JP4825292B2 - 舶用ディーゼルエンジンの異常検出方法 - Google Patents
舶用ディーゼルエンジンの異常検出方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4825292B2 JP4825292B2 JP2009236723A JP2009236723A JP4825292B2 JP 4825292 B2 JP4825292 B2 JP 4825292B2 JP 2009236723 A JP2009236723 A JP 2009236723A JP 2009236723 A JP2009236723 A JP 2009236723A JP 4825292 B2 JP4825292 B2 JP 4825292B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- scavenging
- abnormality
- detector
- scavenging port
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
また非特許文献2では、スカッフィング(シリンダーの異常磨耗)を早期に発見するため、予兆として現れる温度パターンを検出して異常検知判断を行う装置が示されている。
いずれの文献に記載の技術も、シリンダとピストン間の異常磨耗を、シリンダライナ外壁部に組み込んだ温度検出器で検出して異常状態の判定を行うものである。特許文献1では「高温燃焼ガス温度を検出する」と記載された部分もあるが、外壁に埋め込んだ温度検出器で測定する温度を燃焼ガスの温度として扱っているにすぎない。
また上記各文献の技術では、外壁の金属部の温度を検出していることから、ガス温度を直接的には検出できていない。そのため、ピストン周りに設置しているピストンリングの異常磨耗によるシール不良に基づくブローバイ現象(ピストンリングとシリンダライナ間からのガス漏れ)は検出することが難しい。
上述の技術では、検出器の耐久性の点でも好ましくない。すなわちシリンダライナ部は爆発力を直接的に受ける部分であるため、それに埋め込んだ検出器は常時大きな振動を受けることになり、耐久性が低下しやすい。
シリンダライナやピストンリングの異常摩耗によってブローバイが発生すると、掃気ポートから漏れ出る高温ガスにより掃気口付近のガス温度が上昇する。この異常検出装置によれば、ブローバイによって掃気口付近へ漏れ出る高温ガスを、掃気口付近に設置した上記の温度検出器(掃気口温度検出器)によって直接検出することができる。スカッフィングが起こる前の初期段階ではブローバイが必ず発生するため、こうしてブローバイを検出することで、スカッフィングをも事前に検知できることになる。
また、この異常検出装置では、加工の難しいシリンダライナ外壁部に温度検出器を埋め込む必要がないので、検出器設置のための加工コストが低減できる。ディーゼル機関の最大の振動源であるシリンダライナから離れているため、温度検出器の耐久性の観点からも望ましい。
温度検出器を、加工の難しいシリンダライナ外壁部にではなく、より一般的な材料が使用される掃気室の壁に設けられた穴に取り付けることから、この装置では、検出器設置のための加工コストがとくに低減される。温度検出器を、掃気室の壁の外側から挿入され当該壁の外側において固定される形で取り付けるため、その取り付けおよび取り外しも容易である。異常時に漏れ出てくる高温ガスを当該検出器が直接検出できるうえ、検出器の耐久性の面でも好ましい、といった点は、発明に関する前述の装置と同様である。なお、掃気口付近に点検用の開閉ハッチ等があれば、掃気室の壁として当該ハッチ等に温度検出器を設置するのも好ましい。
こうした判定器(たとえば後述の温度異常判定装置)の使用により、人的判断に頼らない異常判定をすることができ、判定精度が向上する。
これによれば、運行地域や天候等による外気温度の影響を矯正して、上述の検出をさらに高精度にすることができる。
すなわち、エンジンを搭載した船舶は広い領域を航海しており、外気温度が高い地域や低い地域があるうえ天候も大幅に変化する。外気温度が上昇すると、それに応じて掃気管温度も上昇し、ひいては掃気口温度も上昇することになる。したがって掃気口温度が上昇したのみでは、かならずしもブローバイ現象によって掃気口温度上昇したとは確定しにくい場合がある。
そこで、この検出装置では、掃気管内のガス温度を検出する掃気管温度検出器を設けることによって掃気口温度と掃気管温度の差を取り、この温度差の通常状態からの変化の幅を判定条件とする。そうすれば、掃気口温度が上昇した場合に、ブローバイすなわちシリンダの摺動異常によるものか、単に外気温度が上昇したことによるものかを、さらに精度よく判定できることになる。
この異常検出装置では、ディーゼルエンジンの負荷に応じて燃焼ガス温度が変化することを考慮して、以下のごとくさらに判定判断を改善できる。
ディーゼルエンジンでは、運転負荷が大きくなると一般に燃焼室ガス温度が上昇してくる。そのため、掃気口温度検出器と掃気管温度検出器出力との間の温度差が、船舶の運転負荷状態によって基準づけられる値を超えたときに異常と判定することで、検出された当該温度差の拡大が、シリンダ摺動の異常によるものか単にエンジン負荷が変化したことによるものかを判断することができる。なお、掃気口温度と掃気管温度との温度差に基づいて判断するので、外気温度の変化による影響を受けないようにできることはいうまでもない。
そのようなエンジンでは、温度検出器の取り付けに要するコストを抑えながら、上述した好ましい異常検出を行うことができる。
この方法は、たとえば上述の装置を用いて実施することができ、a)ブローバイの段階からシリンダライナ等の異常摩耗を検出できる、b)温度を検出するために、特殊な材料でできたシリンダライナ等に困難な加工をして温度検出器を取り付ける必要がない、c)温度を検出するための手段について耐久性を向上させられる、といったメリットをもたらす。さらに掃気管温度をも検出し、検出される掃気口温度と掃気管温度との温度差が基準値を超えることをもって異常とする場合には、運行地域や天候等による外気温度の影響を矯正して、一層高精度な異常検出を行うことができる。
このようにすれば、上記の方法によるメリットに加えて、エンジンの負荷による温度変化の影響を矯正して、さらに高精度な異常検出を行うことが可能になる。
この方法によれば、掃気口温度や掃気管温度、さらにはエンジンの運転負荷が時間的に変化している場合においても、好ましい異常検出が行える。つまり、エンジンの運転については、起動から順次出力を上昇させ、定常運転時においてもその運転状況に応じて出力が変化することがある。検出される掃気口温度と掃気管温度との温度差、および検出されるエンジンの負荷をそれぞれ平均化処理するとともに、上記温度差が上記基準値を超えるか否かを判定するタイミングをエンジン負荷が整定されたときとすることで、瞬時的なあるいは継時的な変化を誤って異常と判定しないようにすることができる。
これについて、さらに、
・ 上記の掃気口温度を検出する掃気口温度検出器が、ブローバイ発生時の高温ガスが漏れ出る掃気口に面したすぐ外側に感温部を位置させたものであること、
・ 上記の掃気口温度検出器が、掃気室の壁に設けられた穴に、当該壁の外側から挿入され当該壁の外側において固定されることにより取り付けられていること、
もそれぞれ好ましい。
発明に関する他の異常検出装置では、温度検出器の設置がとくに容易で安価であるとともに、メンテナンス等のための温度検出器の取り付けおよび取り外しも容易である。
発明に関する他の異常検出装置を採用することで、人の主観に頼らない異常判断が可能となり、ヒューマンエラーが防止できる。
発明に関する他の検出装置では、とくに、運転時における様々なエンジン負荷状況を判定判断に取り入れて、異常判断の精度がさらに向上する。
発明に関する他の異常検出方法によれば、さらに、エンジンの負荷による温度変化の影響をなくしてさらに高精度な異常検出を行うことができる。
発明に関する他の検出方法を採用すると、とくに、瞬時的・継時的な変化による誤差をなくしてディーゼルエンジンの異常検出の精度向上をはかることができる。
図1には二サイクルの舶用ディーゼルエンジン1を示している。エンジン1の上部にはシリンダ2とその中を移動するピストン3があり、シリンダ2内に噴射された燃料と吸入された空気とが混合されて爆発し、ピストン3を押し下げる。ピストン3の動きはコネクティングロッド4を介してクランク5を動かし、主軸6に回転運動を与える。主軸6の回転運動がディーゼルエンジン1の出力となる。主軸6の長さ方向に複数のシリンダ2が配置され、それぞれに対してピストン3やコネクティングロッド4が設けられている。
シリンダ2とピストン3との摺動部において、保守不良や潤滑油の不足などにより摺動異常が生じると、摺動面の摩擦が増大し、ブローバイ現象が生じるとともにその後にスカッフィングが発生しがちである。ブローバイが生ずると高温の排気ガスがピストン3の下に漏れ、それが掃気口7に流出してきて、付近の温度が上昇する。この事例では、掃気口温度検出器10によって、ブローバイにより漏れてくる高温の燃焼ガスを直接温度測定することで、摺動異常を早期に検出するようにしたものである。
掃気口7の外側付近に点検用途などの蓋があれば、温度検出器10の取り付け用の穴をその蓋に加工することも可能である。そのような蓋に加工をすることができれば、温度検出器10の取り付けやそのメンテナンス等がさらに容易となる。
掃気口温度検出器10には測温抵抗体を使用しているが、熱電対を用いても同様に実施できる。
ディーゼルエンジン1の燃焼ガス温度は、エンジンの負荷が増加すると高くなるなど、負荷に応じて変化する。そこで、掃気口温度検出器10の出力と掃気管温度検出器12の出力との差が、エンジンの負荷に応じて正常とされる基準値と比較して一定以上逸脱しているか否かによって異常を判定する。この例ではエンジン負荷検出器16として過給器の回転数検出器を使用し、エンジン負荷を過給機回転数で代用しているが、ガバナのラック位置信号や、動力計の出力、またはエンジンの回転数をもって代用することもできる。
舶用ディーゼルエンジン1においては、起動時および運行時に、負荷状態を始め種々のデータについて時間的な変動がある。そこで、瞬時的なデータ変動を異常と誤って判断しないよう、検出された出力値を平均化処理して入力値とし、瞬時あるいは短時間の経時的変化事象を除外して異常を判定できるようにする。
一方、シリンダ2内のガスの燃焼温度は負荷に応じて変化するため、負荷(たとえば過給器回転数)に応じたPBP温度の基準値を示す異常判定線(判定値関数。図5の下部に示すもの)を求め、これを判定器14に記憶させておく。
図4のエンジン負荷検出器16によってたとえば過給器の回転数Lを測定し続けるとともに、ディーゼルエンジン1の運転について整定判定S2を行い、運転が整定した時点でPBP温度T3の変化による判定を開始する。整定判定S2は、たとえば過給機回転数Lが±2%以内の変動で30分以上経過した場合をもって整定と判断する。
エンジン負荷に相当する過給器回転数Lについても、瞬時的な動作変化を排除するために平均化処理S3を行い、それによって得る平均過給器回転数を、判定器14が上記の異常判定線に当てはめて変化判定S4を行う。その結果、測定されて平均化処理S1をされたPBP温度T3が異常判定線より上にあれば、摺動異常が発生したと判定し、その旨をランプまたはブザー等で警報S5する。
こうした異常判定ロジックは、マイコン、PLC(プログラマブルロジックコントローラ)などで組むことにより容易に実現できる。
異常の判定がなされて警報が発せられると、運転員は、その状態に応じて給油量の増量や負荷の低減等を行うことができる。
エンジン負荷を考慮せずに上述のPBP温度のみを使用して判定を行うのもよい。たとえばPBP温度の平均値が30分前と比較して異常上昇(たとえば+4℃)した、といった事態が検出されると、摺動異常が発生していると判定する。
2 シリンダ
7 掃気口
8 掃気室
9 掃気管
10 掃気口温度検出器
11 掃気室外壁
12 掃気管温度検出器
14 判定器(温度異常判定装置)
16 エンジン負荷検出器
Claims (3)
- シリンダーとピストンとの摺動異常を検出するため、掃気室内のうち掃気口付近のガス温度である掃気口温度を検出するとともに、掃気管内のガス温度である掃気管温度を検出し、
掃気口温度と掃気管温度との温度差を平均化処理することによりその平均値を求め、それ以前に同様に求めた平均値と比較して基準以上に上昇していることをもって、異常とすることを特徴とする舶用ディーゼルエンジンの異常検出方法。 - 上記の掃気口温度を検出する掃気口温度検出器が、ブローバイ発生時の高温ガスが漏れ出る掃気口に面したすぐ外側に感温部を位置させたものであることを特徴とする請求項1に記載した舶用ディーゼルエンジンの異常検出方法。
- 上記の掃気口温度検出器が、掃気室の壁に設けられた穴に、当該壁の外側から挿入され当該壁の外側において固定されることにより取り付けられていることを特徴とする請求項1または2に記載した舶用ディーゼルエンジンの異常検出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009236723A JP4825292B2 (ja) | 2009-10-13 | 2009-10-13 | 舶用ディーゼルエンジンの異常検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009236723A JP4825292B2 (ja) | 2009-10-13 | 2009-10-13 | 舶用ディーゼルエンジンの異常検出方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006356773A Division JP4443561B2 (ja) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | 舶用ディーゼルエンジンおよびその異常検出装置ならびに異常検出方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010007672A JP2010007672A (ja) | 2010-01-14 |
JP4825292B2 true JP4825292B2 (ja) | 2011-11-30 |
Family
ID=41588424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009236723A Active JP4825292B2 (ja) | 2009-10-13 | 2009-10-13 | 舶用ディーゼルエンジンの異常検出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4825292B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6178130B2 (ja) | 2013-06-20 | 2017-08-09 | アイシン・エーアイ株式会社 | 手動変速機 |
JP6106806B2 (ja) * | 2015-03-25 | 2017-04-05 | 日本郵船株式会社 | 判定装置、判定方法、プログラム及び記録媒体 |
JP6106802B2 (ja) * | 2015-03-25 | 2017-04-05 | 日本郵船株式会社 | 出力装置、出力方法、プログラム及び記録媒体 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6032941A (ja) * | 1983-08-01 | 1985-02-20 | Mazda Motor Corp | エンジンの異常温度検出装置 |
JPS62280651A (ja) * | 1986-05-29 | 1987-12-05 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 内燃機関のスカツフイング検知装置 |
JPH0626393A (ja) * | 1992-02-26 | 1994-02-01 | Diesel United:Kk | シリンダの磨耗検出装置 |
JPH0626413A (ja) * | 1992-07-08 | 1994-02-01 | Mazda Motor Corp | 2サイクルエンジンの制御装置 |
JPH07102993A (ja) * | 1993-09-30 | 1995-04-18 | Suzuki Motor Corp | 触媒ケースの排気温センサ取付装置 |
DK0652426T3 (da) * | 1993-11-09 | 1998-10-26 | Wortsilo Nsd Schweiz Ag | Fremgangsmåde til identifecering af diftsforstyrrelser i dieselmotorer |
JP3596382B2 (ja) * | 1999-11-02 | 2004-12-02 | 国産電機株式会社 | 筒内直噴形2サイクル内燃機関用燃料噴射装置及びその制御方法 |
JP4443561B2 (ja) * | 2006-12-29 | 2010-03-31 | 川崎重工業株式会社 | 舶用ディーゼルエンジンおよびその異常検出装置ならびに異常検出方法 |
-
2009
- 2009-10-13 JP JP2009236723A patent/JP4825292B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010007672A (ja) | 2010-01-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6727812B2 (en) | Method and device for error detection and diagnosis in a knock sensor | |
US9429092B2 (en) | Fault detection and response techniques | |
JP2017115584A (ja) | 内燃機関の異常検出装置 | |
JP2008208751A (ja) | エンジン構成部品の劣化度診断システム | |
JP4825292B2 (ja) | 舶用ディーゼルエンジンの異常検出方法 | |
DK178172B1 (en) | Improved monitoring of wear of bearings in a large two stroke diesel engine | |
JP4742178B2 (ja) | スカッフィング検出 | |
JP2010521626A5 (ja) | ||
US6789518B2 (en) | Method and system for identifying valve clearances and position of valve opening cams | |
JP4163995B2 (ja) | 監視診断システム | |
JP4313734B2 (ja) | 監視診断システム | |
JP4443561B2 (ja) | 舶用ディーゼルエンジンおよびその異常検出装置ならびに異常検出方法 | |
EP2012013B1 (en) | Piston gas compressor | |
JP4869202B2 (ja) | 4サイクル複数気筒エンジンのブローバイガス検出方法 | |
JP4740398B2 (ja) | スカッフィングの検出 | |
TWI781337B (zh) | 動作監視系統 | |
JP2008209168A (ja) | クランク軸温度検出、監視方法及びその装置 | |
EP3344969B1 (en) | Method for operating a piston engine and arrangement for detecting failure of a head gasket | |
US7654132B2 (en) | Method and apparatus for indirectly ascertaining the cylinder pressure in piston engines | |
KR200462522Y1 (ko) | 선박엔진용 피스톤 냉각오일 흐름감지장치 | |
JP5618646B2 (ja) | 摺動状態評価装置、エンジン制御ユニット、エンジンシステム及び摺動状態評価方法 | |
JP2010084709A (ja) | 内燃機関のオイル劣化判定装置 | |
JP2024032332A (ja) | 内燃機関の異常診断装置 | |
KR100787986B1 (ko) | Ae 신호를 이용한 tdc 검출 방법 | |
Fossen et al. | Radar-Based Sensors-A New Technology For Real-Time, Direct Temperature Monitoring Of Crank And Crosshead Bearings Of Diesels And Hazardous Media Reciprocating Compressors. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110614 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110727 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110906 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110909 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4825292 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140916 Year of fee payment: 3 |