用于磨损估计的方法和系统技术方案

一种用于估计内燃机的至少一个部件的磨损的方法，包括接收传感器信息和指示供应到内燃机的至少一个燃烧室的燃料量的燃料指令，以及至少基于传感器信息和燃料指令来确定内燃机的至少一个部件的磨损量的增量的增加。该方法还包括基于磨损量的增量的增加来确定更新的磨损量，并输出指示更新的磨损量的通知。并输出指示更新的磨损量的通知。并输出指示更新的磨损量的通知。

【技术实现步骤摘要】
用于磨损估计的方法和系统


[0001]本专利技术总体上涉及内燃机系统，并且更具体地涉及用于估计内燃机的部件的磨损的方法和系统。

技术介绍

[0002]内燃机包括多个部件，这些部件由于发动机的操作所产生的恶劣环境而经受重复的应力和磨损。例如，发动机可以包括各种阀、密封件、垫圈、轴承或其他部件，这些部件通过相对于发动机的另一部件移动而经受磨损。在一些部件中，诸如阀系的阀元件和/或阀座中，这种磨损的特征在于随着时间的推移逐渐去除材料。这至少部分地由于阀元件与相应阀座的反复运动接触和脱离接触而发生。在一些发动机中，可以从内燃机的缸盖移除阀座。在诸如高端维修的过程期间，阀元件和阀座可以被替换。
[0003]通常以各种预定的维修周期更换内燃机的部件，以防止部件过度磨损。这些周期可以基于内燃机的操作时间(例如，发动机时数)、循环次数(例如，发动机转数)等。该预定维修周期可能需要基于相应零件的寿命的保守估计来设置。例如，可以针对基于典型磨损模式的特定操作小时数来设定阀或其他阀系部件的寿命。
[0004]虽然维修周期可用作粗略估计，但设置的或不变的维修周期可能无法准确地对应于发动机的各个部件的实际磨损率。例如，频繁地以相对高的功率输出、燃料率、发动机速度等运转的发动机可能以比预定维修周期所基于的速度快得多的速度经受磨损。相反，频繁地以相对低的输出、燃料率和/或速度操作的发动机可能会以比预定维修周期慢得多的速率经受磨损。因此，在一些情况下，预定的维修周期可能导致过早替换用于以相对慢的速率磨损的发动机的昂贵零件。此外，在相对高的输出下操作的具有高功率密度的发动机可能具有在预定的维修周期之前经受更快的磨损和有害操作以及甚至部件故障的部件。
[0005]在授予Gorden等人的美国专利申请公开第2005/0114088号('088公开)中公开了一种用于部件磨损预测的系统。在'088公开专利中描述的部件磨损预测系统包括电子地监测排气温度的监测系统，因为高排气温度可以指示磨损或不正确地坐落的阀。'088公开中的系统可以收集应用于规则和模型的信息，以预测观察到的部件何时和是否将需要维修或检修。然而，该'088公开的系统可能在量化和估计一个或多个发动机部件所经受的磨损量，或用于确定何时发动机部件被预期具有比平均值显著更短或更长的寿命方面没有用。另外，由于可以基于故障来建立在'088公开中公开的系统，所以它可能不适于在即将出现故障的情况下预测磨损。
[0006]所公开的方法和系统可以解决上述问题中的一者或多者和/或本领域中的其他问题。然而，本专利技术的范围由所附权利要求限定，而不是由解决任何具体问题的能力限定。

技术实现思路

[0007]在一个方面，一种用于估计内燃机的至少一个部件的磨损的方法可以包括：接收传感器信息和指示供应到内燃机的至少一个燃烧室的燃料量的燃料命令；以及至少基于传
感器信息和燃料命令来确定内燃机的至少一个部件的磨损量的增量的增加。该方法还可以包括基于磨损量的增量的增加来确定更新的磨损量，并且输出指示更新的磨损量的通知。
[0008]在另一个方面，一种用于估计内燃机的阀系中的磨损的方法可以包括：接收与内燃机在第一时间段内的操作相关联的传感器信息；至少基于第一时间段内的传感器信息来确定该阀系的至少一个部件的磨损量的第一增量的增加，并且接收指示该内燃机在第二时间段上的操作的传感器信息，并且至少基于该第二时间段的传感器信息来确定该磨损量的第二增量的增加。该方法还可包括基于第一增量的增加和第二增量的增加确定更新的磨损量，以及输出指示更新的磨损量的通知。
[0009]在又一个方面，一种用于内燃机的磨损估计系统可包括：燃料喷射器，其被配置为向燃烧室喷射燃料；传感器，其被配置为输出与供给到内燃机的燃料量相关的信息；至少一个阀系部件；以及控制器。该控制器可以被配置为通过向该燃料喷射器输出命令来控制该燃料喷射器的操作、接收从该传感器输出的信息，并且至少基于该传感器信息来确定至少一个阀系部件的磨损量的增量的增加。该控制器还可以被配置为基于该增量的增加来更新该磨损量，并且输出指示该更新的磨损量的通知。
附图说明
[0010]并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了各种示例性实施例，并且与说明书一起用于解释所公开的实施例的原理。
[0011]图1是示出根据本专利技术的一个方面的控制系统的示意图。
[0012]图2是示出图1的阀磨损估计系统的控制器的示例性配置的框图。
[0013]图3是示出根据本专利技术的一个方面的示例性磨损映射的图表。
[0014]图4是示出根据本专利技术的另一个方面的另一示例性磨损映射的图表。
[0015]图5是示出根据本专利技术的一个方面的示例性方法的流程图。
具体实施方式
[0016]前面的一般描述和下面的详细描述都仅仅是示例性和说明性的，并不限制所要求保护的特征。如在此所使用的，术语“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“具有(having)”、“包括(including)”或其其他变体旨在涵盖非排他性的内含物，使得包含一系列要素的过程、方法、物品或设备不仅包括这些要素，而且可以包括未明确列出的或这种过程、方法、物品或设备所固有的其他要素。此外，在本专利技术中，相对术语(诸如，“约”和“大致”、“总体上”等)用于指示所陈述的值中
±
10％的可能变化。
[0017]图1是示出控制或磨损估计系统10的示意图，该控制或磨损估计系统10包括内燃机12、至少一个传感器，以及一个或多个控制器或电子控制模块80。在示例性配置中，估计系统10的电子控制模块或ECM 80可以被配置为监测和控制内燃机12的操作的各个方面。例如，ECM 80可与传感器，诸如燃料传感器60、发动机速度或曲轴速度传感器62，以及其他传感器和多个燃料喷射器20电连通。系统10可以被配置为确定累加在发动机12的一个或多个部件中的估计的磨损量。特别地，系统10可以被配置为估计由内燃机12的一个或多个阀21、23经历的例如以去除材料的形式的累加磨损量。每个阀21、23可以包括阀元件22、24和阀座29。每个阀座29可以设置在发动机缸盖16中的可更换的阀插件28上。
[0018]内燃机12可以是任何合适的发动机，诸如柴油发动机或汽油发动机。如果需要，发动机12可替代地被配置为通过气态燃料(诸如天然气)单独或与柴油燃料组合的燃烧来操作。发动机12可包括形成在发动机缸体15内的多个汽缸14，在图1中示出了一个示例性汽缸14。每个汽缸14与发动机缸盖16一起可以限定燃料喷射到其中的燃烧室30。在汽缸14中往复运动的活塞40可以经由杆42以已知方式连接到曲轴44以提供动力来执行工作、发电、提供运动等。
[0019]燃烧室30可被配置为通过一个或多个进气阀21接收来自空气通道(未示出)的空气供应和来自燃料喷射器20的燃料供应。排气阀23可定位在发动机缸盖16内并被配置为选择性地阻塞或允许燃烧产物(排气)从燃烧室30通向排气通道(未示出)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于估计内燃机的至少一个部件的磨损的方法，包括：接收传感器信息和指示供给到所述内燃机的至少一个燃烧室的燃料量的燃料指令；至少基于所述传感器信息和所述燃料指令确定所述内燃机的至少一个部件的磨损量的增量的增加；基于所述磨损量的增量的增加来确定更新的磨损量；以及输出指示所述更新的磨损量的通知。2.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述传感器信息至少包括燃料压力。3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述传感器信息至少包括所述内燃机的速度。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述磨损量是至少基于与燃料压力相关联的传感器信息和指示所述内燃机的速度的传感器信息来更新的。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述磨损量是基于表示所述内燃机的所述至少一个部件所经受的磨损相对于发动机输出或相对于燃料量的经验数据的映射来更新的。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：