JP2003512603A - 回転軸におけるトルクによるねじれの測定 - Google Patents
回転軸におけるトルクによるねじれの測定Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/109—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving measuring phase difference of two signals or pulse trains
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Abstract
(57)【要約】
往復動エンジンにおいて、ピストン(32)のパワー・ストロークがクランク軸(30)にトルクを加え、比例してクランク軸にねじれを起こさせる。クランク軸と共にその一端において回転するトリガ(52)と、トリガの通過を感知するセンサ(12.1)とによって、基準時刻が確立される。反対端では、リング・ギヤの歯(42)がセンサ(12.2)を起動する。無負荷のときには、ゼロねじれが発生し、基準時刻に関するトリガ(42)の到着時刻が予測可能である。負荷の下では、クランク軸におけるねじれは到着時刻に遅れを生じさせ、回転速度の効果に留意して時間遅れはねじれに比例する。クランク軸(30)の物理的ねじれ・トルク特性に関する情報によって、トルク値が測定されたねじれ値から算出され、エンジンの管理に使用される。本発明はどの軸にも、例えばガス・タービン・エンジンの主軸にも適用することができる。
Description
【0001】
本発明は、回転軸におけるトルクによるねじれの測定に関する。本発明はさら
に詳しくは、トルクを受ける回転軸におけるねじれを測定するための方法と測定
機器、回転軸におけるトルクを測定するための方法と測定機器、ならびにエンジ
ンの作動を管理するための方法と機器に関する。
に詳しくは、トルクを受ける回転軸におけるねじれを測定するための方法と測定
機器、回転軸におけるトルクを測定するための方法と測定機器、ならびにエンジ
ンの作動を管理するための方法と機器に関する。
【0002】
「ねじれ」という用語を、本発明の目的のために便宜上、角偏向または角変形
を表示するために使用する。
を表示するために使用する。
【0003】
本発明の第1態様によれば、広くは、固定測定ステーションにおいて軸上の測
定点の到着時刻を感知すること、該到着時刻を無負荷条件下での前記測定ステー
ションにおける前記測定点の計算された到着時刻と比較すること、軸の回転速度
を測定すること、および時間遅れと回転速度とに基づいて軸におけるねじれを算
定することを含む、トルクを受ける回転軸におけるねじれを測定する方法が提供
される。
定点の到着時刻を感知すること、該到着時刻を無負荷条件下での前記測定ステー
ションにおける前記測定点の計算された到着時刻と比較すること、軸の回転速度
を測定すること、および時間遅れと回転速度とに基づいて軸におけるねじれを算
定することを含む、トルクを受ける回転軸におけるねじれを測定する方法が提供
される。
【0004】
この方法は、前記測定点から所定の距離だけ長さ方向に離隔した軸上の基準点
が固定基準ステーションを通過するときに、基準時刻を感知して記録すること、
および前記基準時刻と前記到着時刻との間の測定時間を測定することを含む。
が固定基準ステーションを通過するときに、基準時刻を感知して記録すること、
および前記基準時刻と前記到着時刻との間の測定時間を測定することを含む。
【0005】
この方法は、決められた回転速度における基準時刻と無負荷条件の下での到着
時刻との間の基準時間を経験的に予め決めること、およびあらゆる特定の回転速
度において、それぞれの回転速度に留意して基準時間に基づいて計算時間と計算
到着時刻とを計算することを含むことができる。
時刻との間の基準時間を経験的に予め決めること、およびあらゆる特定の回転速
度において、それぞれの回転速度に留意して基準時間に基づいて計算時間と計算
到着時刻とを計算することを含むことができる。
【0006】
本発明の第1態様によれば、さらに詳しくは、トルクを受ける回転軸における
ねじれを、軸上の基準点と基準点から長さ方向に離隔した軸上の測定点との間で
測定する方法であって、 基準点が定置基準ステーションを通過する基準時刻と測定点が無負荷条件の下
で定置測定ステーションを通過する時刻との間の基準時間を確立して、軸の回転
速度を基準速度として記録すること、 基準点が定置基準ステーションを通過する時刻と軸がトルクを受けているとき
に測定点が定置測定ステーションを通過する時刻との間の測定時間を測定し、軸
の回転速度を測定速度として記録し、トルクがかかる長さ方向位置、基準点の長
さ方向位置、および測定点の長さ方向位置をそれぞれ確立すること、 測定時間と基準時間との間の差から、測定速度と基準速度との間の差に留意し
て、軸におけるねじれを算定すること を含む方法が提供される。
ねじれを、軸上の基準点と基準点から長さ方向に離隔した軸上の測定点との間で
測定する方法であって、 基準点が定置基準ステーションを通過する基準時刻と測定点が無負荷条件の下
で定置測定ステーションを通過する時刻との間の基準時間を確立して、軸の回転
速度を基準速度として記録すること、 基準点が定置基準ステーションを通過する時刻と軸がトルクを受けているとき
に測定点が定置測定ステーションを通過する時刻との間の測定時間を測定し、軸
の回転速度を測定速度として記録し、トルクがかかる長さ方向位置、基準点の長
さ方向位置、および測定点の長さ方向位置をそれぞれ確立すること、 測定時間と基準時間との間の差から、測定速度と基準速度との間の差に留意し
て、軸におけるねじれを算定すること を含む方法が提供される。
【0007】
軸にトルクがかかるトルク点と負荷が軸に連結される負荷点は、長さ方向に離
隔することができ、軸は応力を受け、トルク点と負荷点との間でねじれを受け、
測定点と基準点の一方は軸の前記の応力を受ける部分に沿って位置し、測定点と
基準点の他方は、軸の弛緩部分においてトルク点と負荷点の一方を越えて位置す
る。
隔することができ、軸は応力を受け、トルク点と負荷点との間でねじれを受け、
測定点と基準点の一方は軸の前記の応力を受ける部分に沿って位置し、測定点と
基準点の他方は、軸の弛緩部分においてトルク点と負荷点の一方を越えて位置す
る。
【0008】
本方法を、往復動内燃機関のクランク軸の形をなす軸に有利に適用することが
できる。往復動エンジンは、クランク軸の一端に歯をを有するリング・ギヤと、
クランク軸の反対端にディスクとを含み、基準点はディスクの上にあり、測定点
はリング・ギヤの歯の上にある。本方法が、複数の測定点と複数の基準点に関し
て実施されることは好ましく、複数の測定点はリング・ギヤの対応する複数の歯
の上にあり、複数の基準点はディスク上で外周に沿って離隔している点である。
基準点の数と測定点の数とを同じにして、ぞれぞれの基準点と測定点を1対1の
原理で関連させることができるのは有利である。
できる。往復動エンジンは、クランク軸の一端に歯をを有するリング・ギヤと、
クランク軸の反対端にディスクとを含み、基準点はディスクの上にあり、測定点
はリング・ギヤの歯の上にある。本方法が、複数の測定点と複数の基準点に関し
て実施されることは好ましく、複数の測定点はリング・ギヤの対応する複数の歯
の上にあり、複数の基準点はディスク上で外周に沿って離隔している点である。
基準点の数と測定点の数とを同じにして、ぞれぞれの基準点と測定点を1対1の
原理で関連させることができるのは有利である。
【0009】
往復動内燃機関が複数のシリンダを含むときは、本方法を各シリンダに関して
実施することができる。さらに本方法を往復動内燃機関の各パワー・ストローク
について実施することもできる。
実施することができる。さらに本方法を往復動内燃機関の各パワー・ストローク
について実施することもできる。
【0010】
別の技術的応用では、本方法をガス・タービン・エンジンに適用することがで
き、したがって軸はガス・タービン・エンジンの主軸となる。
き、したがって軸はガス・タービン・エンジンの主軸となる。
【0011】
次に、基準点と測定点の少なくとも一方が、ガス・タービン・エンジンのコン
プレッサとタービンの少なくとも一方の羽根の上に置くことができる。しかしな
がら本方法は、複数の測定点がコンプレッサとタービンの一方の対応する複数の
羽根の上にあり、複数の基準点がコンプレッサとタービンの他方の対応する複数
の羽根の上にあり、センサがコンプレッサとタービンをそれぞれ取り囲むケーシ
ングの外部にある、複数の測定点と複数の基準点に関して予め形成されることが
好ましい。
プレッサとタービンの少なくとも一方の羽根の上に置くことができる。しかしな
がら本方法は、複数の測定点がコンプレッサとタービンの一方の対応する複数の
羽根の上にあり、複数の基準点がコンプレッサとタービンの他方の対応する複数
の羽根の上にあり、センサがコンプレッサとタービンをそれぞれ取り囲むケーシ
ングの外部にある、複数の測定点と複数の基準点に関して予め形成されることが
好ましい。
【0012】
一般に、時刻を確立することは、それぞれ基準ステーションおよび測定ステー
ションにおけるセンサを、相応じて前記または各基準点および前記または各測定
点においてトリガによって起動すること、各センサによって信号を生成すること
、および時間に対して信号を記録することを含むことができる。
ションにおけるセンサを、相応じて前記または各基準点および前記または各測定
点においてトリガによって起動すること、各センサによって信号を生成すること
、および時間に対して信号を記録することを含むことができる。
【0013】
トリガを磁性材料の塊にすることもでき、センサは前記磁性材料に応答して前
記信号を生成するものにすることができる。
記信号を生成するものにすることができる。
【0014】
代わりに、トリガを光学的に検出可能な表面にすることができ、したがってセ
ンサはトリガの通過を光学的に感知する。
ンサはトリガの通過を光学的に感知する。
【0015】
本発明の第2態様によれば、トルクを受ける回転軸におけるねじれを測定する
ための測定機器であって、 軸上の基準点における少なくとも1つの基準トリガと、 前記少なくとも1つの基準点が基準ステーションと整合するとき、前記少なく
とも1つの基準トリガを感知して、相応じて少なくとも1つの基準信号を発生す
るように配置された定置基準ステーションにおける基準センサと、 前記少なくとも1つの基準点から長さ方向に離隔した軸上の少なくとも1つの
測定点に相応じてある、少なくとも1つの測定トリガと、 前記少なくとも1つのトリガが測定ステーションと整合するとき、前記少なく
とも1つの測定トリガを感知して、相応じて少なくとも1つの測定信号を発生す
るように配置された定置測定ステーションにおける測定センサと、 時刻を保持するクロックと、 時刻に対する軸の回転速度を基準速度および測定速度としてそれぞれ測定し記
録するための回転速度計と、 時刻に対する前記基準信号と測定信号とを記録するための記録手段と、 相応じて、前記少なくとも1つの基準点が基準ステーションを通過する時刻と
前記少なくとも1つの測定点が無負荷条件の下で測定ステーションを通過する時
刻との間の少なくとも1つの基準時間を確立して、軸の回転速度を基準速度とし
て記録し、 相応じて、前記少なくとも1つの基準点が定置基準ステーションを通過する時
刻と軸がトルクを受けているときに前記少なくとも1つの測定点が定置測定ステ
ーションを通過する時刻との間の少なくとも1つの測定時間を確立して、軸の回
転速度を測定速度として記録し、かつ 前記少なくとも1つの測定時間と前記少なくとも1つの基準時間との間の差か
ら、測定速度と基準速度との間の比に留意して、軸のねじれを確立する ためにプログラムされたプロセッサと を含む測定機器が提供される。
ための測定機器であって、 軸上の基準点における少なくとも1つの基準トリガと、 前記少なくとも1つの基準点が基準ステーションと整合するとき、前記少なく
とも1つの基準トリガを感知して、相応じて少なくとも1つの基準信号を発生す
るように配置された定置基準ステーションにおける基準センサと、 前記少なくとも1つの基準点から長さ方向に離隔した軸上の少なくとも1つの
測定点に相応じてある、少なくとも1つの測定トリガと、 前記少なくとも1つのトリガが測定ステーションと整合するとき、前記少なく
とも1つの測定トリガを感知して、相応じて少なくとも1つの測定信号を発生す
るように配置された定置測定ステーションにおける測定センサと、 時刻を保持するクロックと、 時刻に対する軸の回転速度を基準速度および測定速度としてそれぞれ測定し記
録するための回転速度計と、 時刻に対する前記基準信号と測定信号とを記録するための記録手段と、 相応じて、前記少なくとも1つの基準点が基準ステーションを通過する時刻と
前記少なくとも1つの測定点が無負荷条件の下で測定ステーションを通過する時
刻との間の少なくとも1つの基準時間を確立して、軸の回転速度を基準速度とし
て記録し、 相応じて、前記少なくとも1つの基準点が定置基準ステーションを通過する時
刻と軸がトルクを受けているときに前記少なくとも1つの測定点が定置測定ステ
ーションを通過する時刻との間の少なくとも1つの測定時間を確立して、軸の回
転速度を測定速度として記録し、かつ 前記少なくとも1つの測定時間と前記少なくとも1つの基準時間との間の差か
ら、測定速度と基準速度との間の比に留意して、軸のねじれを確立する ためにプログラムされたプロセッサと を含む測定機器が提供される。
【0016】
軸は、使用中にトルクが軸にかかるトルク点と使用中に負荷が軸に連結される
負荷点とを含み、トルク点と負荷点とは長さ方向に離隔しており、軸は使用中に
は応力がかかり、トルク点と負荷点との間でねじれを受け、前記または各測定点
と前記各基準点の一方は軸の前記応力がかかる部分に沿って位置し、前記各測定
点と前記各基準点の他方はトルク点と負荷点の1つを越えた軸の弛緩部分に位置
する。
負荷点とを含み、トルク点と負荷点とは長さ方向に離隔しており、軸は使用中に
は応力がかかり、トルク点と負荷点との間でねじれを受け、前記または各測定点
と前記各基準点の一方は軸の前記応力がかかる部分に沿って位置し、前記各測定
点と前記各基準点の他方はトルク点と負荷点の1つを越えた軸の弛緩部分に位置
する。
【0017】
軸が往復動内燃機関のクランク軸であってもよいことは有利である。それから
、測定機器が複数の測定点と複数の基準点とを含むことが好ましい。
、測定機器が複数の測定点と複数の基準点とを含むことが好ましい。
【0018】
往復動エンジンが、クランク軸の一端に歯を有するリング・ギヤを、クランク
軸の反対端にディスクを含んでもよく、基準点と測定点はそれぞれリング・ギヤ
の歯と、ディスクの外周上に離隔した位置とにある。
軸の反対端にディスクを含んでもよく、基準点と測定点はそれぞれリング・ギヤ
の歯と、ディスクの外周上に離隔した位置とにある。
【0019】
別の技術的応用では、軸をガス・タービン・エンジンの主軸にすることもでき
る。したがって、基準点と測定点の少なくとも1つは、相応じてガス・タービン
・エンジンのコンプレッサの羽根とタービンの羽根との少なくとも1つの上にあ
る。しかしながら、測定機器は、それぞれコンプレッサの羽根とタービンの羽根
との上にある複数の基準点と複数の測定点とを含むことができる。
る。したがって、基準点と測定点の少なくとも1つは、相応じてガス・タービン
・エンジンのコンプレッサの羽根とタービンの羽根との少なくとも1つの上にあ
る。しかしながら、測定機器は、それぞれコンプレッサの羽根とタービンの羽根
との上にある複数の基準点と複数の測定点とを含むことができる。
【0020】
トリガを磁性材料の塊にすることもでき、センサは前記磁性材料に応答して信
号を発生する磁気センサにすることもできる。磁気センサを、それぞれコンプレ
ッサとタービンを取り囲むケーシングの外部に配置することができる。
号を発生する磁気センサにすることもできる。磁気センサを、それぞれコンプレ
ッサとタービンを取り囲むケーシングの外部に配置することができる。
【0021】
代わりに、トリガを光学的に検知可能な表面にすることもでき、センサを、光
学的に検知可能なトリガに応答して信号を発生する光学センサにすることもでき
る。
学的に検知可能なトリガに応答して信号を発生する光学センサにすることもでき
る。
【0022】
本発明の第3態様によれば、回転軸におけるトルクを測定する方法であって、
本発明の第1態様によって回転軸におけるねじれを測定すること、および測定さ
れたねじれに基づいて、前記ねじれが測定された軸の予め設定された長さと、軸
のトルクねじれ挙動を決定する軸の予め設定された物理的特性とに留意して、ト
ルクを算定することを含む方法が提供される。
本発明の第1態様によって回転軸におけるねじれを測定すること、および測定さ
れたねじれに基づいて、前記ねじれが測定された軸の予め設定された長さと、軸
のトルクねじれ挙動を決定する軸の予め設定された物理的特性とに留意して、ト
ルクを算定することを含む方法が提供される。
【0023】
軸のトルクねじれ挙動を決定する軸の前記物理的特性は都合よく経験的に設定
されてもよい。
されてもよい。
【0024】
本発明の第4態様によれば、回転軸におけるトルクを測定するための測定機器
であって、本発明の第2態様によるねじれを測定するための測定機器を含み、プ
ロセッサは、測定されたねじれに基づいて、前記ねじれが測定された軸の予め設
定された長さと、軸のトルクねじれ挙動を決定する軸の予め設定された物理的特
性とに留意して、トルクを算定するようにプログラムされている機器が提供され
る。
であって、本発明の第2態様によるねじれを測定するための測定機器を含み、プ
ロセッサは、測定されたねじれに基づいて、前記ねじれが測定された軸の予め設
定された長さと、軸のトルクねじれ挙動を決定する軸の予め設定された物理的特
性とに留意して、トルクを算定するようにプログラムされている機器が提供され
る。
【0025】
本発明の第5態様によれば、エンジンの作動を管理する方法であって、本発明
の第1態様または第3態様によってエンジンの駆動軸におけるトルクに関する量
を測定すること、前記トルクに関する量の測定値を前記量の所定標準値と比較す
ること、測定値と標準値とのいかなる偏差も確立すること、および前記確立され
た偏差に応じてエンジンの作動機能を制御することを含む方法が提供される。
の第1態様または第3態様によってエンジンの駆動軸におけるトルクに関する量
を測定すること、前記トルクに関する量の測定値を前記量の所定標準値と比較す
ること、測定値と標準値とのいかなる偏差も確立すること、および前記確立され
た偏差に応じてエンジンの作動機能を制御することを含む方法が提供される。
【0026】
エンジンの前記作動機能は、エンジンが火花点火エンジンであるときの点火タ
イミング、前記エンジンがディーゼル・エンジンであるときの燃料噴射ポンプ・
タイミング、前記エンジンがターボチャージ式またはスーパーチャージ式である
ときのブースト圧の少なくとも1つであってもよい。
イミング、前記エンジンがディーゼル・エンジンであるときの燃料噴射ポンプ・
タイミング、前記エンジンがターボチャージ式またはスーパーチャージ式である
ときのブースト圧の少なくとも1つであってもよい。
【0027】
都合がよいこととして、本方法が、エンジンが無負荷条件の下で動作している
ときに基準時間に関して測定機器を自動的に較正することを含むことができる。
ときに基準時間に関して測定機器を自動的に較正することを含むことができる。
【0028】
本発明の第6態様によれば、
本発明の第2態様または第4態様による測定機器と、
エンジンの駆動軸におけるトルクに関する量の測定値を示す信号を測定機器か
ら受信するために配置された比較器を含む、エンジン管理機器であって、比較器
はトルクに関する前記量の前記測定値を標準値と比較して制御信号を発生するよ
うに事前プログラムされており、前記制御信号に応答してエンジンの作動機能を
制御するエンジン管理機器と を含むエンジンが提供される。
ら受信するために配置された比較器を含む、エンジン管理機器であって、比較器
はトルクに関する前記量の前記測定値を標準値と比較して制御信号を発生するよ
うに事前プログラムされており、前記制御信号に応答してエンジンの作動機能を
制御するエンジン管理機器と を含むエンジンが提供される。
【0029】
エンジンの前記作動機能は、エンジンが火花点火エンジンであるときの点火タ
イミング、前記エンジンがディーゼル・エンジンであるときの燃料噴射ポンプ・
タイミング、前記エンジンがターボチャージ式またはスーパーチャージ式である
ときのブースト圧の少なくとも1つであってもよい。
イミング、前記エンジンがディーゼル・エンジンであるときの燃料噴射ポンプ・
タイミング、前記エンジンがターボチャージ式またはスーパーチャージ式である
ときのブースト圧の少なくとも1つであってもよい。
【0030】
有利には、エンジン管理機器は、エンジンが無負荷条件の下で作動していると
きに基準時間に関して測定機器を較正するように事前プロブラムすることができ
る。
きに基準時間に関して測定機器を較正するように事前プロブラムすることができ
る。
【0031】
本発明をここで添付の図面を参照して例示的に説明する。
【0032】
図面の図1、図2において、参照番号10は本発明による測定機器を全体的に
示す。
示す。
【0033】
機器10は、往復動内燃機関29のクランク軸30(図面の図2を参照)の形
をなす駆動軸におけるねじれを測定する。図2においては、エンジンのピストン
32、および連結ロッド34を介したエンジンのクランク軸30のクランクへの
ピストン32の連結のみが示されている。
をなす駆動軸におけるねじれを測定する。図2においては、エンジンのピストン
32、および連結ロッド34を介したエンジンのクランク軸30のクランクへの
ピストン32の連結のみが示されている。
【0034】
外周上に離隔した複数の歯42を有するリング・ギヤを組み込んだフライホイ
ール40が、クランク軸30の一端に取り付けられている。フライホイール40
および特に歯42も磁性材料でできている。エンジンの作動中は、パワー・スト
ローク中のピストン32の推力はクランク軸30におけるねじれを引き起こす。
ール40が、クランク軸30の一端に取り付けられている。フライホイール40
および特に歯42も磁性材料でできている。エンジンの作動中は、パワー・スト
ローク中のピストン32の推力はクランク軸30におけるねじれを引き起こす。
【0035】
前記ねじれを測定するために、測定機器10は、フライホイール40とは反対
側のクランク軸30端部に固定された円形金属製ディスク50を含む。ディスク
50は、基準点の形でトリガを画定する複数の構成物すなわち歯52を有する。
歯はこの実施形態においては磁性材料でできている。
側のクランク軸30端部に固定された円形金属製ディスク50を含む。ディスク
50は、基準点の形でトリガを画定する複数の構成物すなわち歯52を有する。
歯はこの実施形態においては磁性材料でできている。
【0036】
機器10はさらに、ディスク50がクランク軸30と共に回転すると順次歯と
整合するように、ディスクの歯52のピッチ円に隣接してエンジンに取り付けら
れた、例えばRSカタログからの部品番号304166である、磁気センサまた
はピックアップ装置12.1の形をなすセンサを含む。歯52がセンサ12.1
と整合する度に、パルス形の信号が発生して、13.1に示すように装置10に
送られる。歯はトリガを基準点の形で画定する。
整合するように、ディスクの歯52のピッチ円に隣接してエンジンに取り付けら
れた、例えばRSカタログからの部品番号304166である、磁気センサまた
はピックアップ装置12.1の形をなすセンサを含む。歯52がセンサ12.1
と整合する度に、パルス形の信号が発生して、13.1に示すように装置10に
送られる。歯はトリガを基準点の形で画定する。
【0037】
機器10はさらに、フライホイール40がクランク軸30と共に回転すると順
次歯と整合するように、フライホイール40のリング・ギヤの歯42のピッチ円
に隣接してエンジンに取り付けられた、例えばRSカタログからの部品番号30
4166である、磁気センサまたはピックアップ装置12.2の形をなすセンサ
を含む。歯42がセンサ12.2と整合する度に、パルス形の信号が発生して、
13.2に示すように装置10に送られる。歯42はトリガを測定点の形で画定
する。
次歯と整合するように、フライホイール40のリング・ギヤの歯42のピッチ円
に隣接してエンジンに取り付けられた、例えばRSカタログからの部品番号30
4166である、磁気センサまたはピックアップ装置12.2の形をなすセンサ
を含む。歯42がセンサ12.2と整合する度に、パルス形の信号が発生して、
13.2に示すように装置10に送られる。歯42はトリガを測定点の形で画定
する。
【0038】
別の実施形態では、センサ12.1、12.2は光センサにすることができ、
トリガ42、52は光学的に検出可能な表面にすることができる。
トリガ42、52は光学的に検出可能な表面にすることができる。
【0039】
都合上、センサ12.1、12.2、または信号出力13.1、13.2を図
1では12で示す。
1では12で示す。
【0040】
クランク軸30が回転するとき、各基準点52がセンサ12.1を通過すると
、信号パルスが発生して、クロック18を含むプロセッサ14(図1)に記録さ
れる。こうして基準時刻をセットする。クロック18は一般的には10MHzの
周波数で作動する。
、信号パルスが発生して、クロック18を含むプロセッサ14(図1)に記録さ
れる。こうして基準時刻をセットする。クロック18は一般的には10MHzの
周波数で作動する。
【0041】
無負荷の下で、かつ(都合のよいことにはプロセッサ14において、基準点5
2が通過するとセンサ12.1によって発生する信号パルスによって)測定され
記録される回転速度でクランク軸30が回転すると仮定する。無負荷の下にある
ので、クランク軸30はゼロねじれの下にある。それぞれのトリガ52の到着時
刻は感知され、クランク軸30の回転速度に留意して、それぞれの基準時刻とそ
れぞれの到着時刻との間の、それぞれの時間として記録される。この経験的に導
出された基準から、無負荷条件下の計算到着時間を、いずれの所与または測定回
転速度についてもプロセッサ14によって計算することができる。基準点の数と
測定点の数とを同じにして、これらを有利に1対1の原理で関連させることがで
きるのは有利である。点の数が同じでない場合には、例えば時間を最小にするこ
とに基づいて各測定点は適切または最も適切な基準点と関連づけられる。
2が通過するとセンサ12.1によって発生する信号パルスによって)測定され
記録される回転速度でクランク軸30が回転すると仮定する。無負荷の下にある
ので、クランク軸30はゼロねじれの下にある。それぞれのトリガ52の到着時
刻は感知され、クランク軸30の回転速度に留意して、それぞれの基準時刻とそ
れぞれの到着時刻との間の、それぞれの時間として記録される。この経験的に導
出された基準から、無負荷条件下の計算到着時間を、いずれの所与または測定回
転速度についてもプロセッサ14によって計算することができる。基準点の数と
測定点の数とを同じにして、これらを有利に1対1の原理で関連させることがで
きるのは有利である。点の数が同じでない場合には、例えば時間を最小にするこ
とに基づいて各測定点は適切または最も適切な基準点と関連づけられる。
【0042】
クランク軸30が負荷の下で回転するとき、ピストン32のパワー・ストロー
クはクランク軸にトルク・パルスを付与し、クランク軸にねじれを引き起こす。
ねじれの量は、クランク軸の物理的特性、例えばクランク軸の材料の有効慣性モ
ーメントとねじりヤング率、トルクがかけられる有効長(すなわち、それぞれの
ビッグ・エンド・ベアリングとフライホイール40との間の長さ方向距離)、お
よびトルクの大きさに依存する。トルクの大きさを除いた上記のすべては各ピス
トン32について一定のままであり、各エンジンまたはエンジン形式について有
利に経験的に予め設定することができる。したがって、ねじれの量はトルクの大
きさを一意的に定める。
クはクランク軸にトルク・パルスを付与し、クランク軸にねじれを引き起こす。
ねじれの量は、クランク軸の物理的特性、例えばクランク軸の材料の有効慣性モ
ーメントとねじりヤング率、トルクがかけられる有効長(すなわち、それぞれの
ビッグ・エンド・ベアリングとフライホイール40との間の長さ方向距離)、お
よびトルクの大きさに依存する。トルクの大きさを除いた上記のすべては各ピス
トン32について一定のままであり、各エンジンまたはエンジン形式について有
利に経験的に予め設定することができる。したがって、ねじれの量はトルクの大
きさを一意的に定める。
【0043】
さらにまた、ねじれによって、それぞれのトリガ42は、それぞれの計算され
た到着時刻に対して遅くセンサ12.2に到着する。時間遅れ量は、回転速度と
トルクが伝達される長さとに留意して、ねじれを一意的に定める。
た到着時刻に対して遅くセンサ12.2に到着する。時間遅れ量は、回転速度と
トルクが伝達される長さとに留意して、ねじれを一意的に定める。
【0044】
プロセッサ14は、それぞれの時間遅れを測定して、上述のように回転速度と
トルクが伝達される長さとを考慮して、特定のエンジンの点火順序から得られる
それぞれのピストンのパワー・ストロークについて、それぞれのねじれを算定す
る。算定されたねじれから、各ピストンの各パワー・ストロークに加えられるト
ルクが算定される。
トルクが伝達される長さとを考慮して、特定のエンジンの点火順序から得られる
それぞれのピストンのパワー・ストロークについて、それぞれのねじれを算定す
る。算定されたねじれから、各ピストンの各パワー・ストロークに加えられるト
ルクが算定される。
【0045】
したがって機器10は、比較器16を含むプロセッサ14を包含し、この比較
器16にそれぞれの信号が項目12から入力される。
器16にそれぞれの信号が項目12から入力される。
【0046】
到着時刻は比較器16によって比較され、この比較器から、時間がクロック1
8によって測定される。一般的に、クロック18は上述のように10MHzの周
波数で作動する。本出願人らは、このような解決策は商用往復動エンジンにおけ
る使用に関する本発明の目的のために十分であると期待する。
8によって測定される。一般的に、クロック18は上述のように10MHzの周
波数で作動する。本出願人らは、このような解決策は商用往復動エンジンにおけ
る使用に関する本発明の目的のために十分であると期待する。
【0047】
時間は比較されて、ねじれ値と最終的にトルク値が上述のように算出される。
結果は基準記憶手段20に記憶され、4サイクル機関の場合には2回転毎にあら
ゆる予め記憶された値を上書きする。
結果は基準記憶手段20に記憶され、4サイクル機関の場合には2回転毎にあら
ゆる予め記憶された値を上書きする。
【0048】
プロセッサ14はさらに第2比較器21を含み、第2比較器は、取付け前に準
備されて最適作動時のエンジンを特徴づける基準セットを含む。基準セットは、
広い速度その他の条件範囲にわたるクランク軸30における最適のねじれ値また
はトルク値を含む。基準セットは回帰方程式の形で記憶されている。比較器21
は、本発明によって測定され算出されたトルク出力またはトルクに関する量を、
基準セット内の標準値または参照値と比較する。比較器21、および下記の制御
装置22は、プロセッサ14と共に、本発明によるエンジン管理機器を形成する
。
備されて最適作動時のエンジンを特徴づける基準セットを含む。基準セットは、
広い速度その他の条件範囲にわたるクランク軸30における最適のねじれ値また
はトルク値を含む。基準セットは回帰方程式の形で記憶されている。比較器21
は、本発明によって測定され算出されたトルク出力またはトルクに関する量を、
基準セット内の標準値または参照値と比較する。比較器21、および下記の制御
装置22は、プロセッサ14と共に、本発明によるエンジン管理機器を形成する
。
【0049】
前記比較に基づいて、信号が発生されて制御装置22に送られ、機器10の一
部分を形成する。制御装置22は、例えば火花点火エンジンのための点火タイミ
ング、ディーゼル・エンジンの場合の燃料噴射タイミング、ターボチャージ式ま
たはスーパーチャージ式エンジンの場合のブースト圧などのエンジン作動機能を
制御するために構成され、これによってエンジンの性能を最適化する。こうして
、エンジンのクランク軸30におけるねじれまたはトルクまたは関連の量の測定
に基づいて、個別のピストンのレベルでエンジン性能を動的に制御することが可
能である。
部分を形成する。制御装置22は、例えば火花点火エンジンのための点火タイミ
ング、ディーゼル・エンジンの場合の燃料噴射タイミング、ターボチャージ式ま
たはスーパーチャージ式エンジンの場合のブースト圧などのエンジン作動機能を
制御するために構成され、これによってエンジンの性能を最適化する。こうして
、エンジンのクランク軸30におけるねじれまたはトルクまたは関連の量の測定
に基づいて、個別のピストンのレベルでエンジン性能を動的に制御することが可
能である。
【0050】
多数の基準点と測定点とを有することによって、フライホイール40の回転中
の測定頻度は高くなり、この結果、各ピストン32のトルク出力を正確に解明す
ることができる。
の測定頻度は高くなり、この結果、各ピストン32のトルク出力を正確に解明す
ることができる。
【0051】
プロセッサ14が、例えば高速フーリエ変換を利用して測定基準を処理するた
めに処理中に予めプログラムされ、エンジンの往復動構成部分および回転構成部
分における振動と共振との測定基準に対する効果を改善し、こうして本発明の情
況において有用な情報を隔離またはある程度隔離することは有利である。
めに処理中に予めプログラムされ、エンジンの往復動構成部分および回転構成部
分における振動と共振との測定基準に対する効果を改善し、こうして本発明の情
況において有用な情報を隔離またはある程度隔離することは有利である。
【0052】
さらに、有利なことには、エンジン管理機器は、エンジンが無負荷の下で動作
するとき(例えばアイドリングのとき)測定機器を基準時間に関して較正するよ
うに予めプログラムされている。これはとりわけ、較正が規則的に行われ、した
がって周囲条件とエンジン条件(例えば周囲温度とエンジン温度)の変化につい
ても補正するという利点を有する。
するとき(例えばアイドリングのとき)測定機器を基準時間に関して較正するよ
うに予めプログラムされている。これはとりわけ、較正が規則的に行われ、した
がって周囲条件とエンジン条件(例えば周囲温度とエンジン温度)の変化につい
ても補正するという利点を有する。
【0053】
本出願人らは、本発明が、よく定められた信号を発生させ、比較的強固で、エ
ンジンの苛酷な作動条件を考慮してすぐれた運用寿命を有する磁気センサを使用
する、エンジン性能を監視するためのシステムを提供することは、本発明の利点
であると考える。さらに、フライホイールの歯およびクランク軸に固着したディ
スク上の歯を測定点および基準点として使用することによって、システムを費用
効果的に製造することができる。さらに本システムの利点は、本システムが、ク
ランク軸30が無負荷の下にあるときの信号に対するクランク軸が負荷の下にあ
るときの信号の時間遅れを使用して、これにより、例えば温度効果による変動、
機械的製造変動、許容誤差などは自己較正されることである。本出願人らは、本
発明によってエンジン性能を最適化することによって、排気ガスの有害物含有量
を減らすことができると考える。本発明のさらなる利点は、本発明がエンジンの
動作中にクランク軸におけるねじれをリアルタイム測定するため、およびエンジ
ンの作動機能をリアルタイムで制御してエンジン性能を最適化するためのシステ
ムを提供することである。
ンジンの苛酷な作動条件を考慮してすぐれた運用寿命を有する磁気センサを使用
する、エンジン性能を監視するためのシステムを提供することは、本発明の利点
であると考える。さらに、フライホイールの歯およびクランク軸に固着したディ
スク上の歯を測定点および基準点として使用することによって、システムを費用
効果的に製造することができる。さらに本システムの利点は、本システムが、ク
ランク軸30が無負荷の下にあるときの信号に対するクランク軸が負荷の下にあ
るときの信号の時間遅れを使用して、これにより、例えば温度効果による変動、
機械的製造変動、許容誤差などは自己較正されることである。本出願人らは、本
発明によってエンジン性能を最適化することによって、排気ガスの有害物含有量
を減らすことができると考える。本発明のさらなる利点は、本発明がエンジンの
動作中にクランク軸におけるねじれをリアルタイム測定するため、およびエンジ
ンの作動機能をリアルタイムで制御してエンジン性能を最適化するためのシステ
ムを提供することである。
【0054】
図3において、ガス・タービン・エンジンが全体的に参照番号129で示され
ている。ガス・タービン・エンジンが主として輪郭で概略的に示される。ガス・
タービン・エンジン129は、本発明が適用されている主軸130を含む。従来
、ガス・タービン・エンジンは、ガス・タービン・エンジンの入口に近いその第
1段132.1によって示される低圧コンプレッサ、低圧コンプレッサの下流の
高圧コンプレッサ、燃焼室、タービン段132.3、および出口を含む。
ている。ガス・タービン・エンジンが主として輪郭で概略的に示される。ガス・
タービン・エンジン129は、本発明が適用されている主軸130を含む。従来
、ガス・タービン・エンジンは、ガス・タービン・エンジンの入口に近いその第
1段132.1によって示される低圧コンプレッサ、低圧コンプレッサの下流の
高圧コンプレッサ、燃焼室、タービン段132.3、および出口を含む。
【0055】
本発明によれば、主軸130のねじれが測定されて、測定されたねじれからト
ルクが導き出される。これらの測定と算出は、往復動エンジンについて図1、図
2を参照して説明したものと同じ方式で行われる。したがって、ガス・タービン
・エンジンにおいても、基準トリガ152がセンサ112.1を起動して信号を
発生させる。トリガ152は都合のよいことに、中央軸の後端に向かうタービン
羽根の上またはそばに設けられている。
ルクが導き出される。これらの測定と算出は、往復動エンジンについて図1、図
2を参照して説明したものと同じ方式で行われる。したがって、ガス・タービン
・エンジンにおいても、基準トリガ152がセンサ112.1を起動して信号を
発生させる。トリガ152は都合のよいことに、中央軸の後端に向かうタービン
羽根の上またはそばに設けられている。
【0056】
さらにまた、トリガが、中央軸130の前面に向かって低圧コンプレッサの第
1段132.1の、それぞれの羽根の上またはそばに設けられ、センサ112.
2がコンプレッサ羽根のピッチ円の近くに外周上に設けられている。
1段132.1の、それぞれの羽根の上またはそばに設けられ、センサ112.
2がコンプレッサ羽根のピッチ円の近くに外周上に設けられている。
【0057】
低圧コンプレッサの第1段とタービンの最終段以外の段を、トリガを位置付け
るために使用することもできることを理解すべきである。さらにまた、時間遅れ
に対立するものとしての時間進みを測定することが可能であることも理解すべき
である。本発明の目的のために、時間進みを負の時間遅れと見るべきである。
るために使用することもできることを理解すべきである。さらにまた、時間遅れ
に対立するものとしての時間進みを測定することが可能であることも理解すべき
である。本発明の目的のために、時間進みを負の時間遅れと見るべきである。
【0058】
コンプレッサ段とタービン段を囲むケーシングが非磁性材料で作られるが、羽
根は磁性材料で作られることは、重要な利点であると考えられる。したがって、
センサをケーシングの外部に置くことができる限り、本発明を非侵入的方式で適
用することができる。
根は磁性材料で作られることは、重要な利点であると考えられる。したがって、
センサをケーシングの外部に置くことができる限り、本発明を非侵入的方式で適
用することができる。
【0059】
ガス・タービン・エンジンの作動はいずれの一回転中にも、または少数回数の
回転中にも、定常状態に近似していることを理解すべきである。したがって、ト
ルクの変動は往復動エンジンに関するよりも実質的に小さいと期待される。した
がって本出願人は、ガス・タービン・エンジンにおいては非常に高い速度が使用
されることもあることにも留意して、少数のトリガで十分であると考える。
回転中にも、定常状態に近似していることを理解すべきである。したがって、ト
ルクの変動は往復動エンジンに関するよりも実質的に小さいと期待される。した
がって本出願人は、ガス・タービン・エンジンにおいては非常に高い速度が使用
されることもあることにも留意して、少数のトリガで十分であると考える。
【0060】
その他の態様において、本発明の実施と本発明から得られる利点は、往復動エ
ンジンに関して図1、図2を参照して説明されたものとほぼ同じである。
ンジンに関して図1、図2を参照して説明されたものとほぼ同じである。
【図1】
本発明によるトルクを測定するための機器のブロック図である。
【図2】
往復動内燃機関に適用された本発明を三次元で示す図である。
【図3】
図2に対応する図であるが、ガス・タービン・エンジンを示す図である。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成14年2月2日(2002.2.2)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0001】
本発明は、回転軸におけるトルクによるねじれの測定に関する。本発明はさら
に詳しくは、トルクを受ける回転軸におけるねじれを測定するための方法と測定
機器、回転軸におけるトルクを測定するための方法と測定機器、ならびにエンジ
ンの作動を管理するための方法と機器に関する。 国際特許書類WO96/20395は、回転軸と、該回転軸に接続された一つ
以上の固定機械との間の動力出力率を決定する方法および装置を開示している。
軸は角度として測定されるねじれ変形を起すトルクを受ける。動力出力は角度と
、所定の較正係数の積として決定されている。
に詳しくは、トルクを受ける回転軸におけるねじれを測定するための方法と測定
機器、回転軸におけるトルクを測定するための方法と測定機器、ならびにエンジ
ンの作動を管理するための方法と機器に関する。 国際特許書類WO96/20395は、回転軸と、該回転軸に接続された一つ
以上の固定機械との間の動力出力率を決定する方法および装置を開示している。
軸は角度として測定されるねじれ変形を起すトルクを受ける。動力出力は角度と
、所定の較正係数の積として決定されている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0011】
次に、基準点と測定点の少なくとも一方が、ガス・タービン・エンジンのコン
プレッサとタービンの少なくとも一方の羽根の上に置くことができる。しかしな
がら本方法は、複数の測定点がコンプレッサとタービンの一方の対応する複数の
羽根の上にあり、複数の基準点がコンプレッサとタービンの他方の対応する複数
の羽根の上にあり、センサがコンプレッサとタービンをそれぞれ取り囲むケーシ
ングの外部にある、複数の測定点と複数の基準点に関して実施されることが好ま
しい。
プレッサとタービンの少なくとも一方の羽根の上に置くことができる。しかしな
がら本方法は、複数の測定点がコンプレッサとタービンの一方の対応する複数の
羽根の上にあり、複数の基準点がコンプレッサとタービンの他方の対応する複数
の羽根の上にあり、センサがコンプレッサとタービンをそれぞれ取り囲むケーシ
ングの外部にある、複数の測定点と複数の基準点に関して実施されることが好ま
しい。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
G01D 5/12 G01D 5/12 L
G01L 3/12 G01L 3/12
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ
,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML,
MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K
E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG
,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,
RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT,
AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,BZ,C
A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM
,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,
GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K
E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS
,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN,
MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R
U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM
,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VN,
YU,ZA,ZW
(72)発明者 ブリグナウト、ロエロエフ、グローブ
南アフリカ国 0181 プレトリア、デ ビ
ァーズ、バリ アベニュー 208
Fターム(参考) 2F077 NN04 NN21 NN27 PP05 PP19
QQ17
Claims (36)
- 【請求項1】 固定測定ステーションにおいて軸上への測定点の到着時刻を
感知すること、到着時刻を無負荷条件の下での前記測定ステーションにおける前
記測定点の計算された到着時刻と比較すること、軸の回転速度を測定すること、
および時間遅れと回転速度とに基づいて軸におけるねじれを算定することを含む
、トルクを受ける回転軸におけるねじれを測定する方法。 - 【請求項2】 前記測定点から所定の距離だけ長さ方向に離隔した軸上の基
準点が固定基準ステーションを通過するときに、基準時刻を感知して記録するこ
と、および前記基準時刻と前記到着時刻との間の測定時間を測定することを含む
請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 決められた回転速度における基準時刻と無負荷条件の下での
到着時刻との間の基準時間を経験的に予め決めること、およびあらゆる特定の回
転速度において、それぞれの回転速度に留意して基準時間に基づいて計算時間と
計算到着時刻とを計算することを含む請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 トルクを受ける回転軸におけるねじれを、軸上の基準点と基
準点から長さ方向に離隔した軸上の測定点との間で測定する方法であって、 基準点が定置基準ステーションを通過する基準時刻と測定点が無負荷条件の下
で定置測定ステーションを通過する時刻との間の基準時間を確立して、軸の回転
速度を基準速度として記録すること、 基準点が定置基準ステーションを通過する時刻と軸がトルクを受けているとき
に測定点が定置測定ステーションを通過する時刻との間の測定時間を測定し、軸
の回転速度を測定速度として記録し、トルクがかかる長さ方向位置、基準点の長
さ方向位置、および測定点の長さ方向位置をそれぞれ確立すること、 測定時間と基準時間との間の差から、測定速度と基準速度との間の差に留意し
て、軸におけるねじれを算定すること を含む方法。 - 【請求項5】 トルクが軸にかかるトルク点と負荷が軸に連結される負荷点
は、長さ方向に離隔し、軸は応力を受け、トルク点と負荷点との間でねじれを受
け、測定点と基準点の一方は軸の前記の応力を受ける部分に沿って位置し、測定
点と基準点の他方は、軸の弛緩部分においてトルク点と負荷点の一方を越えて位
置する、請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 軸が往復動内燃機関のクランク軸である請求項5に記載の方
法。 - 【請求項7】 往復動エンジンは、クランク軸の一端に歯を有するリング・
ギヤを、クランク軸の反対端にディスクを含み、基準点はディスクの上にあり、
測定点はリング・ギヤの歯の上にある、請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 複数の測定点と複数の基準点に関して実施されるもので、複
数の測定点はリング・ギヤの対応する複数の歯の上にあり、複数の基準点はディ
スクの外周に沿って離隔している点である、請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 往復動内燃機関が複数のシリンダを含み、各シリンダに関し
て実施される請求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 往復動内燃機関の各パワー・ストロークについて実施され
る請求項8または請求項9に記載の方法。 - 【請求項11】 軸がガス・タービン・エンジンの主軸である請求項5に記
載の方法。 - 【請求項12】 基準点と測定点の少なくとも一方が、ガス・タービン・エ
ンジンのコンプレッサとタービンの少なくとも一方の羽根の上にある、請求項1
1に記載の方法。 - 【請求項13】 複数の測定点がコンプレッサとタービンの一方の対応する
複数の羽根の上にあり、複数の基準点がコンプレッサとタービンの他方の対応す
る複数の羽根の上にあり、センサがコンプレッサとタービンをそれぞれ取り囲む
ケーシングの外部にある、複数の測定点と複数の基準点に関して実施される、請
求項12に記載の方法。 - 【請求項14】 時刻を確立することが、それぞれ基準ステーションおよび
測定ステーションにおけるセンサを、相応じて前記または各基準点および前記ま
たは各測定点においてトリガによって起動することと、各センサによって信号を
生成することと、時刻に対して信号を記録することを含む、請求項4から請求項
13までのいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項15】 トリガが磁性材料の塊であり、センサが前記磁性材料に応
答して前記信号を生成する、請求項14に記載の方法。 - 【請求項16】 トリガは光学的に検出可能な表面であり、センサはトリガ
の通過を光学的に感知する、請求項14に記載の方法。 - 【請求項17】 トルクを受ける回転軸におけるねじれを測定するための測
定機器であって、 軸上の基準点における少なくとも1つの基準トリガと、 前記少なくとも1つの基準点が基準ステーションと整合するとき、前記少なく
とも1つの基準トリガを感知して、相応じて少なくとも1つの基準信号を発生す
るように配置された定置基準ステーションにおける基準センサと、 前記少なくとも1つの基準点から長さ方向に離隔した軸上の少なくとも1つの
測定点に相応じてある、少なくとも1つの測定トリガと、 前記少なくとも1つの測定トリガが測定ステーションと整合するとき、前記少
なくとも1つの測定トリガを感知して、相応じて少なくとも1つの測定信号を発
生するように配置された定置測定ステーションにおける測定センサと、 時刻を保持するクロックと、 時刻に対して軸の回転速度を基準速度および測定速度としてそれぞれ測定し記
録するための回転速度計と、 時刻に対して前記基準信号と測定信号とを記録するための記録手段と、 相応じて、前記少なくとも1つの基準点が基準ステーションを通過する時刻と
前記少なくとも1つの測定点が無負荷条件の下で測定ステーションを通過する時
刻との間の少なくとも1つの基準時間を確立して、軸の回転速度を基準速度とし
て記録し、 相応じて、前記少なくとも1つの基準点が定置基準ステーションを通過する基
準時刻と軸がトルクを受けているときに前記少なくとも1つの測定点が定置測定
ステーションを通過する時刻との間の少なくとも1つの測定時間を確立して、軸
の回転速度を測定速度として記録し、かつ 前記少なくとも1つの測定時間と前記少なくとも1つの基準時間との間の差か
ら、測定速度と基準速度との間の比に留意して、軸のねじれを確立する ためにプログラムされたプロセッサと を含む測定機器。 - 【請求項18】 軸は、使用中にトルクが軸にかかるトルク点と使用中に負
荷が軸に連結される負荷点とを含み、トルク点と負荷点とは長さ方向に離隔して
おり、軸は使用中には応力がかかり、トルク点と負荷点との間でねじれを受け、
前記または各測定点と前記各基準点の一方は軸の前記の応力がかかる部分に沿っ
て位置し、前記各測定点と前記各基準点の他方はトルク点と負荷点の1つを越え
た軸の弛緩部分に位置する、請求項17に記載の測定機器。 - 【請求項19】 軸が往復動内燃機関のクランク軸である請求項18に記載
の測定機器。 - 【請求項20】 複数の測定点と複数の基準点とを含む請求項19に記載の
測定機器。 - 【請求項21】 往復動エンジンが、クランク軸の一端に歯を有するリング
・ギヤを、クランク軸の反対端にディスクを含み、基準点と測定点はそれぞれリ
ング・ギヤの歯の上とディスクの外周上に離隔した位置にある、請求項20に記
載の測定機器。 - 【請求項22】 軸がガス・タービン・エンジンの主軸である請求項18に
記載の測定機器。 - 【請求項23】 基準点と測定点の少なくとも1つが、相応じてガス・ター
ビン・エンジンのコンプレッサの羽根とタービンの羽根との少なくとも1つの上
にある、請求項22に記載の測定機器。 - 【請求項24】 それぞれコンプレッサの羽根とタービンの羽根との上にあ
る複数の基準点と複数の測定点とを含む請求項23に記載の測定機器。 - 【請求項25】 トリガが磁性材料の塊であり、センサが前記磁性材料に応
答して信号を発生する、請求項17から請求項24までのいずれか一項に記載の
測定機器。 - 【請求項26】 センサが、コンプレッサとタービンをそれぞれ取り囲むケ
ーシングの外部に配置した磁気センサの形をなす、請求項25に記載の測定機器
。 - 【請求項27】 トリガが光学的に検知可能な表面であり、センサが光学的
に検知可能なトリガに応答して信号を発生する光学センサである、請求項17か
ら請求項24までのいずれか一項に記載の測定機器。 - 【請求項28】 請求項1から請求項16までのいずれか一項によって回転
軸におけるねじれを測定すること、および測定されたねじれに基づいて、前記ね
じれが測定された軸の設定した長さと、軸のトルクねじれ挙動を決定する軸の所
定の物理的特性とに留意してトルクを算定することを含む、回転軸におけるトル
クを測定する方法。 - 【請求項29】 軸のトルクねじれ挙動を決定する軸の前記物理的特性が経
験的に設定される、請求項28に記載の方法。 - 【請求項30】 請求項17から請求項27までのいずれか一項に記載のね
じれを測定するための測定機器を含み、プロセッサは、測定されたねじれに基づ
いて、前記ねじれが測定された軸の設定した長さと、軸のトルクねじれ挙動を決
定する軸の設定した物理的特性とに留意して、トルクを算定するようにプログラ
ムされている、回転軸におけるトルクを測定するための測定機器。 - 【請求項31】 請求項1から請求項16までのいずれか一項、あるいは請
求項28または請求項29に記載のエンジンの駆動軸におけるトルクに関する量
を測定すること、前記トルクに関する量の測定値を前記量の所定標準値と比較す
ること、測定値と標準値とのいかなる偏差も確立すること、および前記確立され
た偏差に応じてエンジンの動作機能を制御することを含む、エンジンの作動を管
理する方法。 - 【請求項32】 エンジンの前記作動機能が、エンジンが火花点火エンジン
であるときの点火タイミング、前記エンジンがディーゼル・エンジンであるとき
の燃料噴射ポンプ・タイミング、前記エンジンがターボチャージ式またはスーパ
ーチャージ式であるときのブースト圧の少なくとも1つである、請求項31に記
載の方法。 - 【請求項33】 エンジンが無負荷条件下で作動しているときに基準時間に
関して測定機器を自動的に較正することを含む、請求項31または請求項32に
記載の方法。 - 【請求項34】 請求項17から請求項27までのいずれか一項または請求
項30に記載の測定機器と、 エンジンの駆動軸におけるトルクに関する量の測定値を示す信号を測定機器か
ら受信するために配置された比較器を含む、エンジン管理機器であって、比較器
はトルクに関する前記量の前記測定値を標準値と比較して制御信号を発生するよ
うに事前プログラムされており、前記制御信号に応答してエンジンの作動機能を
制御するエンジン管理機器と を含むエンジン。 - 【請求項35】 エンジンの前記作動機能が、エンジンが火花点火エンジン
であるときの点火タイミング、前記エンジンがディーゼル・エンジンであるとき
の燃料噴射ポンプ・タイミング、前記エンジンがターボチャージ式またはス-パ
チャージ式であるときのブースト圧の少なくとも1つである、請求項34に記載
のエンジン。 - 【請求項36】 エンジン管理機器が、エンジンが無負荷条件下で作動して
いるときに基準時間に関して測定機器を較正するように事前プロブラムされてい
る、請求項34または請求項35に記載のエンジン。
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