磨损检测制造技术

一种用于通过识别预磨损事件的特征温度波动来检测大型多气缸二冲程柴油发动机中的预磨损事件的方法。该温度波动以该波动的波峰与波幅之间的时间间隔为特征。在检测到预磨损事件之后，可启动自动的应对手段。可自动结束应对手段。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于检测大型二冲程柴油发动机中的磨损的方法，尤其涉及一种用于检测预磨损状况的方法、一种用于检测磨损状况的方法以及一种用于检测磨损状况的结束的方法。
技术介绍
大型二冲程柴油发动机的运行中的故障会导致功率减少并对气缸和活塞造成损坏。功率损失会是显著的，并且在发动机不得不停止运行的情况下，这例如在将大型二冲程柴油发动机用作远洋船只的主电源时会导致很大的问题。活塞环和缸套表面经历如斯特里贝克曲线(图1)所描述的所有三种磨损机制，该曲线使(粘度、载荷、速度)与摩擦系数相关联。这三种机制是边界润滑、混合润滑以及流体动力润滑。流体动力润滑是表面被油膜完全隔开的状况。如果载荷仅部分由油膜压力承载并且部分通过与粗糙面接触而被承载，那么该状况被称为混合润滑。如果全部载荷均由粗糙面承载并且仅有的隔离是薄的分子油膜，那么该状况被称为边界润滑。在大型二冲程柴油发动机中，边界润滑总是以较小的程度存在于上死点(TDC)的周围，在上死点处，活塞的速度接近零。在正在发生孔磨光(bore polish)的情况下，边界润滑的量会上升到磨损将会发生的程度。由于气缸润滑油是相对昂贵的并且功率减少也是不合要求的，因此现有的应对手段是昂贵的。因此，重要的是确定磨损状况是否已经不复存在以便能够及时取消应对手段。
技术实现思路
我们的研究已经表明当边界润滑达到临界值时，摩擦系数的改变将导致缸套表面温度的独特的温度波动方式。在任何磨损发生之前，该状况将存在约10分钟至20分钟之间的时期。在该时期中，可通过将警报系统连接于气缸注油器系统来手动地或自动地采取正确的对抗行为。当检测到预磨损状况时，可相对于正常所需的用量增加气缸润滑油用量以防止磨损状态发生。另一种可能性是将警报系统连接于发动机的电子控制系统，该电子控制系统接着可以降低作用在相关的气缸上的载荷。参看视图，该状况被称为“高摩擦状况”。如果没有采取正确的措施，该状况将发展成为带有气缸缸套的严重磨损的磨损。磨损状况中的缸套温度能够稳定在较高程度。在该背景下，本专利技术的目的是提供一种用于检测预磨损状况的方法。通过提供一种用于检测大型多气缸涡轮增压二冲程柴油发动机中的预磨损状况的方法来实现该目的，该方法包括连续地或间歇地检测气缸的上部区域中的气缸壁温度，确定气缸的温度发展是否波动，并且在相关的气缸的温度波动的波峰或波谷被落入到预定范围中的时间间隔隔开，并且温度波动的波峰与波谷之间的温度差超过预定阈值时，发出预磨损警报。我们的研究已经表明气缸壁温度波动的波峰之间或波谷之间的时间间隔以及波动的幅度是预磨损事件的最具特色的方面。通过确保温度波动的波峰或波谷之间的时间间隔落入到预定范围内，并且通过确保波峰与波谷之间的温度差超过预定阈值，在错误警报最少且未发出警报的预磨损事件最少的情况下，确保在预磨损发生时可靠地发出预磨损警报是可能的。优选地，当至少带有预定数量的波动的序列出现时，才发出预磨损警报。由此，可进一步降低错误的预磨损警报的次数。该方法可还包括将气缸润滑程度增加到位于用于针对其发出警报的气缸的正常运行的程度之上的程度。该应对手段用于防止更多的预磨损事件。该方法可还包括将受载程度降低到位于用于针对其发出警报的气缸的正常运行的程度之下的程度。该应对手段用于防止更多的预磨损事件。本专利技术的另一个目的是提供一种用于使用在大型多气缸二冲程柴油发动机中的方法，该方法用于在已经对气缸中的一个发出预磨损气缸警报之后已经采取应对手段时确定何时恢复至正常运行，该方法包括确定自应对手段启动之后已经经过的时间间隔，以及在时间间隔已经超过预定阈值之后，自动恢复至已经针对其发出预磨损警报的气缸的正常运行。通过自动恢复至正常运行状况，与预磨损警报状况相关联的费用和不便之处可以被保持至最小程度。优选地，逐渐地执行该恢复至正常运行。本专利技术的另一个目的是提供一种用于检测大型多气缸涡轮增压二冲程柴油发动机中的磨损状况的方法，该方法包括连续地或间歇地测量气缸的上部区域中的气缸壁温度，并且在气缸的气缸壁温度高于其它气缸的平均温度超过预定值，或气缸的气缸壁温度超过预定的警报温度时，发出针对气缸的磨损警报。通过提供一种用于检测磨损状况的方法，可采取应对手段以避免进一步损坏发动机。优选地，当气缸的气缸壁温度的增加量以超过预定阈值的温度梯度发生时，才发出磨损警报。该方法可还包括自动将气缸润滑从正常程度增加到增大程度并且将相关的气缸的载荷从正常程度降低到用于针对其发出警报的减小程度。本专利技术的另一个目的是提供一种用于确定大型多气缸二冲程柴油发动机中的磨损事件已经结束的方法，该方法包括连续地或间歇地测量气缸的上部区域中的气缸壁温度，确定针对其发出磨损警报的气缸的气缸壁温度是否超过其它气缸的平均气缸壁温度小于给定阈值的值，或针对其发出磨损警报的气缸的气缸壁温度是否低于预先固定的气缸壁警报温度预定差值。通过自动检测磨损已经结束，可采取措施以恢复至正常运行状况，并且与预磨损警报状况相关联的费用和不便之处可被保持至最小程度。优选地，该方法还包括自确定磨损事件结束开始的预定延迟之后，自动恢复针对其发出磨损警报的气缸的正常运行。本专利技术的另一个目的是提供一种装置以执行一种用于检测大型二冲程柴油发动机中的预磨损状况的方法。该装置具有在气缸壁的上部区域中的用于每个气缸的至少一个温度传感器，该温度传感器联接于处理器，该处理器被构造成用以确定气缸的温度发展是否波动，并且被构造成用以在相关的气缸的温度波动的波峰或波谷被落入到预定范围中的时间间隔隔开，并且温度波动的波峰与波谷之间的温度差超过预定阈值时，发出预磨损警报。本专利技术的又一个目的是提供一种装置以执行一种用于在已经进行与预磨损警报相关的应对手段之后恢复至正常运行状况的方法，该装置具有在气缸壁的上部区域中的用于每个气缸的至少一个温度传感器，该温度传感器联接于处理器，该处理器被构造成用以确定自应对手段启动之后已经经过的时间间隔，并且该处理器被构造成用以在时间间隔已经超过预定阈值之后自动恢复至正常运行。本专利技术的另一个目的是提供一种装置以执行一种用于在大型多气缸二冲程柴油发动机中发出磨损警报的方法，该装置具有在气缸壁的上部区域中的用于每个气缸的至少一个温度传感器，该温度传感器联接于处理器，该处理器被构造成用以在气缸的气缸壁温度高于其它气缸的平均温度超过预定值时，或在气缸的气缸壁温度超过预定的警报温度时，发出针对气缸的磨损警报。本专利技术的另一个目的是提供一种装置以执行一种用于自动检测气缸的磨损状况在大型二冲程柴油发动机中已经不复存在的方法，该装置具有在气缸壁的上部区域中的用于每个气缸的至少一个温度传感器，该温度传感器联接于处理器，该处理器被构造成用以确定已经针对其发出磨损警报的气缸的气缸壁温度是否超过其它气缸的平均气缸壁温度小于给定阈值的值，或针对其发出磨损警报的气缸的气缸壁温度是否低于预先固定的气缸壁警报温度预定差值。根据本专利技术的方法和装置的更多的目的、特征、优点以及特性从详细的描述中将是显而易见的。附图说明在下面的本说明书的详细部分中，将参照在附图中示出的示例性实施方式更详细地说明本专利技术，其中图1是示出了多种润滑机制的曲线图；图2是多气缸发动机的单个气缸的顶部的横截面详图；图3是根据本专利技术的实施方式的发动机的气缸、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测大型多气缸涡轮增压二冲程柴油发动机中的预磨损状况的方法，所述方法包括：连续地或间歇地测量所述气缸的上部区域中的气缸壁温度，确定气缸的温度发展是否波动，以及当相关的所述气缸的温度波动的波峰或波谷被6分钟至18分钟之间的时间间隔隔开，并且所述温度波动的所述波峰与所述波谷之间的温度差处于25℃至65℃的范围中时，发出预磨损警报。

【技术特征摘要】
1.一种用于检测大型多气缸涡轮增压二冲程柴油发动机中的预磨损状况的方法，所述方法包括 连续地或间歇地测量所述气缸的上部区域中的气缸壁温度， 确定气缸的温度发展是否波动，以及 当相关的所述气缸的温度波动的波峰或波谷被6分钟至18分钟之间的时间间隔隔开，并且所述温度波动的所述波峰与所述波谷之间的温度差处于25°C至65°C的范围中时，发出预磨损警报。2.根据权利要求1所述的方法，其中，当至少带有预定数量的所述温度波动的序列出现时，发出预磨损警报。3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括将气缸润滑程度增加到位于用于针对其发出所述警报的所述气缸的正常运行的程度之上的程度。4.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括将受载程度降低到位于用于针对其发出所述警报的气缸的正常运行的程度之下的程度。5.一种用于检测大型多气缸涡轮增压二冲程柴油发动机中的磨损状况的方法，所述方法包括 连续地或间歇地测量所述气缸的上部区域中的气缸壁温度，以及 当一个气缸的所述气缸壁温度高于其它气缸的平均气缸壁温度，并且所述一个气缸的所述气缸壁温度与所述其它气缸的所述平均气缸壁温度之间的差值超过预定值时，发出针对气缸的磨损警报。6.根据权利要求5所述的方法，其中，当所述一个气缸的所述气缸壁温度的增加量以超过预定阈值的温度梯度发生时，才发出磨损警报。7.根据权利要求5或6所述的方法，所述方法还包括自动将气缸润滑从正常程度增加到增大程度并且将相关的所述一个气缸的载荷从正常程度降低到用于针对其发出警报的所述一个气缸的减小程度。8.一种用于确定大型多气缸二冲程柴油发动机中的磨损事件已经结束的方法，包括 连续地或间歇地测量所述气缸的上部区域中的气缸壁温度， 确定针对其发出磨损警报的一个气缸的所述气缸壁温度是否超过其它气缸的平均气缸壁温度并且所述一个气缸的所述气缸壁温度与所述其它气缸的所述平均气缸壁温度之间的差值是否小于给定阈值，或 确定针对其发出磨损警报...

【专利技术属性】
技术研发人员：亨里克·罗斯特德延森，耶斯佩尔·魏斯福格，延斯·巴格，
申请(专利权)人：曼柴油机和涡轮公司，德国曼柴油机和涡轮欧洲股份公司的联营公司，
类型：发明
国别省市：