KR101914324B1 - 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법 - Google Patents

축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101914324B1
KR101914324B1 KR1020140094639A KR20140094639A KR101914324B1 KR 101914324 B1 KR101914324 B1 KR 101914324B1 KR 1020140094639 A KR1020140094639 A KR 1020140094639A KR 20140094639 A KR20140094639 A KR 20140094639A KR 101914324 B1 KR101914324 B1 KR 101914324B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bevel gear
torsional vibration
inter
crankshaft
engine
Prior art date
Application number
KR1020140094639A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160013395A (ko
Inventor
남대호
Original Assignee
현대중공업 주식회사
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대중공업 주식회사 filed Critical 현대중공업 주식회사
Priority to KR1020140094639A priority Critical patent/KR101914324B1/ko
Publication of KR20160013395A publication Critical patent/KR20160013395A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101914324B1 publication Critical patent/KR101914324B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B67/00—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/30—Mounting of propulsion plant or unit, e.g. for anti-vibration purposes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
    • G01H1/10—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of torsional vibrations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/83—Testing, e.g. methods, components or tools therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

본 발명은 엔진을 시운전하는 단계; 상기 실린더에서 혼합기체가 폭발함에 따라 상기 크랭크축 및 상기 캠축이 회전하여 상기 베벨기어의 치간 간격이 변화되는 상기 베벨기어의 치간 간격 변화 및 이때의 상기 크랭크축의 비틀림 진동을 각각 측정하는 단계; 상기 베벨기어의 치간 간격 변화의 편차를 설정치와 비교하는 단계; 상기 베벨기어의 치간 간격 변화의 편차가 설정치 이상이면 베벨기어의 치간 간격 변화의 편차가 설정치 미만이 되도록 크랭크축, 캠축, 베벨기어, 센서 중 선택되는 어느 하나의 위치를 보정 한 다음, 상기 베벨기어의 치간 간격 변화의 편차를 설정치와 재비교하는 단계; 상기 베벨기어의 치간 간격 변화의 편차가 설정치 미만이면 상기 베벨기어의 치간 간격 변화와 상기 크랭크축의 비틀림 진동 사이의 상관관계를 수립한 후 상기 베벨기어의 치간 간격 변화를 측정하는 단계를 수행하는 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법이 제공되며, 그에 따라 전원을 원활하게 공급받아 축계 비틀림 진동을 실시간으로 측정함으로써 문제가 발생할 경우 신속한 대응이 가능하여 큰 사고를 미연에 방지할 수 있다.

Description

축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법{Method for Measuring Shaft Torsional Vibration of Engine having Shaft Torsional Vibration Measuring Function}
본 발명은 축계 비틀림 진동을 측정하기 위한 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법에 관한 것이다.
엔진(Engine)이란, 열에너지를 기계적인 일로 바꾸는 기관을 말하며, 보편적으로는 실린더 내에서 연료와 공기가 혼합된 혼합기체를 점화하여 폭발시킴으로써 피스톤을 움직이는 왕복운동형 기관을 말한다.
일반적으로, 엔진은 연료와 공기가 혼합된 혼합기체가 연소되는 실린더(Cylinder), 혼합기체가 연소됨에 따라 발생하는 동력으로 실린더 내부에서 왕복 운동하는 피스톤(Piston), 피스톤과 연결되어 발생된 동력을 전달하는 크랭크축(Crankshaft), 실린더 내에 연료와 공기를 공급하거나 배기가스를 배출시키는 밸브를 개폐하기 위한 캠(Cam), 및 캠의 회전축이 되는 캠축(Camshaft) 등을 포함한다.
캠축의 끝단에 연결된 크랭크축을 비롯한 축계 시스템은 엔진의 주요 부품으로, 단시간에 큰 외력이 가해질 경우 크랙(Crack)이 발생하거나 장시간 가동될 경우 피로파괴(Fatigue Failure)가 발생할 수 있다. 상기와 같은 문제는 대형 사고로 이어질 수 있고, 손상 및 파손에 대한 수리 및 교체 비용이 증가된다. 이에 따라, 축계 비틀림 진동을 측정해야 할 필요성이 대두되었다.
종래 기술에 따른 축계 비틀림 진동 측정 시스템은 크랭크축의 스트레인을 계측하기 위해 크랭크축에 직접 스트레인 게이지(Strain Gage)를 부착하고, 스트레인 신호를 송신하기 위해 무선 전송장치도 함께 크랭크축에 부착하였다.
여기서, 종래 기술에 따른 축계 비틀림 진동 측정 시스템은 다음과 같은 문제가 있다.
첫째, 종래 기술에 따른 축계 비틀림 진동 측정 시스템은 크랭크축에 직접 스트레인 게이지 및 무선 전송장치를 부착하는 작업이 필요한데, 크랭크축이 위치된 공간상의 제약으로 설치 작업에 많은 시간이 소요되는 문제가 있다.
둘째, 종래 기술에 따른 축계 비틀림 진동 측정 시스템은 접착소재를 이용하여 크랭크축에 무선 전송장치를 부착시킴으로써 장시간 운전시 크랭크축으로부터 떨어질 수 있는 안전상의 문제가 있다.
셋째, 종래 기술에 따른 축계 비틀림 진동 측정 시스템은 무선 전송장치가 설치된 위치 및 제한된 공간으로 인해 전원을 원활하게 공급하지 못하므로 장시간 운전시 크랭크축의 스트레인을 계측할 수 없는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 용이하게 설치하여 크랭크축의 비틀림 진동을 측정할 수 있는 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 안전하게 크랭크축의 비틀림 진동을 측정할 수 있는 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 전원을 원활하게 공급받아 크랭크축의 비틀림 진동을 측정할 수 있는 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법을 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.
연료와 공기가 혼합된 혼합기체가 연소되는 실린더, 실린더 내에 왕복 운동하는 피스톤과 연결되어 회전하는 크랭크축, 크랭크축과 연결되는 캠축, 캠축과 연결되는 베벨기어를 포함하는 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법에 있어서, 상기 엔진을 시운전하는 단계; 상기 실린더에서 혼합기체가 폭발함에 따라 상기 크랭크축 및 상기 캠축이 회전하여 상기 베벨기어의 치간 간격이 변화되는 상기 베벨기어의 치간 간격 변화 및 이때의 상기 크랭크축의 비틀림 진동을 각각 측정하는 단계; 상기 베벨기어의 치간 간격 변화의 편차를 설정치와 비교하는 단계; 상기 베벨기어의 치간 간격 변화의 편차가 설정치 이상이면 베벨기어의 치간 간격 변화의 편차가 설정치 미만이 되도록 크랭크축, 캠축, 베벨기어, 센서 중 선택되는 어느 하나의 위치를 보정 한 다음, 상기 베벨기어의 치간 간격 변화의 편차를 설정치와 재비교하는 단계; 상기 베벨기어의 치간 간격 변화의 편차가 설정치 미만이면 상기 베벨기어의 치간 간격 변화와 상기 크랭크축의 비틀림 진동 사이의 상관관계를 수립한 후 상기 베벨기어의 치간 간격 변화를 측정하는 단계를 수행하는 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법을 통해 목적을 달성할 수 있다.
또한, 베벨기어의 치간 간격 변화는 갭 센서를 이용하여 측정하는 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법을 통해 목적을 달성할 수 있다.
삭제
삭제
삭제
삭제
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
본 발명은 크랭크축과 이격된 위치에서 크랭크축의 비틀림 진동을 측정함으로써 설치공간에 대한 범용성을 높일 수 있다.
본 발명은 크랭크축의 비틀림 진동을 간접적으로 계측함으로써 크랭크축의 비틀림 진동을 직접 계측하였을 경우에 비해 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 전원을 원활하게 공급받아 축계 비틀림 진동을 실시간으로 측정함으로써 문제가 발생할 경우 신속한 대응이 가능하여 큰 사고를 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진을 설명하기 위한 개략도
도 2는 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진에서 센서를 설명하기 위한 도 1의 I-I 선을 기준으로 한 개략적인 단면도
도 3은 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진에서 축계 비틀림 진동이 없을 경우, 센서가 측정한 베벨기어의 치간 간격 변화를 나타낸 그래프
도 4는 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진에서 축계 비틀림 진동이 발생할 경우, 센서가 측정한 베벨기어의 치간 간격 변화를 나타낸 그래프
도 5는 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법을 나타낸 개략적인 순서도
이하에서는 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진을 설명하기 위한 개략도, 도 2는 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진에서 센서를 설명하기 위한 도 1의 I-I 선을 기준으로 한 개략적인 단면도, 도 3은 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진에서 축계 비틀림 진동이 없을 경우, 센서가 측정한 베벨기어의 치간 간격 변화를 나타낸 그래프, 도 4는 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진에서 축계 비틀림 진동이 발생할 경우, 센서가 측정한 베벨기어의 치간 간격 변화를 나타낸 그래프이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진(100)은 센서를 이용하여 크랭크축의 비틀림 진동을 측정하기 위한 것이다. 특히, 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진(100)은 캠축과 연결되는 베벨기어의 치간 간격 변화를 측정하여 상기 크랭크축의 비틀림 진동을 측정할 수 있다. 상기 크랭크축(미도시)은 연료와 공기가 연소되는 실린더(미도시)로부터 발생하는 동력을 전달한다.
이를 위해, 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진(100)은 동력을 전달하는 크랭크축과 연결되는 캠축(110), 상기 캠축과 연결되는 베벨기어(120), 상기 베벨기어가 설치되는 하우징(130) 및 상기 하우징에 결합되는 센서(140)를 포함한다.
상기 캠축(110)은 상기 크랭크축과 연결됨으로써 크랭크축의 비틀림 진동을 전달받을 수 있다. 상기 베벨기어(120)는 상기 캠축과 함께 회전함으로써 크랭크축의 비틀림 진동을 전달받을 수 있다. 상기 하우징(130)에는 상기 베벨기어가 상기 캠축과 결합된다. 상기 센서(140)는 상기 베벨기어의 치간 간격 변화를 측정할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진(100)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진(100)은 상기 캠축(110)과 연결되는 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화를 상기 센서(140)를 이용하여 측정함으로써 상기 크랭크축의 비틀림 진동을 측정할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진(100)은 크랭크축과 이격된 위치에서 크랭크축의 비틀림 진동을 측정할 수 있으므로 설치공간에 대한 범용성을 높일 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진(100)은 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화를 측정하여 상기 크랭크축의 비틀림 진동을 간접적으로 측정할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진(100)은 상기 센서(140)가 상기 베벨기어(120)로부터 이격되게 설치됨으로써, 상기 크랭크축에 직접 스트레인 게이지를 부착하는 종래 기술과 달리 장시간 운전시에도 상기 베벨기어(120)의 회전으로 인해 상기 센서(140)가 떨어지는 등 안전사고 발생하는 것을 방지할 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진(100)은 상기 센서(140)가 상기 크랭크축의 비틀림 진동을 간접적으로 측정하도록 구현됨으로써 상기 센서(140)에 용이하게 전원을 공급할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진(100)은 상기 크랭크축의 비틀림 진동을 실시간으로 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 장시간 측정할 수 있으므로 상기 크랭크축의 비틀림 진동이 발생하면, 가동을 정지하고 수리 및 교체하는 등 신속한 대응을 할 수 있다.
이하에서는, 상기 캠축(110), 상기 베벨기어(120), 상기 하우징(130) 및 상기 센서(140)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 캠축(110)은 상기 크랭크축과 연결된다. 상기 크랭크축(미도시)은 연료와 공기가 실린더에서 연소되어 발생하는 동력을 전달한다. 예컨대, 상기 엔진이 선박용 엔진일 경우, 상기 크랭크축은 선박을 추진시키는 프로펠러에 연결되어 동력을 전달할 수 있다. 상기 엔진이 자동차용 엔진일 경우, 상기 크랭크축은 자동차를 이동시키는 바퀴에 연결되어 동력을 전달할 수 있다. 상기 캠축(110)은 상기 크랭크축과 연결된다. 예컨대, 상기 캠축(110)은 상기 크랭크축에 직접 연결될 수 있다. 상기 캠축(110)은 상기 크랭크축에 체인 또는 기어로 간접적으로 연결될 수도 있다. 이에 따라, 상기 캠축(110)은 상기 크랭크축이 회전함에 따라 함께 회전할 수 있다. 따라서, 상기 캠축(110)은 상기 크랭크축이 비틀림에 따라 발생하는 진동을 전달받을 수 있다. 상기 캠축(110)에는 상기 베벨기어(120)가 결합된다. 이에 따라, 상기 캠축(110)은 상기 크랭크축에 의해 회전되고, 상기 베벨기어(120)는 상기 캠축(110)이 회전함에 따라 함께 회전할 수 있다. 따라서, 상기 베벨기어(120)도 상기 크랭크축이 비틀림에 따라 발생하는 진동을 전달받을 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 베벨기어(120)는 상기 캠축(110)과 연결된다. 이에 따라, 상기 베벨기어(120)는 상기 크랭크축이 비틀림에 따라 발생하는 진동을 전달받을 수 있다. 상기 베벨기어(120)는 서로 교차하는 두 축 사이에서 동력을 전할 때 이용하는 원추형의 기어이다. 예컨대, 상기 베벨기어(120)는 일측 기어(121)가 상기 캠축(110)에 결합되고, 타측 기어(122)가 실린더에 공급하는 연료량을 조절하는 가버너(Governor)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 베벨기어(120)는 상기 캠축(110)에 의해 일측 기어(121)가 회전함에 따라 타측 기어(122)가 함께 회전하여 상기 가버너에 동력을 전달할 수 있다.
상기 베벨기어(120)는 2개의 원판 모양의 회전체에 같은 간격의 돌기가 형성되어 서로 물리면서 회전하여 동력을 전달할 수 있다. 상기 돌기는 기어의 이를 말한다. 상기 돌기와 돌기 사이(이하, '치간(齒間)'이라 함)는 일정한 간격으로 형성된다. 이에 따라, 상기 베벨기어(120)는 상기 크랭크축의 비틀림 진동이 없을 경우, 상기 캠축(110)의 회전 속도가 일정하므로 상기 치간의 간격 변화가 일정하다. 상기 베벨기어(120)는 상기 크랭크축의 비틀림 진동이 발생할 경우, 상기 캠축(110)의 회전 속도가 불규칙하므로 상기 치간의 간격 변화가 불규칙하다. 상기 센서(140)는 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화를 측정할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 하우징(130)에는 상기 베벨기어(120)가 설치된다. 즉, 상기 베벨기어(120)의 외측에 상기 하우징(130)이 위치한다. 상기 하우징(130)은 일측이 상기 캠축(110)에 연결되고, 타측이 상기 가버너에 연결된다. 이에 따라, 상기 하우징(130)에 설치된 상기 베벨기어(120)는 상기 캠축(110)으로부터 전달받은 동력을 상기 가버너에 전달할 수 있다. 예컨대, 상기 캠축(110)과 상기 가버너는 수직으로 교차되는 위치에 설치될 수 있다. 상기 베벨기어(120)는 상기 캠축(110)에 결합되는 일측 기어(121) 및 상기 가버너에 결합되는 타측 기어(122)가 한 축에서 다른 축으로 동력을 용이하게 전달하도록 상기 하우징(130)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 하우징(130)은 직방체 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 한 축에서 다른 축으로 동력을 전달할 수 있으면 다른 형태로 형성될 수도 있다. 상기 하우징(130)은 상기 크랭크축으로부터 이격된 위치에 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 하우징(130)에 결합되는 상기 센서(140)는 상기 크랭크축의 회전을 방해하지 않으면서 상기 크랭크축의 비틀림 진동을 측정할 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 상기 센서(140)는 상기 하우징(130)에 결합된다. 예컨대, 상기 센서(140)는 상기 하우징(130)을 관통하여 결합될 수 있다. 상기 센서(140)는 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화를 측정한다. 예컨대, 상기 센서(140)는 상기 베벨기어(120)의 일측 기어(121) 또는 타측 기어(122)의 치간 간격 변화를 측정할 수 있다. 상기 센서(140)는 상기 회전체에서 돌출된 부분 즉, 기어의 이가 근접하게 위치될 때 센싱하고, 상기 기어의 이와 이 사이 즉, 치간일 경우에는 상기 기어의 이에 비해 이격된 위치에 위치하므로 센싱하지 않는다. 예컨대, 상기 센서(140)는 상기 베벨기어(120)가 회전할 경우, 상기 기어의 이 부분에서 센싱(제1값, 도 3에 도시됨)하고, 상기 치간인 부분에서 센싱하지 않는다(제 2값, 도 3에 도시됨). 예컨대, 상기 제1값은 상기 센서(140)가 작동하는 상태(On)일 수 있다. 상기 제2값은 상기 센서(140)가 작동하지 않는 상태(Off)일 수 있다.
예컨대, 상기 센서(140)는 갭 센서(Gap Sensor)일 수 있다. 상기 갭 센서는 근접센서(Proximity Sensor)이다. 상기 근접센서는 위치센서의 일종으로 비접촉으로 대상물이 근접해 온 것을 검출할 수 있다. 예컨대, 상기 센서(140)는 상기 기어의 이 부분이 근접하면 제1값을 갖고, 상기 치간 부분이 근접하면 제2값을 갖는다. 이에 따라, 상기 센서(140)는 상기 크랭크축의 비틀림 진동이 없을 경우, 상기 베벨기어(120)의 회전 속도가 일정하므로 도 3에 도시된 바와 같이 센싱값이 규칙적으로 제1값 및 제2값을 반복하게 된다. 즉, 상기 센서(140)가 센싱한 제1값과 제1값 사이가 일정한 간격(A, 도 3에 도시됨)으로 형성된다. 이에 반해, 상기 센서(140)는 상기 크랭크축의 비틀림 진동이 발생할 경우, 상기 베벨기어(120)의 회전 속도가 불규칙하므로 도 4에 도시된 바와 같이 센싱값이 불규칙하게 제1값 및 제2값을 가지게 된다. 즉, 상기 센서(140)가 센싱한 제1값과 제1값 사이가 불규칙한 간격(B, 도 4에 도시됨)으로 형성된다.
따라서, 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진(100)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진(100)은 상기 센서(140)가 상기 캠축(110)에 연결된 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화를 측정함으로써 상기 크랭크축의 비틀림 진동을 간접적으로 측정할 수 있도록 구현되었다. 이에 따라, 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진(100)은 상기 크랭크축이 위치한 좁은 공간에 상기 크랭크축의 비틀림 진동을 측정하기 위한 센서를 설치하지 않아도 되므로 설치공간에 대한 범용성을 높일 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진(100)은 상기 센서(140)가 상기 베벨기어(120)와 이격된 위치에서 치간 간격 변화를 측정하므로 장시간 운전시 상기 센서(140)가 상기 베벨기어(120)로부터 이탈되어 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진(100)은 상기 센서(140)가 상기 하우징(130)에 결합되어 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화를 센싱한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진(100)은 상기 센서(140)에 전원을 용이하게 공급할 수 있으므로 상기 크랭크축의 비틀림 진동을 장시간 동안 측정할 수 있다.
넷째, 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진(100)은 상기 크랭크축의 비틀림 진동을 실시간으로 측정할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진(100)은 상기 크랭크축의 비틀림 진동이 발생할 경우, 신속하게 가동을 중지하고 손상 내지 파손된 부위를 수리 및 교체함으로써 엔진 전체가 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법을 나타낸 개략적인 순서도이다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법은 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화로부터 상기 크랭크축의 비틀림 진동을 측정하는 작업을 수행한다. 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법은 상술한 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진(100)에 의해 수행될 수 있다. 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법은 다음과 같은 구성을 포함한다.
우선, 상기 엔진(100)을 시운전한다(S1000). 이러한 공정(S1000)은 상기 실린더, 상기 크랭크축, 상기 캠축(110), 상기 베벨기어(120) 및 상기 하우징(130)에 설치되는 상기 센서(140)를 임시로 고정한 후에 상기 실린더에 연료 및 공기를 공급하여 혼합기체를 연소시킴으로써 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 축계 비틀림 진동 측정방법은 반복적인 실험으로 수집한 자료를 이용하여, 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화와 상기 크랭크축 비틀림 진동 사이에 존재하는 상관관계를 수립한 다음, 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화를 측정하여 상기 크랭크축의 비틀림 진동을 측정할 수 있다.
다음, 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화 및 이때의 상기 크랭크축의 비틀림 진동을 각각 측정한다(S2000). 이러한 공정(S2000)은 상기 실린더에서 혼합기체가 폭발함에 따라 상기 크랭크축 및 상기 캠축(110)의 회전으로부터 상기 센서(140)가 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화를 측정하고, 이에 따른 상기 크랭크축의 비틀림 진동을 진동센서(미도시)가 측정함으로써 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화를 측정하는 센서(140)는 갭 센서(Gap Sensor)일 수 있다.
다음, 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화의 편차를 설정치와 비교한다(S3000). 이러한 공정(S3000)은 다음과 같은 과정을 거칠 수 있다. 먼저, 상기 크랭크축의 비틀림 진동이 없을 경우, 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화를 측정한 센싱값과 상기 크랭크축의 비틀림 진동이 발생할 경우, 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화를 측정한 센싱값으로부터 편차를 도출한다. 이는 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화의 편차를 도출하기 위함이다. 다음, 상기 크랭크축의 비틀림 진동이 없을 경우, 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화를 산술적으로 도출한 값과 상기 크랭크축의 비틀림 진동이 발생할 경우, 상기 크랭크축이 파손되지 않을 정도 즉, 크랭크축이 기능을 유지할 수 있을 정도의 비틀림 진동이 발생할 경우, 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화를 산술적으로 도출한 값으로부터 설정치를 도출한다. 상기 설정치는 작업자에 의해 미리 설정될 수 있다. 다음, 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화의 편차를 설정치와 비교한다.
다음, 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화가 설정치 이상이면, 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화를 보정한다(S4000). 이러한 공정(S4000)은 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화의 편차가 설정치 미만이 되도록, 측정된 베벨기어(120)의 치간 간격 변화에 일정 값을 가감승제하여 보정함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 공정(S4000)은 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화의 편차가 설정치 미만이 되도록, 임시로 고정한 상기 크랭크축, 상기 캠축(110), 상기 베벨기어(120) 및 상기 센서(140) 중 적어도 하나의 위치를 보정하여 고정함으로써 이루어질 수도 있다. 다음, 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화 편차를 설정치와 비교하는 공정(S3000)을 재수행할 수 있다.
다음, 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화의 편차가 설정치 미만이면, 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화와 상기 크랭크축의 비틀림 진동 사이의 상관관계를 수립한다(S5000). 이러한 공정(S5000)은 반복적인 실험을 통하여 수집한 자료를 이용함으로써 이루어질 수 있다.
다음, 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화를 측정한다(S6000). 이러한 공정(S6000)은 상기 실린더, 상기 크랭크축, 상기 캠축(110), 상기 베벨기어(120) 및 상기 하우징(130)에 설치되는 상기 센서(140)를 최종적으로 고정한 다음, 상기 실린더에 연료 및 공기를 공급하여 혼합기체를 연소시켜 상기 크랭크축 및 상기 캠축(110)의 회전으로부터 상기 센서(140)가 상기 베벨기어(120)의 치간 간격 변화를 측정함으로써 이루어질 수 있다.
100 : 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진
110 : 캠축 120 : 베벨기어
130 : 하우징 140 : 센서

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 연료와 공기가 혼합된 혼합기체가 연소되는 실린더, 실린더 내에 왕복 운동하는 피스톤과 연결되어 회전하는 크랭크축, 크랭크축과 연결되는 캠축, 캠축과 연결되는 베벨기어를 포함하는 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법에 있어서,
    상기 엔진을 시운전하는 단계;
    상기 실린더에서 혼합기체가 폭발함에 따라 상기 크랭크축 및 상기 캠축이 회전하여 상기 베벨기어의 치간 간격이 변화되는 상기 베벨기어의 치간 간격 변화 및 이때의 상기 크랭크축의 비틀림 진동을 각각 측정하는 단계;
    상기 베벨기어의 치간 간격 변화의 편차를 설정치와 비교하는 단계;
    상기 베벨기어의 치간 간격 변화의 편차가 설정치 이상이면 베벨기어의 치간 간격 변화의 편차가 설정치 미만이 되도록 크랭크축, 캠축, 베벨기어, 센서 중 선택되는 어느 하나의 위치를 보정 한 다음, 상기 베벨기어의 치간 간격 변화의 편차를 설정치와 재비교하는 단계;
    상기 베벨기어의 치간 간격 변화의 편차가 설정치 미만이면 상기 베벨기어의 치간 간격 변화와 상기 크랭크축의 비틀림 진동 사이의 상관관계를 수립한 후 상기 베벨기어의 치간 간격 변화를 측정하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 베벨기어의 치간 간격 변화는 갭 센서를 이용하여 측정하는 것을 특징으로 하는 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법.
KR1020140094639A 2014-07-25 2014-07-25 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법 KR101914324B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140094639A KR101914324B1 (ko) 2014-07-25 2014-07-25 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140094639A KR101914324B1 (ko) 2014-07-25 2014-07-25 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160013395A KR20160013395A (ko) 2016-02-04
KR101914324B1 true KR101914324B1 (ko) 2018-11-02

Family

ID=55356121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140094639A KR101914324B1 (ko) 2014-07-25 2014-07-25 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101914324B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3396337B1 (en) * 2017-04-24 2023-12-27 General Electric Technology GmbH Torsional vibration monitoring and diagnostics system and method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100203178B1 (ko) * 1996-12-09 1999-06-15 류정열 크랭크 샤프트 비틀림 진동 측정장치
JP2001027583A (ja) * 1999-07-15 2001-01-30 Mitsubishi Motors Corp バックラッシ測定装置
JP2010156564A (ja) * 2008-12-26 2010-07-15 Ihi Corp ねじり振動測定装置及び方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100203178B1 (ko) * 1996-12-09 1999-06-15 류정열 크랭크 샤프트 비틀림 진동 측정장치
JP2001027583A (ja) * 1999-07-15 2001-01-30 Mitsubishi Motors Corp バックラッシ測定装置
JP2010156564A (ja) * 2008-12-26 2010-07-15 Ihi Corp ねじり振動測定装置及び方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160013395A (ko) 2016-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100959214B1 (ko) 내연 기관의 실화 검출 장치
US9429092B2 (en) Fault detection and response techniques
EP3450735B1 (en) Misfire detection device and vehicle
EP2927467B1 (en) Gas or dual fuel engine
JP6164432B2 (ja) 内燃機関の失火判定装置
WO2015172873A8 (de) Motorüberwachung mittels zylinderdrucksensoren, vorzüglich bei magergasmotoren mit gespülter vorkammer
ITBO20090599A1 (it) Metodo di verifica della effettiva apertura di una valvola di aspirazione in un motore a combustione interna
KR101914324B1 (ko) 축계 비틀림 진동 측정 기능이 부가된 엔진의 축계 비틀림 진동 측정 방법
JP2008190433A (ja) 失火検出システムをそなえた４サイクルエンジンとその失火検知及び運転方法
JPWO2003036067A1 (ja) エンジンのクランク角検出装置
CA2854226A1 (en) Method and apparatus for controlling an internal combustion engine when a misfire is detected
RU2015122453A (ru) Устройство и способ защиты вычислителя турбомашины летательного аппарата от ошибок измерения скорости
JP5385482B2 (ja) 内燃機関の失火検出方法及びその装置
US20150192497A1 (en) System and method for detecting fault in ignition system
KR20010005480A (ko) 내연기관 제어장치
US10393609B2 (en) System and method for detection of changes to compression ratio and peak firing pressure of an engine
GB2533560A (en) Crankshaft position sensing system
CN110486160B (zh) 用于非功能性燃烧腔室检测的方法和系统
JP2010281323A (ja) ２サイクルエンジンの作動方法
CN104948330A (zh) 一种发电用燃气发动机控制系统
EP3081789B1 (en) Internal combustion engine
US9388751B2 (en) Engine speed determination by gear castellation
EP2614228B1 (en) System and method for monitoring blow-by in a combustion engine
CN105569858A (zh) 起动燃气发动机的方法
WO2016148083A1 (ja) エンジンの制御装置およびエンジン

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right