特開 2023-7494 レシプロコンプレッサおよびレシプロコンプレッサを動作させる方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023007494

(43)【公開日】2023-01-18

(54)【発明の名称】レシプロコンプレッサおよびレシプロコンプレッサを動作させる方法

(51)【国際特許分類】

   F04B 49/10 20060101AFI20230111BHJP

【ＦＩ】

F04B49/10 331C

F04B49/10 331Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022102661

(22)【出願日】2022-06-27

(31)【優先権主張番号】A 50536/2021

(32)【優先日】2021-06-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】AT

(71)【出願人】

【識別番号】304033177

【氏名又は名称】ヘルビガー ウィーン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｈｏｅｒｂｉｇｅｒ Ｗｉｅｎ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｓｅｅｓｔａｄｔｓｔｒａｓｓｅ ２５，ＡＴ－１２２０ Ｗｉｅｎ，Ａｕｓｔｒｉａ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】マティアス コアンフェルト

(72)【発明者】

【氏名】ティノ リントナー－ズィルヴェスター

(72)【発明者】

【氏名】ベアンハート フリッツ

【テーマコード（参考）】

3H145

【Ｆターム（参考）】

3H145AA03

3H145AA24

3H145AA25

3H145BA44

3H145CA06

3H145CA21

3H145DA11

3H145EA14

3H145EA26

3H145EA38

3H145EA43

(57)【要約】      （修正有）

【課題】動作に必要な程度まで潤滑剤量を減らすことができる、レシプロコンプレッサおよびレシプロコンプレッサを動作させる方法を提供する。
【解決手段】潤滑剤供給システムには、シリンダ２のシリンダ摺動面における潤滑剤膜１１の潤滑剤膜厚を表す潤滑剤膜－測定量Ｓを検出する少なくとも１つの潤滑剤センサ１５が設けられており、潤滑剤供給システム－制御ユニット１４は、レシプロコンプレッサ１の動作中に潤滑剤供給システムを少なくとも１回、所定の較正動作モードにおいて動作させ、較正動作モードの実行中に検出された潤滑剤膜－測定量に基づいて潤滑剤膜状態値を求めるように構成されており、かつ潤滑剤供給システム－制御ユニットは、較正動作モードの終了後に、レシプロコンプレッサの動作中に、求められた潤滑剤膜状態値に応じて、導入されるべき潤滑剤量を制御するように構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レシプロコンプレッサ（１）用の潤滑剤供給システムであって、
前記潤滑剤供給システムは、前記レシプロコンプレッサ（１）の、内部でピストン（３）が往復運動することができるシリンダ（２）のシリンダ摺動面に潤滑剤を導入し、
導入されるべき潤滑剤量を制御する潤滑剤供給システム－制御ユニット（１４）が設けられている、潤滑剤供給システムにおいて、
前記シリンダ（２）の前記シリンダ摺動面における潤滑剤膜（１１）の潤滑剤膜厚を表す潤滑剤膜－測定量（Ｓ）を検出する少なくとも１つの潤滑剤センサ（１５）が設けられており、
前記潤滑剤供給システム－制御ユニット（１４）は、前記レシプロコンプレッサ（１）の動作中に前記潤滑剤供給システムを少なくとも１回、所定の較正動作モードにおいて動作させ、前記較正動作モードの実行中に検出された前記潤滑剤膜－測定量（Ｓ）に基づいて潤滑剤膜状態値（ＳＺ）を求めるように構成されており、かつ
前記潤滑剤供給システム－制御ユニット（１４）は、前記較正動作モードの終了後に、前記レシプロコンプレッサ（１）の動作中に、求められた前記潤滑剤膜状態値（ＳＺ）に応じて、前記導入されるべき潤滑剤量を制御するように構成されている、
ことを特徴とする、潤滑剤供給システム。

【請求項2】

前記潤滑剤センサ（１５）は超音波センサであり、
前記潤滑剤センサ（１５）の時間分解能は、好ましくは、０．０１°～５°のクランク角度である、請求項１記載の潤滑剤供給システム。

【請求項3】

前記潤滑剤供給システム－制御ユニット（１４）は、前記ピストン（３）のピストンストローク中に、前記ピストン（３）のピストンリング（６ｉ）が前記潤滑剤センサ（１５）のセンサ領域にある時点で検出された、前記潤滑剤膜－測定量（Ｓ）のセンサ値（Ｐｉ）、好ましくは、前記ピストンストローク中に検出された、前記潤滑剤膜－測定量（Ｓ）の極小値を、前記潤滑剤膜状態値（ＳＺ）を求めるために使用するように構成されている、請求項１または２記載の潤滑剤供給システム。

【請求項4】

前記潤滑剤供給システムは、前記シリンダ（２）への前記潤滑剤の断続的な導入を行うように構成されており、好ましくはポンプツーポイントシステムとして、ディバイダ・ブロックシステムとして、またはコモンレールシステムとして構成されており、
前記潤滑剤供給システム－制御ユニット（１４）は、前記潤滑剤の断続的な導入の頻度および／または各注入の注入量を変えることによって、前記潤滑剤量を制御するように構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の潤滑剤供給システム。

【請求項5】

前記潤滑剤供給システム－制御ユニット（１４）は、前記潤滑剤膜状態値（ＳＺ）を更新し、前記潤滑剤量を更新された前記潤滑剤膜状態値（ＳＺ）に合うように調整するために、定められたサイクルで前記較正動作モードを繰り返すように構成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の潤滑剤供給システム。

【請求項6】

前記較正動作モードの持続時間は、少なくとも１０回、好ましくは少なくとも１００回、特に好ましくは少なくとも１０００回の、前記レシプロコンプレッサ（１）のクランクシャフト回転または同等の時間である、請求項１から５までのいずれか１項記載の潤滑剤供給システム。

【請求項7】

前記較正動作モードでは、それぞれ異なる潤滑剤量（Ｍｉ）を伴う少なくとも２つの連続する時間範囲（Ｚｉ）が定められており、
前記潤滑剤供給システム－制御ユニット（１４）は、少なくとも２つの前記時間範囲（Ｚｉ）中に検出された前記潤滑剤膜－測定量（Ｓ）の時間経過において、極大値（Ｐａ＿ｍａｘ）および極小値（Ｐａ＿ｍｉｎ）を求め、ここから、前記潤滑剤量を制御するために、前記潤滑剤膜状態値（ＳＺ）を求めるように構成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の潤滑剤供給システム。

【請求項8】

所定の持続時間を有する第１の時間範囲（Ｚ１）と、前記第１の時間範囲（Ｚ１）に続く、所定の持続時間を有する第２の時間範囲（Ｚ２）とが定められており、
前記第１の時間範囲（Ｚ１）中に導入される前記潤滑剤量（Ｍ１）は、前記シリンダ摺動面において完全に湿った潤滑剤膜が生じるように定められており、前記第２の時間範囲（Ｚ２）中に導入される前記潤滑剤量（Ｍ２）は、前記シリンダ摺動面において乾いた摺動が生じるように定められており、
前記第１の時間範囲（Ｚ１）の前記持続時間は、好ましくは、少なくとも５回のクランクシャフト回転であり、前記第１の時間範囲中に導入される前記潤滑剤量（Ｍ１）は、コンプレッサ製造業者によって設定された潤滑剤量の９０～２００％であり、前記第２の時間範囲（Ｚ２）の前記持続時間は、好ましくは、少なくとも５回のクランクシャフト回転であり、前記第２の時間範囲（Ｚ２）中に導入される前記潤滑剤量（Ｍ２）は、コンプレッサ製造業者によって設定された前記潤滑剤量の０％である、請求項７記載の潤滑剤供給システム。

【請求項9】

前記潤滑剤供給システム－制御ユニット（１４）は、求められた前記極大値（Ｐａ＿ｍａｘ）と求められた前記極小値（Ｐａ＿ｍｉｎ）との間の差値（ΔＰａ）を求め、前記極大値（Ｐａ＿ｍａｘ）と求められた前記差値（ΔＰａ）とから潤滑剤膜境界値（Ｐａ＿ｇｒｅｎｚ）を求め、前記潤滑剤膜境界値（Ｐａ＿ｇｒｅｎｚ）を潤滑剤膜状態値（ＳＺ）として使用するように構成されており、
前記潤滑剤供給システム－制御ユニットは、前記レシプロコンプレッサ（１）の動作中に、前記較正動作モードの終了後に、前記潤滑剤膜－測定量（Ｓ）が前記極小値（Ｐａ＿ｍｉｎ）と前記潤滑剤膜境界値（Ｐａ＿ｇｒｅｎｚ）との間にある潤滑剤供給システム－アクティブ化範囲（１７）にある場合に、前記潤滑剤を導入するように前記潤滑剤供給システムを駆動制御するように構成されている、請求項７または８記載の潤滑剤供給システム。

【請求項10】

前記潤滑剤供給システムに、潤滑剤供給箇所（１２）に供給された潤滑剤量を検出するための潤滑剤量－検出ユニット（１６）が設けられており、
前記潤滑剤供給システム－制御ユニット（１４）は、前記潤滑剤膜センサ（１５）から得られた前記潤滑剤膜－測定量（Ｓ）と、前記潤滑剤量－検出ユニットから得られた前記潤滑剤量とを比較するように構成されており、これによって、前記２つの値を整合性に関して検査することおよび／または前記潤滑剤供給システムの漏れを検出することができる、請求項１から９までのいずれか１項記載の潤滑剤供給システム。

【請求項11】

複数のシリンダ（２）を有するレシプロコンプレッサ（１）であって、
各シリンダ（２）において、それぞれ１つのピストン（３）が往復運動をすることができ、前記複数のシリンダ（２）に潤滑剤を供給する潤滑剤供給システムを有しており、
前記複数のシリンダ（２）にそれぞれ、前記潤滑剤を前記シリンダ（２）のシリンダ摺動面に導入する、少なくとも１つの潤滑剤供給箇所（１２）が設けられている、レシプロコンプレッサ（１）において
前記潤滑剤供給システムは請求項１から１０までのいずれか１項に従って構成されている、
ことを特徴とするレシプロコンプレッサ（１）。

【請求項12】

少なくとも１つのシリンダ（２）に複数の潤滑剤供給箇所（１２）および／または複数の潤滑剤センサ（１５）が設けられており、
好ましくは、複数の潤滑剤供給箇所（１２）および／または複数の潤滑剤センサ（１５）は、前記少なくとも１つのシリンダ（２）の周方向において設けられており、かつ／または複数の潤滑剤供給箇所（１２）および／または複数の潤滑剤センサ（１５）は、前記少なくとも１つのシリンダ（２）の軸線方向において設けられている、請求項１１記載のレシプロコンプレッサ（１）。

【請求項13】

内部でピストン（３）が往復運動する少なくとも１つのシリンダ（２）を備えるレシプロコンプレッサ（１）を動作させる方法であって、
潤滑剤供給システムによって、前記少なくとも１つのシリンダ（２）のシリンダ摺動面に潤滑剤を供給し、
供給される前記潤滑剤の潤滑剤量を、潤滑剤供給システム－制御ユニット（１４）によって制御する、方法において、
少なくとも１つの潤滑剤センサ（１５）を用いて、前記シリンダ（２）の前記シリンダ摺動面における潤滑剤膜（１１）の潤滑剤膜厚を表す潤滑剤膜－測定量（Ｓ）を検出し、
前記潤滑剤供給システムを前記レシプロコンプレッサ（１）の動作中に前記潤滑剤供給システム－制御ユニット（１４）によって少なくとも１回、所定の較正動作モードにおいて動作させ、
前記較正動作モードの実行中に検出された前記潤滑剤膜－測定量（Ｓ）に基づいて潤滑剤膜状態値（ＳＺ）を求め、
前記潤滑剤供給システム－制御ユニット（１４）は、前記較正動作モードの終了後に、前記レシプロコンプレッサ（１）の動作中に、求められた前記潤滑剤膜状態値（ＳＺ）に応じて、導入されるべき前記潤滑剤量を制御する、
ことを特徴とする方法。

【請求項14】

潤滑剤センサ（１５）として超音波センサを使用し、
前記潤滑剤センサの時間分解能は、好ましくは、０．０１°～５°のクランク角度である、請求項１３記載の方法。

【請求項15】

前記ピストン（３）のピストンストローク中に、前記ピストン（３）のピストンリング（６）が前記潤滑剤センサ（１５）の領域にある時点で検出された、前記潤滑剤膜－測定量（Ｓ）のセンサ値（Ｐｉ）、好ましくは、前記ピストンストローク中に検出された、前記潤滑剤膜－測定量（Ｓ）の極小値を、前記潤滑剤膜状態値（ＳＺ）を求めるために使用する、請求項１３または１４記載の方法。

【請求項16】

前記潤滑剤を前記シリンダ（２）へ断続的に導入し、
前記潤滑剤供給システム－制御ユニット（１４）は、前記潤滑剤の断続的な導入の頻度および／または各注入の注入量を変えることによって、前記潤滑剤量を制御する、請求項１３から１５までのいずれか１項記載の方法。

【請求項17】

前記潤滑剤膜状態値（ＳＺ）を更新し、前記潤滑剤量を更新された前記潤滑剤膜状態値（ＳＺ）に合うように調整するために、定められたサイクルで前記較正動作モードを繰り返し、かつ／または前記較正動作モードを、少なくとも１０回、好ましくは少なくとも１００回、特に好ましくは少なくとも１０００回の、前記レシプロコンプレッサ（１）のクランクシャフト回転または同等の時間にわたって実行する、請求項１３から１６までのいずれか１項記載の方法。

【請求項18】

前記較正動作モードにおいて、少なくとも２つの連続する時間範囲（Ｚｉ）において、それぞれ異なる潤滑剤量（Ｍｉ）を前記シリンダ（２）に導入し、
前記潤滑剤供給システム－制御ユニット（１４）は、少なくとも２つの前記時間範囲（Ｚｉ）中に検出された前記潤滑剤膜－測定量（Ｍｉ）の時間経過において、極大値（Ｐａ＿ｍａｘ）および極小値（Ｐａ＿ｍｉｎ）を求め、ここから、前記潤滑剤量を制御するために、前記潤滑剤膜状態値（ＳＺ）を求める、請求項１３から１７までのいずれか１項記載の方法。

【請求項19】

所定の持続時間を有する第１の時間範囲（Ｚ１）と、前記第１の時間範囲（Ｚ１）に続く、所定の持続時間を有する第２の時間範囲（Ｚ２）とを定め、
前記第１の時間範囲（Ｚ１）中に導入される前記潤滑剤量（Ｍ１）を、前記シリンダ摺動面において完全に湿った潤滑剤膜が生じるように定め、前記第２の時間範囲（Ｚ２）中に導入される前記潤滑剤量（Ｍ２）を、前記シリンダ摺動面において乾いた摺動が生じるように定め、
前記第１の時間範囲（Ｚ１）の前記持続時間は、好ましくは、少なくとも５回のクランクシャフト回転であり、前記第１の時間範囲中に導入される前記潤滑剤量（Ｍ１）は、コンプレッサ製造業者によって設定された潤滑剤量の９０～２００％であり、前記第２の時間範囲（Ｚ２）の前記持続時間は、好ましくは、少なくとも５回のクランクシャフト回転であり、前記第２の時間範囲中に導入される前記潤滑剤量（Ｍ２）は、コンプレッサ製造業者によって設定された前記潤滑剤量の０％である、請求項１８記載の方法。

【請求項20】

求められた前記極大値（Ｐａ＿ｍａｘ）と求められた前記極小値（Ｐａ＿ｍｉｎ）との間の差値（ΔＰａ）を求め、前記極大値（Ｐａ＿ｍａｘ）と求められた前記差値（ΔＰａ）とから潤滑剤膜境界値（Ｐａ＿ｇｒｅｎｚ）を求め、前記潤滑剤膜境界値（Ｐａ＿ｇｒｅｎｚ）を潤滑剤膜状態値（ＳＺ）として使用し、
前記潤滑剤供給システム－制御ユニットは、前記較正動作モードの終了後に、前記潤滑剤膜－測定量（Ｓ）が前記極小値（Ｐａ＿ｍｉｎ）と前記潤滑剤膜境界値（Ｐａ＿ｇｒｅｎｚ）との間にある潤滑剤供給システム－アクティブ化範囲（１７）にある場合に、潤滑剤を導入するように前記潤滑剤供給システムを駆動制御する、請求項１８または１９記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レシプロコンプレッサ用の潤滑剤供給システムであって、この潤滑剤供給システムは、レシプロコンプレッサの、内部でピストンが往復運動することができるシリンダのシリンダ摺動面に潤滑剤を導入し、導入されるべき潤滑剤量を制御する潤滑剤供給システム－制御ユニットが設けられている、潤滑剤供給システムに関する。本発明はさらに、潤滑剤供給システムを備えるレシプロコンプレッサ、ならびに内部でピストンが往復運動する少なくとも１つのシリンダを備えるレシプロコンプレッサを動作させる方法であって、潤滑剤供給システムによって、少なくとも１つのシリンダのシリンダ摺動面に潤滑剤が供給され、供給される潤滑剤の潤滑剤量は、潤滑剤供給システム－制御ユニットによって制御される、方法に関する。

【0002】

レシプロ機械、特に潤滑剤が供給されるレシプロコンプレッサでは、シリンダへの確実な潤滑剤供給は、信頼性の高い動作のために極めて重要である。原則として、各シリンダには１つ以上の潤滑剤供給箇所があり、これらの潤滑剤供給箇所を介して、潤滑剤をシリンダに導入することができる。潤滑剤供給箇所には、多くの場合、中央の潤滑剤供給システムによって潤滑剤が供給される。シリンダに潤滑剤を可能な限り正確に調量配分することは、信頼性の高い動作のために不可欠である。潤滑剤の量が少なすぎると、コンプレッサの可動部品、特に、ピストンロッドをシールするピストンリングまたはシールパッキンのパッキンリングにおける摩耗が増加する。摩耗が増加すると、結果として、これらの部品の耐用年数が短くなり、ひいてはコンプレッサの可用性が低下する。逆に、潤滑剤の量が多すぎると、通常は、オイル付着作用に基づいて、コンプレッサバルブ等の部品の耐用年数が短くなり、これとならんで、触媒コンバータ等の、コンプレッサの後に接続されている機器の耐用年数が短くなる。さらに、潤滑剤の量が多いと、当然、潤滑剤の消費に基づいて、動作コストが増加するだけでなく、圧縮されたプロセス流から余分な潤滑剤を除去するために、特別なセパレータ等の付加的な装備が必要になるため、資本投入コストが高くなる。

【0003】

既知の潤滑剤供給システムは、多くの場合、各レシプロ機械用の所定の潤滑剤量に基づいている。これらの所定の潤滑剤量は、典型的に、コンプレッサのタイプ、サイズおよびプロセスパラメータに応じてコンプレッサ製造業者から提供され、経験的なデータもしくは簡略化された計算モデルに基づいている。これらの計算モデルには不確実性があり、コンプレッサのすべての構造様式および動作条件をカバーするために、通常は、相応に控えめに選択されている安全係数が設定されており、したがって、通常は、必要以上の潤滑剤が供給されてしまう。動作時のシリンダへのそのような「過剰な潤滑剤供給」は、上述の理由のためにレシプロコンプレッサを動作させる者にとって当然不利であり、したがって望ましくない。

【0004】

したがって、本発明の課題は、シリンダへの過剰な潤滑剤供給が回避され、動作に必要な程度まで潤滑剤量を減らすことができる、レシプロコンプレッサおよびレシプロコンプレッサを動作させる方法を提供することである。

【0005】

上述の課題は、冒頭で述べた潤滑剤供給システムを次のようにすることによって解決される。すなわち、シリンダのシリンダ摺動面における潤滑剤膜の潤滑剤膜厚を表す潤滑剤膜－測定量を検出する少なくとも１つの潤滑剤センサが設けられており、潤滑剤供給システム－制御ユニットが、レシプロコンプレッサの動作中に潤滑剤供給システムを少なくとも１回、所定の較正動作モードにおいて動作させ、較正動作モードの実行中に検出された潤滑剤膜－測定量に基づいて潤滑剤膜状態値を求めるように構成されており、さらに、較正動作モードの終了後に、レシプロコンプレッサの動作中に、求められた潤滑剤膜状態値に応じて、導入されるべき潤滑剤量を制御するように構成されていることである。これによって、潤滑剤膜厚の測定および測定結果の評価に基づいて、シリンダスリーブにおける潤滑剤膜の状態を自動的に検出し、これに基づいて適切な潤滑剤量を自動的に提供する潤滑剤供給システムが得られる。これによって、従来の潤滑剤供給システムと比較して、必要とされる潤滑剤量を大幅に減らすことができるため、シリンダへの過剰な潤滑剤供給は行われない。

【0006】

潤滑剤センサは、好ましくは超音波センサであり、ここでは潤滑剤センサの時間分解能は、好ましくは、０．０１°～５°のクランク角度である。これによって、シリンダ摺動面に直接アクセスする必要なく、潤滑剤膜－測定量を容易に検出することが可能になる。たとえば、超音波センサを既存のシリンダの外側に容易に配置することができる。

【0007】

潤滑剤供給システム－制御ユニットは、好ましくは、ピストンのピストンストローク中に、ピストンのピストンリングが潤滑剤センサのセンサ領域にある時点で検出された、潤滑剤膜－測定量のセンサ値、好ましくは、ピストンストローク中に検出された、潤滑剤膜－測定量の極小値を、潤滑剤膜状態値を求めるために使用するように構成されている。これによって、ピストンリングの領域における現下の潤滑剤膜厚を推測することができ、これに基づいて、必要な潤滑剤量を求めることができる。

【0008】

好ましくは、潤滑剤供給システムは、シリンダへの潤滑剤の断続的な導入を行うように構成されており、好ましくはポンプツーポイントシステムとして、ディバイダ・ブロックシステムとして、またはコモンレールシステムとして構成されており、潤滑剤供給システム－制御ユニットは、潤滑剤の断続的な導入の頻度および／または各注入の注入量を変えることによって、潤滑剤量を制御するように構成されている。これによって、確立されている潤滑剤供給システムを使用し、相応に較正することが可能になる。

【0009】

潤滑剤供給システム－制御ユニットは、有利には、潤滑剤膜状態値を更新し、潤滑剤量を更新された潤滑剤膜状態値に合うように調整するために、定められたサイクルで較正動作モードを繰り返すように構成されている。これによって、場合によってはより多くのまたはより少ない潤滑剤量を必要とする、動作中に発生する変化を考慮に入れることができる。これはたとえばピストンリングの摩耗である。

【0010】

較正動作モードの持続時間は、好ましくは、少なくとも１０回、好ましくは少なくとも１００回、特に好ましくは少なくとも１０００回の、レシプロコンプレッサのクランクシャフト回転または同等の時間である。これによって、潤滑剤膜のさまざまな状態を設定および評価するのに十分な時間が与えられる。

【0011】

好ましくは、較正動作モードでは、それぞれ異なる潤滑剤量を伴う少なくとも２つの連続する時間範囲が定められており、潤滑剤供給システム－制御ユニットは、少なくとも２つの時間範囲中に検出された潤滑剤膜－測定量の時間経過において、極大値および極小値を求め、ここから、潤滑剤量を制御するために、潤滑剤膜状態値を求めるように構成されている。特に好ましくは、ここでは、所定の持続時間を有する第１の時間範囲と、第１の時間範囲に続く、所定の持続時間を有する第２の時間範囲とが定められており、第１の時間範囲中に導入される潤滑剤量は、シリンダ摺動面において完全に湿った潤滑剤膜が生じるように定められており、第２の時間範囲中に導入される潤滑剤量は、シリンダ摺動面において乾いた摺動が生じるように定められている。第１の時間範囲の持続時間は、好ましくは、少なくとも５回のクランクシャフト回転であり、第１の時間範囲中に導入される潤滑剤量は、好ましくは、コンプレッサ製造業者によって設定された潤滑剤量の９０～２００％である。第２の時間範囲の持続時間は、好ましくは、少なくとも５回のクランクシャフト回転であり、第２の時間範囲中に導入される潤滑剤量は、好ましくは、コンプレッサ製造業者によって設定された潤滑剤量の０％である。これによって、さまざまな潤滑剤膜条件がシミュレートされ、一般に適用可能な代表的な潤滑剤膜状態値を求めるために使用される。

【0012】

有利には、潤滑剤供給システム－制御ユニットは、求められた極大値と求められた極小値との間の差値を求め、極大値と求められた差値とから潤滑剤膜境界値を求め、この潤滑剤膜境界値を潤滑剤膜状態値として使用するように構成されている。潤滑剤供給システム－制御ユニットは、好ましくは、さらに、レシプロコンプレッサの動作中に、較正動作モードの終了後に、潤滑剤膜－測定量が極小値と潤滑剤膜境界値との間にある潤滑剤供給システム－アクティブ化範囲にある場合に、潤滑剤を導入するように潤滑剤供給システムを駆動制御するように構成されている。これによって、一方では、検出された潤滑剤膜－測定量の検出された絶対値に実質的に関連しない差分評価方法が得られ、さらには、潤滑剤の導入をアクティブ化するための簡単な指標が得られる。

【0013】

潤滑剤供給システムには、好ましくは、潤滑剤供給箇所に供給された潤滑剤量を検出するための潤滑剤量－検出ユニットも設けられており、潤滑剤供給システム－制御ユニットは、潤滑剤膜センサから得られた潤滑剤膜－測定量と、潤滑剤量－検出ユニットから得られた潤滑剤量とを比較するように構成されており、これによって、これら２つの値を整合性に関して検査することおよび／または潤滑剤供給システムの漏れを検出することができる。これによって、潤滑剤センサの機能を検査し、潤滑剤管路における漏れを検出することが可能になる。これに基づいて、コンプレッサのスイッチを切る、または潤滑剤供給を従来の過剰な潤滑剤供給に切り替える等の特定のアクションを実行することができ、これによって動作の信頼性を高めることができる。

【0014】

本発明はさらに、少なくとも１つの潤滑剤センサを用いて、シリンダのシリンダ摺動面における潤滑剤膜の潤滑剤膜厚を表す潤滑剤膜－測定量を検出し、潤滑剤供給システムをレシプロコンプレッサの動作中に潤滑剤供給システム－制御ユニットによって少なくとも１回、所定の較正動作モードにおいて動作させ、較正動作モードの実行中に検出された潤滑剤膜－測定量に基づいて潤滑剤膜状態値を求め、潤滑剤供給システム－制御ユニットは、較正動作モードの終了後に、レシプロコンプレッサの動作中に、求められた潤滑剤膜状態値に応じて、導入されるべき潤滑剤量を制御する、方法によって解決される。

【0015】

本発明を、限定的ではなく概略的に、例として本発明の有利な構成を示す図１～図４を参照して以降でより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】レシプロコンプレッサのシリンダの断面図である。

【図2】クランク角度に対して、検出された潤滑剤膜－測定量が記載されているグラフを示す図である。

【図3a】レシプロコンプレッサのコンプレッサ回転に対して、検出された潤滑剤膜－測定量の時間経過が記載されているグラフを示す図である。

【図3b】レシプロコンプレッサのコンプレッサ回転に対して、潤滑剤量のパーセンテージが記載されているグラフを示す図である。

【図4】レシプロコンプレッサのクランク角度に対してプロットされた、検出された潤滑剤膜－測定量が記載されているグラフを示す図である。

【0017】

図１には、レシプロコンプレッサ１のシリンダ２の簡略化された断面図が示されている。シリンダ２内には、ピストン３が既知の様式で配置されており、ピストン３は、シリンダ内で上死点ＯＴと下死点ＵＴとの間で往復運動することができる。ピストン３は、既知の様式で、コネクティングロッド（図示せず）、クロスヘッド（図示せず）およびピストンロッド４を介して、クランクシャフト（図示せず）によって駆動され得る。当然、レシプロコンプレッサ１の他の構造様式も可能であろう。これは、たとえば、クロスヘッドおよびピストンロッド４を用いない、コネクティングロッドによるピストン３の直接的な駆動である。図示の例では、シリンダ２内に、シリンダスリーブ５、いわゆるライナが配置されており、その内周面には、ピストン３のためのシリンダ摺動面が形成されている。

【0018】

しかし、基本的には、シリンダスリーブ５を伴わない構成も可能であり、この場合には、シリンダ摺動面がシリンダ２の内周面に直接的に設けられている。当然、レシプロコンプレッサ１は複数のシリンダ２を有することができ、各シリンダ２において、それぞれ１つのピストン３が往復運動をすることができ、この場合には複数のピストン３が共通のクランクシャフトによって駆動されてよい。１つまたは複数のピストンリング６をピストン３に設けることができ、これらはピストン３の周面における適切な周方向の溝に配置されている。本発明の範囲において、ピストンリング６は、一般に、種々異なる機能を有するピストンリングを意味すると理解されるべきである。たとえば、ピストンリング６は、シールリング、サポートリングまたはスクレーパリングとして構成されていてよい。シールリングは、たとえば、差圧に対してシールするように構成されているが、サポートリングは通常、シール作用を有しておらず、シリンダスリーブにおけるピストン３の負荷を支持するように構成されている。また、スクレーパリングは、シリンダ摺動面から潤滑剤膜をこすり落とすように構成されている。

【0019】

当然、すべての構造様式がピストン３に設けられていなくてもよく、たとえば、たとえばシールリングの形態のピストンリング６だけが設けられていてもよい。示されている例では、３つのピストンリング６ａ、６ｂ、６ｃが設けられており、ここでは第１のピストンリングおよび第３のピストンリング６ａ、６ｃがシールリングとして構成されており、第２のピストンリング６ｂはサポートリングとして構成されている。しかし、より多くのまたはより少ないピストンリング６が設けられていてもよく、たとえば、オイルスクレーパリングも設けられていてよい。ここでは、サポートリング６ｂが、シールリング６ａ、６ｃよりも広い幅（軸線方向において）を有していることが見て取れる。これは通常のケースである。さらに、サポートリング６ｂが配置されている、ピストン３の溝は、サポートリング６ｂが溝の底に、直接的に載るように構成されている。したがって、サポートリング６ｂは、ピストン３の負荷をより良好に支持することができるようにするために、シールリング６ａ、６ｃとは対照的に、実質的に半径方向において動かない。これに対して、シールリング６ａ、６ｃは、より良好なシールを生じさせることができるようにするために、各溝内で半径方向に移動することができる。一般に、ピストンリング６は、当然、半径方向において、ピストン３を超えるある程度の突出部を有することもできるが、見やすくするために、これは図１に示されていない。

【0020】

シリンダ２内には、既知の様式で、ピストン３によって画定される圧縮チャンバ７が構成されており、この圧縮チャンバ７には吸入弁８および圧力弁９が配置されている。膨張行程中、ピストン３は上死点ＯＴから下死点ＵＴへと移動し、圧縮行程中、ピストン３は下死点ＵＴから上死点ＯＴへと移動する。膨張行程中、圧縮されるべき気体媒体、たとえば空気またはプロセスガスが、吸入弁８を介して圧縮チャンバ７内に吸引され得る。圧縮行程中、圧縮チャンバ７内の媒体は圧縮され、圧力弁９を介して圧縮チャンバ７から排出される。吸入弁８と圧力弁９とは、図１に、単に概略的な回路記号として示されており、異なる構造を有していてよい。

【0021】

複数の吸入弁８および圧力弁９がシリンダに設けられていてもよい。吸入弁８および圧力弁９は、必ずしもシリンダ２の端面に配置されている必要はなく、たとえば、圧縮チャンバ７内のシリンダ２の周面に設けられていてもよい。たとえば、吸入弁８および圧力弁９は既知の自動リング弁として構成されていてよく、場合によっては、弁を開いたままにするためにアンローダが設けられていてもよい。アンローダは、コンプレッサ１の容量を調整するために、適切なコンプレッサ制御ユニット１０によって駆動制御されてよい。

【0022】

レシプロコンプレッサ１はさらに、少なくとも１つのシリンダ２に潤滑剤を供給するための潤滑剤供給システムを有している。潤滑剤供給システムは、このために、シリンダ２ごとに、シリンダ２に潤滑剤を導入するための少なくとも１つの潤滑剤供給箇所１２を有している。潤滑剤は、相対的に移動する構成部分間、特にピストン３もしくはピストンリング６とシリンダ摺動面との間の摩擦を最小限に抑えるために、シリンダ２内に潤滑剤膜１１を形成する。当然、潤滑剤をシリンダ２内に可能な限り均一に分配できるようにするために、複数の潤滑剤供給箇所１２を設けることもでき、これらは、たとえば、軸線方向および／または周方向で互いに間隔を置いて、シリンダ２に分配配置されていてよく、これはたとえば図１において、潤滑剤供給箇所１２ａ、１２ｂによって示されている。ピストンリング６の構造設計に応じて、たとえば、各ピストンリング６が潤滑剤供給箇所１２に達する前に、ピストンリング６が潤滑剤供給箇所１２の領域にある間、または場合によっては、各ピストンリング６が潤滑剤供給箇所１２を通過した後にも、圧縮行程および／または膨張行程において潤滑剤供給箇所１２を介して潤滑剤の導入が行われるのは、有利であり得る。導入の時点は、実質的に、使用されている潤滑剤供給システムに関連する。

【0023】

いわゆる「ディバイダ・ブロック」システム、「ポンプツーポイント」システムおよび「コモンレール」システムを含む、さまざまな潤滑剤供給システムが従来技術において知られている。「ディバイダ・ブロック」システムでは、潤滑剤を搬送するための中央搬送ユニットと、シリンダ２の潤滑剤供給箇所１２に潤滑剤を分配するためのいわゆる「ディバイダ・ブロック」とが設けられている。中央搬送ユニットによって搬送された潤滑剤量は、いわゆる「ディバイダ・ブロック」に供給され、ここで分割されて、個々の潤滑剤供給箇所１２に搬送される。ここで潤滑剤は、通常、個々の注入によって断続的にシリンダ２に導入される。導入されるべき潤滑剤の潤滑剤量は、ここでは、中央搬送ユニットの適切な制御によって制御される。たとえば、中央搬送ユニットがピストンポンプとして構成されている場合、搬送量を、回転数および／または場合によってはピストンストロークによって制御することができる。ここで、コンプレッサ１の動作時の潤滑剤量の変更は、たとえば、ポンプ回転数を変更すること等によって、潤滑剤の断続的な個々の注入の頻度を変更することによって行われ得る。しかし、中央搬送ユニットによって、潤滑剤量は、使用可能なすべての潤滑剤供給箇所１２に対して一定の比率でのみ変更可能である。ここでは通常、異なる潤滑剤供給箇所１２または異なるシリンダ２に対する異なる潤滑剤量は不可能である。

【0024】

「ポンプツーポイント」システムでは、各潤滑剤供給箇所１２または各シリンダ２に、固有の搬送ユニット、たとえばピストンポンプが割り当てられている。搬送ユニットの構造設計、たとえばピストンポンプのストロークもしくはシリンダ容積に応じて、相応する潤滑剤量が、通常は同様に個々の注入を介して断続的に、割り当てられている潤滑剤供給箇所１２に搬送される。通常、搬送ユニット、特にピストンポンプは、共通のカムシャフトを介して駆動される。コンプレッサ１の動作中の潤滑剤量の変更は、たとえば、カムシャフトの回転数を調整することによって、潤滑剤の個々の注入の頻度を変更することによって行われ得る。ここでも潤滑剤量の変更は、通常、すべての潤滑剤供給箇所１２に対して一定の比率でのみ行われる。しかし、多くの「ポンプツーポイント」システムでは、たとえば、ピストンポンプの調整可能なストロークによって、搬送量を個別に変更することもできる。その結果、各潤滑剤供給箇所１２において、または各シリンダ２に対して、潤滑剤量を個別に調整することができる。潤滑剤量を変更するために、たとえば、適切な位置調整機器を搬送ユニットに設けることができる。位置調整機器は、たとえば、ピストンポンプのストロークを手動で位置調整するように構成されていてよい、またはストロークを位置調整するための適切なアクチュエータが設けられていてよく、これによって、導入される潤滑剤量を注入ごとに変更することができる。

【0025】

この他にいわゆる「コモンレール」システムも存在しており、ここでは潤滑剤は高圧ポンプによって圧力アキュムレータに搬送され、圧力アキュムレータから、電気的に駆動制御可能なインジェクタを用いて、各潤滑剤供給箇所１２または各シリンダ２に圧力管路を介して個別に供給され得る。上述したシステムと比較して、このようなシステムは、潤滑剤の導入の制御において、極めて高い自由度を提供する。特に、断続的な注入の頻度を変えることによってだけでなく、注入ごとに導入される潤滑剤量を極めて正確かつ可変的に制御することによっても、潤滑剤量を変えることができる。さらに、各潤滑剤供給箇所１２または各シリンダ２における導入の時点を、個々に、高圧ポンプの動作とは実質的に無関係に調整することができる（圧力アキュムレータに十分な圧力がある限り）。これによって、たとえば、ピストン３が複数のピストンリング６を有しているレシプロコンプレッサ１において、１回のピストンストローク内で複数回の注入を行うことが可能になり、この結果、各ピストンリング６に所期のように特定の潤滑剤量を供給することが可能になる。

【0026】

すべての潤滑剤供給システムにおいて、潤滑剤導入、たとえば、注入の時点および／または注入ごとの潤滑剤量および／または注入の頻度は、通常、適切な潤滑剤供給システム－制御ユニット１４を介して制御される。潤滑剤供給システム－制御ユニット１４は、別個のハードウェアおよび／またはソフトウェアとして構成されていてよい、または、たとえば、コンプレッサ制御ユニット１０等の上位の制御ユニットに統合されていてもよい。図１では、「コモンレール」システムが単に例として示されており、ここでは各潤滑剤供給箇所１２に１つの電気的に駆動制御可能なインジェクタ１３が設けられている。このインジェクタ１３は、たとえば、電磁インジェクタまたはピエゾインジェクタとして構成されていてよい。インジェクタは、電気的な線路等の任意の適切な通信接続を介して中央の潤滑剤供給システム－制御ユニット１４と接続されている。上述したように、圧力アキュムレータおよび高圧ポンプも設けられているが、見やすくするために、これらは図１に示されていない。高圧ポンプは、好ましくは、同様に潤滑剤供給システム－制御ユニット１４によって制御される。潤滑剤供給システム－制御ユニット１４は、たとえば、潤滑剤供給システムの制御に関連する、レシプロコンプレッサ１の動作パラメータＢＰを得るために、コンプレッサ制御ユニット１０と通信することができる。このような動作パラメータＢＰは、たとえば、コンプレッサ１の動作状態に関する現下のデータを含んでいてよく、これはたとえば負荷信号Ｌ、回転数信号Ｎ、クランク角度信号°ＫＷ、潤滑剤温度Ｔ等である。潤滑剤供給システム－制御ユニット１４は、潤滑剤供給システムを制御する際に、これらの動作パラメータＢＰを考慮に入れることができる。

【0027】

冒頭で述べたように、潤滑剤量はこれまでは通常、製造業者の指示に基づいて制御されていたため、多くの場合、過剰な潤滑剤供給、すなわち必要以上の過度に多くの潤滑剤量の導入が生じていた。これを回避するために、本発明によれば、潤滑剤供給システムの自動較正が設定されており、これによって、潤滑剤量を実際の需要に合うように調整することができる。このために、潤滑剤供給システム内に、少なくとも１つの潤滑剤センサ１５が、シリンダ２のシリンダ摺動面における潤滑剤膜１１の潤滑剤膜厚を表す潤滑剤膜－測定量Ｓを検出するために設けられている。潤滑剤膜－測定量Ｓは、実質的に、潤滑剤センサ１５のセンサ領域におけるシリンダ摺動面における潤滑剤膜１１の潤滑剤膜厚に対する尺度である。潤滑剤センサ１５は、適切な通信接続部を介して潤滑剤供給システム－制御ユニット１４と接続されており、これによって、潤滑剤膜－測定量Ｓが、たとえば適切な電気的な測定線路を介して潤滑剤供給システム－制御ユニット１４に伝送される。潤滑剤センサ１５として、好ましくは音響センサ、特に超音波センサが設けられている。潤滑剤センサ１５は、たとえば、シリンダ２の外側の適切な箇所に配置されていてよい。

【0028】

潤滑剤センサ１５は、好ましくは、ピストン３の各ピストンリング６が、ピストンストロークごとに１回、潤滑剤センサ１５のセンサ領域に位置するように、軸線方向に配置されており、その結果、潤滑剤膜厚を、各ピストンリング６の領域において検出することができる。潤滑剤供給箇所１２が複数ある場合と同様に、複数の潤滑剤センサ１５も、周方向および／または軸線方向で互いに間隔を置いてシリンダ２に配置されていてよい。これは、特に大型コンプレッサの場合に有利であり得、これによってシリンダ２のシリンダ摺動面の十分に大きい領域をカバーすることができる。潤滑剤膜－測定量Ｓを検出する潤滑剤センサ１５、特に超音波センサの時間分解能は、たとえば０．０１°～５°のクランク角度であり得る。

【0029】

本発明によれば、潤滑剤供給システム－制御ユニット１４は、レシプロコンプレッサ１の動作中に所定の較正動作モードにおいて潤滑剤供給システムを少なくとも１回動作させ、較正動作モードの実行中に検出された潤滑剤膜－測定量Ｓに基づいて潤滑剤膜状態値ＳＺを求めるように構成されている。較正動作モードの終了後、すなわちレシプロコンプレッサ１の動作中の潤滑剤供給システムの通常動作中に、潤滑剤供給システム－制御ユニット１４は、求められた潤滑剤膜状態値ＳＺに応じて、導入されるべき潤滑剤量を制御する。

【0030】

上述のように、潤滑剤供給システムは、好ましくは、潤滑剤を断続的に導入するように、好ましくはポンプツーポイントシステムとして、ディバイダ・ブロックシステムとしてまたはコモンレールシステムとして構成されている。潤滑剤供給システム－制御ユニット１４は、求められた潤滑剤膜状態値ＳＺに応じて、たとえば潤滑剤の断続的な導入の頻度を変更することによって、潤滑剤量を調整することができ、これによって、製造業者の設定と比較して潤滑剤量を減らすことができる。しかし潤滑剤供給システムが相応に構成されている場合、たとえばコモンレールシステムでは、シリンダ２に導入される（総）潤滑剤量を、場合によっては、頻度の変更に対して付加的または択一的に、インジェクタ１３の注入ごとの潤滑剤量を変更することによっても変更することができる。ポンプツーポイントシステムまたはディバイダ・ブロックシステムの場合、上述のように、たとえば、各潤滑剤供給システムの搬送ポンプの回転数を上げることによって、頻度を変更することができる。

【0031】

好ましくは、ピストン３のピストンストローク中に、ピストン３のピストンリング６が潤滑剤センサ１５のセンサ領域にある時点で検出された、潤滑剤膜－測定量Ｓのセンサ値Ｐｉが、潤滑剤膜状態値ＳＺを求めるために使用される。好ましくは、図２に示されているように、ここではそれぞれ潤滑剤膜－測定量Ｓの極小値が使用される。図２では、レシプロコンプレッサ１（および潤滑剤供給システム）の通常動作時の、ピストン３の上死点ＯＴと下死点ＵＴとの間のクランク角度°ＫＷに対する、潤滑剤センサ１５の検出された潤滑剤膜－測定量Ｓの例示的な経過が示されている。ここではピストン３は、図１に示された構成に相応し、相応に３つのピストンリング６ａ、６ｂ、６ｃを有している。しかし、当然、より多くのピストンリング６またはより少ないピストンリング６が設けられていてもよい。示されている曲線は、クランク角度に対する潤滑剤センサ１５の測定信号に相応している。図２から見て取れるように、ピストンリング６ｉの数ｉに応じて、潤滑剤膜－測定量Ｓの特徴的な時間経過が生じ、これは、シリンダ２のシリンダ摺動面における潤滑剤膜１１の潤滑剤膜厚に対する尺度として使用され得る。

【0032】

曲線はここで、ピストンリング６ｉごとに局部的な極小値を有しており、この極小値は、各ピストンリング６ｉが潤滑剤センサ１５のセンサ領域にある場合に、シリンダ摺動面における潤滑剤膜１１の潤滑剤膜厚に比例する。示されている例では、これは、極小値Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃであり、これらは本発明の範囲において、以降で、概して、ＰＥＡＫ値Ｐｉと称される。ＰＥＡＫ値Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃの各ピストンリング６ａ、６ｂ、６ｃへの割り当ては、ピストン３でのそれらの配置に相応に生じる。これらのＰＥＡＫ値Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ（概してＰｉ）はここで、本発明では、図３ａと図３ｂとに基づいて以降に説明するように、潤滑剤供給システムの較正動作モードにおいて、潤滑剤膜状態値ＳＺを求めるために使用され得る。

【0033】

しかし、基本的に、当然、潤滑剤膜－測定量Ｓの冗長的な検出を可能にするために、複数の潤滑剤センサ１５を潤滑剤供給システム内に設けることもできる。これらの潤滑剤センサ１５は、たとえば、周方向でシリンダ２に特定の角度で互いに間隔を置いて配置されていてよく、かつ／または軸線方向で互いに間隔を置いてシリンダ２に配置されていてよい。好ましくは、当然、ここでも各潤滑剤センサ１５は、ピストン３の利用可能なすべてのピストンリング６ｉが、ピストンストローク中に１回、各潤滑剤センサ１５のセンサ領域に位置するように配置されている。周方向における位置が異なり、かつシリンダ２における軸線方向の位置が同じである２つの潤滑剤センサ１５は、たとえば、潤滑剤膜－測定量Ｓの質的に等しい曲線をもたらすだろう。しかしこれらの経過は、局所的に異なる、潤滑剤膜１１の潤滑剤膜厚のために、量的に互いに異なっている可能性がある。しかし、ＰＥＡＫ値Ｐｉは同じクランク角度位置に位置するだろう。これに対して、軸線方向における位置が異なり、かつ周方向における位置が同じである２つの潤滑剤センサ１５は、たとえば、潤滑剤膜－測定量Ｓの質的および量的に互いに異なる経過をもたらすだろう。この場合、ＰＥＡＫ値Ｐｉは互いに異なるクランク角度位置に位置するだろう。しかし、以降でより詳細に説明する、ＰＥＡＫ値経過の有利な差分評価方法は、ＰＥＡＫ値Ｐｉの互いに異なる絶対値を再び補填するだろう。

【0034】

たとえば、ＰＥＡＫ値Ｐｉは、クランクシャフトの回転ごとに１回、またはピストンストロークごとに１回検出され、潤滑剤供給システム－制御ユニット１４に格納されてよい。しかし、基本的には、次のことでも十分である可能性がある。すなわち、ＰＥＡＫ値Ｐｉが中断されずに、すなわちクランクシャフトの各回転または各ピストンストロークに対して検出されて、時間経過の評価のために格納されるのではなく、ＰＥＡＫ値Ｐｉがたとえば、数回のクランクシャフトの回転またはたとえば１～６０秒の時間の定められた中断持続時間で中断されて検出されることである。

【0035】

潤滑剤供給システムの例示的な較正動作モードを、図３ａおよび図３ｂに基づいて、以降で説明する。ここで図３ｂは、コンプレッサ１のクランクシャフト回転に対する、較正動作モード中にシリンダ２に導入された潤滑剤量の時間経過を示している。図３ａでは、第１のピストンリング６ａの例に即して、コンプレッサ１のクランクシャフト回転に対する、図３ｂに示された、導入された潤滑剤量に基づいて生じる、格納されたＰＥＡＫ値Ｐａの時間経過が示されている。較正動作モードの持続時間は、ここではたとえば、レシプロコンプレッサ１の少なくとも１０回のクランクシャフト回転、好ましくは少なくとも１００回のクランクシャフト回転、特に好ましくは少なくとも１０００回のクランクシャフト回転であり得る。クランクシャフトの回転は時間に比例するので、基本的には、横軸に時間がプロットされていてもよい。

【0036】

本発明によれば、較正動作モードは、レシプロコンプレッサ１の動作中に、たとえば、最初の使用時の慣らし運転段階の後またはコンプレッサ１でのサービス活動の後に、少なくとも１回実行される。慣らし運転段階は典型的に、１２～３６時間の動作時間に相応する。しかし、当然、更新された潤滑剤膜状態値ＳＺを求めて、潤滑剤量を更新された潤滑剤膜境界値ＳＺに合うように調整するために、較正動作モードを、定められたサイクルで数回繰り返すこともできる。これによって、動作中に生じるさまざまな摩耗状態を考慮に入れることができる。これらの摩耗状態は通常、潤滑剤需要の変化に関連している。

【0037】

較正動作モードでは、好ましくは、それぞれ異なる潤滑剤量Ｍｉを伴う少なくとも２つの連続する時間範囲Ｚｉが定められており、潤滑剤供給システム－制御ユニット１４は、少なくとも２つの時間範囲中に検出された潤滑剤膜－測定量Ｓの時間経過において、特にＰＥＡＫ値Ｐｉの時間経過において、極大値Ｐｉ＿ｍａｘおよび極小値Ｐｉ＿ｍｉｎを求め、ここから、潤滑剤量を制御するために使用される潤滑剤膜状態値ＳＺ（図４）を求める。好ましくは、極大値Ｐｉ＿ｍａｘおよび極小値Ｐｉ＿ｍｉｎならびに対応する検出時点が求められ、（少なくとも一時的に）格納される。格納は、一般にたとえば、たとえば潤滑剤供給システム－制御ユニット１４または上位のコンプレッサ制御ユニット１０に統合されていてよい適切なメモリユニットにおいて行われ得る。時間範囲Ｚｉおよび時間範囲Ｚｉにおいて導入される潤滑剤量Ｍｉは、完全に湿った潤滑剤膜から部分的に湿った潤滑剤膜を経て、乾いた摺動まで、シリンダ摺動面にさまざまな摩擦状態、ひいてはこれに伴う摩耗状態が生じるように定められる。潤滑剤量Ｍは、ここで、図３ｂのグラフにおいて縦軸に、コンプレッサ製造業者によって設定された潤滑剤量のパーセンテージで示されている。

【0038】

示されている較正動作モードでは、所定の持続時間を有する第１の時間範囲Ｚ１と、第１の時間範囲Ｚ１に続く、所定の持続時間を有する第２の時間範囲Ｚ２とが、単に例として定められている。第１の時間範囲Ｚ１中に導入される潤滑剤量Ｍ１は、ここでは好ましくは、シリンダ摺動面において完全に湿った潤滑剤膜が生じるように定められている。これに対して、第２の時間範囲Ｚ２中に導入される潤滑剤量Ｍ２は、好ましくは、シリンダ摺動面において乾いた摺動が生じるように定められている。たとえば、第１の時間範囲Ｚ１の持続時間は、少なくとも５回のクランクシャフト回転であってよく、第１の時間範囲Ｚ１中に導入される潤滑剤量Ｍ１は、コンプレッサ製造業者によって設定された潤滑剤量の９０～２００％であってよい。結果として、極大値Ｐａ＿ｍａｘは通常、第１の時間範囲Ｚ１にあり、極小値Ｐａ＿ｍｉｎは通常、第２の時間範囲Ｚ２にある。図３ａから見て取れるように、第１の時間範囲Ｚ１と第２の時間範囲Ｚ２との間の移行において、ＰＥＡＫ値Ｐａの経過において特徴的な低下が生じている。

【0039】

第２の時間範囲Ｚ２の持続時間も、好ましくは、少なくとも５回のクランクシャフト回転であるが、当然、格段に長くてもよく、たとえば、１０回のクランクシャフト回転、１００回のクランクシャフト回転または１０００回のクランクシャフト回転であってよい。第２の時間範囲Ｚ２中に導入される潤滑剤量Ｍ２は、好ましくは、コンプレッサ製造業者によって設定された潤滑剤量の０％であり、したがって潤滑剤は導入されない。第２の時間範囲Ｚ２の終わりに、潤滑剤量Ｍは、たとえば、第３の時間範囲Ｚ３によって示されているように、最初に、コンプレッサ製造業者によって設定された潤滑剤量Ｍ３まで再び増加されてよい。基本的には、較正動作モードは第２の時間範囲Ｚ２の後に終了し、この時点から、潤滑剤供給システム－制御ユニット１４は、較正動作モード中に求められた潤滑剤膜状態値ＳＺ（図４）を、レシプロコンプレッサ１の動作中の潤滑剤量の制御に使用することができる。

【0040】

有利には、図３ａに示されているように、最初に、求められた極大値Ｐａ＿ｍａｘと求められた極小値Ｐａ＿ｍｉｎとの間の差値ΔＰａが求められる。極大値Ｐａ＿ｍａｘと求められた差値ΔＰａとに基づいて今度は、潤滑剤膜境界値Ｐａ＿ｇｒｅｎｚが求められる。潤滑剤膜境界値Ｐａ＿ｇｒｅｎｚは、有利には、図４に基づいて以降で説明するように、潤滑剤量を制御するための潤滑剤膜状態値ＳＺとして使用され得る。境界値Ｐａ＿ｇｒｅｎｚは、たとえば、関係Ｐａ＿ｇｒｅｎｚ＝Ｐａ＿ｍａｘ－ｋ＊ΔＰａに従って求められてよく、これは、１０％～１００％の範囲であり得るパーセンテージの係数Ｋを伴う。シリンダ２に複数の潤滑剤センサ１５が設けられている場合には、潤滑剤膜状態値ＳＺ、特に境界値Ｐｉ＿ｇｒｅｎｚの評価および決定は、当然、好ましくは、各潤滑剤センサ１５の潤滑剤膜－測定量Ｓに対して実行される。しかし、たとえば、複数の潤滑剤センサ１５の極大値Ｐｉ＿ｍａｘおよび極小値Ｐｉ＿ｍｉｎの平均値を使用して、そこから平均境界値Ｐｉ＿ｇｒｅｎｚを計算することもできる。同様に、平均値を複数の境界値Ｐｉ＿ｇｒｅｎｚから形成することもでき、これに基づいて潤滑剤量を制御することができる。

【0041】

図４には、図２と同様に、レシプロコンプレッサ１の通常動作、特に潤滑剤供給システムの通常動作中（較正動作モードの終了後もしくは較正動作モード以外）の、上死点ＯＴと下死点ＵＴとの間のピストンストロークに対する、検出された潤滑剤膜－測定量Ｓの経過が示されている。付加的に、図４には、事前に較正動作モードにおいて求められた極大値Ｐａ＿ｍａｘおよび極小値Ｐａ＿ｍｉｎならびに潤滑剤膜境界値Ｐａ＿ｇｒｅｎｚが示されている。極小値Ｐａ＿ｍｉｎと潤滑剤膜境界値Ｐａ＿ｇｒｅｎｚとの間のハッチング領域は、潤滑剤供給システム－アクティブ化範囲１７を表している。潤滑剤供給システム－制御ユニット１４が、検出された潤滑剤膜－測定量ＳのＰＥＡＫ値Ｐａが潤滑剤供給システム－アクティブ化範囲１７にあること、すなわちＰＥＡＫ値Ｐａが潤滑剤膜境界値Ｐａ＿ｇｒｅｎｚに達するかまたはそれを下回っていることを識別すると、潤滑剤供給システム－制御ユニット１４は、潤滑剤を導入するように潤滑剤供給システムを駆動制御する。

【0042】

これは、検出された潤滑剤膜－測定量ＳのＰＥＡＫ値Ｐａが潤滑剤供給システム－アクティブ化範囲１７外にある（すなわち、境界値Ｐａ＿ｇｒｅｎｚを上回る）場合には、潤滑剤供給箇所１２を介してシリンダ２に潤滑剤が導入されないことを意味している。検出された潤滑剤膜－測定量ＳのＰＥＡＫ値Ｐａが十分に低く、潤滑剤供給システム－アクティブ化範囲１７内にある（これは潤滑剤膜１１の不十分な潤滑剤膜厚に対する指標である）場合にはじめて、潤滑剤はシリンダ２に再び供給される。潤滑剤の注入プロセスが実行された後に、潤滑剤膜－測定量Ｓの特徴的な経過（図４）は再びより平坦になり、ＰＥＡＫ値Ｐａは境界値を上回る。使用される潤滑剤、注入プロセスにおいて導入される潤滑剤量ならびにレシプロコンプレッサ１の動作状態および摩耗状態等に応じて、潤滑剤膜－測定量Ｓの特徴的な経過がクランクシャフト回転にわたって再び変わり、これによってＰＥＡＫ値Ｐａは緩慢に再び潤滑剤供給システム－アクティブ化範囲１７に近づく。

【0043】

ＰＥＡＫ値Ｐａが潤滑剤供給システム－アクティブ化範囲１７に戻るとすぐに、潤滑剤供給システム－制御ユニット１４によって新たに、注入プロセスがトリガされ、さらに後続プロセスが続く。したがって、（総）潤滑剤量は、実質的に、個々の注入の頻度を調整することによって制御される。しかし、コモンレールシステムの場合には、頻度の変更に加えて、たとえば、注入ごとに導入される潤滑剤量も変えることができる。これに対して、ポンプツーポイントシステムおよびディバイダ・ブロックシステムの場合、注入ごとに導入される潤滑剤量は、実質的に搬送ユニットの構造設計、たとえばピストンポンプのシリンダ容積に関連しており、通常は変更できない。したがって、（総）潤滑剤量の調整は、通常、個々の注入の頻度を調整することによってのみ制御可能であり、これはたとえばピストンポンプの回転数を変更することによって行われる。

【0044】

第１のピストンリング６ａに基づいた説明は、当然、単に例として理解されるべきであり、較正動作モードは、当然、複数のピストンリング６ｉに対して別々にも実行可能である。たとえば、較正動作モードでは、潤滑剤センサ１５の潤滑剤膜－測定量Ｓの経過が各ピストンリング６ｉに対して相応に評価されてよく、これによって、潤滑剤量を制御するために、ピストンリング６ｉごとに各潤滑剤膜状態値ＳＺｉを求めることができる。たとえばここで、各境界値Ｐｉ＿ｇｒｅｎｚを、ピストンリング６ｉごとに求めることができ、その結果、各ピストンリング６ｉに対して、対応する潤滑剤供給システム－アクティブ化範囲１７ｉが求められる。ここで、潤滑剤供給システム－制御ユニット１４は、レシプロコンプレッサ１の通常動作中、各ＰＥＡＫ値Ｐｉが、割り当てられている各潤滑剤供給システム－アクティブ化範囲１７に位置するとすぐに、潤滑剤を導入するように潤滑剤供給システムを駆動制御することができる。ここでは当然、境界値Ｐｉ＿ｇｒｅｎｚがそれぞれ異なっていてもよい。

【0045】

たとえば、あるピストンリング６ｉが別のピストンリング６ｉよりも高い潤滑剤需要を有している場合には、基本的には、次のことでも十分であり得る。すなわち、本発明による較正が、より高い潤滑剤需要を有するピストンリング６ｉに対してのみ実行されれば十分であり得る。したがって、境界値Ｐｉ＿ｇｒｅｎｚは、１つのピストンリング６ｉに対してのみ求められ、潤滑剤供給システム－制御ユニット１４は、割り当てられたＰＥＡＫ値Ｐｉが求められた潤滑剤供給システム－アクティブ化範囲１７ｉに位置するとすぐに、潤滑剤供給システムを相応に駆動制御するだろう。潤滑剤供給システムがこれに適している限り（たとえばコモンレールシステム）、潤滑剤の導入は、好ましくは、潤滑剤需要が最も高いピストンリング６ｉに正確に潤滑剤が供給されるように、タイミングがとられて制御される。ピストンリング６ｉの構造設計に応じて、潤滑剤の導入はピストンストローク中に、好ましくは、ピストンリング６ｉの前で、または直接的にピストンリング６ｉに向けて行われる。その結果、潤滑剤需要が比較的低い１つまたは複数のピストンリング６ｉは、十分な潤滑剤量を自動的に受け取る。レシプロコンプレッサ１が複数のシリンダ２を有している場合には、本発明による潤滑剤量の検出および評価は、好ましくは、各シリンダ２に対して個別に、各シリンダ２に少なくとも１つの潤滑剤センサ１５を配置することによって行われる。

【0046】

さらに、潤滑剤供給箇所１２に供給された潤滑剤量を検出するために、潤滑剤供給システム内に潤滑剤量－検出ユニットが設けられているのは有利であり得る。潤滑剤量－検出ユニットは、たとえば、図１に示されているように、潤滑剤供給箇所１２への供給ラインに統合されている適切な流量センサ１６であってよい。流量センサ１６は、潤滑剤量に比例する測定信号を伝送するために、好ましくは、潤滑剤供給システム－制御ユニット１４と接続されている。しかし、たとえば、潤滑剤量－検出ユニットとして計算モデルが設けられていてもよく、これはたとえば潤滑剤供給システム－制御ユニット１４に実装されていてよく、潤滑剤供給箇所１２に供給された潤滑剤量を、潤滑剤供給システムの利用可能なパラメータに基づいて、たとえばピストンポンプのシリンダ容積およびポンプの回転数等に基づいて計算する。

【0047】

したがって、潤滑剤供給システム－制御ユニット１４は、潤滑剤センサ１５から得られた潤滑剤膜－測定量Ｓと潤滑剤量－検出ユニットから得られた潤滑剤量とを比較して、これら２つの値の整合性を検査することができる。これによってたとえば、これら２つの値の間のある程度の偏差が確認された場合に、潤滑剤センサ１５の機能不全を推測することができる。同様に、この比較を使用して、潤滑剤供給システムの漏れを検出することができる。たとえば、流量センサ１６が特定の予期されている値を出力し、潤滑剤センサ１５によって検出された潤滑剤膜－測定量Ｓが値をとらない、または極めて低い値をとる場合には、漏れが存在している可能性がある。これは、たとえば、流量センサ１６と潤滑剤供給箇所１２との間に漏れがあることを意味し得る。たとえば、許容されないほど高い偏差が、量の測定と潤滑剤膜圧測定（もしくはここから導出された比肩し得る量）との間で確認されると、これはたとえば、レシプロコンプレッサのクリチカルな動作状態に対する指標として使用されてよく、場合によっては特定のアクション、たとえばアラーム信号またはコンプレッサの１のスイッチオフが開始され得る。

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図4】

【外国語明細書】