JP2014530996A - 潤滑油圧力信号に基づいて内燃機関のターボチャージャを診断するための方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態では、油供給圧力の高周波数成分が監視されて、破壊的なシャフト動作および進行している軸受故障を予測する。このような目的で、基準ターボチャージャ油圧も監視することができる。シャフトが均衡しており、軸受が正常に動作している場合、ターボチャージャ内の油圧は、一定で予測可能となる。シャフトが不均衡または軸受摩耗により振動している場合、より高い周波数圧力信号が、圧力変換器によって検出される。基準圧力および高周波数信号は共に、シャフトおよび軸受の健康状態を予測することができる。この健康状態は、適当な動作を行うために、オペレータにターボチャージャの安全な平均寿命を報告することができる。
102 レール
104 エンジン
106 鉄道車両
112 車輪
114 吸気通路
116 排気通路
120 ターボチャージャ
148 コントローラ
150 エンジンセンサ
152 エンジンアクチュエータ
154 吸気マニホールド空気圧
200 ターボチャージャ
202 タービン
204 圧縮機
206 シャフト
208 軸受
212 油キャビティ
216 タービンラビリンスシール
218 圧縮機ラビリンスシール
228 ディフューザ
230 油キャビティ圧力センサ
232 第1の圧力センサ
234 シールキャビティ
236 オリフィス
238 第2の圧力センサ
300 方法
302 ステップ
304 ステップ
306 ステップ
308 ステップ
310 ステップ
312 ステップ
400 方法
402 ステップ
404 ステップ
406 ステップ
408 ステップ
410 ステップ
412 ステップ
500 グラフ
502 一次周波数
504 閾値
600 方法
602 ステップ
604 ステップ
606 ステップ
608 ステップ
610 ステップ
700 ターボチャージャ
702 タービン
704 圧縮機
706 シャフト
708 ジャーナル軸受
710 ジャーナル軸受
712 油入口
714 油圧センサ
716 信号
800 定常状態値
802 基準圧力
804 高周波数成分
806 第1の制御信号
808 第1の制御信号
900 方法
902 ステップ
904 ステップ
906 ステップ
908 ステップ
910 ステップ
912 ステップ
914 ステップ
916 ステップ
918 ステップ
Claims (20)
- ターボチャージャまたは他のターボマシンの圧油供給源の監視圧力を示す信号を受信するステップと、
前記信号の高周波数成分が、1つまたは複数の指定された基準を満たすかどうかを判断するステップと、
前記圧力の前記高周波数成分が前記1つまたは複数の指定された基準を満たす場合、第1の制御信号を生成するステップとを含む方法。 - 前記制御信号は、前記ターボチャージャの予測健康状態に関するオペレータ警告を示す、請求項1記載の方法。
- 前記予測健康状態は、破壊的なターボチャージャシャフト動作および進行している軸受故障を含む、請求項2記載の方法。
- 前記測健康状態は、ターボチャージャの安全な平均寿命を含む、請求項2記載の方法。
- 前記信号の基準成分を監視するステップと、
前記基準成分における変化の大きさが、閾値量よりも大きい場合に、第2の制御信号を生成するステップとをさらに含む、請求項1記載の方法。 - 前記信号の前記基準成分は、前記圧油供給源の定常状態圧力である、請求項5記載の方法。
- 前記第2の制御信号は、前記ターボチャージャの劣化を示す、請求項5記載の方法。
- 前記高周波数成分は、軸受摩耗を示す範囲内の周波数を含む、請求項1記載の方法。
- ターボチャージャまたは他のターボマシンの圧油供給源の監視圧力を示す信号を受信するステップと、
前記信号の高周波数成分の第1の評価を行うステップと、
前記信号の基準成分の第2の評価を行うステップと、
前記第1および第2の評価に基づいて、前記ターボチャージャの予測動作状態を示す制御信号を生成するステップとを含む方法。 - 前記第1の評価は、前記信号の前記高周波数成分が、1つまたは複数の指定された基準を満たすかどうかを判断するステップを含み、前記第2の評価は、前記信号の前記基準成分の変化の大きさが、閾値量より大きいかどうかを判断するステップを含む、請求項9記載の方法。
- 前記信号の前記基準成分の変化の前記大きさが、前記閾値量より大きく増加する場合に、前記ターボチャージャの劣化を示すステップをさらに含む、請求項10記載の方法。
- 前記指定された基準は、閾値周波数より大きい前記信号の前記高周波数成分を含む、請求項10記載の方法。
- 前記信号の前記高周波数成分が、前記閾値周波数より大きい場合に、前記ターボチャージャの劣化を示すステップをさらに含む、請求項12記載の方法。
- 時間の経過と共に前記信号の前記基準成分のデータを記憶するステップをさらに含み、前記第2の評価を行うステップは、前記基準成分の現在の値を前記記憶したデータと比較するステップを含む、請求項9記載の方法。
- 前記高周波数成分は、少なくとも閾値だけ前記基準成分より高い周波数を有する、請求項9記載の方法。
- 圧縮機およびタービンを備え、車両内のエンジンに結合されたターボチャージャと、
周波数成分および基準成分を含む監視圧力を示す信号を生成するように構成され、前記ターボチャージャの圧油供給源内に配置された圧力センサと、
前記圧力センサから前記信号を受信し、前記周波数成分の第1の評価を行い、前記基準成分の第2の評価を行い、前記第1および第2の評価に基づいて、制御信号を出力するように構成された制御モジュールとを備えるシステム。 - 前記制御信号は、前記ターボチャージャの予測動作状態を示す、請求項16記載のシステム。
- 前記タービンおよび前記圧縮機は、シャフトを介して結合され、前記予測動作状態は、破壊的なターボチャージャシャフト動作を含む、請求項17記載のシステム。
- 前記制御モジュールはさらに、時間の経過と共に前記信号の前記基準成分のデータを記憶するように構成されている、請求項16記載のシステム。
- 前記制御モジュールはさらに、前記第2の評価中に前記基準成分の現在の値を前記記憶したデータと比較し、前記現在の値が少なくとも閾値だけ前記記憶したデータより小さい場合に、前記ターボチャージャの劣化を示すように構成されている、請求項19記載のシステム。
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