压缩机叶轮的剩余寿命评价方法技术

本发明专利技术提供一种评价增压器所具有的压缩机叶轮的剩余寿命的压缩机叶轮的剩余寿命评价方法，其具备：转速获取步骤，获取增压器的转速；应力计算步骤，从转速获取步骤中所获取的增压器的转速计算压缩机叶轮中产生的应力；出口温度获取步骤，获取压缩机叶轮的出口温度；金属温度计算步骤，从出口温度获取步骤中所获取的压缩机叶轮的出口温度计算压缩机叶轮的金属温度；及剩余寿命评价步骤，利用预先获取的压缩机叶轮中的应力、金属温度及寿命的关联性，从应力计算步骤中所计算的应力和金属温度计算步骤中所计算的金属温度，评价压缩机叶轮的剩余寿命。的剩余寿命。的剩余寿命。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压缩机叶轮的剩余寿命评价方法


[0001]本专利技术涉及一种评价增压器所具有的压缩机叶轮的剩余寿命的压缩机叶轮的剩余寿命评价方法。本申请主张基于2021年3月30日在日本专利厅申请的日本特愿2021
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058030号及2021年12月2日在日本专利厅申请的日本特愿2021
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195817号的优先权，并将其内容援用于此。

技术介绍

[0002]以往，无法准确地掌握增压器所具有的压缩机叶轮的寿命，以预先设定的更换期间为基准进行压缩机叶轮的更换。因此，当在更换期间时，即使压缩机叶轮的寿命还有余量，也进行了压缩机叶轮的更换。
[0003]如此，若无法能够准确地掌握压缩机叶轮的寿命，则无法能够掌握压缩机叶轮的适当的更换时期，因此存在无法实现压缩机叶轮的极限使用的问题。为了掌握压缩机叶轮的适当的更换时期，期望准确地评价压缩机叶轮的剩余寿命。以往技术文献专利文献
[0004]专利文献1:专利第4589751号公报

技术实现思路

专利技术要解决的技术课题
[0005]如上所述，由于无法准确地掌握压缩机叶轮的叶轮的寿命，因此存在无法实现压缩机叶轮的极限使用的问题。
[0006]另外，到当前为止，已经提出了几种用于评价压缩机叶轮的剩余寿命的方法，但并未达到实用化。例如，在专利文献1中，公开有一种涡轮增压器的寿命确定装置，其具备监视压缩机滚轮的蠕变的蠕变监视算法。该蠕变监视算法通过监视在所检测的压缩机入口温度和所计算的压缩机的压力比的不同组合下动作的时间量来监视蠕变。上述组合中，包括表示由特定的组合产生的压缩机滚轮上的应力的蠕变评分，特定组合下的时间量与蠕变评分的乘积成为上述特定组合中所产生的蠕变应力损坏，成为蠕变应力损坏的合计被监视的蠕变。
[0007]鉴于上述情况，本专利技术的至少一实施方式的目的在于提供一种通过活用与增压器相关的运行数据，能够精度良好地评价压缩机叶轮的剩余寿命的压缩机叶轮的剩余寿命评价方法。用于解决技术课题的手段
[0008]本专利技术的一实施方式所涉及的压缩机叶轮的剩余寿命评价方法为评价增压器所具有的压缩机叶轮的剩余寿命的压缩机叶轮的剩余寿命评价方法，其具备：转速获取步骤，获取所述增压器的转速；
应力计算步骤，从所述转速获取步骤中所获取的所述增压器的转速计算所述压缩机叶轮中产生的应力；出口温度获取步骤，获取所述压缩机叶轮的出口温度；金属温度计算步骤，从所述出口温度获取步骤中所获取的所述压缩机叶轮的出口温度计算所述压缩机叶轮的金属温度；及剩余寿命评价步骤，利用预先获取的所述压缩机叶轮中的应力、金属温度及寿命的关联性，从所述应力计算步骤中所计算的所述应力和所述金属温度计算步骤中所计算的所述金属温度，评价所述压缩机叶轮的剩余寿命。专利技术效果
[0009]根据本专利技术的至少一实施方式，提供一种通过活用与增压器相关的运行数据，能够精度良好地评价压缩机叶轮的剩余寿命的压缩机叶轮的剩余寿命评价方法。
附图说明
[0010]图1是概略性表示搭载有作为本专利技术的一实施方式所涉及的压缩机叶轮的剩余寿命评价方法的评价对象的压缩机叶轮的发动机系统的结构的概略结构图。图2是本专利技术的一实施方式所涉及的压缩机叶轮的剩余寿命评价方法的流程图。图3是用于说明压缩机叶轮中的应力与拉森
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米勒参数的关系的说明图。图4是本专利技术的一实施方式中的剩余寿命评价步骤的流程图。图5是本专利技术的一实施方式中的剩余寿命评价步骤的流程图。图6是用于说明累积损坏程度的计算法的说明图。图7是本专利技术的一实施方式中的转速获取步骤的流程图。图8是用于说明压缩机叶轮的剩余寿命的校正方法的说明图，表示压缩机叶轮的剩余寿命相对于实际致动时间的推移。图9是表示压缩机叶轮的表面的材料组织的结晶粒径与压缩机叶轮的剩余寿命的关联性(结晶粒径关联性信息)的图。图10是表示压缩机叶轮的应变与压缩机叶轮的剩余寿命的关联性(应变关联性信息)的图。图11是表示压缩机叶轮的硬度与压缩机叶轮的剩余寿命的关联性(硬度关联性信息)的图。图12是表示形成于压缩机叶轮的表面的氧化被膜的厚度与压缩机叶轮的剩余寿命的关联性(被膜厚度关联性信息)的图。图13是表示压缩机叶轮的电阻与压缩机叶轮的剩余寿命的关联性(电阻关联性信息)的图。图14是表示压缩机叶轮的内部缺陷的尺寸与压缩机叶轮的剩余寿命的关联性(内部缺陷尺寸关联性信息)的图。
具体实施方式
[0011]以下，参考附图，对本专利技术的几个实施方式进行说明。但是，作为实施方式而记载的或附图所示的构成组件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不旨在将本专利技术的范围限定
于此，只不过是说明例。例如，“在某一方向上”、“沿某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等表示相对或绝对配置的表述不仅表示严格意义上的这种配置，还表示具有公差或可获得相同功能的程度的角度或距离而相对移位的状态。例如，“相同”、“相等”及“均质”等表示事物处于相等状态的表述不仅表示严格意义上相同的状态，还表示存在公差或可获得相同功能的程度的差异的状态。例如，表示四边形状或圆筒形状等形状的表述不仅表示几何学上严格意义上的四边形状或圆筒形状等形状，还表示在可获得相同效果的范围内包括凹凸部或倒角部等的形状。另一方面，“具备”、“包括”或“具有”等一构成要件的表述并不是排除其他构成要件的存在的排他性表述。另外，有时对于相同的结构标注相同的符号并省略说明。
[0012]图1是概略性表示搭载有作为本专利技术的一实施方式所涉及的压缩机叶轮的剩余寿命评价方法的评价对象的压缩机叶轮的发动机系统的结构的概略结构图。本专利技术的几个实施方式所涉及的压缩机叶轮的剩余寿命评价方法1为评价增压器3所具有的压缩机叶轮4的剩余寿命的方法。增压器3搭载于如图1所示的具备发动机5的发动机系统2。
[0013](发动机系统)如图1所示，发动机系统2具备：发动机(发动机主体)5，通过在内部燃烧燃料而产生动力；燃烧用气体供给管路6，用于压缩并供给供于发动机5内部的燃烧的燃烧用气体(例如，空气)；增压器3，具有设置于燃烧用气体供给管路6的压缩机叶轮4；及中间冷却器7，设置于比燃烧用气体供给管路6的压缩机叶轮4更靠下游侧。中间冷却器7由以冷却通过中间冷却器7的燃烧用气体的方式构成的热交换器构成。
[0014]在图示的实施方式中，如图1所示，发动机系统2具备：排气排放管路8，用于引导从发动机5排放的排气；燃料喷射阀9，构成为向发动机5的内部喷射燃料；及控制装置11。控制装置11由用于控制发动机系统2中的各装置(发动机5或燃料喷射阀9等)的运行的发动机控制单元构成。
[0015]发动机5包括：至少1个气缸51；至少1个活塞52，以能够分别沿轴向进行往复运动的方式容纳在至少1个气缸51的内部。发动机5在内部具有由气缸51和活塞52划分的燃烧室53。燃烧室53以能够流通气体的方式连接于比燃烧用气体供给管路6的中间冷却器7更靠下游侧。燃烧用气体供给管路6是用于将来自压缩机32的燃烧用气体引导至燃烧室53的流路。燃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种压缩机叶轮的剩余寿命评价方法，其评价增压器所具有的压缩机叶轮的剩余寿命，所述压缩机叶轮的剩余寿命评价方法具备：转速获取步骤，获取所述增压器的转速；应力计算步骤，从所述转速获取步骤中所获取的所述增压器的转速计算所述压缩机叶轮中产生的应力；出口温度获取步骤，获取所述压缩机叶轮的出口温度；金属温度计算步骤，从所述出口温度获取步骤中所获取的所述压缩机叶轮的出口温度计算所述压缩机叶轮的金属温度；及剩余寿命评价步骤，利用预先获取的所述压缩机叶轮中的应力、金属温度及寿命的关联性，从所述应力计算步骤中所计算的所述应力和所述金属温度计算步骤中所计算的所述金属温度，评价所述压缩机叶轮的剩余寿命。2.根据权利要求1所述的压缩机叶轮的剩余寿命评价方法，其中，所述剩余寿命评价步骤包括：拉森
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米勒参数计算步骤，利用预先获取的所述压缩机叶轮中的应力与拉森
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米勒参数的关联性，从所述应力计算步骤中所计算的所述应力计算拉森
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米勒参数；及允许致动时间计算步骤，从所述拉森
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米勒参数计算步骤中所计算的所述拉森
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米勒参数和所述金属温度计算步骤中所计算的所述金属温度，计算所述压缩机叶轮的允许致动时间。3.根据权利要求2所述的压缩机叶轮的剩余寿命评价方法，其中，所述剩余寿命评价步骤包括：损坏程度计算步骤，将所述压缩机叶轮的实际致动时间除以所述允许致动时间计算步骤中所计算的所述压缩机叶轮的所述允许致动时间而计算所述压缩机叶轮的损坏程度。4.根据权利要求2所述的压缩机叶轮的剩余寿命评价方法，其中，所述剩余寿命评价步骤包括：分类损坏程度计算步骤，在每个单位期间，将所述压缩机叶轮的所述单位期间中的实际致动时间除以所述允许致动时间计算步骤中所计算的所述压缩机叶轮的所述允许致动时间，计算所述压缩机叶轮的每个所述单位期间的损坏程度即分类损坏程度；及累积损坏程度计算步骤，计算当前为止的所述分类损坏程度之和即累积损坏程度。5.根据权利要求1所述的压缩机叶轮的剩余寿命评价方法，其中，在所述出口温度获取步骤中，获取在比位于比所述压缩机叶轮更靠下游侧的中间冷却器更靠下...

【专利技术属性】
技术研发人员：松尾哲也，辰巳胜彦，金泽真吾，冨田勋，
申请(专利权)人：三菱重工船用机械株式会社，
类型：发明
国别省市：