DE102014225127A1 - Electric air detection system for a liquid - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Buchse (1) zum Feststellen des Begasungszustands eines flüssigen Ladungsträgers, wobei die Buchse zum Durchleiten des Ladungsträgers eine Öffnung (2) aufweist, wobei die Öffnung (2) einen Einsatz (3) aufweist, der als Kondensator (12, 13) ausgebildet ist.The invention relates to a bushing (1) for detecting the gassing state of a liquid charge carrier, wherein the bushing for passing through the charge carrier has an opening (2), wherein the opening (2) has an insert (3) serving as a capacitor (12, 13 ) is trained.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Buchse zum Feststellen des Begasungszustands eines flüssigen Ladungsträgers, wie einer dielektrischen Flüssigkeit, etwa einem (Motor-)Öl, wobei die Buchse zum Durchleiten des Ladungsträgers eine Öffnung aufweist.The invention relates to a socket for detecting the gassing state of a liquid charge carrier, such as a dielectric fluid, such as a (motor) oil, wherein the socket for passing the charge carrier has an opening.

Die vorliegende Erfindung betrifft also ein System, das die Luftabsorption in einem Fluid feststellt.The present invention thus relates to a system which detects air absorption in a fluid.

Benachbarter Stand der Technik ist aus diversen Druckschriften bekannt. So offenbart die WO 2008147495 A1 ein System bestehend aus einem Behälter für Fluide, einer Lichtquelle, die innerhalb des Behälters Licht ausstrahlt und einem Lichtempfänger, der Licht empfängt, das durch das Fluid scheint. Das Luftabsorptionsmesssystem besitzt zudem eine Steuerung, die den Grad an Luftabsorption im Fluid basierend auf dem empfangenen Licht bestimmt.Neighboring prior art is known from various publications. So revealed the WO 2008147495 A1 a system consisting of a container for fluids, a light source that emits light within the container, and a light receiver that receives light that shines through the fluid. The air absorption measurement system also has a controller that determines the degree of air absorption in the fluid based on the received light.

Die US 8473185 B2 offenbart ein Motorsteuerungssystem, das ein Bestimmungsmodul und ein Erkennungsmodul enthält. Das Bestimmungsmodul bestimmt eine Motorvibrationsfrequenz mit Hilfe eines am Motor angebrachten Vibrationssensors, der die Kurbelwellenposition entsprechend der Vibration bestimmt. Das Erkennungsmodul erkennt die Luftabsorption im Öl und Ölmangel, wenn Frequenz und Kurbelwellenposition vorbestimmte Schwellenwerte überschreiten.The US 8473185 B2 discloses an engine control system including a determination module and a detection module. The determination module determines an engine vibration frequency by means of a vibration sensor attached to the engine, which determines the crankshaft position corresponding to the vibration. The detection module detects the air absorption in the oil and oil shortage when frequency and crankshaft position exceed predetermined thresholds.

Die DE 102005029824 A1 offenbart eine Vorrichtung die eine Ölleitung aufweist, die mit einer am Motor angebrachten Hydraulikpumpe und einem Ölkorridor in einem Zylinderblock des Motors verbunden ist. An der Ölleitung befinden sich Dichte-, Druck- und Temperatursensoren. Ein Prozessor berechnet die Luftabsorption im Öl basierend auf den gemessenen Eigenschaften.The DE 102005029824 A1 discloses a device having an oil line connected to a motor-mounted hydraulic pump and an oil passage in a cylinder block of the engine. There are density, pressure and temperature sensors on the oil line. A processor calculates the air absorption in the oil based on the measured properties.

Die US 6758187 B2 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Luftabsorptionsgrades eines Fluids, wie beispielsweise Motoröl, wodurch ein aggressiverer Betrieb des Aktuators mit nur wenigen Einschränkungen bei der Ablaufplanung ermöglicht wird. Sie überwacht die Motordrehzahl und die Temperatur des Fuids und bestimmt eine erste und eine zweite Stellung des Motors relativ zu einer ersten und zweiten Achse und bestimmt basierend auf diesen Faktoren einen Luftabsorptionsgrad des Fluids. Das Verfahren bestimmt einen Arbeitsbereich des Aktuators basierend auf dem Luftabsorptionsgrad und ermöglicht daraufhin den Betrieb des fluidbetriebenen Aktuators innerhalb des Arbeitsbereichs.The US Pat. No. 6,758,187 B2 discloses a method and apparatus for determining the degree of air absorption of a fluid, such as engine oil, thereby enabling more aggressive operation of the actuator with only a few scheduling limitations. It monitors the engine speed and the temperature of the fluid and determines first and second positions of the engine relative to first and second axes and determines an air absorption level of the fluid based on these factors. The method determines a working range of the actuator based on the degree of air absorption and then enables the operation of the fluid operated actuator within the work area.

Die US 4599888 A offenbart ein Gerät, das das Vorhandensein von Luft in einem Fluid wie beispielsweise Öl erkennt. Das Gerät ist ein Kondensator, der aus einer röhrenförmigen Kondensatorplatte gebildet ist, die mit dem Fluidsystem in Serie geschaltet ist, welche die Rolle des Dielektrikums aufweist. Ein länglicher, zylinderförmiger Kondensator ist an der Röhre durch scheibenförmige Abstandsglieder koaxial befestigt. Beide Kontakte sind mit einem Oszillator verbunden, der eine Frequenz aufweist, die von der Kapazität des Kondensators abhängt. Die Kapazität variiert proportional zu der Menge an Luft, die im Dieletrikum enthalten ist, wodurch die Frequenz des Oszillators variiert. Die Ausgabe des Oszillators ist mit einer Anzeigeschaltung verbunden, um die Oszillatorfrequenz anzuzeigen und so wiederum die Menge an Luft im Dielektrikum.The US 4599888 A discloses a device that detects the presence of air in a fluid, such as oil. The device is a capacitor formed from a tubular capacitor plate connected in series with the fluid system having the role of the dielectric. An elongate cylindrical condenser is coaxially attached to the tube by disc-shaped spacers. Both contacts are connected to an oscillator having a frequency that depends on the capacitance of the capacitor. The capacitance varies in proportion to the amount of air contained in the dielectric, which varies the frequency of the oscillator. The output of the oscillator is connected to a display circuit to indicate the oscillator frequency and, in turn, the amount of air in the dielectric.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik abzustellen, oder zumindest zu mindern. Insbesondere soll ein effizientes System oder ein einfaches Bauteil zum Feststellen des Begasungszustands eines flüssigen Ladungsträgers zur Verfügung gestellt werden. Das System soll empfindlich, präzise aber gut kalibriert sein.It is the object of the present invention to eliminate or at least mitigate the disadvantages of the prior art. In particular, an efficient system or a simple component for determining the gassing state of a liquid charge carrier should be made available. The system should be sensitive, accurate but well calibrated.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Öffnung einen Einsatz aufweist, der als Kondensator ausgebildet ist.This object is achieved in that the opening has an insert which is designed as a capacitor.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind auch in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are also claimed in the subclaims and are explained in more detail below.

So ist es von Vorteil, wenn der Einsatz zwei voneinander durch ein elektrisch isolierend wirkendes Material in zwei Einsatzteile aufgeteilt ist.Thus, it is advantageous if the use of two is divided by an electrically insulating acting material into two inserts.

Es ist zweckmäßig, wenn ein Einsatzteil oder beide Einsatzteile am Innenumfang der Öffnung, deren Oberfläche zumindest teilweise defilierend, angeordnet ist/sind.It is expedient for an insert part or both insert parts to be arranged on the inner circumference of the opening, whose surface is at least partially defiling.

Auch ist es von Vorteil, wenn ein Einsatzteil oder beide Einsatzteile teilringförmig ausgebildet ist/sind.It is also advantageous if an insert part or both insert parts is / are part-ring-shaped.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz an einer Stirnfläche oder beiden Stirnflächen von einer vorzugsweise ringförmigen Deckscheibe abgedeckt ist. An advantageous embodiment is also characterized in that the insert is covered on one end face or both end faces of a preferably annular cover plate.

Dabei kann die Deckscheibe als eine Isolationskappe ausgebildet sein.In this case, the cover plate may be formed as an insulation cap.

Die Deckscheibe kann aus Kunststoff hergestellt werden, was die Kosten reduziert.The cover plate can be made of plastic, which reduces costs.

Es ist von Vorteil, wenn die Deckscheibe einen größeren Durchmesser als ein den Einsatz beherbergendes Aufnahmebauteil aufweist. It is advantageous if the cover disk has a larger diameter than a receiving component accommodating the insert.

Auch ist es von Vorteil, wenn die Buchse mit einem Oszilloskop verbunden ist oder verbindbar ist.It is also advantageous if the socket is connected to an oscilloscope or can be connected.

Die Erfindung betrifft letztlich auch ein elektrisches Luftdetektionssystem, wie einen Prüfstand oder ein Kraftfahrzeug, bspw. einen Pkw, einen Lkw oder ein anderes Nutzfahrzeug, mit einer erfindungsgemäßen Buchse.The invention ultimately also relates to an electrical air detection system, such as a test stand or a motor vehicle, for example a car, a truck or another commercial vehicle, with a socket according to the invention.

Um die Funktionalität des Motors und anderer fluidbetriebener Teile zu verbessern, ist es notwendig, die Luftabsorption im Öl zu kennen. Die Luftabsorption im Öl kann Kavitation, Luftabsorption und Schäumen des Motoröls verursachen. Das System kann einfach an verschiedenen Motorteilen angebracht werden, wie zum Beispiel das UniAir System, VCT, indem der Kondensator an der Ölhauptleitung des Motors befestigt wird. Indem die Menge an Luft im Öl mit Hilfe von Schwingungen, die auf einem mit dem Kondensator verbundenen Oszilloskop angezeigt werden, bestimmt wird, kann die Luftabsorption im Öl durch verschiedene Methoden reduziert werden.In order to improve the functionality of the engine and other fluid operated parts, it is necessary to know the air absorption in the oil. The air absorption in the oil can cause cavitation, air absorption and foaming of the engine oil. The system can be easily attached to various engine parts, such as the UniAir system, VCT, by attaching the condenser to the engine oil main. By determining the amount of air in the oil by means of oscillations displayed on an oscilloscope connected to the condenser, the air absorption in the oil can be reduced by various methods.

In der Anfangsphase wird ein Kondensator C1 nicht geladen – die Spannung an zwei Kontakten ist 0 V und die Ausgangsspannung an einem anderen Kontakt ist 0 V. Der Kondensator C1 startet den Ladevorgang durch Widerstände R1 und R2. Wenn die Spannung an C1 auf 2/3 der Betriebsspannung angestiegen ist, wird die Ausgangsspannung 12 V und der Entladungskontakt wird 0 V. Der Kondensator C1 startet den Entladevorgang durch Widerstand R2. Wenn die Spannung an C1 unter 1/3 der Betriebspannung fällt, wird die Ausgangsspannung 0 V und der Kontakt wird von 0 V getrennt. Der Kondensator C1 startet den Ladevorgang erneut durch R1 und R2. Das System oszilliert mit einer Periodendauer T = 2π(R1 + R2)×C1 (im Kondensator C1 sind die Messgrenzwerte des Dielektrikums, εr, zwischen 1, für Luft, und 2,4, für Öl). Die Periodendauer kann auf dem Oszilloskop gemessen werden. Dann wird die Kapazität berechnet. Das Ausgangssignal wird über das Oszilloskop NE555 ausgegeben, das den Kondensator C2 für ein stabilisiertes Signal nutzt. In the initial phase, a capacitor C1 is not charged - the voltage across two contacts is 0V and the output voltage at another contact is 0V. The capacitor C1 starts charging through resistors R1 and R2. When the voltage on C1 has risen to 2/3 of the operating voltage, the output voltage becomes 12 V and the discharge contact becomes 0 V. The capacitor C1 starts the discharging process through resistor R2. When the voltage at C1 drops below 1/3 of the operating voltage, the output voltage becomes 0V and the contact is disconnected from 0V. The capacitor C1 restarts the charging process by R1 and R2. The system oscillates with a period duration T = 2π (R1 + R2) × C1 (in capacitor C1 are the measurement limits of the dielectric, εr, between 1, for air, and 2.4, for oil). The period can be measured on the oscilloscope. Then the capacity is calculated. The output signal is output via the oscilloscope NE555, which uses the capacitor C2 for a stabilized signal.

Die mechanische Lösung besteht aus zwei Polen bestehend aus Kupferplatten, die als zwei halbzylindrische Teile geformt sind und innerhalb einer Ölleitung angebracht sind und mit Plastikabstandstücken befestigt sind. Die Pole sind durch zwei Drähte durch die Ölleitungswände verbunden und durch Isolieraufsätze elektrisch isoliert.The mechanical solution consists of two poles consisting of copper plates, which are shaped as two semi-cylindrical parts and are mounted inside an oil pipe and fixed with plastic spacers. The poles are connected by two wires through the oil line walls and electrically insulated by Isolieraufsätze.

Luftabsorptionserkennungssysteme werden durch Anwendung verschiedener Konstruktionsverfahren umgesetzt, die weithin zur Lufterkennung in verschienen Arten von Fluiden verwendet werden. Die Erfindung kann in allen Fahrzeugen und Maschinen, die Arbeitsflüssigkeit verwenden, bei der Luft Störungen verursachen kann, eingesetzt werden.Air absorption detection systems are implemented using various design techniques that are widely used for air detection in various types of fluids. The invention can be used in all vehicles and machines that use working fluid that can cause disturbances in the air.

Es wird ein elektrisches Luftabsorptionserkennungssystem für Teilelemente von Motoren vorgeschlagen. Die Bestimmung von Luft im Motoröl ist für einen reibungslosen Motorbetrieb unabdingbar. Das System wird an der Ölhauptleitung angebracht, ohne dabei den Ölstrom durch den Motor zu behindern. Das Hauptelement des Systems ist ein zylindrischer Kondensator, durch den das Motoröl fließt.An electric air absorption detection system for engine subassemblies is proposed. The determination of air in engine oil is essential for smooth engine operation. The system attaches to the main oil pipe without obstructing the flow of oil through the engine. The main element of the system is a cylindrical condenser through which the engine oil flows.

Die Erfindung wird nachfolgend auch mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Dabei ist ein erstes Ausführungsbeispiel wiedergegeben. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with the aid of a drawing. In this case, a first embodiment is shown. Show it:

1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Buchse, 1 a cross section through a socket according to the invention,

2 einen Ausschnitt durch die erfindungsgemäße Buchse aus 1, jedoch in einem Längsschnitt, und 2 a section through the socket according to the invention 1 but in a longitudinal section, and

3 eine erfindungsgemäße Schaltung zum Feststellen des Begasungszustands eines flüssigen Ladungsträgers, wie eines dielektrischen Fluides, bspw. eines Motoröls. 3 a circuit according to the invention for detecting the gassing state of a liquid charge carrier, such as a dielectric fluid, for example. An engine oil.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and are only for the understanding of the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Buchse 1 dargestellt. Sie weist eine Öffnung 2 auf, in die ein Einsatz 3 eingesetzt ist. Der Einsatz 3 ist als Kondensator ausgebildet und weist ein erstes Einsatzteil 4 und ein zweites Einsatzteil 5 auf. Die beiden Einsatzteile 4 und 5 sind als Abschnitte eines Hohlzylinders ausgebildet und haben insbesondere eine Teilringform. Die beiden Einsatzteile 4 und 5 bilden Pole 6. Die Pole 6 sind durch Drahtstücke 7 mit einem nicht dargestellten Anschluss verbunden. Die Drahtstücke 7 ragen durch zwei konzentrisch zueinander angeordnete Bauteile, nämlich ein Aufnahmebauteil 8 und eine Deckscheibe 9. Die Drahtstücke 7 können auch daran vorbeigeführt sein. Die Deckscheibe 9 kann als Plastikkappe ausgebildet sein. Es ist ferner ein Abstandsbauteil 10 vorhanden. Dieses ist in einer Ölleitung 11 eingesetzt.In 1 is a socket according to the invention 1 shown. It has an opening 2 on, in which an insert 3 is used. The use 3 is designed as a capacitor and has a first insert part 4 and a second insert 5 on. The two insert parts 4 and 5 are formed as sections of a hollow cylinder and in particular have a partial ring shape. The two insert parts 4 and 5 form poles 6 , The poles 6 are by wire pieces 7 connected to a connector, not shown. The pieces of wire 7 protrude through two concentrically arranged components, namely a receiving component 8th and a cover disk 9 , The pieces of wire 7 can also be passed by it. The cover disk 9 can be designed as a plastic cap. It is also a spacer component 10 available. This is in an oil pipe 11 used.

In 2 ist der Aufbau der Bauteilkombination entlang der Linie II wiedergegeben.In 2 the structure of the component combination is shown along the line II.

In dem Schaltbild nach 3 ist ein erster Kondensator mit dem Bezugszeichen 12 versehen, ein zweiter Kondensator mit dem Bezugszeichen 13 versehen, ein erster Widerstand mit dem Bezugszeichen 14 versehen, ein Auswurfzapfen mit dem Bezugszeichen 15 versehen, ein Widerstand mit dem Bezugszeichen 16 versehen, ein Oszilloskop mit dem Bezugszeichen 17 versehen, ein erster Pin mit dem Bezugszeichen 18 versehen und ein zweiter Pin mit dem Bezugszeichen 19 versehen. Der Ausgang ist mit dem Bezugszeichen 20 versehen. In the diagram after 3 is a first capacitor with the reference numeral 12 provided, a second capacitor by the reference numeral 13 provided, a first resistor with the reference numeral 14 provided, an ejector pin with the reference numeral 15 provided, a resistor with the reference numeral 16 provided, an oscilloscope with the reference numeral 17 provided, a first pin with the reference numeral 18 provided and a second pin with the reference numeral 19 Mistake. The output is denoted by the reference numeral 20 Mistake.

Das Oszilloskop 17 kann als NE555 ausgebildet sein.The oscilloscope 17 can be designed as NE555.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Buchse Rifle
22
Öffnung opening
33
Einsatz commitment
44
erstes Einsatzteil first insert part
55
zweites Einsatzteil second insert
66
Pol pole
77
Drahtstück piece of wire
88th
Aufnahmeteil receiving part
99
Deckscheibe cover disc
1010
Abstandsbauteil spacer member
1111
Ölleitung oil line
1212
erster Kondensator first capacitor
1313
zweiter Kondensator second capacitor
1414
erster Widerstand first resistance
1515
Auswurfzapfen ejector pin
1616
Widerstand resistance
1717
Oszilloskop oscilloscope
1818
erster Pin first pin
1919
zweiter Pin second pin
2020
Ausgang output

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • US 8473185 B2 [0004] US 8473185 B2 [0004]
  • DE 102005029824 A1 [0005] DE 102005029824 A1 [0005]
  • US 6758187 B2 [0006] US Pat. No. 6,758,187 B2 [0006]
  • US 4599888 A [0007] US 4599888 A [0007]

Claims (1)

Buchse (1) zum Feststellen des Begasungszustands eines flüssigen Ladungsträgers, wobei die Buchse zum Durchleiten des Ladungsträgers eine Öffnung (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (2) einen Einsatz (3) aufweist, der als Kondensator (12, 13) ausgebildet ist.Rifle ( 1 ) for determining the gassing state of a liquid charge carrier, wherein the bushing for passing the charge carrier has an opening ( 2 ), characterized in that the opening ( 2 ) an insert ( 3 ), which is used as a capacitor ( 12 . 13 ) is trained.
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