CH710058A2 - System zur Lebensdauerbestimmung für Schmieröl einer Kolbenmaschine und zugehöriges Computerprogrammprodukt. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (102), das aufweist: wenigstens eine Rechenvorrichtung (124), die dazu eingerichtet ist, ein Schmieröl aus einer Kolbenmaschine (118) zu überwachen, indem sie Aktionen ausführt, zu denen gehören: Bestimmung einer anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl aus der Kolbenmaschine (118); Bestimmung einer temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl auf der Basis einer Temperaturmessung des Schmieröls; Berechnung eines Verunreinigungsfaktors des Schmieröls auf der Basis einer Verunreinigungsstichprobe des Schmieröls; Bestimmung einer aktualisierten idealen Lebensdauer, die für das Schmieröl verbleibt, auf der Basis des Verunreinigungsfaktors, der anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer und der temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer; und Bestimmung einer tatsächlichen Lebensdauer, die für das Schmieröl verbleibt, auf der Basis der aktualisierten idealen verbleibenden Lebensdauer und eines Lebensdauerverlustfaktors.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN

[0001] Diese Anmeldung ist mit der parallel anhängigen US-Patentanmeldung Nr. 13/872 488 und der parallel abhängigen US-Patentanmeldung Nr. 13/872 495 (Anwaltsaktenzeichen 276 014-1; GEEN-0574), der US-Patentanmeldung Nr. ___ (Anwaltsaktenzeichen 275 989-1; GEEN-0575), der US-Patentanmeldung Nr. ___ (Anwaltsaktenzeichen 275 996-1; GEEN-0576), der US-Patentanmeldung Nr. ___ (Anwaltsaktenzeichen 275 995-1; GEEN-0577) und der US-Patentanmeldung Nr. ___ (Anwaltsaktenzeichen 275 993-1; GEEN-0578), die alle gleichzeitig mit der vorliegenden am 25. August 2014 eingereicht wurden, verwandt.

GEBIET DER ERFINDUNG

[0002] Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft Schmiersysteme. Insbesondere betrifft der hierin offenbarte Gegenstand Schmierölsysteme, die in Kolbenmaschinen verwendet werden.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

[0003] Kolbenmaschinen (auch als Hubkolbenmaschinen bezeichnet, zu denen Verbrennungsmaschinen, Dampfmaschinen, Stirlingmotoren, etc. gehören) verwenden Schmieröl(e), um den Reibungskoeffizienten zwischen Maschinenkomponenten zu reduzieren. Während viele Kolbenmaschinen von einer Produktions- und/oder Verkaufsgesellschaft geliefert und installiert werden, werden diese Maschinen häufig (über deren Lebensdauer hinweg) von dem Kunden betreut, der die Maschine bezieht. Um sicherzustellen, dass das Schmieröl in der Kolbenmaschine ein ausreichendes Qualitätsniveau beibehält, um die Schmierung zu erzielen, entnimmt der Kunde herkömmlicherweise eine Probe des Öls und sendet diese zur Untersuchung an ein Labor. Einige Kunden entnehmen jedoch die Ölprobe unsachgemäss, was die Genauigkeit der Untersuchung beeinträchtigen kann. Andere entnehmen die Proben nicht häufig genug, um den Zustand des Öls ordnungsgemäss zu überwachen.

[0004] In anderen Fällen wird die Schmierölqualität unter Verwendung empirischer Daten, die mit einer erwarteten Lebensdauer des Öls verknüpft sind, auf der Basis von Leistungsparametern der Kolbenmaschine geschätzt. In diesen Fällen überwacht ein Überwachungssystem der Kolbenmaschine das Leistungsverhalten einer Komponente in der Turbine, z.B. Geschwindigkeit, Beschleunigung, Verzögerung, etc., und schätzt auf der Basis des Leistungsverhaltens der Turbine einen Zeitpunkt, an dem das Schmieröl sich hinsichtlich seiner Qualität verschlechtern wird. Diese empirischen Systeme testen jedoch das Schmieröl nicht, um seine Qualität zu bestimmen.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

[0005] Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung enthalten ein System, das aufweist: wenigstens eine Rechenvorrichtung, die konfiguriert ist, um ein Schmieröl aus einer Kolbenmaschine durch Durchführung von Aktionen zu analysieren, zu denen gehören: Bestimmung einer anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl aus der Kolbenmaschine; Bestimmung einer temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl auf der Basis einer Temperaturmessung des Schmieröls; Berechnung eines Verunreinigungsfaktors des Schmieröls auf der Basis einer Verunreinigungsstichprobe des Schmieröls; Bestimmung einer aktualisierten idealen Lebensdauer, die für das Schmieröl verbleibt, auf der Basis des Verunreinigungsfaktors, der anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer und der temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer; und Bestimmung einer tatsächlichen Lebensdauer, die für das Schmieröl verbleibt, auf der Basis der aktualisierten idealen verbleibenden Lebensdauer und eines Lebensdauerverlustfaktors.

[0006] Ein erster Aspekt der Erfindung enthält ein System, das aufweist: wenigstens eine Rechenvorrichtung, die konfiguriert ist, um ein Schmieröl aus einer Kolbenmaschine durch Durchführung von Aktionen zu analysieren, zu denen gehören: Bestimmung einer anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl aus der Kolbenmaschine; Bestimmung einer temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl auf der Basis einer Temperaturmessung des Schmieröls; Berechnung eines Verunreinigungsfaktors des Schmieröls auf der Basis einer Verunreinigungsstichprobe des Schmieröls; Bestimmung einer aktualisierten idealen Lebensdauer, die für das Schmieröl verbleibt, auf der Basis des Verunreinigungsfaktors, der anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer und der temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer; und Bestimmung einer tatsächlichen Lebensdauer, die für das Schmieröl verbleibt, auf der Basis der aktualisierten idealen verbleibenden Lebensdauer und eines Lebensdauerverlustfaktors.

[0007] Die wenigstens eine Rechenvorrichtung kann ferner dazu eingerichtet sein, den Lebensdauerverlustfaktor wie folgt zu bestimmen: Lebensdauerverlustfaktor = [anfängliche ideale verbleibende Lebensdauer : temperaturbasierte verbleibende Lebensdauer] x Verunreinigungsfaktor.

[0008] Zusätzlich kann die wenigstens eine Rechenvorrichtung ferner dazu eingerichtet sein, eine verstrichene Zeit zwischen Stichprobeentnahmen des Schmieröls auf der Basis einer Stichprobefrequenz des Schmieröls zu bestimmen.

[0009] In dem zuletzt erwähnten System kann die Bestimmung der tatsächlichen verbleibenden Lebensdauer eine Bestimmung eines tatsächlichen Lebensdauerverlustes wie folgt enthalten: tatsächlicher Lebensdauerverlust = Lebensdauerverlustfaktor x Stichprobefrequenz des Schmieröls.

[0010] Zusätzlich kann die Bestimmung der aktualisierten idealen verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl vorzugsweise eine Berechnung der aktualisierten idealen verbleibenden Lebensdauer wie folgt enthalten: aktualisierte ideale verbleibende Lebensdauer = anfängliche ideale verbleibende Lebensdauer – tatsächlicher Lebensdauerverlust.

[0011] In jedem vorstehend erwähnten System kann die Bestimmung der tatsächlichen verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl eine Berechnung der tatsächlichen verbleibenden Lebensdauer wie folgt enthalten: tatsächliche verbleibende Lebensdauer = aktualisierte ideale verbleibende Lebensdauer / Lebensdauerverlustfaktor.

[0012] In einer Ausführungsform kann die temperaturbasierte verbleibende Lebensdauer für das Schmieröl auf der Basis einer Arrhenius-Reaktionsgeschwindigkeit des Schmieröls berechnet werden.

[0013] In einer weiteren Ausführungsform kann der Verunreinigungsfaktor auf der Basis einer Messung wenigstens einer der folgenden Eigenschaften des Schmieröls berechnet werden: Eisenpartikelzahl, Wassergehalt, Dielektrizitätskonstante oder einer Partikelzahl gemäss einem Niveau der internationalen Organisation für Normung (ISO).

[0014] Das System einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann ferner ein Ölsensorsystem aufweisen, das mit der wenigstens einen Rechenvorrichtung verbunden ist, wobei das Ölsensorsystem für die Stichprobenentnahme des Schmieröls vorgesehen ist, wobei der Verunreinigungsfaktor auf der Basis einer gemittelten Partikelzahl gemäss einem Niveau der internationalen Organisation für Normung (ISO) berechnet werden kann, die durch Mittelung mehrerer ISO-Niveau-Partikelzahlen für das Schmieröl berechnet wird.

[0015] Ein zweiter Aspekt der Erfindung enthält ein Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode aufweist, der, wenn er durch eine Rechenvorrichtung ausgeführt wird, die wenigstens eine Rechenvorrichtung veranlasst, ein Schmieröl aus einer Kolbenmaschine durch Durchführung von Aktionen zu überwachen, zu denen gehören: Bestimmung einer anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl aus der Kolbenmaschine; Bestimmung einer temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl aus der Kolbenmaschine auf der Basis einer Temperaturmessung des Schmieröls; Berechnung eines Verunreinigungsfaktors des Schmieröls auf der Basis einer Verunreinigungsstichprobe des Schmieröls; Bestimmung einer aktualisierten idealen Lebensdauer, die für das Schmieröl verbleibt, auf der Basis des Verunreinigungsfaktors, der anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer und der temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer; und Bestimmung einer tatsächlichen für das Schmieröl verbleibenden Lebensdauer auf der Basis der aktualisierten idealen verbleibenden Lebensdauer und eines Lebensdauerverlustfaktors.

[0016] Der Programmcode kann die wenigstens eine Rechenvorrichtung veranlassen, den Lebensdauerverlustfaktor wie folgt zu bestimmen: Lebensdauerverlustfaktor = [anfängliche ideale verbleibende Lebensdauer: temperaturbasierte verbleibende Lebensdauer] x Verunreinigungsfaktor.

[0017] Zusätzlich kann der Programmcode die wenigstens eine Rechenvorrichtung veranlassen, ferner eine Stichprobenfrequenz des Schmieröls zu erhalten.

[0018] In dem zuletzt erwähnten Computerprogrammprodukt kann die Bestimmung der tatsächlichen verbleibenden Lebensdauer eine Bestimmung eines tatsächlichen Lebensdauerverlustes wie folgt enthalten: tatsächlicher Lebensdauerverlust = Lebensdauerverlustfaktor x Stichprobenfrequenz des Schmieröls.

[0019] Zusätzlich kann die Bestimmung der aktualisierten idealen verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl eine Berechnung der aktualisierten idealen verbleibenden Lebensdauer wie folgt enthalten: aktualisierte ideale verbleibende Lebensdauer = anfängliche ideale verbleibende Lebensdauer – tatsächlicher Lebensdauerverlust.

[0020] In jedem beliebigen vorstehend erwähnten Computerprogrammprodukt kann die Bestimmung der tatsächlichen verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl eine Berechnung der tatsächlichen verbleibenden Lebensdauer wie folgt enthalten: tatsächliche verbleibende Lebensdauer = aktualisierte ideale verbleibende Lebensdauer / Lebensdauerverlustfaktor.

[0021] In jedem beliebigen vorstehend erwähnten Computerprogrammprodukt kann der Verunreinigungsfaktor auf der Basis einer gemittelten ISO (Internationalen Organisation für Normung) -Niveau-Partikelzahl berechnet werden kann, die durch Mittelung mehrerer ISO-Niveau-Partikelzahlen für das Schmieröl berechnet werden kann.

[0022] Ein dritter Aspekt der Erfindung umfasst ein System, das enthält: wenigstens eine Rechenvorrichtung, die konfiguriert ist, um ein Schmieröl aus einer Kolbenmaschine durch Durchführung von Aktionen zu analysieren, zu denen gehören: Vorhersagen einer anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl aus der Kolbenmaschine; Bestimmung einer temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer des Schmieröls aus der Kolbenmaschine auf der Basis einer gemessenen Temperatur des Schmieröls; Bestimmung eines Verunreinigungsfaktors des Schmieröls auf der Basis eines gemessenen Verunreinigungsgrads des Schmieröls; Bestimmung eines Lebensdauerverlustfaktors des Schmieröls auf der Basis der anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer, der temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer und des Verunreinigungsfaktors; Bestimmung einer Lebensdauerverlustmenge von dem Schmieröl auf der Basis des Lebensdauerverlustfaktors und einer Stichprobenfrequenz des Schmieröls; Berechnung einer verfeinerten idealen verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl auf der Basis der Lebensdauerverlustmenge und der anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer; und Vorhersagen einer tatsächlichen verbleibenden Lebensdauer des Schmieröls auf der Basis der verfeinerten idealen verbleibenden Lebensdauer und des Lebensdauerverlustfaktors.

[0023] In dem zuletzt erwähnten System kann die gemessene Temperatur des Schmieröls an einer gemeinsamen Stelle an der Kolbenmaschine wie der gemessene Verunreinigungsgrad gemessen werden.

[0024] Zusätzlich kann die gemessene Temperatur des Schmieröls im Wesentlichen zur selben Zeit wie der gemessene Verunreinigungsgrad gemessen werden.

[0025] Das System gemäss dem dritten Aspekt einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann ferner ein Ölsensorsystem aufweisen, das mit der wenigstens einen Rechenvorrichtung verbunden ist, wobei das Ölsensorsystem für die Stichprobenentnahme des Schmieröls bestimmt ist, wobei der Verunreinigungsfaktor auf der Basis einer gemittelten ISO(Internationale Organisation für Normung)-Niveau-Partikelzahl berechnet werden kann, die durch Mittelung mehrerer ISO-Niveau-Partikelzahlen für das Schmieröl berechnet werden kann.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0026] Diese und weitere Merkmale dieser Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung verschiedener Aspekte der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leichter verständlich, die verschiedene Ausführungsformen der Erfindung zeigen, worin: Fig. 1 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren veranschaulicht, das gemäss verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung durchgeführt wird. Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren veranschaulicht, das gemäss bestimmten Ausführungsformen der Erfindung durchgeführt wird. Fig. 3 zeigt eine grafische Darstellung der Öllebensdauervorhersagen gemäss idealen Schätzungen sowie gemäss verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung. Fig. 4 zeigt eine Umgebung, die ein System gemäss verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung enthält. Fig. 5 zeigt eine schematische Vorderansicht einer Vorrichtung gemäss verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung. Fig. 6 zeigt eine ausschnittsweise Perspektivansicht der Vorrichtung nach Fig. 5 gemäss Ausführungsformen der Erfindung.

[0027] Es wird bemerkt, dass die Zeichnungen der Erfindung nicht notwendigerweise massstabsgetreu sind. Die Zeichnungen sollen lediglich typische Aspekte der Erfindung veranschaulichen und sollten folglich nicht in einem den Umfang der Erfindung beschränkenden Sinne aufgefasst werden. In den Zeichnungen kennzeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente unter den Zeichnungen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

[0028] Wie vorstehend angegeben, betrifft der hierin offenbarte Gegenstand Schmieröle in Kolbenmaschinen (oder Hubkolbenmaschinen). Insbesondere betrifft der hierin offenbarte Gegenstand eine Analyse von Schmieröl in Kolbenmaschinen.

[0029] Wie hierin bemerkt, kann es schwierig sein, die Qualität von Schmierölen in Kolbenmaschinen effektiv zu überwachen, was zu unerwünschter Verschlechterung des Öls und schliesslich zu einer Beschädigung der Kolbenmaschine, die auf dieses Öl zur Schmierung angewiesen ist, führen kann.

[0030] Im Gegensatz zu herkömmlichen Lösungsansätzen umfassen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung Systeme, Computerprogrammprodukte und zugehörige Verfahren zur Analyse eines Schmieröls aus einer Kolbenmaschine (einem Hubkolbenmotor, z.B. von Verbrennungsmotoren, Dampfmaschinen, Stirlingmotoren, etc.) unter Verwendung von Testdaten, die aus diesem Öl gewonnen werden. In verschiedenen speziellen Ausführungsformen enthält ein System wenigstens eine Rechenvorrichtung, die konfiguriert ist, um ein Schmieröl aus einer Kolbenmaschine durch Durchführung von Aktionen zu überwachen, zu denen gehören: Bestimmung einer anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl aus der Kolbenmaschine; Bestimmung einer temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl auf der Basis einer Temperaturmessung des Schmieröls; Berechnung eines Verunreinigungsfaktors des Schmieröls auf der Basis einer Verunreinigungsstichprobe des Schmieröls; Bestimmung einer aktualisierten idealen Lebensdauer, die für das Schmieröl verbleibt, auf der Basis des Verunreinigungsfaktors, der idealen verbleibenden Lebensdauer und der temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer; und Bestimmung einer tatsächlichen Lebensdauer, die für das Schmieröl verbleibt, auf der Basis der aktualisierten idealen verbleibenden Lebensdauer und eines Lebensdauerverlustfaktors.

[0031] In der folgenden Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil derselben bilden und in denen zur Veranschaulichung spezielle beispielhafte Ausführungsformen veranschaulicht sind, in denen die vorliegende Lehre in die Praxis umgesetzt werden kann. Diese Ausführungsformen sind mit hinreichenden Einzelheiten beschrieben, um Fachleute auf dem Gebiet zu befähigen, die vorliegende Lehre in die Praxis umzusetzen, und es sollte verstanden werden, dass andere Ausführungsformen verwendet werden können und dass Veränderungen vorgenommen werden können, ohne dass von dem Umfang der vorliegenden Lehre abgewichen wird. Die folgende Beschreibung ist deshalb lediglich beispielhaft.

[0032] Fig. 1 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Überwachung eines Schmieröls aus einer Kolbenmaschine (oder einer Hubkolbenmaschine, z.B. einer Verbrennungsmaschine, Dampfmaschine, einem Stirlingmotor, etc.) gemäss verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht. Diese Prozesse können z.B. durch wenigstens eine Rechenvorrichtung, wie hierin beschrieben, durchgeführt werden. In anderen Fällen können diese Prozesse gemäss einem Computer implementierten Verfahren zur Überwachung eines Schmieröls durchgeführt werden. In noch weiteren Ausführungsformen können diese Prozesse durchgeführt werden, indem ein Computerprogrammcode auf wenigstens einer Rechenvorrichtung ausgeführt wird, wodurch die wenigstens eine Rechenvorrichtung veranlasst wird, ein Schmieröl aus einer Kolbenmaschine zu überwachen. Im Allgemeinen kann der Prozess die folgenden Unterprozesse enthalten:

[0033] Prozess P1: Bestimmung einer anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer (Li) für das Schmieröl aus der Kolbenmaschine. In verschiedenen Ausführungsformen enthält dies ein Erhalten von Informationen über den Öltyp und eine Berechnung der Arrhenius-Reaktionsgeschwindigkeit (ARR, Arrhenius Reaction Rate) für den Öltyp unter der Annahme, dass das Öl rein (frei von Verunreinigungen) ist und es bei seiner Auslegungstemperatur (unter optimalen Bedingungen) arbeitet. Die anfängliche ideale verbleibende Lebensdauer ist die Lebensdauermenge, die für das Schmieröl erwartet wird, wenn dieses unter diesen optimalen Bedingungen für seine gesamte Lebensdauer arbeiten würde.

[0034] Die ARR ist eine bekannte Technik, die verwendet wird, um die Oxidationslebensdauerverringerung (L) in einem Mineralöl zu berechnen. Die ARR kann in bestimmten Ausführungsformen gemäss der folgenden Gleichung berechnet werden:

[0035] Darin sind k = die Geschwindigkeitskonstante einer chemischen Reaktion; T = absolute Temperatur des Schmieröls (in Kelvin); A = der prä-exponentielle Faktor; Ea= die Aktivierungsenergie des Schmieröls; und R = die universelle Gaskonstante. Alternativ kann die universelle Gaskonstante (R) durch die Bolzmann-Konstante (kB) ersetzt werden. In dem Fall eines Mineralöls vereinfacht, kann die ARR anhand einer Oxidationslebensdauer (L) des Öls, der Geschwindigkeitskonstante der chemischen Reaktion (k1) und einer idealen Geschwindigkeitskonstante k2= 4750 wie folgt dargestellt werden:

[0036] Prozess P2: Bestimmung einer temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer (LT) für das Kolbenmaschinenschmieröl auf der Basis einer Temperaturmessung des Schmieröls. Die temperaturbasierte verbleibende Lebensdauer kann eine geschätzte verbleibende Lebensdauer darstellen, wie sie auf der Basis der gemessenen Temperatur des Schmieröls vorhergesagt wird. Dies kann ein Gewinnen eines Messwerts der Temperatur des Schmieröls enthalten. In dem Fall, dass das Schmieröl aus einer Kolbenmaschine stammt, kann der Temperaturmesswert von einem Temperatursensor erhalten werden, der mit dem Schmieröl entweder innerhalb der Kolbenmaschine oder ausserhalb der Kolbenmaschine in Kontakt steht. Wie bei dem Prozess P1 kann die temperaturbasierte verbleibende Lebensdauer gemäss der ARR berechnet werden.

[0037] Ein Prozess P3 kann ein Berechnen eines Verunreinigungsfaktors für das Schmieröl auf der Basis einer (gemessenen) Verunreinigungsstichprobe des Schmieröls enthalten. In verschiedenen Ausführungsformen enthält die Berechnung ein Verwenden einer Übertragungsfunktion, um jeder von mehreren gemessenen Öleigenschaften, wie hierin erwähnt, einen qualitativen gewichteten Verunreinigungsfaktor zuzuweisen. In verschiedenen Ausführungsformen wird einer ersten Öleigenschaft A ein gewichteter Verunreinigungsfaktor X zugewiesen, während einer zweiten Öleigenschaft B ein anderer gewichteter Verunreinigungsfaktor von Y x X zugewiesen wird, worin Y ein Faktor, z.B. 1, 2, 3, 0,1, 0,2, 0,3, ein negativer Faktor, ein prozentualer Faktor, etc., ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Verunreinigungsstichprobe aus einer im Wesentlichen ähnlichen Probe des Schmieröls wie bei der Temperaturmessung erhalten werden. In verschiedenen Ausführungsformen wird die Verunreinigungsstichprobe erhalten und hinsichtlich wenigstens einer der folgenden Öleigenschaften analysiert: Eisenpartikelzahl, Wassergehalt, Dielektrizitätskonstante und/oder Partikelniveau gemäss der internationalen Organisation für Normung (ISO), um einen Verunreinigungsfaktor zu berechnen. In einigen bestimmten Fällen enthält das ISO-Partikelniveau eine gemittelte ISO-Niveau-Partikelzahl, die durch Mittelung mehrerer von einer Mehrzahl von ISO-Niveau-Partikelzahlen für das Schmieröl berechnet wird. In verschiedenen Fällen können diese eine Partikelzahl des ISO 4 Niveaus, eine Partikelzahl des ISO 6 Niveaus und eine Partikelzahl des ISO 14 Niveaus enthalten.

[0038] Ein Prozess P4 kann eine Bestimmung einer aktualisierten idealen Lebensdauer, die für das Kolbenmaschinenschmieröl verbleibt, auf der Basis des Verunreinigungsfaktors, der idealen verbleibenden Lebensdauer und der temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer enthalten. In verschiedenen Ausführungsformen wird die aktualisierte ideale für das Schmieröl verbleibende Lebensdauer durch Subtraktion eines tatsächlichen Lebensdauerverlustes (des Schmieröls) von der anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer berechnet. In Gleichungsform: aktualisierte ideale verbleibende Lebensdauer = anfängliche ideale verbleibende Lebensdauer – tatsächlicher Lebensdauerverlust. Der tatsächliche Lebensdauerverlust kann berechnet werden, indem der Lebensdauerverlustfaktor mit einer Stichprobefrequenz des Schmieröls multipliziert wird. In Gleichungsform: tatsächlicher Lebensdauerverlust = Lebensdauerverlustfaktor x Stichprobefrequenz des Schmieröls. Die Stichprobefrequenz kann erhalten werden, indem eine Nachschlagetabelle oder eine sonstige Referenztabelle verwendet wird, und kann auf der Basis einer bekannten Beziehung zwischen dem Öltyp, dem Ölvolumen in dem Vorratsbehälter und der Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden Stichprobeentnahmen des Öls berechnet werden. In verschiedenen Ausführungsformen werden diese Beziehungen vorbestimmt und z.B. in einem Memory-Speicher oder einem anderen Datenspeicher in wenigstens einer Rechenvorrichtung (z.B. einer beliebigen hierin veranschaulichten und/oder beschriebenen Rechenvorrichtung) oder für wenigstens eine Rechenvorrichtung zugänglich gespeichert. Auf der Basis einer bekannten Frequenz des Öls und des gemessenen Ölvolumens in dem Vorratsbehälter kann die Rechenvorrichtung eine zwischen Stichprobeentnahmen (z.B. aufeinanderfolgenden Stichprobeentnahmen) des Öls verstrichene Zeitdauer bestimmen. Diese verstrichene Zeitdauer zwischen Stichprobeentnahmen kann verwendet werden, um eine verbleibende (und/oder verstrichene) Lebensdauer des Öls zu bestimmen.

[0039] Ein Prozess P5 kann eine Bestimmung einer tatsächlichen verbleibenden Lebensdauer für das Kolbenmaschinenschmieröl auf der Basis der aktualisierten idealen verbleibenden Lebensdauer und eines Lebensdauerverlustfaktors enthalten. In verschiedenen Ausführungsformen entspricht die tatsächliche verbleibende Lebensdauer dem Lebensdauerverlustfaktor multipliziert mit der Stichprobefrequenz des Schmieröls. In Gleichungsform: tatsächlicher Lebensdauerverlust = Lebensdauerverlustfaktor x Stichprobefrequenz des Schmieröls. In verschiedenen Ausführungsformen wird der Lebensdauerverlustfaktor berechnet, indem das Verhältnis der anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer zu der temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer genommen und dieses Verhältnis mit dem Verunreinigungsfaktor multipliziert wird. In Gleichungsform: Lebensdauerverlustfaktor = [anfängliche ideale verbleibende Lebensdauer : temperaturbasierte verbleibende Lebensdauer] x Verunreinigungsfaktor.

[0040] In vielen Ausführungsformen werden Stichproben des Schmieröls an verschiedenen Stellen der Kolbenmaschine erhalten. In diesen Fällen wird verstanden, dass die Stichprobendaten gemittelt oder in sonstiger Weise normiert werden können, um eine verbleibende Lebensdauer zu bestimmen.

[0041] In einigen Fällen kann der Lebensdauerverlustfaktor für die erhaltenen ersten Stichprobedaten (z.B. Temperaturdaten, Verunreinigungsdaten, Frequenzdaten, etc.) mit der Zeitdauer zwischen Stichprobenentnahmen multipliziert werden, und der Wert kann von der Lebensdauer des Fluids unter optimalen Bedingungen subtrahiert werden. Wie bemerkt, gilt dieses spezielle Beispiel für den Fall der ersten gewonnenen Stichprobe (oder der ersten Stichprobe, die genommen wird, nachdem das Öl aus der Kolbenmaschine und dem Vorratsbehälter ausgetauscht worden ist). Nachdem eine erste Datenstichprobe verfügbar ist, bilden nachfolgende Stichproben einen Teil eines gleitenden Mittelwertes, der einige oder alle der zuvor erhaltenen Stichproben mit einbezieht.

[0042] In bestimmten Ausführungsformen kann der Lebensdauerverlustfaktor als ein gleitender Mittelwert auf der Basis eines Betriebszeitraums der Kolbenmaschine, die das Schmieröl enthält, berechnet werden. In einigen Fällen ist der Lebensdauerverlustfaktor ein gleitender Mittelwert, der über einen kürzlichen (z.B. jüngsten) Zeitraum, wie beispielsweise über die letzten 1–3 Betriebswochen der Kolbenmaschine, gebildet wird.

[0043] In verschiedenen Ausführungsformen können die Prozesse P1–P5 periodisch (z.B. gemäss einem Schema mit x mal pro y Periode und/oder kontinuierlich) iteriert (wiederholt) werden, um die tatsächliche verbleibende Lebensdauer für ein Schmieröl der Kolbenmaschine zu überwachen. In einigen Fällen können die Prozesse P2–P5 wiederholt werden, indem z.B. eine oder mehrere neue Stichprobe(n) des Schmieröls aus der Kolbenmaschine (der Kolbenmaschine 118. Fig. 4 ) erhalten und die zugehörigen Prozesse, wie sie hierin beschrieben sind, durchgeführt werden. In diesen Fällen braucht der Prozess P1 nicht wiederholt zu werden, weil die anfängliche ideale verbleibende Lebensdauer (Li) zwischen einigen Testintervallen im Wesentlichen unverändert sein kann.

[0044] Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Analyse eines Schmieröls aus einer Kolbenmaschine (der Kolbenmaschine 118, Fig. 4 ) gemäss verschiedenen bestimmten Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht. Diese Prozesse können z.B. durch wenigstens eine Rechenvorrichtung, wie hierin beschrieben, durchgeführt werden. In anderen Fällen können diese Prozesse entsprechend einem Computer implementierten Verfahren zur Überwachung eines Schmieröls aus einer Kolbenmaschine durchgeführt werden. In noch weiteren Ausführungsformen können diese Prozesse durchgeführt werden, indem ein Computerprogrammcode auf wenigstens einer Rechenvorrichtung ausgeführt wird, wodurch die wenigstens eine Rechenvorrichtung veranlasst wird, ein Schmieröl aus einer Kolbenmaschine zu überwachen. Im Allgemeinen kann der Prozess die folgenden Unterprozesse umfassen.

[0045] PA: Vorhersage einer anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl der Kolbenmaschine (KM);

[0046] PB: Bestimmung einer temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer des KM-Schmieröls auf der Basis einer gemessenen Temperatur des KM-Schmieröls;

[0047] PC: Bestimmung eines Verunreinigungsfaktors des KM-Schmieröls auf der Basis eines gemessenen Verunreinigungsgrads des KM-Schmieröls;

[0048] PD: Bestimmung eines Lebensdauerverlustfaktors des KM-Schmieröls auf der Basis der anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer, der temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer und des Verunreinigungsfaktors;

[0049] PE: Bestimmung einer Lebensdauerverlustmenge von dem KM-Schmieröl auf der Basis des Lebensdauerverlustfaktors und einer Stichprobenfrequenz des KM-Schmieröls;

[0050] PF: Berechnung einer verfeinerten idealen verbleibenden Lebensdauer für das KM-Schmieröl auf der Basis der Lebensdauerverlustmenge und der anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer; und

[0051] PG: Vorhersage einer tatsächlichen verbleibenden Lebensdauer des KM-Schmieröls auf der Basis der verfeinerten idealen verbleibenden Lebensdauer und des Lebensdauerverlustfaktors.

[0052] Es wird verstanden, dass in den hierin veranschaulichten und beschriebenen Flussdiagrammen andere Prozesse ausgeführt werden können, obwohl sie nicht veranschaulicht sind, und dass die Reihenfolge der Prozesse gemäss verschiedenen Ausführungsformen umgeordnet werden kann. Ausserdem können Zwischenprozesse zwischen einem oder mehreren beschriebenen Prozessen durchgeführt werden. Der Ablauf der Prozesse, wie hierin veranschaulicht und beschrieben, soll nicht als für die verschiedenen Ausführungsformen beschränkend ausgelegt werden.

[0053] Fig. 3 zeigt eine beispielhafte grafische Darstellung der vorhergesagten verbleibenden Öllebensdauerkurven entsprechend: A) Einer theoretischen Berechnung der verbleibenden Kolbenmaschinenöllebensdauer auf der Basis idealer Bedingungen; B) Einer Verunreinigungsfaktorkurve; C) Einer Berechnung der verbleibenden Kolbenmaschinenöllebensdauer auf der Basis eines tatsächlichen Lebensdauerverlustes; und D) Einer Berechnung der verbleibenden Kolbenmaschinenöllebensdauer auf der Basis einer Berechnung einer berücksichtigten verbleibenden Nutzungslebensdauer. Die Zeitdauer in Jahren ist auf der linken Y-Achse veranschaulicht, während der Verunreinigungsfaktor auf der rechten Y-Achse veranschaulicht ist und die Zeit auf der X-Achse veranschaulicht ist.

[0054] Fig. 4 zeigt eine anschauliche Umgebung 101, die ein Überwachungssystem 114 zur Durchführung der hierin beschriebenen Funktionen gemäss verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung enthält. Insofern enthält die Umgebung 101 ein Computersystem 102, das einen oder mehrere hierin beschriebene Prozesse ausführen kann, um ein Kolbenmaschinenschmieröl, z.B. von einer Kolbenmaschine 118, zu überwachen. Insbesondere ist das Computersystem 102 veranschaulicht, wie es das Überwachungssystem 114 enthält, das das Computersystem 102 funktionsfähig macht, um ein Schmieröl durch Durchführung beliebiger / aller der hierin beschriebenen Prozesse und Implementierung beliebiger / aller der hierin beschriebenen Ausführungsformen zu überwachen.

[0055] Das Computersystem 102 ist veranschaulicht, wie es eine Rechenvorrichtung 124 enthält, die eine Verarbeitungskomponente 104 (z.B. einen oder mehrere Prozessoren), eine Speicherkomponente 106 (z.B. eine Speicherhierarchie), eine Eingabe/Ausgabe(E/A)-Komponente 108 (z.B. eine oder mehrere E/A-Schnittstellen und/oder -Geräte) und einen Kommunikationsweg 110 enthalten kann. Im Allgemeinen führt die Verarbeitungskomponente 104 einen Programmcode, wie beispielsweise das Überwachungssystem 114, aus, der wenigstens teilweise in der Speicherkomponente 106 festgelegt ist. Während sie den Programmcode ausführt, kann die Verarbeitungskomponente 104 Daten verarbeiten, was ein Lesen und/oder Schreiben transformierter Daten aus/zu der Speicherkomponente 106 und/oder der E/A-Komponente 108 für eine weitere Verarbeitung zur Folge haben kann. Der Weg 110 stellt eine Kommunikationsverbindung zwischen jeder der Komponenten in dem Computersystem 102 bereit. Die E/A-Komponente 108 kann eine oder mehrere E/A-Geräte für Menschen aufweisen, die einem Benutzer (z.B. einem Menschen und/oder einem computerisierten Benutzer) 112 ermöglichen, mit dem Computersystem 102 und/oder einer oder mehreren Kommunikationsvorrichtungen zu interagieren, um dem Systembenutzer 112 zu ermöglichen, mit dem Computersystem 102 unter Verwendung einer beliebigen Art einer Kommunikationsverbindung zu kommunizieren. Insofern kann das Überwachungssystem 114 einen Satz von Schnittstellen (z.B. grafische Benutzeroberfläche (n), Anwendungsprogrammschnittstelle, etc.) verwalten, die menschlichen und/oder Systemnutzern 112 ermöglichen, mit dem Überwachungssystem 114 zu interagieren. Ferner kann das Überwachungssystem 114 Daten, wie beispielsweise Öltemperaturdaten 60 (z.B. Daten über die Temperatur des Kolbenmaschinenöls, die von einem Sensorsystem 150 erhalten werden), Ölverunreinigungsdaten 80 (z.B. Daten über den Verunreinigungsgrad des Kolbenmaschinenöls, die von dem Sensorsystem 150 erhalten werden) und/oder Ölfrequenzdaten 90 (z.B. Daten über die Frequenzmessung des Kolbenmaschinenöls, wie sie von dem Sensorsystem 150 erhalten werden) unter Verwendung einer beliebigen Lösung verwalten (z.B. speichern, abrufen, erzeugen, manipulieren, organisieren, präsentieren, etc.). Das Überwachungssystem 114 kann ausserdem mit der Kolbenmaschine (Hubkolbenmaschine) 118 und/oder einem Ölsensorsystem 150 über eine drahtlose und/oder eine festverdrahtete Einrichtung kommunizieren.

[0056] In jedem Fall kann das Computersystem 102 einen oder mehrere Universalzweck-Rechenherstellungsartikel (z.B. Rechenvorrichtungen) aufweisen, die in der Lage sind, einen darauf installierten Programmcode, wie beispielsweise das Überwachungssystem 114, auszuführen. In dem hierin verwendeten Sinne wird verstanden, dass «Programmcode» eine beliebige Sammlung von Instruktionen in einer beliebigen Sprache, einem beliebigen Code oder einer beliebigen Notation bedeutet, die eine Rechenvorrichtung mit einer informationsverarbeitenden Fähigkeit veranlassen, eine bestimmte Funktion entweder unmittelbar oder nach einer beliebigen Kombination der folgenden auszuführen: (a) Umwandlung in eine andere Sprache, einen anderen Code oder eine andere Notation; (b) Reproduktion in einer anderen materiellen Form; und/oder (c) Dekomprimierung. Insofern kann das Überwachungssystem 114 als eine beliebige Kombination von Systemsoftware und/oder Anwendungssoftware verkörpert sein. Es wird ferner verstanden, dass das Überwachungssystem 114 in einer Cloud-basierten Rechenumgebung implementiert sein kann, in der ein oder mehrere Prozesse an unterschiedlichen Rechenvorrichtungen (z.B. mehreren Rechenvorrichtungen 24) ausgeführt werden, wobei eine oder mehrere dieser verschiedenen Rechenvorrichtungen lediglich einige der Komponenten, wie sie in Bezug auf die Rechenvorrichtung 124 nach Fig. 4 veranschaulicht und beschrieben sind, enthalten kann bzw. können.

[0057] Ferner kann das Überwachungssystem 114 unter Verwendung eines Satzes von Modulen 132 implementiert sein. In diesem Fall kann ein Modul 132 dem Computersystem 102 ermöglichen, einen Satz von durch das Überwachungssystem 114 verwendeten Aufgaben durchzuführen, und es kann neben anderen Teilen des Überwachungssystems 114 gesondert entwickelt und/oder implementiert sein. In dem hierin verwendeten Sinne bedeutet der Ausdruck «Komponente» eine beliebige Hardwarekonfiguration, mit oder ohne Software, die die in Verbindung mit dieser beschriebene Funktionalität unter Verwendung einer beliebigen Lösung implementiert, während der Ausdruck «Modul» einen Programmcode bedeutet, der dem Computersystem 102 ermöglicht, die in Verbindung mit diesem beschriebene Funktionalität unter Verwendung einer beliebigen Lösung zu implementieren. Wenn es in einer Speicherkomponente 106 eines Computersystems 102 festgelegt ist, das eine Verarbeitungskomponente 104 enthält, ist ein Modul ein wesentlicher Teil einer Komponente, die die Funktionalität implementiert. Unabhängig davon wird verstanden, dass zwei oder mehrere Komponenten, Module und/oder Systeme sich einen Teil / die Gesamtheit ihrer jeweiligen Hardware und/oder Software teilen können. Ferner wird verstanden, dass ein Teil der hierin erläuterten Funktionalität nicht implementiert sein kann oder dass eine weitere Funktionalität als ein Teil des Computersystems 102 aufgenommen sein kann.

[0058] Wenn das Computersystem 102 mehrere Rechenvorrichtungen aufweist, kann jede Rechenvorrichtung lediglich einen Teil des darauf festgelegten Überwachungssystems 114 (z.B. ein oder mehrere Module 132) aufweisen. Jedoch wird verstanden, dass das Computersystem 102 und das Überwachungssystem 114 lediglich verschiedene mögliche äquivalente Computersysteme repräsentieren, die einen hierin beschriebenen Prozess ausführen können. Insofern kann die durch das Computersystem 102 und das Überwachungssystem 114 bereitgestellte Funktionalität in anderen Ausführungsformen wenigstens zum Teil durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen implementiert sein, die eine beliebige Kombination von Universal- und/oder Spezial-zweck-Hardware mit oder ohne Programmcode enthalten. In jeder Ausführungsform können die Hardware und der Programmcode, wenn sie enthalten sind, unter Verwendung standardmässiger Ingenieurs- bzw. Programmiertechniken erzeugt werden.

[0059] Unabhängig davon können die Rechenvorrichtungen, wenn das Computersystem 102 mehrere Rechenvorrichtungen 124 enthält, über eine beliebige Art einer Kommunikationsverbindung kommunizieren. Ferner kann das Computersystem 102, während es einen hierin beschriebenen Prozess ausführt, mit einem oder mehreren anderen Computersystemen unter Verwendung einer beliebigen Art einer Kommunikationsverbindung kommunizieren. In jedem Fall kann die Kommunikationsverbindung eine beliebige Kombination verschiedener Typen von verdrahteten und/oder drahtlosen Verbindungen aufweisen, eine beliebige Kombination von einer oder mehrerer Arten von Netzwerken aufweisen und/oder eine beliebige Kombination verschiedener Arten von Übertragungstechniken und -Protokollen nutzen.

[0060] Das Computersystem 102 kann Daten, wie beispielsweise Kolbenmaschinen(KM)-Öltemperaturdaten 60, KM-Ölverunreinigungsdaten 80 und/oder KM-Ölfrequenzdaten 90, unter Verwendung einer beliebigen Lösung erhalten oder liefern. Das Computersystem 102 kann KM-Öltemperaturdaten 60, KM-Ölverunreinigungsdaten 80 und/oder KM-Ölfrequenzdaten 90 aus einem oder mehreren Datenspeichern generieren, KM-Öltemperaturdaten 60, KM-Ölverunreinigungsdaten 80 und/oder KM-Ölfrequenzdaten 90 von einem anderen System, wie beispielsweise der Kolbenmaschine 118, dem Ölsensorsystem 150 und/oder dem Benutzer 112, empfangen, KM-Öltemperaturdaten 60, KM-Ölverunreinigungsdaten 80 und/oder KM-Ölfrequenzdaten 90 zu einem anderen System senden, etc.

[0061] Während die Erfindung hierin als ein Verfahren und System zur Überwachung eines Schmieröls aus einer Kolbenmaschine veranschaulicht und beschrieben ist, wird verstanden, dass Aspekte der Erfindung ferner verschiedene alternative Ausführungsformen ergeben. Zum Beispiel ergibt die Erfindung in einer Ausführungsform ein Computerprogramm, das auf wenigstens einem Computer lesbaren Medium festgelegt ist und das, wenn es ausgeführt wird, ein Computersystem in die Lage versetzt, ein Schmieröl aus einer Kolbenmaschine zu überwachen. Insofern enthält das Computer lesbare Medium einen Programmcode, wie beispielsweise das Überwachungssystem 114 (Fig. 4 ), der einen Teil oder die Gesamtheit der hierin beschriebenen Prozesse und/oder Ausführungsformen implementiert. Es wird verstanden, dass der Ausdruck «Computer lesbares Medium» eine oder mehrere von einer beliebigen Art eines greifbaren Ausdrucksmediums umfasst, wie es nun bekannt oder künftig entwickelt wird, von dem eine Kopie des Programmcodes durch eine Rechenvorrichtung wahrgenommen, reproduziert oder in sonstiger Weise übertragen werden kann. Zum Beispiel kann das Computer lesbare Medium aufweisen: einen oder mehrere tragbare Speicherherstellungsartikel; eine oder mehrere Memory/Speicher-Komponenten einer Rechenvorrichtung; Papier; etc.

[0062] In einer weiteren Ausführungsform ergibt die Erfindung ein Verfahren zur Bereitstellung einer Kopie eines Programmcodes, wie beispielsweise des Überwachungssystems 114 (Fig. 4 ), der einen Teil oder die Gesamtheit eines hierin beschriebenen Prozesses implementiert. In diesem Fall kann ein Computersystem eine Kopie des Programmcodes verarbeiten, der einen Teil oder die Gesamtheit eines hierin beschriebenen Prozesses implementiert, um einen Satz Datensignale, dessen eine oder mehrere Eigenschaften festgelegt und/oder in einer Weise verändert sind, um eine Kopie des Programmcodes in dem Satz Datensignale zu kodieren, zu erzeugen und für einen Empfang an einer zweiten, unterschiedlichen Stelle zu übertragen. In ähnlicher Weise ergibt eine Ausführungsform der Erfindung ein Verfahren zur Akquirierung einer Kopie eines Programmcodes, der einen Teil oder die Gesamtheit eines hierin beschriebenen Prozesses implementiert, was umfasst, dass ein Computersystem den Satz Datensignale, wie hierin beschrieben, empfängt und den Satz Datensignale in eine Kopie des Computerprogramms umsetzt, die in wenigstens einem Computer lesbaren Medium festgelegt wird. In jedem Fall kann der Satz Datensignale unter Verwendung einer beliebigen Art einer Kommunikationsverbindung übertragen / empfangen werden.

[0063] In einer noch weiteren Ausführungsform ergibt die Erfindung ein Verfahren zum Überwachen eines Kolbenmaschinenschmieröls. In diesem Fall kann ein Computersystem, wie beispielsweise das Computersystem 102 (Fig. 4 ) erhalten (z.B. erzeugt, aufrechterhalten, verfügbar gemacht, etc.) werden, und es kann bzw. können eine oder mehrere Komponenten zur Durchführung eines hierin beschriebenen Prozesses erhalten (z.B. erzeugt, erworben, verwendet, modifiziert, etc.) und für das Computersystem eingesetzt werden. Insofern kann der Einsatz eines oder mehrere der folgenden aufweisen: (1) Installieren des Programmcodes auf einer Rechenvorrichtung; (2) Hinzufügen einer oder mehrerer Rechen- und/oder E/A-Vorrichtungen zu dem Computersystem; (3) Aufnehmen und/oder Modifizieren des Computersystems, um dieses in die Lage zu versetzen, einen hierin beschriebenen Prozess auszuführen; etc.

[0064] In jedem Fall ist der technische Effekt verschiedener Ausführungsformen der Erfindung, einschliesslich z.B. des Überwachungssystems 114, die Überwachung eines Schmieröls aus einer Kolbenmaschine 118. Es wird verstanden, dass gemäss verschiedenen Ausführungsformen das Überwachungssystem 114 zur Überwachung eines Schmieröls in mehreren unterschiedlichen Kolbenmaschinensystemen, ähnlich der Kolbenmaschine 118, umgesetzt werden könnte.

[0065] Verschiedene weitere Ausführungsformen können eine Kolbenmaschinenschmierölüberwachungsvorrichtung enthalten, die eine oder mehrere Komponenten des Überwachungssystems 114 (und zugehörige Funktionalität) gemeinsam mit dem Ölsensorsystem 150 enthalten kann. Die Kolbenmaschinenschmierölüberwachungsvorrichtung kann konfiguriert sein, um in nicht invasiver Weise einen Zustand oder mehrere Zustände des Kolbenmaschinenschmieröls zu überwachen. In einigen Fällen kann die Kolbenmaschinenschmierölüberwachungsvorrichtung (und insbesondere das Ölsensorsystem 150) einen oder mehrere Parameter des Kolbenmaschinenschmieröls überwachen, zu denen einschliesslich, jedoch nicht darauf beschränkt, gehören: eine Partikelzahl nach der internationalen Organisation für Normung (ISO), eine Eisenmaterialpartikelzahl, ein Wassergehalt und/oder ein chemischer Zerfall.

[0066] In verschiedenen Ausführungsformen kann die Kolbenmaschinenschmierölüberwachungsvorrichtung diese Parameter kontinuierlich überwachen und diese Parameter mit zulässigen Schwellen (z.B. Werten oder Bereichen) vergleichen um festzustellen, ob das Kolbenmaschinenschmieröl ein gewünschtes Niveau aufweist. Die Kolbenmaschinenschmierölüberwachungsvorrichtung kann eine Schnittstelle, z.B. eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS), enthalten, um eine oder mehrere Warnungen zu liefern, wenn der (die) bestimmte(n) Parameter des Kolbenmaschinenschmieröls um eine inakzeptable Schwelle / einen inakzeptablen Bereich abweichen, sich einer inakzeptablen Schwelle / einem inakzeptablen Bereich annähern und/oder zu einer inakzeptablen Schwelle / einem inakzeptablen Bereich hin tendieren.

[0067] In einigen Fällen kann die Kolbenmaschinenschmierölüberwachungsvorrichtung an der Kolbenmaschine 118 montiert oder in sonstiger Weise mit dieser verbunden sein. In anderen Fällen ist die Kolbenmaschinenschmierölüberwachungsvorrichtung in der Nähe der Kolbenmaschine 118 angeordnet, um eine Echtzeitüberwachung des Zustands des Kolbenmaschinenschmieröls zu ermöglichen.

[0068] In verschiedenen Ausführungsformen kann die Kolbenmaschinenschmierölüberwachungsvorrichtung mit dem bestehenden Schmierölvorratsbehälter in der Kolbenmaschine strömungsmässig verbunden sein. In einigen bestimmten Ausführungsformen ist die Kolbenmaschinenschmierölüberwachungsvorrichtung mit dem Rücklaufleitungsablassabschnitt des Kolbenmaschinenölvorratsbehälters strömungsmässig verbunden. In einigen Fällen enthält die Kolbenmaschinenschmierölüberwachungsvorrichtung eine Ölversorgungsleitung zur Entnahme von Öl aus dem Vorratsbehälter und eine Ablassleitung zur Ableitung getesteten Öls zurück zu dem Vorratsbehälter. Die Vorrichtung kann ferner eine Halterung zur Montage auf dem Vorratsbehälter oder einem nahegelegenen Abschnitt der Maschine enthalten.

[0069] Fig. 5 und 6 zeigen eine schematische Vorderansicht bzw. perspektivische Teilansicht einer Kolbenmaschinenschmierölüberwachungsvorrichtung (Vorrichtung) 500 gemäss verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung. Es wird verstanden, dass die Vorrichtung 500 ein Teil eines Ölsensorsystems 150 (Fig. 4 ) sein kann. D.h., das Ölsensorsystem 150 kann eine Vorrichtung 150 enthalten, die unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 gezeigt und beschrieben ist. Fig. 5 zeigt die Vorrichtung 500, wie sie einen Gehäuseteil 502 mit einem Gehäuse 504 über einer Grundplatte 506 und einem Rückwandträger 508 (Fig. 6 ) enthält. Fig. 5 veranschaulicht ferner eine Halterung 510, die mit dem Gehäuseteil 502 verbunden ist. Fig. 6 zeigt die Vorrichtung 500 in perspektivischer Ansicht ohne das Gehäuse 504 und veranschaulicht eine Öleinlassleitung 512, eine Ölpumpe 514, eine innere Leitung 516, eine Ölanalyseeinrichtung 518 und eine Ablassleitung 520. Vielfältige Komponenten, die in Bezug auf die Vorrichtung 500 beschrieben sind, können aus herkömmlichen Materialien erzeugt sein, die in der Technik bekannt sind, z.B. aus Metallen, wie beispielsweise Stahl, Kupfer, Aluminium, Legierungen, Verbundstoffen, etc.

[0070] Unter Bezugnahme auf sowohl Fig. 5 als auch Fig. 6 kann die Kolbenmaschinenschmierölüberwachungsvorrichtung (Vorrichtung) 500 in einigen bestimmten Ausführungsformen enthalten:

[0071] Ein Gehäuseteil 502, das eine Grundplatte 506 und einen Rückwandträger 508 enthält, die aus einem Metallblech oder einem anderen geeigneten Verbundwerkstoff ausgebildet sein können. Das Gehäuseteil 502 kann ferner ein Gehäuse 504 enthalten, das mit der Grundplatte 506 und dem Rückwandträger 508 verbunden ist, wie in Fig. 5 veranschaulicht. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Gehäuse eine Schnittstelle 526, z.B. eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle (MMS), enthalten, die eine Anzeige 528 (z.B. einen berührungsempfindlichen Bildschirm, eine digitale oder sonstige Anzeige) enthalten kann. In einigen Fällen kann die Schnittstelle 526 eine oder mehrere Warnanzeige(n) 530 enthalten, die eine oder mehrere Leuchten (z.B. LEDs), akustische Anzeigeeinrichtungen und/oder tastbare Anzeigeeinrichtungen zur Anzeige, dass ein Zustand des getesteten Öls sich einem unerwünschten Niveau (z.B. Bereich) nähert, angenähert hat oder annähern könnte, enthalten kann bzw. können.

[0072] Das Gehäuseteil 502 kann ferner eine Öleinlassleitung 512 enthalten, die mit der Grundplatte 506 verbunden ist und sich durch die Grundplatte 506 erstreckt. Die Öleinlassleitung 512 kann mit dem Ölvorratsbehälter der Kolbenmaschine (Vorratsbehälter) 540 strömungsmässig verbunden sein und ist konfiguriert, um Öl aus dem Vorratsbehälter 540 zu entnehmen. Ferner ist (in Fig. 6 ) veranschaulicht, dass das Gehäuseteil 502 eine Ölpumpe 514 enthalten kann, die im Wesentlichen im Inneren des Gehäuses 504 enthalten und mit der Öleinlassleitung 512 strömungsmässig verbunden ist. Die Pumpe 514 kann einen Pumpendruck zum Ansaugen des Öls aus dem Vorratsbehälter 540 durch die Öleinlassleitung 512 hindurch (und oberhalb der Grundplatte 506) bereitstellen. Das Gehäuseteil 502 kann ferner eine innere Leitung 516 enthalten, die mit der Ölpumpe 514 (an einem Auslass der Pumpe 514) und der Einlassleitung 512 strömungsmässig verbunden ist. Die innere Leitung 516 ist konfiguriert, um eingesaugtes Öl von der Pumpe 514 aufzunehmen. Das Gehäuseteil 502 kann ferner eine Ölanalyseeinrichtung 518 enthalten, die mit der inneren Leitung 516 strömungsmässig verbunden ist, wobei die Ölanalyseeinrichtung 518 eine charakteristische Eigenschaft des eingesaugten Kolbenmaschinenschmieröls (z.B. eine Partikelzahl / ISO-Niveau, eine Eisenpartikelzahl, einen Wassergehalt, eine Temperatur und/oder eine Dielektrizitätskonstante) misst. Ferner ist veranschaulicht, dass das Gehäuseteil 502 eine Ablassleitung 520 enthalten kann, die mit der Ölanalyseeinrichtung 518 strömungsmässig verbunden ist, sich durch die Grundplatte 506 hindurch erstreckt und mit dem Vorratsbehälter 540 strömungsmässig verbunden ist. Die Ablassleitung 520 ermöglicht ein Ableiten getesteten Öls zurück zu dem Vorratsbehälter 540.

[0073] Die Vorrichtung 500 kann ferner eine Halterung 570 enthalten, die mit dem Gehäuseteil 502 verbunden ist. Die Halterung 510 kann gestaltet (bemessen und/oder geformt) sein, um mit dem Ölvorratsbehälter 540 der Kolbenmaschine 118 (Fig. 4 ) verbunden zu sein.

[0074] In verschiedenen Ausführungsformen ist die Grundplatte 506 konfiguriert, um vertikal nach unten zu weisen, z.B. senkrecht zu der vertikalen Achse (y) zu verlaufen. Dies kann der Ablassleitung 560 ermöglichen, Gravitationskräfte zu nutzen, um das getestete Schmieröl zu dem Vorratsbehälter 540 zurück abzuleiten. In diesen Fällen liegt die Grundplatte 506 über dem Vorratsbehälter 540.

[0075] In einigen bestimmten Ausführungsformen enthält die Halterung 510 ein L-förmiges Element 572, das ein sich vertikal erstreckendes Rückenteil 574, das mit dem Gehäuseteil 502 verbunden ist, und eine sich horizontal erstreckende Basis 576 enthält. Die sich horizontal erstreckende Basis 576 kann auf dem Ölvorratsbehälter 540 der Kolbenmaschine 118 (Fig. 4 ) montierbar sein.

[0076] Es wird verstanden, dass die Vorrichtung 500 durch eine Energieeinheit, z.B. eine Batterieenergieeinheit, und/oder eine direkte Wechselstrom(AC)-Verbindung mit einer oder mehreren Energiequellen der Kolbenmaschine 118 mit Energie versorgt sein kann.

[0077] Während eines Betriebs ist die Vorrichtung 500 eingerichtet, um Vorratsöl aus dem Ölvorratsbehälter 540 über die Einlassleitung 512 zu entnehmen (wobei die Pumpe 514 den Druck liefert, um das Vorratsöl vertikal nach oben anzusaugen), dieses entnommene Öl durch die innere Leitung 516 zu pumpen und das Öl zu der Analyseeinrichtung 518 zum Testen zu liefern, bevor das Öl über die Ablassleitung 520 zu dem Vorratsbehälter 514 zurück ausgegeben wird. In verschiedenen Ausführungsformen entleert die Ablassleitung 520 zu einem anderen Abschnitt 580 des Vorratsbehälters 540 als dem Abschnitt 582, der mit der Einlassleitung 512 gekoppelt ist. In einigen Fällen weist der Vorratsbehälter 540 einen im Wesentlichen kontinuierlichen Strömungsweg auf, der von der Entnahmestelle 582 zu der Ablassstelle 580 hin verläuft, was bedeutet, dass neues Öl kontinuierlich aus der Kolbenmaschine 118 in den Vorratsbehälter 540 eintritt, den Vorratsbehälter 540 durchströmt (und von der Vorrichtung 500 getestet wird) und in die Maschine wieder eintritt.

[0078] In verschiedenen Ausführungsformen können Komponenten, die als miteinander «verbunden» beschrieben sind, entlang einer oder mehrerer Verbindungsstellen zusammengefügt sein. In einigen Ausführungsformen können diese Verbindungsstellen Verbindungen zwischen verschiedenen Komponenten umfassen, und in anderen Fällen können diese Verbindungsstellen eine fest und/oder integral ausgebildete Zwischenverbindung umfassen. Das heisst, in einigen Fällen können Komponenten, die miteinander «verbunden» sind, gleichzeitig erzeugt sein, um ein einziges durchgehendes Element zu bilden. Jedoch können diese verbundenen Komponenten in anderen Ausführungsformen als gesonderte Elemente erzeugt und mittels bekannter Prozesse (z.B. durch Befestigung, Ultraschallschweissen, Verklebung) zusammengefügt sein.

[0079] Wenn ein Element oder eine Schicht derart bezeichnet wird, dass es bzw. sie sich «auf» einem anderen Element oder einer anderen Schicht befindet, mit einem anderen Element oder einer anderen Schicht «in Eingriff steht», «verbunden ist» oder «gekoppelt ist», kann es bzw. sie auf dem anderen Element oder der anderen Schicht unmittelbar liegen, mit dem anderen Element oder der anderen Schicht unmittelbar in Eingriff stehen, verbunden oder gekoppelt sein, oder es können dazwischen liegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Im Unterschied hierzu können, wenn ein Element derart bezeichnet wird, dass es sich «unmittelbar auf» einem anderen Element oder einer anderen Schicht befindet, mit einem anderen Element oder einer anderen Schicht «unmittelbar in Eingriff steht», «unmittelbar verbunden ist» oder «unmittelbar gekoppelt ist», keine dazwischen liegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Andere Wörter, die verwendet werden, um die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben, sollten in gleicher Weise interpretiert werden (z.B. «zwischen» im Vergleich zu «unmittelbar zwischen», «neben» im Vergleich zu «unmittelbar neben», etc.). In dem hierin verwendeten Sinne umfasst der Ausdruck «und/oder» beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen gelisteten Elemente.

[0080] Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll für die Offenbarung nicht beschränkend sein. In dem hierin verwendeten Sinne sollen die Singularformen «ein», «eine» und «der», «die» und «das» auch die Pluralformen umfassen, sofern aus dem Kontext nicht klar das Gegenteil hervorgeht. Es wird ferner verstanden, dass die Ausdrücke «aufweist» und/oder «aufweisend», wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, die Gegenwart der angegebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, jedoch die Gegenwart oder Aufnahme eines/einer oder mehrerer weiterer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder deren Gruppen nicht ausschliessen.

[0081] Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschliesslich der besten Ausführungsart, zu offenbaren und auch um jeden Fachmann auf dem Gebiet zu befähigen, die Erfindung in die Praxis umzusetzen, wozu die Schaffung und Verwendung jeglicher Vorrichtungen oder Systeme und die Durchführung jeglicher enthaltener Verfahren gehören. Der patentierbare Umfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele enthalten, die Fachleuten auf dem Gebiet einfallen. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Umfang der Ansprüche enthalten sein, wenn sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich von dem Wortsinn der Ansprüche nicht unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit gegenüber dem Wortsinn der Ansprüche unwesentlichen Unterschieden enthalten.

[0082] Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung enthalten ein System 102, das aufweist: wenigstens eine Rechenvorrichtung 24, die dazu eingerichtet ist, ein Schmieröl aus einer Kolbenmaschine 118 zu überwachen, indem sie Aktionen ausführt, zu denen gehören: Bestimmung einer anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl aus der Kolbenmaschine 118; Bestimmung einer temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl auf der Basis einer Temperaturmessung des Schmieröls; Berechnung eines Verunreinigungsfaktors des Schmieröls auf der Basis einer Verunreinigungsstichprobe des Schmieröls; Bestimmung einer aktualisierten idealen Lebensdauer, die für das Schmieröl verbleibt, auf der Basis des Verunreinigungsfaktors, der anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer und der temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer; und Bestimmung einer tatsächlichen Lebensdauer, die für das Schmieröl verbleibt, auf der Basis der aktualisierten idealen verbleibenden Lebensdauer und eines Lebensdauerverlustfaktors.

TEILELISTE:

[0083] Rechenvorrichtung 24 Öltemperaturdaten 60 Ölverunreinigungsdaten 80 Ölfrequenzdaten 90 Umgebung 101 Computersystem 102 Verarbeitungskomponente 104 Speicherkomponente 106 Eingabe/Ausgabe(E/A)-Komponente 108 Kommunikationsweg 110 Systembenutzer 112 Überwachungssystem 114 Kolbenmaschine 118 Rechenvorrichtung 124 Module 132 Ölsensorsystem 150 Schmierölüberwachungsvorrichtung 500 Gehäuseteil 502 Gehäuse 504 Grundplatte 506 Rückwandträger 508 Halterung 510 Öleinlassleitung 512 Ölpumpe 514 Innere Leitung 516 Ölanalyseeinrichtung 518 Ablassleitung 520 Schnittstelle 526 Anzeige 528 Warnanzeige(n) 530 Maschinenölvorratsbehälter (Vorratsbehälter) 540 Leitung 560 Halterung 570 L-förmiges Element 572 Rückenteil 574 Basis 576 Abschnitt 580 Abschnitt 582

Claims (10)

1. System (102), das aufweist: wenigstens eine Rechenvorrichtung (24), die eingerichtet ist, um ein Schmieröl aus einer Kolbenmaschine (118) durch Durchführung von Aktionen zu analysieren, zu denen gehören: Bestimmung einer anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl aus der Kolbenmaschine (118); Bestimmung einer temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl auf der Basis einer Temperaturmessung des Schmieröls; Berechnung eines Verunreinigungsfaktors des Schmieröls auf der Basis einer Verunreinigungsstichprobe des Schmieröls; Bestimmung einer aktualisierten idealen Lebensdauer, die für das Schmieröl verbleibt, auf der Basis des Verunreinigungsfaktors, der anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer und der temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer; und Bestimmung einer tatsächlichen Lebensdauer, die für das Schmieröl verbleibt, auf der Basis der aktualisierten idealen verbleibenden Lebensdauer und eines Lebensdauerverlustfaktors.

2. System (102) nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Rechenvorrichtung (24) ferner dazu eingerichtet ist, den Lebensdauerverlustfaktor wie folgt zu bestimmen: Lebensdauerverlustfaktor = [anfängliche ideale verbleibende Lebensdauer: temperaturbasierte verbleibende Lebensdauer] x Verunreinigungsfaktor.

3. System (102) nach Anspruch 2, wobei die wenigstens eine Rechenvorrichtung (24) ferner dazu eingerichtet ist, eine verstrichene Zeitdauer zwischen Stichprobeentnahmen des Schmieröls auf der Basis einer Stichprobenfrequenz des Schmieröls zu bestimmen.

4. System (102) nach Anspruch 3, wobei die Bestimmung der tatsächlichen verbleibenden Lebensdauer eine Bestimmung eines tatsächlichen Lebensdauerverlustes wie folgt enthält: tatsächlicher Lebensdauerverlust = Lebensdauerverlustfaktor x Stichprobefrequenz des Schmieröls, wobei die Bestimmung der aktualisierten idealen verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl vorzugsweise eine Berechnung der aktualisierten idealen verbleibenden Lebensdauer wie folgt enthält: aktualisierte ideale verbleibende Lebensdauer = anfängliche ideale verbleibende Lebensdauer – tatsächlicher Lebensdauerverlust.

5. System (102) nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, wobei die Bestimmung der tatsächlichen verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl eine Berechnung der tatsächlichen verbleibenden Lebensdauer wie folgt enthält: tatsächliche verbleibende Lebensdauer = aktualisierte ideale verbleibende Lebensdauer / Lebensdauerverlustfaktor.

6. System (102) nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, wobei die temperaturbasierte verbleibende Lebensdauer für das Schmieröl auf der Basis einer Arrhenius-Reaktionsgeschwindigkeit des Schmieröls berechnet wird; und/oder wobei der Verunreinigungsfaktor auf der Basis einer Messung von wenigstens einer der folgenden Eigenschaften des Schmieröls berechnet wird: Eisenpartikelzahl, Wassergehalt, Dielektrizitätskonstante oder Partikelzahl gemäss einem Niveau der internationalen Organisation für Normung (ISO).

7. System (102) nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, das ferner ein Ölsensorsystem (150) aufweist, das mit der wenigstens einen Rechenvorrichtung (24) verbunden ist, wobei das Ölsensorsystem (150) für eine Stichprobenentnahme des Schmieröls vorgesehen ist, wobei der Verunreinigungsfaktor auf der Basis einer gemittelten ISO(internationalen Organisation für Normung)-Niveau-Partikelzahl berechnet wird, die durch Mittelung mehrerer der ISO-Niveau-Partikelzahlen für das Schmieröl berechnet wird.

8. Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode aufweist, der, wenn er durch eine Rechenvorrichtung (24) ausgeführt wird, die wenigstens eine Rechenvorrichtung (24) veranlasst, ein Schmieröl aus einer Kolbenmaschine (118) durch Durchführung von Aktionen zu überwachen, zu denen gehören: Bestimmung einer anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl aus der Kolbenmaschine; Bestimmung einer temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl auf der Basis einer Temperaturmessung des Schmieröls; Berechnung eines Verunreinigungsfaktors des Schmieröls auf der Basis einer Verunreinigungsstichprobe des Schmieröls; Bestimmung einer aktualisierten idealen Lebensdauer, die für das Schmieröl verbleibt, auf der Basis des Verunreinigungsfaktors, der anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer und der temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer; und Bestimmung einer tatsächlichen für das Schmieröl verbleibenden Lebensdauer auf der Basis der aktualisierten idealen verbleibenden Lebensdauer und eines Lebensdauerverlustfaktors.

9. System, das aufweist: wenigstens eine Rechenvorrichtung (24), die eingerichtet ist, um ein Schmieröl aus einer Kolbenmaschine (118) durch Durchführung von Aktionen zu analysieren, zu denen gehören: Vorhersage einer anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl aus der Kolbenmaschine (118); Bestimmung einer temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer des Schmieröls auf der Basis einer gemessenen Temperatur des Schmieröls; Bestimmung eines Verunreinigungsfaktors des Schmieröls auf der Basis eines gemessenen Verunreinigungsgrads des Schmieröls; Bestimmung eines Lebensdauerverlustfaktors des Schmieröls auf der Basis der anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer, der temperaturbasierten verbleibenden Lebensdauer und des Verunreinigungsfaktors; Bestimmung einer Lebensdauerverlustmenge von dem Schmieröl auf der Basis des Lebensdauerverlustfaktors und einer Stichprobenfrequenz des Schmieröls; Berechnung einer verfeinerten idealen verbleibenden Lebensdauer für das Schmieröl auf der Basis der Lebensdauerverlustmenge und der anfänglichen idealen verbleibenden Lebensdauer; und Vorhersagen einer tatsächlichen verbleibenden Lebensdauer des Schmieröls auf der Basis der verfeinerten idealen verbleibenden Lebensdauer und des Lebensdauerverlustfaktors.

10. System nach Anspruch 9, wobei die gemessene Temperatur des Schmieröls an einer gemeinsamen Stelle an der Ölquelle wie der gemessene Verunreinigungsgrad gemessen wird; und/oder wobei die gemessene Temperatur des Schmieröls im Wesentlichen zur selben Zeit wie der gemessene Verunreinigungsgrad gemessen wird.