JP5605166B2 - オイル消費評価解析システム - Google Patents
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Description
エンジンのエンジンオイル消費量評価試験を行うためのオイル消費評価解析システムであって、
前記エンジンの排気流量を計測する排気流量計測手段と、
前記エンジンの排ガス中のSO2濃度を計測する濃度計測手段と、
前記エンジンの燃料消費量を計測する燃料消費量計測手段と、
記憶部および演算部を有する演算装置と、を備え、
前記記憶部には、
前記エンジンのエンジンオイル中のS含有量に係るデータと、
前記エンジンの燃料中のS含有量に係るデータと、
前記エンジンのエンジンオイルの燃焼瞬間を基準としたときの前記排気流量計測手段の計測時間ずれ量である第一計測系応答時間に係るデータと、
前記エンジンのエンジンオイルの燃焼瞬間を基準としたときの前記濃度計測手段の計測時間ずれ量である第二計測系応答時間に係るデータと、
前記エンジンのエンジンオイルの燃焼瞬間を基準としたときの前記燃料消費量計測手段の計測時間ずれ量である第三計測系応答時間に係るデータと、
前記エンジンのエンジンオイルが前記エンジンの燃焼室内に吸い上げられた瞬間とこの吸い上げられたエンジンオイルの燃焼瞬間との時間ずれ量である未燃オイル後燃焼時間に係るデータと、が記憶されており、
前記演算部は、
前記エンジンが所定の運転条件で駆動されるときの、前記エンジンの駆動時間と、前記排気流量計測手段の計測値と、濃度計測手段の計測値と、燃料消費量計測手段の計測値と、の対応関係に関し、時間ずれ補正を行って、前記エンジンの駆動時間と対応する前記排気流量計測手段の計測値を前記第一計測系応答時間の分だけ前の時点の計測値である第一補正計測値に変更し、前記エンジンの駆動時間と対応する前記濃度計測手段の計測値を前記第二計測系応答時間と未燃オイル後燃焼時間との和の分だけ前の時点の計測値である第二補正計測値に変更し、前記エンジンの駆動時間と対応する前記燃料消費量計測手段の計測値を前記第三計測系応答時間の分だけ前の時点の計測値である第三補正計測値に変更し、
前記排気流量計測手段の第一補正計測値と、濃度計測手段の第二補正計測値と、燃料消費量計測手段の第三補正計測値と、前記記憶部に記憶されている前記エンジンのエンジンオイル中のS含有量と、前記エンジンの燃料中のS含有量と、に基づいて、前記エンジンのエンジンオイル消費量を算出するものである。
エンジンのエンジンオイル消費量評価試験を行うためのオイル消費評価解析システムであって、
前記エンジンの排気流量を計測する排気流量計測手段と、
前記エンジンの排ガス中のSO2濃度を計測する濃度計測手段と、
前記エンジンの燃料消費量を計測する燃料消費量計測手段と、
記憶部および演算部を有する演算装置と、を備え、
前記記憶部には、
前記エンジンのエンジンオイル中のS含有量に係るデータと、
前記エンジンの燃料中のS含有量に係るデータと、
前記エンジンのエンジンオイルの燃焼瞬間を基準としたときの前記排気流量計測手段の計測時間ずれ量である第一計測系応答時間に係るデータと、
前記エンジンのエンジンオイルの燃焼瞬間を基準としたときの前記濃度計測手段の計測時間ずれ量である第二計測系応答時間に係るデータと、
前記エンジンのエンジンオイルの燃焼瞬間を基準としたときの前記燃料消費量計測手段の計測時間ずれ量である第三計測系応答時間に係るデータと、
前記エンジンのエンジンオイルが前記エンジンの燃焼室内に吸い上げられた瞬間とこの吸い上げられたエンジンオイルの燃焼瞬間との時間ずれ量である未燃オイル後燃焼時間に係るデータと、が記憶されており、
前記演算部は、
前記エンジンが所定の運転条件で駆動されるときの、前記エンジンの駆動時間と、前記排気流量計測手段の計測値と、濃度計測手段の計測値と、燃料消費量計測手段の計測値と、の対応関係に関し、時間ずれ補正を行って、前記エンジンの駆動時間と対応する前記排気流量計測手段の計測値を前記第一計測系応答時間の分だけ前の時点の計測値である第一補正計測値に変更し、前記エンジンの駆動時間と対応する前記濃度計測手段の計測値を前記第二計測系応答時間と未燃オイル後燃焼時間との和の分だけ前の時点の計測値である第二補正計測値に変更し、前記エンジンの駆動時間と対応する前記燃料消費量計測手段の計測値を前記第三計測系応答時間の分だけ前の時点の計測値である第三補正計測値に変更し、
前記排気流量計測手段の第一補正計測値と、濃度計測手段の第二補正計測値と、燃料消費量計測手段の第三補正計測値と、前記記憶部に記憶されている前記エンジンのエンジンオイル中のS含有量と、前記エンジンの燃料中のS含有量と、に基づいて、前記エンジンのエンジンオイル消費量を算出し、
前記排気流量計測手段の第一補正計測値を、前記エンジンのエンジンオイル中のS含有量で除してLOC感度を算出するものである。
また、演算部21は、吸入空気量計測手段12に接続されており、吸入空気量計測手段12からエンジン1の吸入空気量に係るデータを取得可能である。
また、演算部21は、Sトレース計13に接続されており、Sトレース計13からエンジン1の排ガス中のSO2濃度に係るデータを取得可能である。
また、演算部21は、燃料消費量計測手段14に接続されており、燃料消費量計測手段14からエンジン1の燃料消費量に係るデータを取得可能である。
また、演算部21は、トルク計測手段17に接続されており、トルク計測手段17からエンジン1のトルクに係るデータを取得可能である。
また、演算部21は、回転数計測手段18に接続されており、回転数計測手段18からエンジン1のエンジン回転数に係るデータを取得可能である。
前記計測系応答時間は、各計測系(吸入空気量計測手段12、Sトレース計13、燃料消費量計測手段14)についてそれぞれ実測等を行うことによって求められ、各計測系についてそれぞれ異なった値となる。本実施形態では、吸入空気量計測手段12の計測系応答時間を第一計測系応答時間T1とし、Sトレース計13の計測系応答時間を第二計測系応答時間T2とし、燃料消費量計測手段14の計測系応答時間を第三計測系応答時間T3とする。
通常、エンジンオイルは、エンジン1の燃焼室内に吸い上げられる(消費される)とすぐに燃焼室内の熱で燃焼するので、前記未燃オイル後燃焼時間T4が0(ほぼ0)になる。しかし、エンジン機種や運転モード(エンジン回転数等)等によってはすぐに燃焼せずに時間差をおいて燃焼する場合があり、この場合は前記未燃オイル後燃焼時間T4がある程度大きな値になる。例えば、減速時における膨張行程の際、エンジン1のピストンが下死点付近にあるときに、エンジンオイルは、負圧(エンジン1の吸気側で吸い上げる圧力)により液体の状態(未燃の状態)でエンジン1の燃焼室内に吸い上げられ、その後、すぐに燃焼せずに時間差をおいて(燃焼モードになったとき)燃焼する(図3参照)。
前記未燃オイル後燃焼時間T4は、エンジン機種や運転モード(エンジン回転数等)等によって異なっており、エンジン回転数や実測等から求められる。
記憶部22に記憶されている前記未燃オイル後燃焼時間T4は、前記エンジン1の制御プログラムで設定されている運転モードと対応する値に構成されている。
LOC感度は、排ガス(SO2)濃度変動がエンジンオイル消費変動に与える影響である。LOC感度について詳細に説明すると、一般的なSトレース計13においては、エンジン1の排ガス中のSO2濃度が濃いときは計測精度が高くなるが、薄いときは計測精度が低下する。これによりSトレース計13の計測値に基づいて算出されるエンジンオイル消費量(前記(数1)参照)に関しては、エンジン1の排ガス中のSO2濃度が濃いときは精度が高くなり(現実の値に近似し)、厳密なエンジンオイル消費量評価ができる。これに対し、エンジン1の排ガス中のSO2濃度が薄いときは精度が低下し(現実の値から乖離し)、厳密なエンジンオイル消費量評価ができなくなる。
また、LOC感度は、過渡運転における減速時や定常運転における低速運転時に低くなる。これは、このときに排気流量(エンジン1の排ガス流量)が少なくなり、エンジン1の排ガス中のSO2濃度が濃くなるからである。LOC感度が低くなるときは、前記(数1)で算出されるエンジンオイル消費量(LOC演算結果)の精度が高くなり、厳密なエンジンオイル消費量評価ができる。
前記(1)は吸入空気量計測手段12の計測値である。前記(2)はSトレース計13の計測値である。前記(3)に係るデータは予め記憶部22に記憶されている。前記(4)は燃料消費量計測手段14の計測値である。前記(5)に係るデータは予め記憶部22に記憶されている。
(1−1)作業者は、エンジンオイル消費量評価試験前に、前記(3)エンジンオイル中のS含有量(%)、および(5)燃料中のS含有量(ppm)を分析(計測)しておく(S11)。作業者は、分析した前記(3)エンジンオイル中のS含有量(%)に係るデータ、および(5)燃料中のS含有量(ppm)に係るデータを、記憶部22に記憶させておく。
詳細には、演算部21は、エンジン1のエンジンオイル消費量を算出する際に、前記(数1)のAには前記(1−3)の吸入空気量計測手段12の計測値を代入し、Bには前記(1−3)のSトレース計13の計測値をエンジン1の排ガス中のS質量に変換した値を代入し、Cには記憶部22に記憶されているエンジン1のエンジンオイル中のS含有量を代入し、Dには前記(1−3)の燃料消費量計測手段14の計測値を代入し、Eには記憶部22に記憶されているエンジン1の燃料中のS含有量を代入する。
なお、前記(2−1)、(2−2)の工程を行う順序については、特に問題とはならず、逆の順序で行ってもよい。
演算部21は、エンジン1のエンジンオイル消費量を算出する際に、前記(数1)のA、B、Dに関しては、前記(2−3)で算出した前記時間ずれ補正後の値を代入し、C、Eに関しては、前記(1−4)のときとそれぞれ同様の値を代入する。
詳細には、演算部21は、エンジン1のエンジンオイル消費量を算出する際に、前記(数1)のAには吸入空気量計測手段12の前記第一補正計測値を代入し、BにはSトレース計13の前記第二補正計測値をエンジン1の排ガス中のS質量に変換した値を代入し、Cには記憶部22に記憶されているエンジン1のエンジンオイル中のS含有量を代入し、Dには燃料消費量計測手段14の前記第三補正計測値を代入し、Eには記憶部22に記憶されているエンジン1の燃料中のS含有量を代入する。
演算部21は、LOC感度を算出する際に、(数2)のAに関しては、前記(2−3)で算出した前記時間ずれ補正後の値を代入する。
詳細には、演算部21は、LOC感度を算出する際に、前記(数2)のAには吸入空気量計測手段12の第一補正計測値を代入し、Cには記憶部22に記憶されているエンジン1のエンジンオイル中のS含有量を代入する。LOC感度を求めることによって、Sトレース法の限界を運転条件毎に提示することが可能となる。
作業者は、表示部24に表示されている前記LOC感度がLOC感度目標よりも大きい値か否かを確認する。そして、作業者は、エンジンオイル消費量(LOC演算結果)に関して、前記LOC感度がLOC感度目標よりも大きい値となる区間(時間帯)のものを用いては厳密なエンジンオイル消費量評価ができないと判断し、小さい値となる区間のものを用いては厳密なエンジンオイル消費量評価ができると判断する。
オイル消費評価解析システム10が前記LOC感度の算出のみ行い、前記時間ずれ補正を行わない場合、演算部21は、前記LOC感度を算出する際に、前記(数2)のAには前記(1−3)で計測した吸入空気量計測手段12の計測値を代入し、Cには記憶部22に記憶されているエンジン1のエンジンオイル中のS含有量を代入する。
10 オイル消費評価解析システム
12 吸入空気量計測手段
13 Sトレース計
14 燃料消費量計測手段
15 演算装置
21 演算部
22 記憶部
Claims (2)
- エンジンのエンジンオイル消費量評価試験を行うためのオイル消費評価解析システムであって、
前記エンジンの排気流量を計測する排気流量計測手段と、
前記エンジンの排ガス中のSO2濃度を計測する濃度計測手段と、
前記エンジンの燃料消費量を計測する燃料消費量計測手段と、
記憶部および演算部を有する演算装置と、を備え、
前記記憶部には、
前記エンジンのエンジンオイル中のS含有量に係るデータと、
前記エンジンの燃料中のS含有量に係るデータと、
前記エンジンのエンジンオイルの燃焼瞬間を基準としたときの前記排気流量計測手段の計測時間ずれ量である第一計測系応答時間に係るデータと、
前記エンジンのエンジンオイルの燃焼瞬間を基準としたときの前記濃度計測手段の計測時間ずれ量である第二計測系応答時間に係るデータと、
前記エンジンのエンジンオイルの燃焼瞬間を基準としたときの前記燃料消費量計測手段の計測時間ずれ量である第三計測系応答時間に係るデータと、
前記エンジンのエンジンオイルが前記エンジンの燃焼室内に吸い上げられた瞬間とこの吸い上げられたエンジンオイルの燃焼瞬間との時間ずれ量である未燃オイル後燃焼時間に係るデータと、が記憶されており、
前記演算部は、
前記エンジンが所定の運転条件で駆動されるときの、前記エンジンの駆動時間と、前記排気流量計測手段の計測値と、濃度計測手段の計測値と、燃料消費量計測手段の計測値と、の対応関係に関し、時間ずれ補正を行って、前記エンジンの駆動時間と対応する前記排気流量計測手段の計測値を前記第一計測系応答時間の分だけ前の時点の計測値である第一補正計測値に変更し、前記エンジンの駆動時間と対応する前記濃度計測手段の計測値を前記第二計測系応答時間と未燃オイル後燃焼時間との和の分だけ前の時点の計測値である第二補正計測値に変更し、前記エンジンの駆動時間と対応する前記燃料消費量計測手段の計測値を前記第三計測系応答時間の分だけ前の時点の計測値である第三補正計測値に変更し、
前記排気流量計測手段の第一補正計測値と、濃度計測手段の第二補正計測値と、燃料消費量計測手段の第三補正計測値と、前記記憶部に記憶されている前記エンジンのエンジンオイル中のS含有量と、前記エンジンの燃料中のS含有量と、に基づいて、前記エンジンのエンジンオイル消費量を算出するオイル消費評価解析システム。 - エンジンのエンジンオイル消費量評価試験を行うためのオイル消費評価解析システムであって、
前記エンジンの排気流量を計測する排気流量計測手段と、
前記エンジンの排ガス中のSO2濃度を計測する濃度計測手段と、
前記エンジンの燃料消費量を計測する燃料消費量計測手段と、
記憶部および演算部を有する演算装置と、を備え、
前記記憶部には、
前記エンジンのエンジンオイル中のS含有量に係るデータと、
前記エンジンの燃料中のS含有量に係るデータと、
前記エンジンのエンジンオイルの燃焼瞬間を基準としたときの前記排気流量計測手段の計測時間ずれ量である第一計測系応答時間に係るデータと、
前記エンジンのエンジンオイルの燃焼瞬間を基準としたときの前記濃度計測手段の計測時間ずれ量である第二計測系応答時間に係るデータと、
前記エンジンのエンジンオイルの燃焼瞬間を基準としたときの前記燃料消費量計測手段の計測時間ずれ量である第三計測系応答時間に係るデータと、
前記エンジンのエンジンオイルが前記エンジンの燃焼室内に吸い上げられた瞬間とこの吸い上げられたエンジンオイルの燃焼瞬間との時間ずれ量である未燃オイル後燃焼時間に係るデータと、が記憶されており、
前記演算部は、
前記エンジンが所定の運転条件で駆動されるときの、前記エンジンの駆動時間と、前記排気流量計測手段の計測値と、濃度計測手段の計測値と、燃料消費量計測手段の計測値と、の対応関係に関し、時間ずれ補正を行って、前記エンジンの駆動時間と対応する前記排気流量計測手段の計測値を前記第一計測系応答時間の分だけ前の時点の計測値である第一補正計測値に変更し、前記エンジンの駆動時間と対応する前記濃度計測手段の計測値を前記第二計測系応答時間と未燃オイル後燃焼時間との和の分だけ前の時点の計測値である第二補正計測値に変更し、前記エンジンの駆動時間と対応する前記燃料消費量計測手段の計測値を前記第三計測系応答時間の分だけ前の時点の計測値である第三補正計測値に変更し、
前記排気流量計測手段の第一補正計測値と、濃度計測手段の第二補正計測値と、燃料消費量計測手段の第三補正計測値と、前記記憶部に記憶されている前記エンジンのエンジンオイル中のS含有量と、前記エンジンの燃料中のS含有量と、に基づいて、前記エンジンのエンジンオイル消費量を算出し、
前記排気流量計測手段の第一補正計測値を、前記エンジンのエンジンオイル中のS含有量で除してLOC感度を算出するオイル消費評価解析システム。
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