润滑膜极限值用作润滑膜状态值。此外,润滑系统控制单元优选还构造用于在校准运行模式结束后的活塞式压缩机运行期间在润滑膜测量变量处于在最小值和润滑膜极限值之间的润滑系统激活范围内时操控润滑系统以引入润滑剂。由此,一方面提供了一种差分评估方法,该方法基本上独立于检测到的润滑膜测量变量的检测到的绝对值,并且另一方面提供了用于激活润滑剂引入的简单指标。
13.在所述润滑系统中优选也设置有润滑剂量检测单元,其用于检测供应给润滑点的润滑剂量,并且所述润滑系统控制单元构造用于比较从润滑膜传感器获得的润滑膜测量变量和从润滑剂量检测单元获得的润滑剂量,以便检查这两个值的一致性和/或检测润滑系统中的泄漏。由此可检查润滑剂传感器的功能并检测润滑剂管路中的泄漏。在此基础上,可
采取某些行动,如关闭压缩机或将润滑改为传统的过度润滑,从而提高运行安全性。
14.此外,本发明还通过一种方法由此来解决:借助至少一个润滑剂传感器检测代表气缸的气缸工作面上的润滑膜的润滑膜厚度的润滑膜测量变量,在活塞式压缩机运行期间润滑系统控制单元至少一次以预定的校准运行模式运行润滑系统,并根据在执行校准运行模式期间检测到的润滑膜测量变量确定润滑膜状态值,并且润滑系统控制单元在校准运行模式结束后在活塞式压缩机运行期间根据确定的润滑膜状态值控制待引入的润滑剂量。
附图说明
15.下面参考图1至4详细阐述本发明,附图示例性、示意性且非限制性地示出本发明的有利实施方式。附图如下:
16.图1示出活塞式压缩机的气缸的剖视图;
17.图2示出检测到的润滑膜测量变量随曲轴转角变化的线图;
18.图3a示出检测到的润滑膜测量变量随活塞式压缩机的压缩机旋转变化的时间曲线;
19.图3b示出百分比表示的润滑剂量随活塞式压缩机的压缩机旋转变化的线图;
20.图4示出检测到的润滑膜测量变量随活塞式压缩机曲轴转角变化的线图。
具体实施方式
21.图1中示出活塞式压缩机1的气缸2的简化剖视图。在气缸2中以已知的方式设置有活塞3,该活塞可在气缸中在上止点ot和下止点ut之间进行往复运动。活塞3能够以已知方式由(未示出的)曲轴通过(未示出的)连杆、(未示出的)十字头和活塞杆4驱动。当然,活塞式压缩机1的其它结构方式也是可能的,例如通过没有十字头和活塞杆4的连杆直接驱动活塞3。在所示示例中,在气缸2中设置有气缸套5,即所谓的衬套,在气缸套的内圆周表面上构造有用于活塞3的气缸工作面。
22.但原则上,没有气缸套5的实施方式也是可能的,在其中气缸工作面直接设置在气缸2的内圆周表面上。活塞式压缩机1当然可具有多个气缸2,在这些气缸中各一个活塞3可进行往复运动,所述多个活塞3可由一个共同的曲轴驱动。在活塞3上可设置一个或多个活塞环6,所述活塞环设置在活塞3的圆周表面上的适合的环槽中。活塞环6在本发明范围中总的来说可被理解为具有不同功能的活塞环。例如活塞环6可设计为密封环、支撑环或刮环。密封环例如构造用于对压差进行密封,而支撑环通常没有密封作用并且构造用于在气缸套上支撑活塞3的负载。刮环又构造用于从气缸工作面刮掉润滑膜。
23.当然,并非所有结构方式都必须设置在一个活塞3上,而是也可仅设置一个活塞环6,例如以密封环的形式。在所示示例中,设置有三个活塞环6a、6b、6c,第一和第三活塞环6a、6c构造为密封环并且第二活塞环6b构造为支撑环。但也可设置更多或更少的活塞环6,如刮油环。在此可以看出,支撑环6b具有比密封环6a、6c更大的宽度(在轴向方向上),通常是这种情况。此外,活塞3中设置有支撑环6b的凹槽这样设计,使得支撑环6b直接靠置在槽底部上。因此,与密封环6a、6c不同,支撑环6b在径向方向上基本上是不可移动的,以便能够更好地支撑活塞3的负载。相反,密封环6a、6c可在相应凹槽中径向移动,以便能够实现更好的密封。总的来说,活塞环6当然也可在径向方向上具有突出于活塞3的一定超出部,为了简
单起见这并未在图1中示出。
24.在气缸2中以已知方式形成由活塞3限定的压缩室7,在该压缩室上设置有一个吸入阀8和一个压力阀9。在膨胀冲程中,活塞3从上止点ot移动到下止点ut,并且在压缩冲程中,活塞3从下止点ut移动到上止点ot。在膨胀冲程中,待压缩的气态介质,如空气或工艺气体可通过吸入阀8被吸入压缩室7中。在压缩冲程中,压缩室7内的介质被压缩并经由压力阀9从压缩室7排出。吸入阀8和压力阀9在图1中仅表示为示意性线路符号并且可不同地构造。
25.也可在气缸上设置多个吸入阀8和压力阀9。吸入阀8和压力阀9不一定必须设置在气缸2的端面上,而是也可设置在例如压缩室7内的气缸2的圆周表面上。例如吸入阀8和压力阀9可构造为已知的自动环形阀,必要时也可设置用于保持阀打开的卸载器。卸载器可由适合的压缩机控制单元10控制以调节压缩机1的容量。
26.活塞式压缩机1还具有用于润滑所述至少一个气缸2的润滑系统。润滑系统为此对于每个气缸2具有至少一个润滑点12,用于将润滑剂引入气缸2中。润滑剂在气缸2中形成润滑膜11,以便最小化彼此相对运动的构件之间的摩擦,尤其是活塞3或活塞环6与气缸工作面之间的摩擦。为了使润滑剂尽可能均匀地分布在气缸2中,当然也可设置多个润滑点12,它们例如可在轴向方向和/或在圆周方向上间隔开地分布设置在气缸2上,如图1中通过润滑点12a、12b所示。根据活塞环2的结构设计,可以有利的是,在压缩冲程和/或膨胀冲程中通过润滑点12引入润滑剂,例如在相应活塞环2到达润滑点12之前、当活塞环6处于润滑点12区域中时或者也可能在相应活塞环2通过润滑点12之后。引入的时间点主要取决于所使用的润滑系统。
27.在现有技术中已知不同的润滑系统,包括所谓的“分配器块”(divider block)系统、“泵对点”(pump-to-point)系统和“共轨”系统。在“分配器块”系统中,设有用于输送润滑剂的中央输送单元和用于将润滑剂分配到气缸2的润滑点12的所谓的“分配器块”。由中央输送单元输送的润滑剂量被输送到所谓的“分配器块”,在其中被分配并被输送到各个润滑点12。润滑剂在此通常间歇性地通过各单个喷射被引入气缸2中。待引入润滑剂的润滑剂量通过中央输送单元的相应控制装置来控制。当中央输送单元例如构造为活塞泵时,输送量可通过转速和/或必要时通过活塞冲程来控制。在压缩机1运行期间润滑剂量的改变在此例如可通过改变润滑剂的间歇性的单次喷射的频率来实现,间歇性的单次喷射润滑剂的频率的改变例如通过改变泵转速实现。但基于中央输送单元,润滑剂量对于所有可用的润滑点12只能以恒定的比例改变。对于不同的润滑点12或不同的气缸2,不同的润滑剂量在此通常是不可能的。
28.在“泵对点”系统中,每个润滑点12或每个气缸2都分配有其自身的输送单元,如活塞泵。根据输送单元,如活塞泵冲程或排量的结构设计,相应的润滑剂量被输送到相配的润滑点12,这通常又间歇性地通过单次喷射进行。通常,这些输送单元,尤其是活塞泵通过一个共同的凸轮轴驱动。在压缩机1运行期间润滑剂量的改变例如可通过调节凸轮轴的转速改变润滑剂单次喷射的频率来实现。对于所有润滑点12,润滑剂量的改变通常仅以恒定比例进行。但在一些“泵对点”系统中,输送量也可彼此分开地改变,例如通过活塞泵的可调冲程。由此,可在每个润滑点12处或对于每个气缸2单独调节润滑剂量。为了改变润滑剂量,例如可在输送单元10上设置适合的调节装置。调节装置例如可构造用于手动调节活塞泵的冲程,或者可设置适合的致动器来调节冲程,从而可改变每次喷射引入的润滑剂量。
29.还有所谓的“共轨”系统,在其中润滑剂通过高压泵被泵入蓄压器并且可由蓄压器借助电控喷射器经由压力管路单独供应给每个润滑点12或每个气缸2。与前面提到的系统相比,这种系统在控制润滑剂引入时提供最大的自由度。尤其是润滑剂量不仅可通过改变间歇喷射的频率来改变,而且每次喷射引入的润滑剂量也可非常精确且可变地控制。此外,每个润滑点12或每个气缸2处的引入时间可单独并且基本上独立于高压泵的运行来调节(只要在蓄压器中存在足够的压力)。由此,对于其活塞3具有多个活塞环6的活塞式压缩机1例如可在一个活塞冲程内执行多喷射,从而可为每个活塞环6有针对性供应特定的润滑剂量。
30.在所有润滑系统中,润滑剂引入的控制,例如喷射时间点和/或每次喷射的润滑剂量和/或喷射频率通常通过适合的润滑系统控制单元14进行。润滑系统控制单元14可构造为单独的硬件和/或软件或者例如也可集成在更高级别的控制单元,如压缩机控制单元10中。在图1中仅示例性示出“共轨”系统,其中为每个润滑点12设置一个电控喷射器13,该喷射器例如可构造为电磁喷射器或压电喷射器。喷射器通过适合的通信连接,如通过电线与中央润滑系统控制单元14连接。如上所述,还设有蓄压器和高压泵,但为了简单起见,它们并未在图1中示出。高压泵优选也由润滑系统控制单元14控制。润滑系统控制单元14例如可与压缩机控制单元10通信,以获得与润滑系统的控制相关的活塞式压缩机1的运行参数bp。这种运行参数bp例如可包含关于压缩机1运行状态的当前数据,如负载信号l、转速信号n、曲轴转角信号
°
kw、润滑剂温度t等。润滑系统控制单元14在控制润滑系统时可考虑运行参数bp。
31.如开头所述,润滑剂量的控制通常在制造商规范的基础上进行,这通常会导致过度润滑,即引入了与所需相比过多的润滑剂量。为了避免这点,根据本发明提供润滑系统的自动校准,由此可使润滑剂量适应实际需求。为此,在润滑系统中设置至少一个润滑剂传感器15,用于检测代表气缸2的气缸工作面上的润滑膜11的润滑膜厚度的润滑膜测量变量s。润滑膜测量变量s本质上是在润滑剂传感器15的传感器范围内气缸工作面上的润滑膜11的润滑膜厚度的量度。润滑剂传感器15通过适合的通信连接与润滑剂控制单元14连接,以便将润滑膜测量变量s传送到润滑剂控制单元14,例如通过适合的电测量线路。作为润滑剂传感器15优选设置声学传感器,尤其是超声波传感器。润滑剂传感器15例如可设置在气缸2外侧上的适合位置处。
32.润滑剂传感器15优选在轴向方向上这样设置,使得对于每个活塞冲程而言活塞3的每个活塞环6都位于润滑剂传感器15的传感器范围内一次,从而可检测每个活塞环6的区域中的润滑膜厚度。与在多个润滑点12的情况下类似,多个润滑剂传感器15也可在圆周方向和/或轴向方向上彼此间隔地设置在气缸2上。这在大型压缩机的情况下特别有利,以便覆盖气缸2的气缸工作面的足够大的区域。用于检测润滑膜测量变量s的润滑剂传感器15、尤其是超声波传感器的时间分辨率例如可以是0.01
°
至5
°
曲轴转角。
33.根据本发明,润滑系统控制单元14构造用于在活塞式压缩机1运行期间至少一次以预定的校准运行模式运行润滑系统并根据在执行校准运行模式期间检测到的润滑膜测量变量s确定润滑膜状态值sz。在校准运行模式结束之后,即在活塞式压缩机1的运行中在润滑系统正常运行期间,润滑系统控制单元14根据确定的润滑膜状态值sz控制待引入的润滑剂量。
34.如所提到的,润滑系统优选构造用于间歇性地引入润滑剂,优选构造为泵对点系统、分配器块系统或共轨系统。润滑系统控制单元14可根据确定的润滑膜状态值sz调节润滑剂量,例如通过改变间歇性引入润滑剂的频率并且由此相对于制造商规范减少润滑剂量。在润滑系统的相应设计中,例如在共轨系统中,附加或替代于改变频率,必要时也可通过改变喷射器13每次喷射的润滑剂量来改变引入气缸2的润滑剂(总)量。在泵对点或分配器块系统的情况下,如上所述,例如可通过增加相应润滑系统的输送泵的转速来改变频率。
35.优选使用润滑膜测量变量s的传感器值pi来确定润滑膜状态值sz,该传感器值是在活塞3的活塞冲程期间在活塞3的活塞环6位于润滑剂传感器15的传感器范围内时检测到的。优选在此分别使用润滑膜测量变量s的最小值,如图2所示。在图2中示出在活塞式压缩机1(和润滑系统)正常运行期间,润滑剂传感器15检测到的润滑膜测量变量s随在活塞3的上止点ot和下止点ut之间的曲轴转角
°
kw变化的示例性曲线。活塞3在此相应于根据图1的实施方式并且因此相应地具有三个活塞环6a、6b、6c。当然,也可设置更多或更少的活塞环6。所示曲线相应于润滑剂传感器15随曲轴转角变化的测量信号。从图2中可以看出,根据活塞环6i的数量i形成润滑膜测量变量s的特征时间曲线,该特征时间曲线可用作气缸2的气缸工作面上的润滑膜11的润滑膜厚度的量度。
36.该曲线对于每个活塞环6i都具有一个局部最小值,当相应的活塞环6i处于润滑剂传感器15的传感器范围内时,该局部最小值与气缸工作面上的润滑膜11的润滑膜厚度成正比。在所示示例中,这些是最小值pa、pb、pc,它们在本发明范围内在下面被统称为peak值pi。根据活塞环6a、6b、6c在活塞3上的布置,将peak值pa、pb、pc分配给相应的活塞环6a、6b、6c。现在根据本发明这些peak值pa、pb、pc(统称为pi)可用于润滑系统的校准运行模式中以确定润滑膜状态值sz,如下面参照图3a+3b解释的。
37.但原则上当然也可在润滑系统中设置多于一个的润滑剂传感器15,以便能够对润滑膜测量变量s进行冗余检测。润滑剂传感器15例如可在圆周方向上以一定的角度间隔开地设置在气缸2上和/或可在轴向方向上间隔开地设置在气缸2上。当然,每个润滑剂传感器15又优选这样设置,使得活塞3的所有可用活塞环6i在一个活塞冲程期间都处于相应润滑剂传感器15的传感器范围中一次。两个在圆周方向上具有不同位置并且在气缸2上具有相同轴向位置的润滑剂传感器15例如会产生定性相同的润滑膜测量变量s的曲线,但其基于润滑膜11的局部不同的润滑膜厚度会产生定量的差异。但peak值pi将处于相同的曲轴转角位置上。相反,在轴向方向上具有不同位置并且在圆周方向上具有相同位置的两个润滑剂传感器15例如将产生润滑膜测量变量s的定性和定量都不同的曲线。peak值pi在此将位于不同的曲轴转角位置上。但将在下面更详细地解释的peak值曲线的有利差分评估方法将再次补偿peak值pi的不同绝对值。
38.例如可在每圈曲轴旋转中或在每个活塞冲程中检测一次peak值pi并将其存储在润滑系统控制单元14中。但原则上如果不连续检测peak值pi,即不为每圈曲轴旋转或每个活塞冲程检测peak值并存储其以用于评估时间曲线,而是例如中断地以几圈曲轴旋转或例如1至60秒的固定中断持续时间检测peak值pi,则也是足够的。
39.下面参考图3a和3b说明润滑系统的一种示例性校准运行模式。图3b示出在校准运行模式期间引入气缸2的润滑剂量随压缩机1曲轴旋转变化的时间曲线。在图3a中以第一活塞环6a为例示出存储的peak值pa随压缩机1曲轴旋转变化的时间曲线,其基于根据图3b引
入的润滑剂量产生。校准运行模式的持续时间例如可以是活塞式压缩机1的至少十圈、优选至少一百圈、特别优选至少一千圈曲轴旋转。由于曲轴旋转与时间成正比,因此原则上时间也可绘制在横坐标上。
40.根据本发明,在活塞式压缩机1运行期间执行至少一次校准运行模式,例如在初始调试期间的磨合阶段之后或对压缩机1进行维修活动之后。磨合阶段通常相应于12到36小时的运行时间。当然,校准运行模式也能够以规定的周期重复多次,以便确定更新的润滑膜状态值sz并使得润滑剂量适配于更新的润滑膜极限值sz。由此可考虑运行期间出现的不同磨损状态,其通常伴随着变化的润滑剂需求。
41.在校准运行模式中,优选规定具有不同润滑剂量mi的至少两个连续的时间范围zi并且润滑系统控制单元14在在所述至少两个时间范围内检测到的润滑膜测量变量s、尤其是在peak值pi的时间曲线中确定最大值pi_max和最小值pi_min并据此确定润滑膜状态值sz(图4),根据该润滑膜状态值控制润滑剂量。优选确定并(至少暂时地)存储最大值pi_max和最小值pi_min以及相关联的检测时刻。存储通常例如可在适合的存储单元中进行,该存储单元例如可集成在润滑系统控制单元14或更高级别的压缩机控制单元10中。时间范围zi和在时间范围zi中引入的润滑剂量mi如此确定,使得在气缸工作面上形成不同的摩擦状态和与此相关的磨损状态,从完全润湿的润滑膜到部分润湿的润滑膜再到干运转。润滑剂量m在图3b中的图表的纵坐标上表示为压缩机制造商预定的润滑剂量的百分比。
42.在所示校准运行模式中,仅示例性规定具有预定持续时间的第一时间范围z1和具有预定持续时间的随后的第二时间范围z2。在第一时间范围z1期间引入的润滑剂量m1优选如此确定,使得在气缸工作面上形成完全润湿的润滑膜。相反,在第二时间范围z2期间引入的润滑剂量m2优选如此确定,使得在气缸工作面上形成干运转。例如第一时间范围z1的持续时间可以是至少五圈曲轴旋转并且在第一时间范围z1期间引入的润滑剂量m1可以是压缩机制造商预定的润滑剂量的90-200%。因此,最大值pa_max通常在第一时间范围z1中并且最小值pa_min通常在第二时间范围z2中。在第一时间范围z1和第二时间范围z2之间的过渡处,在peak值pa的曲线中存在特征性下降,如在图3a中可见。
43.第二时间范围z2的持续时间优选也是至少五圈曲轴旋转,但当然也可显著更长,例如十圈、一百圈或一千圈曲轴旋转。在第二时间范围z2期间引入的润滑剂量m2优选为压缩机制造商预定的润滑剂量的0%,从而不引入润滑剂。在第二时间范围z2结束时,润滑剂量m可再次增加,例如首先增加到压缩机制造商预定的润滑剂量m3,如通过第三时间范围z3所示。原则上,校准运行模式在第二时间范围z2之后结束并且从该时间点起润滑系统控制单元14可使用在校准运行模式期间求得的润滑膜状态值sz(图4)来控制在活塞式压缩机1运行期间的润滑剂量。
44.有利的是,首先求得在确定的最大值pa_max和确定的最小值pa_min之间的差值δpa,如图3a所示。现在可基于最大值pa_max和求得的差值δpa确定润滑膜极限值pa_grenz,其可有利地用作用于控制润滑剂量的润滑膜状态值sz,如下面参照图4所描述的。极限值pa_grenz例如可根据下述关系确定:pa_grenz=pa_max-k*δpa,其中百分比因子k可以在10%到100%的范围内。如果多个润滑剂传感器15设置在气缸2上,则润滑膜状态值sz、尤其是极限值pi_grenz的评估和确定当然优选针对每个润滑剂传感器15的润滑膜测量变量s进行。但例如也可使用多个润滑剂传感器15的最大值pi_max和最小值pi_min的平均值,以便
从中计算平均极限值pi_grenz。同样,也可由多个极限值pi_grenz求出平均值并且在此基础上控制润滑剂量。
45.与图2类似,图4示出在活塞式压缩机1正常运行期间并且尤其是在润滑系统正常运行期间(在校准运行模式结束后或之外),检测到的润滑膜测量变量s随在上止点ot和下止点ut之间的活塞冲程变化的曲线。此外,图4示出之前在校准运行模式中确定的最大值pa_max和最小值pa_min以及润滑膜极限值pa_grenz。在最小值pa_min和润滑膜极限值pa_grenz之间的阴影区域表示润滑系统激活范围17。如果润滑系统控制单元14识别出检测到的润滑膜测量变量s的peak值pa处于润滑系统激活范围17中,即peak值pa达到或低于润滑膜极限值pa_grenz,则润滑系统控制单元14操控润滑系统以引入润滑剂。
46.这意味着,只要检测到的润滑膜测量变量s的peak值pa在润滑系统激活范围17之外(即高于极限值pa_grenz),就不会通过润滑点12将润滑剂引入气缸2。仅当检测到的润滑膜测量变量s的peak值pa足够低并且处于润滑系统激活范围17中(这是润滑膜11的润滑膜厚度不足的指标)时,才会再次向气缸2供应润滑剂。在执行了一次润滑剂喷射过程之后,润滑膜测量变量s(图4)的特征曲线因此将再次变平缓,使得peak值pa位于极限值之上。根据所使用的润滑剂、在喷射过程中引入的润滑剂量以及活塞式压缩机1的运行状态和磨损状态等,润滑膜测量变量s的特征曲线将随曲轴旋转再次变化,从而peak值pa缓慢地再次接近润滑系统激活范围17。
47.一旦peak值pa回落到润滑系统激活范围17中,润滑系统控制单元14就会再次触发一个喷射过程等。因此,润滑剂(总)量基本上通过调节单个喷射的频率来控制。在共轨系统中,除了改变频率之外,例如每次喷射引入的润滑剂量也可改变。相反,在泵到点和分配器块系统中,每次喷射引入的润滑剂量基本上取决于输送单元的结构设计、如活塞泵的排量并且通常不可改变。因此,润滑剂(总)量的调节通常只能通过调节单个喷射的频率来控制,例如通过改变活塞泵的转速。
48.参考第一活塞环6a的说明当然仅被理解为示例性的并且校准运行模式当然也可针对多个活塞环6i单独执行。例如在校准运行模式中,可针对每个活塞环6i相应评估润滑剂传感器15的润滑膜测量变量s的曲线,以便为每个活塞环6i求出润滑膜状态值szi用于控制润滑剂量。例如可以为每个活塞环6i分别求出一个极限值pi_grenz,从而为每个活塞环6i确定一个相配的润滑系统激活范围17i。在活塞式压缩机1正常运行期间,一旦相应的peak值pi处于相应相配的润滑系统激活范围17中,润滑系统控制单元14就可操控润滑系统以引入润滑剂。极限值pi_grenz在此当然也可以不同。
49.例如如果一个活塞环6i比另一个活塞环6i具有更高的润滑剂需求,则如果根据本发明的校准仅针对具有更高润滑剂需求的活塞环6i执行原则上也是足够的。因此将仅针对一个活塞环6i求出极限值pi_grenz,并且一旦相配的peak值pi处于所确定的润滑系统激活范围17i内,润滑系统控制单元14将相应地控制润滑系统。如果润滑系统(例如共轨系统)适用于此,则优选在时间上这样控制润滑剂引入,使得润滑剂精确地被供应到具有最高润滑剂需求的活塞环6i。根据活塞环6i的结构设计,润滑剂在活塞冲程期间优选在活塞环6i之前被引入或直接被引入到活塞环6i上。具有较低润滑剂需求的一个或多个活塞环6i因此自动获得足够多的润滑剂量。如果活塞式压缩机1具有多个气缸2,则根据本发明的润滑剂量的检测和评估优选通过在每个气缸2上设置至少一个润滑剂传感器15而针对每个气缸2单
独进行。
50.此外,如果在润滑系统中设置润滑剂量检测单元以检测供应到润滑点12的润滑剂量,则可以是有利的。润滑剂量检测单元例如可以是适合的流量传感器16,其集成在通向润滑点12的供应管路中,如图1所示。流量传感器16优选与润滑系统控制单元14连接,以便传输与润滑剂量成正比的测量信号。但作为润滑剂量检测单元例如也可设置计算模型,该计算模型例如可在润滑系统控制单元14中实现并且根据润滑系统的可用参数(例如基于活塞泵的排量和泵的转速等)计算供应到润滑点12的润滑剂量。
51.润滑系统控制单元14因此可比较从润滑剂传感器15获得的润滑膜测量变量s和从润滑剂量检测单元获得的润滑剂量,以便检查这两个值的一致性。由此,例如如果确定两个值之间存在某种差异,则可推断出润滑剂传感器15的故障。同样,该比较可用于检测润滑系统中的泄漏。例如如果流量传感器16输出一定的预期值,而润滑剂传感器15检测到的润滑膜测量值s没有取值或取非常低的值,则可能存在泄漏。这例如可意味着,在流量传感器16和润滑点12之间存在泄漏。例如如果确定在量测量和润滑膜厚度测量(或由此导出的类似变量)之间存在不允许的高偏差,则这例如可用作活塞式压缩机关键运行状态的指标并且必要时可采取特定行动,如发出警报信号或关闭压缩机1。
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