CH674398A5

CH674398A5 -

Info

Publication number: CH674398A5
Application number: CH252486A
Authority: CH
Inventors: Jean Jenzer
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1986-06-23
Filing date: 1986-06-23
Publication date: 1990-05-31
Also published as: EP0254005B1; JP2686261B2; DK150087A; FI871638A; DK162853C; EP0254005A1; DK162853B; JPS6312864A; FI89404C; FI89404B; DE3761577D1; FI871638A0; DK150087D0

Description

Die Erfindung betrifft ferner die Einrichtung an einer Antriebsanlage mit einer mindestens dreizylindrigen Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 5 zur Ausführung des Verfahrens sowie vorteilhafte besondere Ausführungsformen des Verfahrens bzw. der Antriebsanlage mit Hubkolbenbrennkraftmaschine. The invention further relates to the device on a drive system with an at least three-cylinder reciprocating piston internal combustion engine according to claim 5 for carrying out the method and advantageous special embodiments of the method or the drive system with reciprocating piston internal combustion engine.

Die Erfindung wird am Beispiel der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail using the example of the drawings. Show it:

Fig. 1 schematisch eine Antriebsanlage mit einem sechszy-lindrigen Dieselmotor, mit Generator und mit erfindungsge-mässer Anordnung der Elemente für die Verbesserung des Gleichlaufs der Anlage, 1 schematically shows a drive system with a six-cylinder diesel engine, with generator and with arrangement of the elements according to the invention for improving the synchronism of the system,

Fig. 2,2A, 2B, 2C je schematisch eine Antriebsanlage mit einem sechszylindrigen Schiffsdieselmotor, mit nebengeschaltetem Bordnetzgenerator und mit erfindungsgemässer Anordnung der Elemente für die Verbesserung des Gleichlaufs der Anlage; 2.2A, 2B, 2C each schematically show a drive system with a six-cylinder marine diesel engine, with a connected on-board electrical system generator and with an arrangement of the elements according to the invention for improving the synchronism of the system;

Fig. 3 das Poldiagramm der Torsionsschwingungen erster Ordnung der Welle eines Sechszylinder-Dieselmotors bzw. einer vom Dieselmotor angetriebenen Welle. 3 shows the pole diagram of the torsional vibrations of the first order of the shaft of a six-cylinder diesel engine or of a shaft driven by the diesel engine.

Der sechszylindrige Zweitakt-Dieselmotor 1 mit Aufladegruppe 11 und mit der Welle 12 treibt einen Generator 2, wobei der Rotor des Generators, wie gezeichnet, direkt auf der Verlängerung der Welle 12 montiert oder die Rotorwelle mit der Welle 12 des Dieselmotors 1 gekuppelt sein kann. Die Torsionsschwingungen bzw. deren Amplituden und Winkellage werden mit dem Torsionsschwingungsmesser 3 am Wellenende 123 laufend gemessen und dem Fourier-Analysator 4 zugeführt. Im Fourier-Analysator 4 wird die Fourier-Zerlegung der Torsionsschwingungen in die Glieder verschiedener Ordnung durchgeführt. The six-cylinder two-stroke diesel engine 1 with charging group 11 and with the shaft 12 drives a generator 2, wherein the rotor of the generator, as shown, can be mounted directly on the extension of the shaft 12 or the rotor shaft can be coupled to the shaft 12 of the diesel engine 1. The torsional vibrations or their amplitudes and angular position are continuously measured with the torsional vibration meter 3 at the shaft end 123 and fed to the Fourier analyzer 4. In the Fourier analyzer 4, the Fourier decomposition of the torsional vibrations into members of different orders is carried out.

Vorerst spritzen die Einspritzpumpen 61,62,63,64,65,66, von denen je eine einem Zylinder 161,162,163,164,165,166 zugeordnet ist, vorbestimmte, unter sich gleiche Mengen Brennstoff in die Zylinder. Sobald der Dieselmotor den sta- For the time being, the injection pumps 61, 62, 63, 64, 65, 66, each of which is assigned to a cylinder 161, 162, 163, 164, 165, 166, inject predetermined, equal amounts of fuel into the cylinders. As soon as the diesel engine

mierung der Torsionsschwingungen iterativ, d. h. in mehreren Zyklen oder Schritten. Bei jedem Schritt werden Korrektursignale erzeugt, die den betreffenden Einspritzpumpen 61,62,63,64,65,66 zugeführt werden. Aufgrund der Korrek-2» turen stellt sich im Lauf des Dieselmotors 1 ein neuer stationärer Zustand ein. Nachdem dieser erreicht ist, werden in einem weiteren Regelzyklus wieder die Torsionsschwingungen gemessen und analysiert und aufgrund der Analyseergebnisse andere Korrektursignale erzeugt und die Tor-25 sionsschwingungen weiter minimiert. iteration of torsional vibrations, d. H. in several cycles or steps. Correction signals are generated at each step and are fed to the relevant injection pumps 61, 62, 63, 64, 65, 66. Due to the corrections, a new steady state is established in the course of the diesel engine 1. After this has been reached, the torsional vibrations are measured and analyzed again in a further control cycle, and other correction signals are generated on the basis of the analysis results and the torsional vibrations are further minimized.

In der Regel wird ein günstiger stationärer Betriebszustand mit minimalen, nicht mehr störenden Torsionsschwingungen z. B. erster und zweiter Ordnung der Welle 12 oder auch höherer Ordnungen nach einigen Regelzyklen der 30 beschriebenen Art erreicht. In general, a favorable steady-state operating condition with minimal, no longer disturbing torsional vibrations such. B. first and second order of the shaft 12 or higher orders achieved after a few control cycles of the type 30 described.

Der Regelzyklus erstreckt sich dabei mit Vorteil über die Zeit mehrerer Arbeitszyklen (Umdrehungen) des Dieselmotors 1. Damit wird erreicht, dass die stochastischen Änderungen des indizierten Zylindermitteldrucks von Zündung 35 zu Zündung der einzelnen Zylinder 161,162,163,164,165, 166 das auszuwertende Torsionsschwingungssignal nur in vernachlässigbarer Weise beeinträchtigen. The control cycle advantageously extends over the time of several working cycles (revolutions) of the diesel engine 1. This ensures that the stochastic changes in the indicated mean cylinder pressure from ignition 35 to ignition of the individual cylinders 161, 162, 163, 164, 165, 166 only negligibly affect the torsional vibration signal to be evaluated.

Für die Erfassung der Torsionsschwingungen eignet sich z. B. eine unter der Bezeichnung Winkelkodierer (optical 40 incrementai encoder, Typ G 70 der Firma Litton) im Markt erhältliche Vorrichtung. Eine Einspritzpumpe, die sich für die Änderung der Einspritzmenge eignet, ist z. B. in der DE-OS 3 100 725.2-13 beschrieben. Fourier-Analysatoren sind ebenfalls bekannt und im Handel erhältlich (z. B. CAT 45 2515 der Firma Genrad). For the detection of the torsional vibrations z. B. a device available on the market under the name angle encoder (optical 40 incrementai encoder, type G 70 from Litton). An injection pump that is suitable for changing the injection quantity is e.g. B. described in DE-OS 3 100 725.2-13. Fourier analyzers are also known and commercially available (e.g. CAT 45 2515 from Genrad).

Der Zweitakt-Dieselmotor 1 von Fig. 2 mit den sechs Zylindern 161 bis 166 treibt über eine weitere Welle 22 den Schiffsantriebspropeller 7. Das andere Ende der Kurbelwelle 12 des Dieselmotors ist über eine Kupplung 18 mit einem so Übersetzungsgetriebe 8 verbunden, welches eine hydraulische Pumpe 81 antreibt. Diese Pumpe 81 ist ein Teil eines hydrostatischen Getriebes, das zusammen mit dem hydrostatischen Motor 82 einen geschlossenen hydraulischen Druckmittelkreislauf bildet. Die Versorgung dieses Kreislaufs mit 55 hydrostatischem Druckmittel, z. B. Öl, erfolgt durch die Niederdruckstation 83, die ein Druckmittelreservoir, eine Zubringerpumpe, eine Überströmleitung mit Überströmventil, Filter usw. enthält. Der hydrostatische Motor 82 treibt über eine Welle 89 den elektrischen Generator 9. Die Dreh-60 zahl der Welle 89 und damit des Generators 9 wird mit dem Messfühler 84 überwacht, von welchem der gemessene Ist-Wert dem Drehzahl-Regler 85 zugeführt und in welchem der Ist-Wert mit dem vorgegebenen Soll-Wert verglichen wird. Der Generator 9 gibt die elektrische Energie an das Bordnetz «5 100 ab. Bei Abweichungen von Ist- und Soll-Wert wird die Menge des den hydrostatischen Motor 82 durchströmenden Druckmittels verändert, indem die Reglersignale über die Signalleitung 86 einem Stellorgan im Motor 82 zugeführt The two-stroke diesel engine 1 from FIG. 2 with the six cylinders 161 to 166 drives the ship propeller 7 via a further shaft 22. The other end of the crankshaft 12 of the diesel engine is connected via a clutch 18 to a transmission 8, which is a hydraulic pump 81 drives. This pump 81 is part of a hydrostatic transmission which, together with the hydrostatic motor 82, forms a closed hydraulic pressure medium circuit. The supply of this circuit with 55 hydrostatic pressure medium, for. B. oil, is carried out by the low pressure station 83, which contains a pressure medium reservoir, a feed pump, an overflow line with overflow valve, filter, etc. The hydrostatic motor 82 drives the electric generator 9 via a shaft 89. The speed 60 of the shaft 89 and thus of the generator 9 is monitored by the sensor 84, from which the measured actual value is fed to the speed controller 85 and in which the actual value is compared with the specified target value. The generator 9 delivers the electrical energy to the electrical system 5 100. In the event of deviations from the actual value and the desired value, the amount of pressure medium flowing through the hydrostatic motor 82 is changed in that the controller signals are fed to an actuator in the motor 82 via the signal line 86

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werden. In diesem Beispiel misst der Torsionsschwingungs-messer 3 die Torsionsschwingungen der Welle des Generators 9. Die Bestimmung der Korrektursignale, welche den Einspritzpumpen 61,62,63,64,65,66 zugeführt werden, werden in gleicher Weise, wie oben für die Anlage von Fig. 1 beschrieben, bestimmt. Die vom Dieselmotor 1 erzeugten Torsionsschwingungen werden über den hydrostatischen Kreislauf auf den Motor 82 und die Welle des Generators teilweise übertragen. will. In this example, the torsional vibration meter 3 measures the torsional vibrations of the shaft of the generator 9. The determination of the correction signals which are fed to the injection pumps 61, 62, 63, 64, 65, 66 are carried out in the same manner as above for the installation of Fig. 1 described, determined. The torsional vibrations generated by the diesel engine 1 are partially transmitted to the engine 82 and the shaft of the generator via the hydrostatic circuit.

Bei der in Fig. 2A dargestellten Schiffsdieselanlage treibt die Welle 17 des Dieselmotors 1 über die Kupplung 71 und Welle 73 den verstellbaren Schiffsantriebspropeller 72 an. Die Welle 17' des Dieselmotors 1 auf der anderen Seite des Dieselmotors treibt über ein Getriebe 91 den Generator 9, der den elektrischen Strom an das Bordnetz 100 abgibt. Die Torsionsschwingungen bzw. deren Amplituden und Winkellage werden mit demTorsionsschwingungsmesser 3 an der Welle des Generators 9 gemessen und laufend dem Fourier-Analysator 4 zugeführt. Im Fourier-Analysator 4 wird die Fourier-Zerlegung der Torsionsschwingungen in die Glieder verschiedener Ordnung durchgeführt und anschliessend findet ein Vergleich mit vorgegebenen Sollwerten statt. Die Korrektursignale für die Veränderung der Einspritzmenge der Einspritzpumpen 61,62,63,64,65,66 werden in der Einspritzpumpen-Steuerung 5, welche einen Rechner umfasst, aufgrund beispielsweise der Glieder erster und zweiter Ordnung, z. B. nach der Kurbelsternmethode, die anhand von Fig. 3 erklärt wird, bestimmt. In the marine diesel system shown in FIG. 2A, the shaft 17 of the diesel engine 1 drives the adjustable marine propeller 72 via the coupling 71 and shaft 73. The shaft 17 'of the diesel engine 1 on the other side of the diesel engine drives the generator 9 via a gear 91, which generator delivers the electrical current to the vehicle electrical system 100. The torsional vibrations or their amplitudes and angular positions are measured with the torsional vibration meter 3 on the shaft of the generator 9 and continuously fed to the Fourier analyzer 4. In the Fourier analyzer 4, the Fourier decomposition of the torsional vibrations into members of different orders is carried out and then a comparison with predetermined target values takes place. The correction signals for the change in the injection quantity of the injection pumps 61, 62, 63, 64, 65, 66 are in the injection pump controller 5, which includes a computer, based on, for example, the elements of the first and second order, e.g. B. determined by the crank star method, which is explained with reference to FIG. 3.

Bei der in Fig. 2B dargestellten Schiffsdieselanlage treibt die Welle 17 des Dieselmotors über die Kupplung 71 die Welle 73 mit dem verstellbaren Schiffsantriebspropeller 72. Das Getriebe 92 ist als Nebengetriebe an der Welle des Dieselmotors 1 angeschlossen und treibt über eine Kupplung 94 den Generator 9. Der Generator 9 liefert elektrische Energie an das Bordnetz 100. Auch hier werden die Torsionsschwingungen der Welle des Generators 9 mit dem Torsionsschwin-gungsmesser 3 nach Amplitude und Winkellager dauernd bestimmt und dem Fourier-Analysator 4 zugeführt. Auch hier erfolgt im Fourier-Analysator 4 die Zerlegung der Torsionsschwingungen in die Glieder verschiedener Ordnung und anschliessend der Vergleich mit vorgegebenen Sollwerten. In the marine diesel system shown in FIG. 2B, the shaft 17 of the diesel engine drives the shaft 73 with the adjustable marine propeller 72 via the clutch 71. The gear 92 is connected to the shaft of the diesel engine 1 as a secondary gear and drives the generator 9 via a clutch 94. The generator 9 supplies electrical energy to the vehicle electrical system 100. Here too, the torsional vibrations of the shaft of the generator 9 are continuously determined with the torsional vibration meter 3 according to the amplitude and angular position and are fed to the Fourier analyzer 4. Here, too, the torsional vibrations are broken down into links of different orders in the Fourier analyzer 4 and then compared with predetermined target values.

Bei der in Fig. 2C dargestellten Schiffsdieselanlage treibt die Welle 17 des Dieselmotors 1 über die Kupplung 71 die Welle 73 mit dem verstellbaren Schiffsantriebspropeller 72. In dieser Anlage wird das Getriebe 93 direkt von der Welle 73 angetrieben und treibt seinerseits über die Kupplung 94 den Generator 9. Der Generator 9 liefert elektrische Energie an das Bordnetz 100. Wiederum werden an der Welle des Generators 9 Amplitude und Winkellage der Torsionsschwingungen laufend gemessen und dem Fourier-Analysator 4 zugeführt. Im Fourier-Analysator 4 erfolgt die Fourier-Zerle-gung der Torsionsschwingungen in die Glieder verschiedener Ordnung und anschliessend findet ein Vergleich mit vorgegebenen Sollwerten statt. Die Bestimmung der Korrektursignale für die Einspritzpumpen 61,62,63,64,65 und 66 kann bei den Anlagen von Fig. 2A, 2B und 2C in gleicher Weise wie zu Fig. 1 beschrieben erfolgen. In the marine diesel system shown in FIG. 2C, the shaft 17 of the diesel engine 1 drives the shaft 73 with the adjustable ship propeller 72 via the coupling 71. In this system, the transmission 93 is driven directly by the shaft 73 and in turn drives the generator via the coupling 94 9. The generator 9 supplies electrical energy to the vehicle electrical system 100. Again, the amplitude and angular position of the torsional vibrations are continuously measured on the shaft of the generator 9 and fed to the Fourier analyzer 4. In the Fourier analyzer 4, the Fourier decomposition of the torsional vibrations into the members of different orders takes place and then a comparison with predetermined target values takes place. The correction signals for the injection pumps 61, 62, 63, 64, 65 and 66 can be determined in the systems of FIGS. 2A, 2B and 2C in the same way as described for FIG. 1.

Die Verbesserung des Gleichlaufs des Dieselmotors 1 und auch der vom Dieselmotor angetriebenen Generatoren 9 erfordert, dass sich der Dieselmotor im wesentlichen in einem stationären Betriebszustand befindet. Dies ist bei Schiffsdieselanlagen allgemein, und vermehrt noch bei Schiffsdieselanlagen mit verstellbaren Schiffsantriebspropeller, im Fahrbetrieb über grössere Zeiträume der Fall. Die hydraulischen oder mechanischen Getriebe 91,92,93 vermögen beispielsweise die Drehzahl des Rotors 9 innerhalb gewisser Grenzen von Drehzahländerungen, wie dies bei Improving the synchronism of the diesel engine 1 and also the generators 9 driven by the diesel engine requires that the diesel engine is essentially in a stationary operating state. This is generally the case with marine diesel systems, and increasingly with marine diesel systems with adjustable marine propellers, when operating for longer periods. The hydraulic or mechanical gears 91, 92, 93 can, for example, the speed of the rotor 9 within certain limits of speed changes, as in

Schiffsantrieben mit nichtverstellbarem Schiffsantriebspropeller der Fall sein kann, konstant zu halten. Da ein Schiff über mehrere Bordgeneratoren verfügt, wird häufig die vom Antriebsdieselmotor getriebene Gruppe dem Bordnetz nur s im Fahrbetrieb auf offener See, wo der Antriebsmotor mit konstanter Drehzahl läuft, zugeschaltet. Es ist auch möglich, den Rotor des Generators 9 direkt auf die Welle 73 zu setzen und den Generator für eine bestimmte Drehzahl auszulegen, die der Drehzahl des Dieselmotors bei Dauerbetrieb ent-lo spricht. Damit würde dann beispielsweise in einer Anlage, wie in Fig. 2C dargestellt, das Getriebe 93 und die Kupplung 94 entfallen. Die Torsionsschwingungen würden in diesem Fall mit dem Torsionsschwingungsmesser 3 an der Welle 73 oder an der Welle 17 gemessen. Marine propulsion systems with a non-adjustable propulsion propeller can be the case to keep constant. Since a ship has several on-board generators, the group driven by the drive diesel engine is often only connected to the on-board electrical system when driving on the open sea, where the drive engine runs at constant speed. It is also possible to place the rotor of the generator 9 directly on the shaft 73 and to design the generator for a specific speed, which corresponds to the speed of the diesel engine during continuous operation. The transmission 93 and the clutch 94 would then be omitted, for example in a system, as shown in FIG. 2C. In this case, the torsional vibrations would be measured with the torsional vibration meter 3 on the shaft 73 or on the shaft 17.

15 Anhand von Fig. 3 wird die Kurbelsternmethode für die Bestimmung der Korrekturfaktoren zur Korrektur der Einspritzmenge für die Minimierung der Torsionsschwingungen erster Ordnung erläutert. Im Kurbelsternverfahren geht man beispielsweise von den vereinfachenden Annahmen aus, dass 20 - der mittlere indizierte Zylinderdruck eines Zylinders nicht mehr als 5% vom Soll-Wert abweicht; 15 The crank star method for determining the correction factors for correcting the injection quantity for minimizing the first-order torsional vibrations is explained with reference to FIG. 3. In the crank star method, for example, the simplifying assumptions are made that 20 - the mean indicated cylinder pressure of a cylinder does not deviate from the target value by more than 5%;

- sich die Störamplitude linear mit der Störung ändert und die Phase gleich bleibt; - the interference amplitude changes linearly with the interference and the phase remains the same;

- die gemessene Störung, d. h. eine gemessene Torsions- - the measured disturbance, d. H. a measured torsion

2s Schwingung durch Korrektur des mittleren indizierten Zylinderdrucks von zwei oder in Sonderfällen einem Zylinder minimiert werden kann d. h. die Störung durch die entsprechenden Zylinder erzeugt wird. 2s vibration can be minimized by correcting the mean indicated cylinder pressure of two or, in special cases, one cylinder d. H. the disturbance is generated by the corresponding cylinders.

Die Zündfolge des Motors sei 1,6,2,4,3,5. Im Poldia-30 gramm 19 sind die berechneten TorsionsschwingungsVektoren 191 bis 196 erster Ordnung der Welle eines sechszylind-rigen Motors für alle sechs Fälle, dass einer der Zylinder eine 5%-ige Reduktion des mittleren indizierten Zylinderdrucks erbringt, gestrichelt eingezeichnet. Diese Vektoren 191 bis 35 196 bilden den sogenannten Korrekturkurbelstern erster Ordnung. Die Enden dieser Vektoren 191 bis 196 liegen auf einem Kreis, dessen Mittelpunkt M einen Vektor 190 verschoben ist. Dieser Vektor 190 entspricht dem Torsions-schwingungsvektor des idealen, d. h. vollständig ausgegli-40 chenen Motors. The firing order of the engine is 1,6,2,4,3,5. The calculated torsional vibration vectors 191 to 196 of the first order of the shaft of a six-cylinder engine are shown in dashed lines in Poldia 30 grams 19 for all six cases that one of the cylinders yields a 5% reduction in the mean indicated cylinder pressure. These vectors 191 to 35 196 form the so-called first-order correction crank stars. The ends of these vectors 191 to 196 lie on a circle, the center M of which is shifted by a vector 190. This vector 190 corresponds to the torsional vibration vector of the ideal, i.e. H. fully balanced engine.

Subtrahiert man von den einzelnen Vektoren 191 bis 196 je diesen Vektor 190, so erhält man den verschobenen Korrekturkurbelstern 191' bis 196'. If one subtracts this vector 190 from the individual vectors 191 to 196, the shifted correction crank star 191 'to 196' is obtained.

Dieser berechnete Kurbelstern 191' bis 196' dient nun für 45 die Bestimmung der Korrekturen des mittleren indizierten Zylinderdrucks in einem oder zwei Zylindern. This calculated crank star 191 'to 196' is now used for 45 to determine the corrections to the mean indicated cylinder pressure in one or two cylinders.

Wird nun beispielsweise an der Welle eine Torsionsschwingung S (Amplitude und Phase) gemessen und der Vektor in den verschobenen Korrekturkurbelstern einge-50 zeichnet, so liegt S zwischen zwei Vektoren des verschobenen Korrekturkurbelsterns, in unserem Beispiel zwischen den Vektoren 191' und 196' oder fällt in die Richtung eines der Vektoren 191' bis 196'. Die Zerlegung des Amplituden-Vektors S in die beiden Vektoren Si und Só in Richtung der beiden 55 Vektoren des Korrekturkurbelsterns wird also als Störung der beiden Zylinder 1 und 2 interpretiert. Da der Korrekturkurbelstern auf der Annahme von Minderleistungen der gestörten Zylinder basiert, aber die Zylinder auch zuviel leisten könnten, muss diese Zerlegung in der richtigen Vektor-60 basis gerechnet werden. Diese Basis ist ein Paar aus den Vektoren Zi, Zó, Z3 und Za. Der Korrekturfaktor für die zwei Zylinder einer Paarkombination ergibt sich somit direkt aus dem Korrekturkurbelstern. If, for example, a torsional vibration S (amplitude and phase) is measured on the shaft and the vector is drawn in the shifted correction crank star, S lies between two vectors of the shifted correction crank star, in our example between the vectors 191 'and 196' or falls in the direction of one of the vectors 191 'to 196'. The decomposition of the amplitude vector S into the two vectors Si and Só in the direction of the two 55 vectors of the correction crank star is thus interpreted as a disturbance of the two cylinders 1 and 2. Since the correction crank star is based on the assumption of underperformance of the disturbed cylinders, but the cylinders could also perform too much, this decomposition must be calculated in the correct vector 60 basis. This base is a pair of the vectors Zi, Zó, Z3 and Za. The correction factor for the two cylinders of a pair combination thus results directly from the correction crank star.

In Wirklichkeit können einer oder mehrere Zylinder 65 gestört sein. Die vereinfachte Annahme, jede Störung auf beispielsweise zwei gestörte Zylinder zurückzuführen, macht es in der Regel notwendig, die Minimierung iterativ, d. h. in mehreren Schritten durchzuführen. Ein einziger Korrektur In reality, one or more cylinders 65 may be malfunctioning. The simplified assumption that each fault can be attributed to two faulty cylinders, for example, generally makes it necessary to iteratively minimize the H. to carry out in several steps. A single correction

faktor für nur einen Zylinder ergibt sich dann, wenn der Vektor der gemessenen Störung mit einem der Vektoren 191' bis 196' zusammenfällt. factor for only one cylinder is obtained when the vector of the measured disturbance coincides with one of the vectors 191 'to 196'.

Obschon die Berechnung der Korrekturfaktoren für die Störungen erster Ordnung hier aus Gründen der Anschaulichkeit an einem graphischen Beispiel erläutert wurde, ist es zweckmässig, die Korrekturfaktoren in der Einspritzpumpensteuerung 5 rechnerisch, d. h. numerisch zu ermitteln. In analoger Weise können auch die Korrekturfaktoren für die Minimierung der Torsionsschwingungen zweiter Ordnung bestimmt werden. Although the calculation of the correction factors for the disturbances of the first order has been explained here for the sake of clarity using a graphic example, it is expedient to calculate the correction factors in the injection pump control 5 arithmetically, i. H. to be determined numerically. The correction factors for minimizing the second-order torsional vibrations can also be determined in an analogous manner.

Die beschriebene Art der Minimierung der Torsions- The described way of minimizing torsional

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Schwingungen hat sich in der Praxis als sehr günstig erwiesen. Die Erfindung ist keineswegs auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, da die gezeigten Einrichtungen auch Anwendungen umfassen, bei denen die s Korrekturfaktoren für den indizierten Mitteldruck auf andere Weise als nach der Fourier-Analyse oder der Kurbelsternmethode bestimmt sein können. Vibrations have proven to be very cheap in practice. The invention is in no way limited to the exemplary embodiments described, since the devices shown also include applications in which the correction factors for the indicated mean pressure can be determined in a manner other than according to the Fourier analysis or the crank star method.

Die Erfindung wurde anhand von Beispielen, die sich auf Dieselmotoren beziehen, erläutert. Prinzipiell ist das Ver-xo fahren aber für jede Hubkolbenbrennkraftmaschine mit volumetrischer Brennstoffzufuhr zu den Zylindern anwendbar. The invention has been explained on the basis of examples relating to diesel engines. In principle, the Ver-xo can be used for any reciprocating piston internal combustion engine with volumetric fuel supply to the cylinders.

B B

4 Blatt Zeichnungen 4 sheets of drawings

Claims

674398 2 PATENT CLAIMS (3) for measuring torsional vibrations in this way

1. Which or which of the cylinders 161, 162, 163, 164, 165, 166 cause the excitation of the torsional vibrations of this xo order and

1. A method for improving the synchronism of one is arranged that it the torsional vibrations of the gene drive system in the stationary operating state, which measures a minator shaft (123).

at least three-cylinder reciprocating internal combustion engine 9. Device according to one of claims 5 to 8,

points, in which the indicated mean pressure of at least one s is characterized in that between the crankshaft (12)

Cylinder is changed, characterized in that the reciprocating piston internal combustion engine (1) and a secondary

vibrations of at least one order on the course shaft (89) as a coupled further shaft a gear (8, 81,

Belwelle the reciprocating internal combustion engine minimized 82.83; 91,92,93) is arranged, and that the device (3)

are arranged in a first process step, the torsion vibrations for measuring the torsional vibrations are arranged on the crankshaft (12) of the reciprocating piston in such a way that they measure the torsional vibrations of the further shaft of the internal combustion engine or on another kinematically with (89).

this coupled shaft (22, 89, 123) can be measured with a torsion 10. device according to one of claims 5 to 9, vibration measuring device (3), characterized in that a common computer for a second method step the measured torsion - the Fourier -Analysis of the torsional vibrations, for which vibrations a Fourier analysis for torsional vibrations is the same with predetermined analysis target values and for which gung are subjected, in a third method - determination of the correction signal for changing the one step in a computer from the determined amounts and injection process of the injection device (61, 62, 63, 64, 65, phase positions of the torsional vibration amplitudes and from 66) is present.

comparison with predetermined torsional vibrations, 11. Device according to one of claims 5 to 10, characterized by the individual cylinders (161, 162, 163, 164, 165, 166) 20, characterized in that between the crankshaft (12)

Correction factors for the changes in the reciprocating piston internal combustion engine (1) and the further determination of the indicated cylinder mean pressure of at least two shafts, a transmission is arranged, and that the device

Cylinders are determined, arranged in a fourth method for measuring the torsional vibrations in such a way that the correction factors are a change in the input that the torsional vibrations of the further shaft (9,

measures the injection quantity per injection process of the injection pump (61, 25 89).

62,63,64,65,66) in at least one of these two cylinders.

2. The method according to claim 1, characterized in that

that the first and second order torsional vibrations are minimized. 30 DESCRIPTION

3. Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that the present invention relates to a method characterized in that the torsional vibrations are minimized according to claim 1 and to a device according to iteratively. Claim 5 for improving the synchronism of a drive

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized system in the stationary operating state, which has at least one that the torsional vibrations on the 35 three-cylinder reciprocating internal combustion engine, with shaft (123) of an electrical generator (2,9), which of the indicated medium pressure of at least one cylinder of the shaft (12) of the reciprocating internal combustion engine (1) is changed directly.

or driven by a gear (8,81,82,83,91,92,93) The control and monitoring of the synchronism of such

or which is an extension (123) of the shaft (12) of the tiger systems with reciprocating piston internal combustion engines, such as

Reciprocating piston internal combustion engine is measured. 40 diesel engines, for example, have so far been

5. Installation on a drive system with a minimum speed of the drive shaft or the shaft of a three-cylinder reciprocating internal combustion engine to the machine driven by the engine. The regulation itself execution of the method according to claim 1, characterized by the change in the injection quantity of all the drawings, is carried out by a device (3) for measuring the gate injection pumps, which in a certain cycle corresponds to the one-dimensional vibrations of the crankshaft (12) or one 45 individual cylinders can be activated.

this coupled further wave (22, 89, 123), is taken into account and regulated by a known type of regulation

Fourier analyzer (4), which the torsional vibration measurement- the constancy of the speed in the sense that with the change

values are supplied by a computer (5) which, from the change in the injection quantity, applies to all cylinders in

Phase and amplitude of terms of the Fourier analysis and similarly is changed if one assumes

from the comparison with predetermined torsional vibrations, so that the injection quantity in each cylinder is the same.

by the cylinder (161,162,163,164,165,166) The publication C33 / 85 of the Institution of Mechanical Engi-

correction signals for the Fuel Neers Conference 1985-2 page 15-24 (Mechanical Enginee-

The injection quantity of at least one cylinder is determined, and ring Publications Limited, London) shows the article marked by an injection device (61, 62, 63, “Vehicle Condition Monitoring and Fault Diagnosis”)

64, 65, 66), to which the correction signals are fed ss measurement model and the possibility of converting failing cylinders and which changing the multi-cylinder diesel engine due to the correction signals in the steady state of a

The amount of fuel injected into the cylinders and thus the crankshaft handling determined. Speed swan

indexed cylinder mean pressure of these cylinders changes. Consequences are observed using a Fourier analysis.

6. Device according to claim 5, characterized- Another type of speed control is in EP-A-records that the reciprocating internal combustion engine describes three to 60 0 113 510 by referring to averaged twelve cylinders. Operating speed the speed deviation respectively the

7. Device according to claim 5 or 6, characterized marked time difference for a predetermined rotation angle interval that the reciprocating internal combustion engine is a long-measured on the motor shaft, this speed-streaking two-stroke diesel engine. each cycle with the firing order of a certain one

8. Device according to one of claims 5 to 7, thereby 6s cylinder is allocated and by counter-to the speed, characterized in that an axial extension of the crank deflection to the injection time and thus the injection quantity shaft (12) of the reciprocating internal combustion engine as a shaft to the assigned cylinders acts a control to electrical generator is formed and the device an equal-sized speed fluctuation over all at the

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To achieve the measured motor rotation angle intervals.

Such regulations hardly take into account the torsional vibrations of the shaft system involved and their effects on the driven units, which are therefore not taken into account in the previously known speed control.

There are cases where this type of control is not sufficient and in which the speed differences resulting from torsional vibrations of the shafts or changes in the angular speed resulting therefrom can be disruptive within one revolution. For example, this uneven running caused by torsional vibrations in diesel-powered electrical machines, such as generators, can have a disruptive effect. When such a operational operating state has been reached, the switch 45 is closed and the Fourier signals from the Fourier analyzer now arrive at the injection pump controller 5, which comprises a computer which, for example, because of the s elements of the first and second order according to e.g. B. the crank star method, which is explained with reference to FIG. 3, and determined by comparison with a desired state:

2. Which correction of the injection quantity in which cylinders is required in order to minimize the torsional vibrations of this order.

Because the crank star method is, for example

Plants that are dealing with a slow-moving two-stroke diesel motor, for example, are a simple approximation method, the minitores (e.g. 80 to 120 / min) are driven, in many cases the excitation frequency for torsional vibrations of the first and second order of the shaft (simple or double rotational frequency) near the electrical natural frequency of the generator. The case may arise that the amplitudes of the torsional vibrations of these orders are dynamically increased several times, with the mechanical shaft system as a whole vibrating against the rigid interconnected network in combined operation, which can lead, for example, to power fluctuations. In an independent network (stand-alone operation), this can result in flickering light. The invention provides a remedy here and ensures that the system with the reciprocating piston internal combustion engine has a substantially improved synchronization behavior in this respect. According to the invention, the object is achieved with the features of independent method claim 1.