Einrichtung zur Überwachung der Abgastemperaturen bei mehrzylindrigen
Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung der
Abgastemperaturen bei mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen, insbesondere Großdieselmotoren.
Der Gang der Abgastemperatur gibt wichtige Aufschlüsse über den Verbrennungsverlauf
der einzelnen Zylinder; er kann deshalb, in eine elektrische Meßgröße umgewandelt,
dazu herangezogen werden, Gefahrenzustände anzuzeigen. Es ist bekannt, die Abgastemperaturen
der einzelnen Zylinder in zyklischer Folge zu messen und sie automatisch mit einem
festen Sollwert zu vergleichen. Bei diesem Verfahren kann jedoch ein gefahrenanzeigendes
aber oder Unterschreiten der Abgastemperatur bei einzelnen Zylindern nur für einen
dem festen Sollwert entsprechenden Lastzustand festgestellt werden. Da aber die
Höhe der Abgastemperatur zwischen Leerlauf und Vollast mit den Laständerungen gleitet,
sollte auch, um die besonders kritischen Zustände beim An-und Abfahren großer Brennkraftmaschinen
besser beherrschen zu können, der Temperatursollwert, mit dem die Istwerte der Abgastemperatur
der einzelnen Zylinder verglichen werden, entsprechend der Maschinenlast einstellbar
sein.Device for monitoring the exhaust gas temperatures in multi-cylinder
Internal combustion engines The invention relates to a device for monitoring the
Exhaust gas temperatures in multi-cylinder internal combustion engines, especially large diesel engines.
The course of the exhaust gas temperature provides important information about the combustion process
the individual cylinder; it can therefore, converted into an electrical measured variable,
can be used to indicate dangerous situations. It is known the exhaust gas temperatures
of the individual cylinders in cyclical order and automatically with a
to compare fixed setpoint. With this method, however, a hazard-indicating
but or falling below the exhaust gas temperature for individual cylinders only for one
the load state corresponding to the fixed setpoint can be determined. But since the
The level of the exhaust gas temperature between idling and full load slides with the load changes,
should also be used to deal with the particularly critical states when starting and shutting down large internal combustion engines
To be able to better control the temperature setpoint with which the actual values of the exhaust gas temperature
of the individual cylinders can be compared, adjustable according to the machine load
be.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst weitgehend
automatisierte tÇberwachungseinrichtung für die Abgastemperatur mehrzylindriger
Brennkraftmaschinen zu schaffen, bei der bei allen Lastzuständen das aber oder Unterschreiten
der Ist-Temperatur der Abgase der einzelnen Zylinder, bezogen auf die Soll-Temperatur
des Lastpunktes, festgestellt werden kann. Als eine Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen,
im Abgasstrom jedes Zylinders zwei Thermoelemente als Meßfühler anzuordnen, von
denen jeweils eines in einer Reihenschaltung mit einem Spannungsteiler liegt, an
dem ein der Zylinderzahl entsprechender Teil der Summenspannung aller in Reihe geschalteter
Thermoelemente abgegriffen ist und die Teilspannung nacheinander zyklisch gegen
die Spannung des zweiten Thermoelementes jedes Zylinders geschaltet und die entstehenden
Differenzspannungen Vergleichs- und Anzeigeeinrichtungen zugeführt sind. Die aus
der Reihenschaltung der Thermoelemente über den Spannungsteiler erbrachte Teilspannung
ist also als gleitender Sollwert anzusehen, der sich mit dem Lastzustand der Brennkraftmaschine
ändert und mit dem die Istwerte der Abgastemperaturen der einzelnen Zylinder verglichen
werden. Tritt bei einzelnen Zylindern eine Störung auf, so macht sich dies beispielsweise
bei Verkokung durch einen Abfall, bei Schmierfehlern durch einen Anstieg der Abgastemperatur
bemerkbar. Überschreitet die beim Vergleich
der Soll- und Istwerte entstehende Differenzspannung
die im Vergleicher vorgegebenen Werte, wird ein Alarm ausgelöst. Im Störungsfall
hat zwar die aus der Reihenschaltung der Thermoelemente abgeleitete Soll-Temperatur
den anteiligen Fehler der Temperatur des gestörten Zylinders, der Fehler wird aber
um so kleiner, je größer die Zylinderzahl der Maschinen ist und kann deshalb in
den meisten Fällen in Kauf genommen oder vernachlässigt werden. The invention is based on the object as far as possible
automated monitoring device for the exhaust gas temperature of multi-cylinder
To create internal combustion engines, but in all load conditions or below this
the actual temperature of the exhaust gases from the individual cylinders, based on the target temperature
of the load point can be determined. As a solution to this problem it is proposed
to arrange two thermocouples as sensors in the exhaust gas flow of each cylinder
each of which is connected in series with a voltage divider
that part of the total voltage of all series-connected parts corresponding to the number of cylinders
Thermocouple is tapped and the partial voltage cyclically counteracted one after the other
the voltage of the second thermocouple of each cylinder is switched and the resulting
Differential voltages comparison and display devices are supplied. From
The partial voltage produced by the series connection of the thermocouples via the voltage divider
is therefore to be viewed as a sliding setpoint that is related to the load condition of the internal combustion engine
changes and with which the actual values of the exhaust gas temperatures of the individual cylinders are compared
will. If a malfunction occurs in individual cylinders, this can be done, for example
in the case of coking due to a drop, in the case of lubrication errors due to an increase in the exhaust gas temperature
noticeable. Exceeds the comparison
the differential voltage arising from the setpoint and actual values
the values specified in the comparator, an alarm is triggered. In the event of a malfunction
has the target temperature derived from the series connection of the thermocouples
the proportional error of the temperature of the disturbed cylinder, but the error will
the smaller, the greater the number of cylinders in the machine and can therefore be used in
in most cases are accepted or neglected.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Ausführungsbeispiel
schematisch dargestellt und im folgenden beschrieben. An exemplary embodiment is shown in the figure to explain the invention
shown schematically and described below.
In den Abgasströmen der Zylinder Zu . . . Zs einer achtzylindrigen
Brennkraftmaschine sind jeweils zwei Thermoelemente al, bs... a b8 angeordnet. Um
möglichst gleiches Temperaturpotential zu erreichen, sind die beiden Thermoelemente
eng benachbart in einer (hier nicht gezeichneten) in den Abgasstrom reichenden Hülse
untergebracht. Die Thermoelemente al... a8 sind untereinander in Reihe geschaltet.
Ihre Summenspannung fällt über einen Spannungsteiler R ab, der einen Abgriff T aufweist,
an dem l/s der Summenspannung als Mittelwert der Abgastemperaturen aller Zylinder
abgenommen werden kann. Mittels einem nicht eingezeichneten, von einem Taktgeber
gesteuerten Relaisschalter werden die Kontakte mol... m8 nacheinander betätigt und
die Spannungen der Thermoelemente bs... b8 in zyklischer Folge einer Vergleicherschaltung
zugeführt, wo sie mit der aus dem Spannungsteiler R gewonnenen Mittelwertspannung
verglichen werden. In the exhaust gas streams of the cylinders to. . . Zs an eight-cylinder
Internal combustion engine are two thermocouples al, bs ... a b8 arranged. Around
The two thermocouples are to achieve the same temperature potential as possible
closely adjacent in a sleeve (not shown here) reaching into the exhaust gas flow
housed. The thermocouples al ... a8 are connected in series.
Their total voltage drops over a voltage divider R, which has a tap T,
on the l / s of the total voltage as the mean value of the exhaust gas temperatures of all cylinders
can be removed. By means of a not shown, from a clock generator
controlled relay switch, the contacts mol ... m8 are operated one after the other and
the voltages of the thermocouples bs ... b8 in a cyclical sequence of a comparator circuit
fed, where it is matched with the mean value voltage obtained from the voltage divider R.
be compared.
Die Vergleicherschaltung besteht aus einem Null-Verstärker V und zwei
Kippstufen ST und SH für einen oberen und unteren Grenzwert. Überschreitet bei Störung
eines Zylinders die Differenzspannung die vorgegebenen Werte nach oben oder nach
unten,
so spricht die entsprechende Kippstufe an, und es wird ein
optischer und/oder akustischer Alarm ausgelöst. Durch Tastendruck auf einen der
Schalter dz... d5 kann das Thermoelement bn des gestörten Zylinders auf eine Anzeigeeinrichtung
Az geschaltet werden, welcher Hinweise auf die Art der Störung entnommen werden
können. Um sicherzustellen, daß die Überwachung der ordnungsgemäß arbeitenden Zylinder
bei der Störung eines einzelnen nicht unterbrochen wird, kann der gestörte Zylinder
während des Alarmzustandes aus dem Oberwachungszyklus herausgenommen werden.The comparator circuit consists of a zero amplifier V and two
Flip-flops ST and SH for an upper and lower limit value. Exceeds in the event of a fault
of a cylinder, the differential voltage increases or decreases the specified values
below,
so the corresponding flip-flop responds, and it becomes a
optical and / or acoustic alarm triggered. By pressing one of the
Switch dz ... d5 can switch the thermocouple bn of the disturbed cylinder to a display device
Az can be switched, which information on the type of fault can be taken
can. To ensure that the monitoring of the properly working cylinders
if an individual fails, the malfunctioning cylinder can
can be removed from the monitoring cycle during the alarm state.
Zu diesem Zweck liegen im Verstärkereingang acht parallelgeschaltete
Kontakt-Reihenschaltungen. Jeder Parallelzweig besteht aus einer Reihenschaltung
eines Kontaktes s, des jedem Zylinder zugeordneten Alarmsignalrelais und eines Kontaktes
mn des entsprechenden Meßstellenrelais, wobei n von 1 bis 8 zählt. Der Kontakt Sn
schließt sich im Alarmfall, der Kontakt m, bei der zyklischen Ansteuerung der Meßstelle
des betreffenden Zylinders. Sind so beide Kontakte geschlossen, wird eine Aussteuerung
des Verstärkers V und der Kippverstärker SH und ST verhindert. For this purpose there are eight parallel-connected in the amplifier input
Contact series connections. Each parallel branch consists of a series connection
a contact s, the alarm signal relay assigned to each cylinder and a contact
mn of the corresponding measuring point relay, where n counts from 1 to 8. The contact Sn
In the event of an alarm, contact m closes when the measuring point is controlled cyclically
of the cylinder concerned. If both contacts are closed in this way, a modulation occurs
of the amplifier V and the flip-flop amplifier SH and ST prevented.