DE2327515A1

DE2327515A1 - POWER MACHINE WITH DEVICES FOR FAULT MONITORING

Info

Publication number: DE2327515A1
Application number: DE19732327515
Authority: DE
Inventors: Kalevi Tyynismaa
Original assignee: Wartsila Oy AB
Current assignee: Wartsila Oy AB
Priority date: 1972-05-31
Filing date: 1973-05-30
Publication date: 1973-12-13
Also published as: FI53176B; FI53176C

Description

Kraftmaschine mit Vorrichtungen zur Störungsüberwachung Die Erfindung betrifft eine Kraftmaschine mit einer Vorrichtung zur Einstellung der Maschinenleistung, mit einer die. Leistungsabgabe der Maschine messenden Meßvorrichtung, mit einer Vergleichsvorrichtung, welche den Wert der Leistungsabgabe mit dem Einstellwert der die Maschinenleistung regulierenden Vorrichtung vergleicht, und mit einem Meldesystem, welches dazu eingerichtet ist, ein geeignetes Steuerkommandö abzugeben, wenn das Verhältnis zwischen den zu vergleichenden Werten von den regelmäßigen Betriebsbedingungen abweicht Wenn beispielsweise bei einem Schiffsdieselmotor Störungen oder Beschädigungen auftreten, ist es von großer Bedeutung, daß der Motor unverzüglich stillgesetzt werden kann oder daß zumindest ohne Verzögerung Schritte in die Wege geleitet werden können, um die Störung- zu beseitigen bzw. die Beschädigung zu reparieren. Wenn en aufgetretener Schaden nicht sogleich bemerkt wird, muß nämlich damit gerechnet werden, daß auch ein zunächst geringfügiger Schaden schon sehr bald einen umfangreichen Folgeschaden hervorrufen kann, welcher sich nur mit großem Aufwand beseitigen läßt. Engine with devices for fault monitoring The invention relates to an engine with a device for adjusting the machine power, with a die. Power output of the machine measuring measuring device, with a Comparison device, which the value of the power output with the setting value which compares the device regulating the machine performance, and with a reporting system, which is set up to issue a suitable control command if the Relationship between the values to be compared from the regular operating conditions deviates If, for example, a marine diesel engine malfunctions or is damaged occur, it is very important that the engine is stopped immediately or that at least steps are taken without delay to eliminate the malfunction or to repair the damage. if If the damage that has occurred is not noticed immediately, it must be expected that even a minor damage will soon become an extensive one Consequential damage can cause, which can only be eliminated with great effort.

Beispielsweise durch die schwedische Patentschrift 224 501 ist es bekannt geworden, Kraftmaschinen mit Vorrichtungen zur Leistungsmessung und Meldung entsprechend der eingangs angegebenen Gattung auszurüsten. Gemäß dem bekannten Vorschlag ist die Funktion der Vorrichtung zur Einregulierung der Maschine leistung jedoch von der Maschinengeschwindigkeit abhängig, und infolgedessen besteht dabei die Möglichkeit, daß eine gesteigerte Kraftstoffzuführung zur Maschine den leistungsn verminderden Effekt eines Schadens ausgleicht. Dies stellt sich in der Praxis als erheblicher Nachteil dar, weil es dazu führen kann, daß ernsthafte Funktionsstörungen der Maschine nicht eher bemerkt werden, als sie schon Zerstörungen hervorgerufen haben.For example by the Swedish patent specification 224 501 it is become known, power machines with devices for power measurement and reporting to equip according to the type specified at the beginning. According to the known proposal however, the function of the device for regulating the machine is performance depends on the machine speed, and as a result there is the possibility of that an increased fuel supply to the machine reduces the performance Offsets the effect of damage. In practice, this turns out to be more significant Disadvantage because it can lead to serious malfunctions of the machine not be noticed sooner than they have already caused destruction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ffberwachungssystem für Kraftmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, zu schaffen, bei dem die vorgenannten Nachteile ausgeschaltet sind.The invention is based on the object of a monitoring system for prime movers, in particular internal combustion engines, in which the aforementioned Disadvantages are off.

Die Lösung-geschieht nach der Erfindung durch eine Kraftmaschine mit den eingangs genannten Merkmalen, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Vorrichtung zur Regulierung der Maschinenleistung dazu eingerichtet ist, grundsätzlich unabhängig von der Geschwindigkeit der Maschine zu wirken und vorzugsweise die tatsächliche Kraftzuführung, nämlich die Kraftstoffeinspeisung in die Maschine, unmittelbar zu regulieren.According to the invention, the solution is also provided by a prime mover the features mentioned above, which is characterized in that the device is set up to regulate the machine performance, basically independently act on the speed of the machine and preferably the actual one Power supply, namely the fuel feed into the machine, directly to regulate.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Überwachungs system die der Maschine aufgegebene Kraft mit der abgegebenen Leistung der Maschine vergleicht, d. h.According to one embodiment of the invention it is provided that the monitoring system the force applied to the machine with the output of the machine compares, d. H.

das System mißt den mechanischen Wirkungsgrad der Maschine.the system measures the mechanical efficiency of the machine.

Dieser Wirkungsgrad wird von jeder ernsthafteren Störung der Funktion der Maschine beeinflußt, und infolgedessen ist eine erfindungsgemäße Ausbildung stets dazu geeignet, primäre Unregelmäßigkeiten der Maschinenfunktion aufzuspüren und die Maschine nötigenfalls stillzusetzen.This level of efficiency will be avoided by any more serious malfunction influences the machine, and as a result, an embodiment according to the invention always suitable for detecting primary irregularities in machine function and shut down the machine if necessary.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu erblicken, daß das Melde- bzw. Warnsystem dazu eingerichtet ist, einen Impuls oder ein Steuerkommando abzugeben, womit die Maschine gestoppt wird. Dadurch erfolgt der Maschinenstop unmittelbar, nachdem ein Primärschaden eingetreten ist. Nun mag es jedoch vorkommen, daß Schwankungen des Wirkungsgrades der Maschine von nur kurzer Dauer auftreten, die nicht als Anzeichen für das Vorhandensein irgend eines Schadens angesehen werden können.A particular advantage of the invention can be seen in the fact that the Reporting or warning system is set up to issue a pulse or a control command submit, which stops the machine. This causes the machine to stop immediately, after primary damage has occurred. Now, however, it may happen that fluctuations of the efficiency of the machine of short duration, which are not indicative can be considered for the presence of any damage.

Um zu gewährleisten, daß solche harmlosen zeitweiligen Unregelmäßigkeiten des Maschinenlaufes nicht schon das Tätigwerden des Meldesystems der erfindungsgemäßen Maschine hervorrufen, kann nach der Erfindung mit dem Melde system eine Verzög,erungsvorrichtung verbunden sein, die in solcher Weise wirkt, daß nicht eher ein Steuerkommando für den Maschinenstop abgegeben wird, als bis das Verhältnis zwischen den zu vergleichenden Werten für eine gewisse Mindestzeit innerhalb des das Meldesystem aktivierenden Bereiches vorgeleges hat.To ensure that such harmless temporary irregularities of the machine run not already the activity of the reporting system of the invention Cause machine can, according to the invention with the reporting system, a delay, erungsvorrichtung be connected, which acts in such a way that no more a control command for the machine stop is issued as up to the ratio between the to be compared Values for a certain minimum time within the activating the message system Area has presented.

Die-Erfindung kann vorteilhafterweise vor allem bei Verbrennungskraftmaschinen angewendet werden, insbesondere bei Verbrennungskraftmaschinen mit Kraftstoffeinspritzung. Bei einer derartigen Maschine kann die Stellung der Kraftstoffpumpe leicht gemessen und mit der von der Maschine abgegebenen Leistung verglichen werden.The invention can be used advantageously especially in internal combustion engines are used, especially in internal combustion engines with fuel injection. In such a machine, the position of the fuel pump can easily be measured and compared with the power output by the machine.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben werden. Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild des Meß-, Vergleichs- und Meldesystems einer Kraftmaschine gemäß der Erfindung, Fig. 2 ein entsprechendes Schaltbild einer zweiten'Ausführungsform, Fig. 3 ein entsprechendes Schaltbild einer dritten Ausführungsform.In the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown, which are described below. Show it: Fig. 1 is a circuit diagram the measuring, comparison and reporting system of an engine according to the invention, FIG. 2 shows a corresponding circuit diagram of a second embodiment, FIG. 3 shows a corresponding one Circuit diagram of a third embodiment.

In Fig. 1 ist eine Kraftmaschine 1, beispielsweise ein Dieselmotor, dargestellt, mit deren Abtriebswelle 2 eine Meßvorrichtung 3 zum Messen der von der Maschine 1 abgegebenen Leistung verbunden ist. An eine Kraftstoff-Einspritzpumpe 4 der Maschine 1 ist eine Vorrichtung 5 zum Messen der Einstellung der Kraftstoffzufuhr angeschlossen. Die Meßvorrichtungen 3 und 5 stehen mit einer Vergleichsvorrichtung 6 in Verbindung, in der die von den Meßvorrichtungen 3 und 5 übermittelten Werte miteinander verglichen werden. Wenn das Verhältnis zwischen den von den Vorrichtungen 3 und 5 aufgegebenen Werten von der Regel abweicht, bedeutet dies, daß irgend etwas mit der Maschine 1 nicht in Ordnung ist. Die Vergleichsvorrichtung 6 hat eine solche Ausbildung, daß eine unregelmäßige Funktion der Maschine anzeigende Meßwerte in Form eines von der Vergleichsvorrichtung 6 abgegebenen Steuerkommandos in Erscheinung treten, das zu einer Vorrichtung 7 geleitet wird, durch welche die Maschine 1 stillgesetzt wird, oder zu einer Alarmvorrichtung 8 bzw. zu beiden diesen Vorrichtungen gleichzeitig. Das Steuerkommando wird zu den Vorrichtungen 7 und/oder 8 vorzugsweise über eine Verzprungsvorrichtung 9 geführt, so daß zeitweilige, indbesondere kurzzeitige Abweichungen von den normalen Betriebswerten die Tätigkeit der Vorrichtungen 7 und 8 nicht auslösen. Die von der Vorrichtung 9 hervorgerufene Verzögerung ist vorzugsweise im Hinblick auf ihre Dauer einstellbar.In Fig. 1, an engine 1, for example a diesel engine, shown, with the output shaft 2, a measuring device 3 for measuring the of the machine 1 output power is connected. To a fuel injection pump 4 of the engine 1 is a device 5 for measuring the setting of the fuel supply connected. The measuring devices 3 and 5 stand with a comparison device 6 in connection in which the values transmitted by the measuring devices 3 and 5 be compared with each other. When the relationship between those of the devices 3 and 5 deviates from the rule, this means that something is not OK with machine 1. The comparison device 6 has one Training that measured values indicating an irregular function of the machine in In the form of a control command issued by the comparison device 6 occur, which is passed to a device 7, by which the machine 1 is stopped or to an alarm device 8 or to both of these devices at the same time. The control command is sent to the devices 7 and / or 8 preferably via a Deflection device 9 out, so that temporary, in particular short-term deviations of the normal operating values do not trigger the operation of devices 7 and 8. The delay caused by the device 9 is preferably in view adjustable for their duration.

Aus Fig. 2 ergibt sich eine Ausführungsform, bei der die Kraftmaschine 1 mit einem Generator 10 gekuppelt-ist, dessen Leistung in bekannter Weise gemessen und mittels eines Transformators 11 in einen Meßstrom umgewandelt wird, welcher zu einem Widerstand 12' geführt wird. Dieser Widerstand gibt eine der Leistung des Generators 10 entsprechende Spannung ab, welche zu einer-Vergleichsvorrichtung 6 geleitet wird, die zum Beispiel als Schmitt-Trigger mit Hysterese-Charakter ausgebildet sein kann. Zu der Vergleichsvorrichtung 6 wird außerdem die von einem Potentiometer abgegebene Spannung übermittelt, welches mit der Kraftstoff-Einspritzpumpe oder einer entsprechenden Vorrichtung zur Leistungssteuerung des Motors 1 verbunden ist. Der Schmitt-Trigger 6 kann derart ausgebildet sein, daß er ein Steuerkommando abgibt, wenn die Spannung des Potentiometers 13 höher als diejenige des Widerstandes 12 ist.From Fig. 2 there is an embodiment in which the engine 1 is coupled to a generator 10, the power of which is measured in a known manner and is converted into a measuring current by means of a transformer 11, which is led to a resistor 12 '. This resistance gives one of the performance of the Generator 10 from corresponding voltage, which is sent to a comparison device 6 which is designed, for example, as a Schmitt trigger with a hysteresis character can be. The comparison device 6 is also used by a potentiometer transmitted voltage transmitted, which with the fuel injection pump or a corresponding device for power control of the engine 1 is connected. The Schmitt trigger 6 can be designed in such a way that it issues a control command, when the voltage of the potentiometer 13 is higher than that of the resistor 12 is.

Das Steuerkommando wird einem Zeitschalter 9 aufgegeben, wo es ungefähr sechs Sekunden festgehalten wird. Eine Verzögerung von dieser Dauer ist regelmäßig ausreichend, um zu gewShrleisten, daß übliche Belastungswechsel die Vorrichtung 7 zum selbsttätigen Stillsetzen des motors nicht beeinflussen.The control command is given to a timer 9, where it is approximately is held for six seconds. A delay of this duration is regular sufficient to ensure that normal load changes on the device 7 do not influence the automatic shutdown of the motor.

In der in Fig. 3 wiedergegebenen Ausführungsform befindet sich ein Mikroschalter 14, der an die Kraftstoff-Einspritzpumpe oder eine entsprechende Vorrichtung des Motors 1 aigeschlossen ist; dieser Schalter schließt in dem Fall, wenn die Einspritzpumpe bzw. die entsprechende Vorrichtung Volgas meldet. Ist der Mikroschalter 14 dann geschlossen, wird eine konstante Spannung zu dem Schmitt-Trigger 6 geleitet, wobei diese Spannung so eingestelit werden kann, daß sie so hoch wie diejenige Spannung ist, welche die volle Leistung des Generators 10 anzeigt. Fällt die Generatorleistung ab, gibt der Schmitt-Trigger ein Steuerkommando, und der Motor 1 stoppt, wenn die Spannungsdifferenz während mehr als sechs Sekunden oder einer -entsprechenden von der Vorrichtung 9 gegebenen Zeitverzögerung aufrechterhalten bleibt.In the embodiment shown in FIG. 3 there is a Microswitch 14, which is connected to the fuel injection pump or a corresponding device the motor 1 is closed; this switch closes in the case when the injection pump or the corresponding device reports Volgas. Is the microswitch 14 then closed, a constant voltage is passed to the Schmitt trigger 6, wherein this voltage can be adjusted to be as high as that voltage which indicates the full power of the generator 10. The generator power drops off, the Schmitt trigger issues a control command and motor 1 stops when the Voltage difference for more than six seconds or an equivalent of the device 9 given time delay is maintained.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung und in den nachfolgenden Patenansprüchen offenbarten Merkmale des Anmeldungsgegenstandes können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The in the above description, in the drawing and in the Features of the subject of the application disclosed in the following patent claims both individually and in any combination with one another for the realization be essential to the invention in its various embodiments.

PatentansprücheClaims

Claims

P a t e n t a n 5 p r ü c h e engine with a device for setting the machine power, with one the power output of the machine measuring measuring device, with a comparison device, which the value of the power output compares with the setting value of the device regulating the machine output, and a suitable control command with a reporting system which is set up for this purpose to submit when the ratio between the values to be compared is different from the regular Operating conditions differs, characterized in that the device (4) for Regulation of the machine power is set up to do so, basically independently on the speed of the machine (1) and preferably the actual one Power supply, namely the fuel feed into the machine, directly to regulate.

2. Engine according to claim 1, characterized in that in the comparison device (6) the power output of the machine (1) with the setting the fuel feed device (4) is compared.

3. engine according to claim 1 or 2, characterized in that that it is designed as an internal combustion engine with fuel injection, the power output being compared with the setting of the fuel pump (4) will.

4. Engine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the reporting system (7, 8, 9) is set up to stop the to issue the control command causing the machine (1).

5. Engine according to claim 4, characterized in that the Reporting system (7, 8, 9) is equipped with a delay device (9) which acts in such a way that the reporting system does not issue a stop command as long as the ratio is maintained between the comparison values during a certain time within the reporting system in operation area remains.