用于大型柴油機的氣缸套和確定潤滑油膜的特征值的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)獨立權(quán)利要求1的前序部分所述的用于大型柴油機的氣缸套以及根據(jù)獨立權(quán)利要求12的前序部分所述的確定潤滑油膜的特征值的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大型柴油機經(jīng)常用作用于船舶的驅(qū)動單元，或者也用在靜止操作中，例如用來驅(qū)動大型發(fā)電機以產(chǎn)生電能。在這方面，發(fā)動機一般來說在相當長的時期上都處于永久操作運轉(zhuǎn)，這對操作安全性和可用性都提出較高要求。因此，特別是，長的維修間隔、低磨損以及燃料和操作材料的經(jīng)濟處理對于操作員來說都是機器操作的核心標準?；钊谶@種大缸孔低運轉(zhuǎn)柴油機的氣缸套中的運轉(zhuǎn)行為對于維修間隔的長度、可用性以及質(zhì)量和潤滑油消耗來說尤其是決定因素，而且直接對于操作成本以及因而對于效率來說也是決定因素。因而，大型柴油機的活塞運行行為及大型柴油機潤滑的復雜問題的重要性越來越大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]因此，本發(fā)明的目的是提供一種氣缸套和方法，所述氣缸套和所述方法允許在氣缸套處簡單有效地測試潤滑油。
[0004]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過具有權(quán)利要求1的特征的用于大型柴油機的氣缸套以及通過具有權(quán)利要求12的特征的確定潤滑油膜的特征值的方法來滿足。
[0005]從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的特別有利的實施方式。
[0006]因而，本發(fā)明涉及一種用于大型柴油機的氣缸套，該氣缸套包括:
[0007]-活塞，該活塞被布置成能夠在所述氣缸套中沿著所述氣缸套的氣缸軸線可移位地來回移動；
[0008]-所述活塞的上側(cè)，該上側(cè)與所述氣缸套的運轉(zhuǎn)表面和布置在所述氣缸套處的氣缸蓋一起限定燃燒空間；以及
[0009]-潤滑裝置，該潤滑裝置用于將潤滑油引入所述氣缸套中，其中所述潤滑油在操作狀態(tài)下在所述氣缸套中形成潤滑油膜。
[0010]所述氣缸套包括至少一個通道，并且光學元件布置在所述至少一個通道處，其中所述光學元件被構(gòu)造并布置成使得所述潤滑油膜能夠由采取電磁輻射形式的照射束照射。
[0011]所述通道可以位于所述氣缸蓋或氣缸壁中，即位于所述氣缸套的套表面中。所述至少一個通道可以將所述氣缸套的外部區(qū)域(即位于所述氣缸套之外的區(qū)域)連接至內(nèi)部區(qū)域(即位于所述氣缸套內(nèi)的區(qū)域或容積)。所述通道可以優(yōu)選地形成在所述燃燒空間中。所述通道可以被構(gòu)造成具有圓形或三角形或矩形或多邊形基面的空心體。然而，所述通道還可以朝向所述氣缸套的內(nèi)部區(qū)域或外部區(qū)域的方向呈圓錐形地延伸。所述通道可以具有縱向軸線，并且所述通道的所述縱向軸線可以與氣缸軸線形成角度，特別是在20度和160度之間的角度，即所述通道因而可以以筆直或傾斜方式穿過所述氣缸壁。然而，所述通道還可以包括一個或多個區(qū)段，所述一個或多個區(qū)段的另外的縱向軸線包括與所述氣缸軸線成相同或不同的角度。終端元件可以在所述氣缸套的內(nèi)部區(qū)域的方向上(特別是通向燃燒空間的方向上)被布置在所述通道的開口處，以防止?jié)櫥蜐B透到所述通道內(nèi)。所述終端元件可以是光學透明的。
[0012]另外，所述通道的一部分可以形成為位于所述內(nèi)部區(qū)域的方向上的收集區(qū)域。當在操作狀態(tài)下所述活塞在來回運動時將所述收集區(qū)域封閉時，收集區(qū)域可以被理解為封閉的限定收集容積，其中潤滑油收集在該收集容積中，并且形成潤滑油膜。然而，所述氣缸套還可以包括兩個、三個或更多個通道，其中所述兩個、三個或更多個通道能夠通向例如所述氣缸套的內(nèi)部區(qū)域或所述收集區(qū)域。同樣，所述兩個、三個或更多個通道可以彼此獨立地形成，且在所述氣缸套處具有或不具有收集區(qū)域，使得可以在所述氣缸套的不同點處測試所述潤滑油膜。然而，所述通道也可以通向掃氣空間。
[0013]所述光學元件可以布置在所述通道處，即布置在所述外部區(qū)域中的開口前面，部分地位于所述通道中或完全位于所述通道中。所述光學元件可以包括用于電磁輻射的源和/或光波導和/或檢測元件和/或分析元件。用于電磁輻射的源和/或光波導和/或檢測元件和/或分析元件可以形成為所述光學元件的部件或單元。然而，同樣，它們也可以形成為獨立于所述光學元件的部件。如果所述源和/或所述光波導和/或所述檢測元件和/或所述分析元件形成為獨立部件，則這些部件可以連接至彼此，以便它們交換數(shù)據(jù)和/或電磁輻射，即它們能夠通過光波導或?qū)Ь€或甚至通過局域網(wǎng)無線地彼此通信或傳輸電磁輻射。
[0014]所述源可以例如為激光器、二極管、X射線輻射器或微波輻射器。所述電磁輻射可以位于lm直到10 12m的波長范圍內(nèi)，即例如為微波輻射、紅外輻射、可見光或X射線輻射。
[0015]所述檢測元件可以是例如光電池、光電倍增器、光電二極管、(XD傳感器、半導體檢測器或閃爍計數(shù)器。所述檢測元件可以檢測電磁輻射，特別是強度或吸收光譜并且將其轉(zhuǎn)換成電磁信號。
[0016]所述分析元件可以例如是計算所述潤滑油膜的特征值的集成電路、控制器、控制裝置或計算機。
[0017]如果發(fā)動機正在運轉(zhuǎn)，則使活塞沿著氣缸軸線來回移動，并且活塞環(huán)和氣缸套被潤滑油潤滑。在這方面，所述潤滑油在所述氣缸套中(特別是在所述氣缸套的套表面的內(nèi)側(cè)或所述收集區(qū)域處)形成了潤滑油膜。為了測試或分析所述潤滑油膜，可以由所述源或由所述光學元件(當所述源被構(gòu)造成所述光學元件的部件時)發(fā)射照射束，并且可以通過所述照射束照射所述潤滑油膜。
[0018]在這方面，所述照射束穿透到所述潤滑油膜中，并且所發(fā)射或所傳輸?shù)恼丈涫凰鰸櫥湍ぶ写嬖诘囊环N或多個物質(zhì)(特別是分子)吸收在所述潤滑油膜中。之后，所述照射束在所述潤滑油膜和所述氣缸套中的氣體之間的相界面處發(fā)生全反射。
[0019]所述潤滑油可以包括液態(tài)部分、氣態(tài)部分和/或固態(tài)部分。所述潤滑油可以特別為潤滑用油或冷卻潤滑用油，并且例如可以包括具有一種或多種添加劑的基液。
[0020]所述潤滑油，有利地具體是所述潤滑油的成分，因而能夠被簡單地或按照需要照射，并且能夠在所述氣缸套中被直接高效地測試。在這方面，有利地激發(fā)所述潤滑油的特征波長，并且利用所述潤滑油膜的傳輸行為的確定來得出關(guān)于所述潤滑油的具體特性的結(jié)論。
[0021]在一個實施方式中，所述通道布置在所述氣缸套的氣缸壁中，因而有利的是，所述通道能夠簡單地安裝或者在已經(jīng)安裝并裝配好的氣缸套中進行改裝。
[0022]在本發(fā)明的一個方式中，所述氣缸套包括用于發(fā)射所述電磁輻射的至少一個源，并且所述源被構(gòu)造成使得所述照射束能夠作為電磁輻射被發(fā)射以照射所述潤滑油膜。在這方面，所述源被構(gòu)造成使得所述輻射束包括具有一個波長或多個不同波長的電磁輻射。另外，所述光學元件在這方面可以包括所述源。
[0023]所述源可以發(fā)射在從lm直到10 12m的波長范圍內(nèi)的電磁輻射，其中可以發(fā)射具有一個波長或具有多個不同波長的電磁輻射。所述源可以或者被構(gòu)造成所述光學元件的部件或單元，或者其可以被構(gòu)造為與所述光學元件獨立的部件。因而，可以使用不同的源或波長來有利地測試不同的特征值。另外，可以因而增強所述源的模塊性和可替換性。
[0024]在本發(fā)明的一個實施方式中，所述光學元件包括光波導，其中光波導可以被理解為用于電磁波的傳導器，例如玻璃纖維。所述光波導可以連接至所述源。由于所述源可以被構(gòu)造成獨立部件，因此所述照射束可以通過所述光波導傳輸?shù)剿鰸櫥湍?。所述光波導可以有利地非常簡單地布?即安裝)在所述通道中。
[0025]在本發(fā)明的一個實施方式中，所述氣缸套包括檢測元件，并且該檢測元件被構(gòu)造成使得該檢測元件檢測從所述潤滑油膜返回的檢測束并且將所述檢測束轉(zhuǎn)換成信號，特別是檢測所述檢測束的強度或吸收光譜并將所述強度或所述吸收光譜轉(zhuǎn)換成信號。同樣，所述氣缸套包括分析元件，該分析元件被設(shè)置成用來通過所檢測的檢測束的所述信號來確定表征所述潤滑油膜的特征的特征值?？梢詼y試潤滑油的特性、潤滑油的添加劑或在發(fā)動機操作時產(chǎn)生的物質(zhì)的特性，例如，所述物質(zhì)在發(fā)動機部件磨損或腐蝕時或帶入非燃燒、部分燃燒或燃燒的燃料或上述物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物或反應(yīng)產(chǎn)物時會出現(xiàn)。具體而言，堿值(BN)、鐵含量、顆粒含量(尤其是催化劑殘留物或觸媒的含量)、粘性、潤滑油氧化物含量、污化、導電性或介電參數(shù)、潤滑油膜的厚度和潤滑油膜或潤滑油的反射行為、傳輸行為和吸收行為的特征值都可以被確定為所述特征值。因而有利的是，能夠簡單且高效地測試所述氣缸套中的所述潤滑油或潤滑油膜。
[0026]在本發(fā)明的一個實施方式中，所述光學元件包括所述檢測元件和/或所述分析元件。該措施的優(yōu)點是將所述檢測元件和/或所述分析元件集成在所述光學元件中，使得通過布置在所述通道處的所述光學元件以簡