JPH0749929B2 - Piston ring wear measurement method - Google Patents

Piston ring wear measurement method

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JPH0749929B2
JPH0749929B2 JP26627187A JP26627187A JPH0749929B2 JP H0749929 B2 JPH0749929 B2 JP H0749929B2 JP 26627187 A JP26627187 A JP 26627187A JP 26627187 A JP26627187 A JP 26627187A JP H0749929 B2 JPH0749929 B2 JP H0749929B2
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JP
Japan
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piston ring
light
optical fiber
piston
wear
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正稔 福富
章二 光武
前川  和彦
文治 高橋
雅俊 金丸
幸男 秋月
宏 仁田峠
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば内燃機関や圧縮機等のピストンリング
の摩耗状況を検知するためのピストンリング摩耗計測方
式に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a piston ring wear measuring method for detecting a wear state of a piston ring of, for example, an internal combustion engine or a compressor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のエンジン等のピストンに取付けられるピストンリ
ングの摩耗量の計測は、第4図に示すようにピストンの
リング溝に挿入する前にあらかじめマイクロメータ11に
よりピストンリングCの厚さを測定しておき、エンジン
等を任意時間運転後エンジンを開放し再び上記のピスト
ンリングCを取り出し上記と同様にピストンリングCの
厚さを測定し、上記の運転前後のピストンリングCの厚
さの差を求めて行っていた。
To measure the amount of wear of a piston ring attached to a piston of a conventional engine or the like, the thickness of the piston ring C is measured by a micrometer 11 in advance before inserting it into the ring groove of the piston as shown in FIG. After operating the engine for an arbitrary time, open the engine, take out the piston ring C again, measure the thickness of the piston ring C in the same manner as above, and obtain the difference in the thickness of the piston ring C before and after the operation. I was going.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

従来のエンジン等のピストンリングの摩耗量の計測にお
いては、エンジン等を任意時間運転した後停止してピス
トンをシリンダライナより抜き出し更にピストンリング
をピストンより取り外す必要があるために多大な費用と
時間がかゝった。また近年舶用エンジン等においては、
長期間の無開放運転が要求され、エンジンを停止,開放
することなくピストンリングの摩耗量の推移を把握する
ことが必要となってきているが、従来の方法ではこれを
行うことは不可能であった。
In the conventional measurement of the amount of wear of the piston ring of the engine, etc., it is necessary to operate the engine etc. for an arbitrary time, stop it, pull out the piston from the cylinder liner, and further remove the piston ring from the piston. It was. In recent years, in marine engines and the like,
Long-term open operation is required, and it is necessary to grasp the change in the wear amount of the piston ring without stopping and opening the engine, but this cannot be done by the conventional method. there were.

本発明は上記の問題点を解決しようとするものである。The present invention is intended to solve the above problems.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、エンジン等に用いる片面が中心に向って傾斜
するピストンリングの摩耗量の計測において、シリンダ
ライナの側壁を横断する貫通孔の中に端部がシリンダ内
部に向けて埋込まれた入射光用光ファイバと反射光用光
ファイバ、上記の入射光用光ファイバの他端が接続され
た光源、上記の反射光用光ファイバの他端が接続された
受光器、上記ピストンリングがはめ込まれたピストンの
移動速度を検出する速度検出器および上記の受光器と速
度検出器が電線により接続された演算装置から成る計測
装置を備え、上記の入射光用光ファイバと反射光用光フ
ァイバの先端をピストンリングが通過する際に光源より
送られ入射光用光ファイバを発射した光の反射光を受光
器でとらえ、上記反射光の受光時間を測定し、同受光時
間と上記速度検出器が検出したピストンの移動速度より
ピストンリングの幅を算出し、更に同ピストンリングの
幅の減少量とピストンリングの傾斜角度よりピストンリ
ングの摩耗量を求める。
The present invention, when measuring the amount of wear of a piston ring whose one surface used for an engine or the like is inclined toward the center, has an end embedded in a through hole that traverses the side wall of a cylinder liner, with the end embedded toward the inside of the cylinder. An optical fiber for light and an optical fiber for reflected light, a light source to which the other end of the incident light optical fiber is connected, a light receiver to which the other end of the reflected light optical fiber is connected, and the piston ring is fitted. And a measuring device composed of a speed detector for detecting the moving speed of the piston and a computing device in which the light receiver and the speed detector are connected by an electric wire, and the tip of the optical fiber for incident light and the optical fiber for reflected light. When the piston ring passes through, the reflected light of the light sent from the light source and emitted from the optical fiber for incident light is captured by the light receiver, the light receiving time of the reflected light is measured, and the light receiving time and the speed detection are performed. There calculates the width of the piston ring than the moving speed of the piston detected, further obtains a reduction amount and the amount of wear of the piston ring than the inclination angle of the piston ring of the width of the piston ring.

〔作用〕[Action]

上記において、光源より送られ入射光用光ファイバの端
部を発射した光がピストンリングに当たる位置にピスト
ンリングがある場合には、上記の光はピストンリングに
よって反射され、その反射光は反射光用光ファイバによ
って受光され受光器で電気信号に変換されて演算装置に
送られる。上記演算装置では上記の電気信号よりピスト
ンリングが光を反射している時間を算出すると共に上記
の速度検出器より送られた電気信号によってピストンの
移動速度を算出し、上記のピストンの移動速度とピスト
ンリングの光の反射時間よりピストンリングの幅を算出
している。
In the above, when there is a piston ring at a position where the light sent from the light source and emitted from the end of the optical fiber for incident light hits the piston ring, the above light is reflected by the piston ring, and the reflected light is for reflected light. The light is received by the optical fiber, converted into an electric signal by the light receiver, and sent to the arithmetic unit. In the computing device, the time when the piston ring is reflecting light from the electric signal is calculated, and the moving speed of the piston is calculated by the electric signal sent from the speed detector. The width of the piston ring is calculated from the light reflection time of the piston ring.

上記のようにして算出されたピストンリングの幅は運転
開始前のものとの差が求められ、更に上記のピストンリ
ングは片面が中心に向って傾斜しており一定の傾斜角度
をもっているため上記のピストンリングの幅の差と傾斜
角度を用いて上記の演算装置によってピストンリングの
摩耗量を求めている。
The width of the piston ring calculated as described above is required to be different from that before the start of operation.Furthermore, one side of the piston ring is inclined toward the center and has a constant inclination angle. The wear amount of the piston ring is obtained by the above-mentioned arithmetic device using the difference in the width of the piston ring and the inclination angle.

上記により、ピストンリングの摩耗状況が常時監視でき
るようになったため頻繁にエンジン等を開放する必要が
なくなり、またピストンリングの交換時期も予測可能と
なったためにエンジン等の信頼性も向上した。
As described above, the wear condition of the piston ring can be constantly monitored, so that it is not necessary to frequently open the engine or the like, and the replacement time of the piston ring can be predicted, so that the reliability of the engine or the like is improved.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の一実施例の装置を第1図および第2図に示す。 An apparatus according to one embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1 and 2.

第1図および第2図に示す本実施例の装置は、シリンダ
ライナBの側壁を横断する貫通孔の中に端部がシリンダ
内部に向けて埋め込まれた入射光用光ファイバ1と反射
光用光ファイバ2、上記の入射光用光ファイバ1の他端
が接続された光源3、上記の反射光用光ファイバ2の他
端が接続された受光器4、エンジン等のフライホイール
Dに取付けられたマーカ9に対応する位置に設置され増
幅器8に電線により接続されたマーク検出用センサ7、
上記の増幅器8と受光器4がA/D変換器5を介して電線
により接続された演算器6から成る計測装置を備えてお
り、ピストンリングCの摩耗量の計測は、まず、上記計
測装置を用いてエンジン等の上記ピストンリングCの幅
を測定し、その後上記運転開始前と運転状態とにおける
ピストンリングCの幅の差を求め、その差より上記演算
器6がピストンリングCの摩耗量を算出することによっ
て行っている。
The apparatus of the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2 has an optical fiber 1 for incident light and an optical fiber for reflected light in which an end portion is embedded in a cylinder in a through hole that traverses a side wall of a cylinder liner B. The optical fiber 2, the light source 3 to which the other end of the incident light optical fiber 1 is connected, the light receiver 4 to which the other end of the reflected light optical fiber 2 is connected, and the flywheel D such as an engine are attached. A mark detecting sensor 7 installed at a position corresponding to the marker 9 and connected to the amplifier 8 by an electric wire,
The amplifier 8 and the light receiver 4 are provided with a measuring device composed of a computing unit 6 connected by an electric wire via an A / D converter 5, and the amount of wear of the piston ring C is measured by the above measuring device. Is used to measure the width of the piston ring C of the engine and the like, and then the difference in the width of the piston ring C before the start of the operation and in the operating state is obtained. From the difference, the calculator 6 wears the piston ring C. It is done by calculating.

上記において、光源3より送られ入射光用光ファイバ1
の端部を発射した光がピストンリングCに当る位置にピ
ストンリングCがある場合には、上記の光はピストンリ
ングCによって反射され、その反射光は反射光用光ファ
イバ2によって受光され受光器4で電気信号に変換さ
れ、A/D変換器5でディジタル変換された後演算器6に
送られる。また上記マーク検出センサ7はフライホイー
ルDに設置されたマーカ9を検出すると電気信号を増幅
器8に送り、上記電気信号は増幅されA/D変換器5でデ
ィジタル変換され演算器6に送られる。上記の信号を受
けた演算器6は受光器4からの電気信号よりピストンリ
ングCが光を反射している時間を求め、またマーク検出
用センサ7からの電気信号よりピストンAの移動速度を
求め、上記の光の反射時間とピストンAの移動速度より
ピストンリングCの幅を算出する。
In the above, the optical fiber 1 for incident light sent from the light source 3
When there is the piston ring C at the position where the light emitted from the end of the light hits the piston ring C, the above light is reflected by the piston ring C, and the reflected light is received by the optical fiber 2 for reflected light and the light receiver. It is converted into an electric signal in 4 and is digitally converted in the A / D converter 5 and then sent to the arithmetic unit 6. When the mark detection sensor 7 detects the marker 9 installed on the flywheel D, it sends an electric signal to the amplifier 8, and the electric signal is amplified and digitally converted by the A / D converter 5 and sent to the calculator 6. The arithmetic unit 6 which has received the above signal obtains the time during which the piston ring C is reflecting light from the electric signal from the light receiver 4, and obtains the moving speed of the piston A from the electric signal from the mark detecting sensor 7. The width of the piston ring C is calculated from the light reflection time and the moving speed of the piston A.

上記によるピストンリングCの幅の測定はエンジン等の
運転開始前と運転状態で行われ、運転開始前に測定され
た値は演算器6内に記憶されていて、運転状態で測定さ
れた値との差が上記演算器6によって求められる。
The above-described measurement of the width of the piston ring C is performed before the operation of the engine or the like is started and in the operating state, and the value measured before the operation is stored in the calculator 6 and is the same as the value measured in the operating state. Is calculated by the arithmetic unit 6.

上記のようにして運転開始前と運転状態とにおけるピス
トンリングCの幅の差が求められると上記のピストンリ
ングは片面が中心に向って傾斜しているためにピストン
リングCの摩耗量は第3図に示すように摩耗量をt,ピス
トンリングの傾斜角をθ,運転開始前のピストンリング
Cの幅をl1,運転状態でのピストンリングCの幅をl2,l1
とl2の差をΔlとすると摩耗量tは次式で表わされる。
When the difference in the width of the piston ring C before starting the operation and in the operating state is obtained as described above, one side of the piston ring is inclined toward the center, and therefore the amount of wear of the piston ring C is the third. As shown in the figure, the wear amount is t, the tilt angle of the piston ring is θ, the width of the piston ring C before the start of operation is l 1 , the width of the piston ring C in the operation state is l 2 , l 1
The wear amount t is expressed by the following equation, where Δl is the difference between 1 and l 2 .

上記演算器6は上記の式によりピストンリングCの摩耗
量を算出しディスプレイに出力している。
The computing unit 6 calculates the wear amount of the piston ring C by the above formula and outputs it to the display.

上記により、ピストンリングの摩耗状況が常時監視でき
るようになったため頻繁にエンジン等を開放する必要が
なくなり、またピストンリングの交換時期も予測可能と
なったためエンジン等の信頼性も向上した。
As described above, the wear condition of the piston ring can be monitored at all times, so that it is not necessary to open the engine frequently, and the replacement time of the piston ring can be predicted, so that the reliability of the engine is improved.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明においては、エンジン等のシリンダライナに端部
が埋込まれた入射光用光ファイバと反射光用光ファイバ
等より成る計測装置を備え、同計測装置を用いてエンジ
ン等の運転開始前と運転状態とのピストンリングの幅の
差を求め、その差よりピストンリングの摩耗量を算出で
きるようにしたことにより、ピストンリングの摩耗状況
が常時監視できるようになったため頻繁にエンジン等を
開放する必要がなくなり、またピストンリングの交換時
期も予測可能となったためエンジン等の信頼性を向上し
た。
In the present invention, a measuring device including an optical fiber for incident light and an optical fiber for reflected light, the ends of which are embedded in a cylinder liner of an engine or the like, is provided, and before the operation of the engine or the like is started using the same measuring device. By calculating the difference in the width of the piston ring from the operating state and calculating the amount of wear of the piston ring from the difference, it becomes possible to constantly monitor the wear state of the piston ring, so open the engine frequently. The reliability of the engine etc. has been improved because it is no longer necessary and the time to replace the piston ring can be predicted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例の説明図、第2図は第1図の
II−II矢視図、第3図は上記一実施例の摩耗量算出のた
めの説明図、第4図は従来の技術の説明図である。 1……入射光用光ファイバ、2……反射光用光ファイ
バ、3……光源、4……受光器、5……A/D変換器、6
……演算器、7……マーク検出用センサ、8……増幅
器、9……マーカ、11……マイクロメータ
FIG. 1 is an explanatory view of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view of FIG.
II-II arrow view, FIG. 3 is an explanatory view for calculating the wear amount of the above-described embodiment, and FIG. 4 is an explanatory view of a conventional technique. 1 ... Incident light optical fiber, 2 ... Reflected light optical fiber, 3 ... Light source, 4 ... Photoreceiver, 5 ... A / D converter, 6
…… Calculator, 7 …… Mark detection sensor, 8 …… Amplifier, 9 …… Marker, 11 …… Micrometer

フロントページの続き (72)発明者 前川 和彦 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 高橋 文治 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 金丸 雅俊 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 秋月 幸男 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 仁田峠 宏 東京都港区虎ノ門1丁目2番4号 三菱石 油株式会社内Front page continuation (72) Inventor Kazuhiko Maekawa 1-1, Atsunoura-machi, Nagasaki-shi, Nagasaki Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nagasaki Research Institute (72) Inventor Bunji Takahashi 1-1, Atsunoura-cho, Nagasaki-shi, Nagasaki Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Company Nagasaki Research Institute (72) Inventor Masatoshi Kanemaru 1-1, Atsunoura-machi, Nagasaki-shi, Nagasaki Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nagasaki Research Institute (72) Inventor Yukio Akizuki 1-1, Atsunoura-cho, Nagasaki-shi, Nagasaki Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Company Nagasaki Research Institute (72) Inventor Hiroshi Nita Toge, Toranomon 1-2-4, Minato-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エンジン等に用いる片面が中心に向って傾
斜するピストンリングの摩耗量の計測において、シリン
ダライナの側壁を横断する貫通孔の中に端部がシリンダ
内部に向けて埋め込まれた入射光用光ファイバと反射光
用光ファイバ、上記の入射光用光ファイバの他端が接続
された光源、上記の反射光用光ファイバの他端が接続さ
れた受光器、上記ピストンリングがはめ込まれたピスト
ンの移動速度を検出する速度検出器および上記の受光器
と速度検出器が電線により接続された演算装置から成る
計測装置を備え、上記の入射光用光ファイバと反射光用
光ファイバの先端をピストンリングが通過する際に光源
より送られ入射光用光ファイバを発射した光の反射光を
受光器でとらえ、上記反射光の受光時間を測定し、同受
光時間と上記速度検出器が検出したピストンの移動速度
よりピストンリングの幅を算出し、更に同ピストンリン
グの幅の減少量とピストンリングの傾斜角度よりピスト
ンリングの摩耗量を求めることを特徴とするリング摩耗
計測方式。
1. When measuring the amount of wear of a piston ring whose one surface used in an engine or the like is inclined toward the center, an incident end is embedded in a cylinder in a through hole that crosses a side wall of a cylinder liner. An optical fiber for light and an optical fiber for reflected light, a light source to which the other end of the incident light optical fiber is connected, a light receiver to which the other end of the reflected light optical fiber is connected, and the piston ring is fitted. And a measuring device composed of a speed detector for detecting the moving speed of the piston and a computing device in which the light receiver and the speed detector are connected by an electric wire, and the tip of the optical fiber for incident light and the optical fiber for reflected light. When the piston ring passes, the reflected light of the light sent from the light source and emitted from the optical fiber for incident light is caught by the light receiver, and the light receiving time of the reflected light is measured. A ring wear measuring method characterized in that the width of the piston ring is calculated from the moving speed of the piston detected by the ejector, and the wear amount of the piston ring is calculated from the decrease amount of the piston ring width and the tilt angle of the piston ring. .
JP26627187A 1987-10-23 1987-10-23 Piston ring wear measurement method Expired - Lifetime JPH0749929B2 (en)

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