KR20020021088A - 내연기관과 같은 왕복 피스톤기계의 미끄럼 베어링모니터링 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
내연기관과 같은 왕복 피스톤기계는 커넥팅로드(9)를 통하여 크랭크축(1)에 연결된 적어도 하나의 실린더(Z₁, Z₂, Z₃)를 포함한다. 열전류(I)는 윤활막(5)이 서로 동작하고, 다른 전기적 전도 물질로 만들어진 베어링 부분에서 파열될 때 발생하고, 미끄럼 베어링(2a, 10, 11)과 같이 온도 구배를 발생한다. 이 열전류(I)는 제어장치(14)에서 제어신호로써 사용된다. 다른 미끄럼 베어링(2, 10, 11) 및/또는 베어링 상태에서 구별되기 위하여, 발생된 열전류(I)의 곡선은 크랭크축 (1)의 회전각도에 따라서 확대되고 펴짐으로써 구성되고, 취득된 곡선은 미끄럼 베어링의 중요한 현상을 취득한 곡선를 조사하기 위해서 전체 동작사이클을 통하여 얻어진다.
Description
내연기관과 같은 왕복 피스톤기계에서 미끄럼 베어링 모니터링 방법 및 장치는 EP-B-0 141 348로 잘 알려져 있다. 윤활막에 의하여 서로 절연되는 두 부분 사이의 접촉지점에서 윤활 모니터링 방법 및 장치는 서로 대응하여 구동하고, 기술된 내연기관의 크랭크축 메인베어링 모니터링에 의하여 전기적으로 다른 도전재료로 이루어져 있다. 상기 두 부분은 실제 윤활지점을 통과하고 전압원과 외부결선을 갖는 전기회로에 위치한다. 한편으로 회로의 저항은 떨어질 때 감소하고, 반면에 열기전력은 윤활막이 끊어질 때, 마찰열의 결과로서 접촉지점에서 발생하고, 윤활부족으로 인하여 일어나는 두 미끄럼 베어링 부분 사이에서 금속성 접촉이 넓어질때, 회로의 외부 전기 결선에 의하여 전류의 흐름을 발생시키는 갈바니 전압원으로서 이용되고, 열손실, 상기 제어신호 또는 알람신호로서 이용되는 전류의 흐름을 지시한다. 회로의 결선은 상기 큰 영역 접촉지점에 전기적으로 정합되는 저항으로서 구현된다. 외부결선의 저항에서 발생하는 전압강하가 측정되고, 이것은 제어신호를 촉발하는데 사용된다. 상기 제어신호는 여기서 넓은 의미로 사용되고, 또한 내연기관을 정지하거나 경보장치를 촉발하는 등의 동작을 촉발하는 스위칭신호로 사용된다. 상기의 방법 및 장치는 편의상 제어신호의 출력 피크전압을 일시적으로 발생하는 경우에는 오버타임 피크전압의 주파수가 결정되기 전까지 그리고/또는 진폭이 증가할 때까지 저지하는 것과 같은 방식으로 구현된다.
공통의 또는 각각의 물리단위로 배열된 미끄럼 베어링이나 복수의 윤활지점 을 동시에 모니터링하는 동안 열전류를 참조하여 미끄럼 베어링 열전류가 움직이기 시작하는 것을 결정하는 것은 불가능하다. 미끄럼 베어링이 받는 영향을 입증하기 위하여 부가적 열 모니터링 수단을 갖는 각각의 윤활지점을 제공하고, 베어링 온도가 제어신호를 촉발하는 값에 도달하는 것을 입증하기 위해 각각의 미끄럼 베어링에서 발생하는 온도를 측정, 비교하는 것은 필요하다. 이러한 측정은 복잡하고 예를 들어, 부하베어링과 피스톤의 피스톤 볼트가 연결되는 경우와 같이, 적합하지 않은 부가적 열 모니터링수단이 배열될 수 있는 미끄럼 베어링에는 적합하지 않다.
본 발명은 내연기관과 같은 왕복 피스톤기계의 미끄럼 베어링 모니터링에 관련된 것으로 청구항 1항부터는 모니터링 방법, 그리고 청구항 7항부터는 상기 모니터링 방법 실행을 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예는 다음과 같은 도면을 참고로 더욱 상세하게 설명된다:
도 1은 수직부중 세 개의 실린더 내연기관의 배열을 보여준다;
도 2는 확대비율로 도 1의 내연기관의 크랭크축의 메인베어링을 통하여 수직부를 보여준다;
도 3은 크랭크각의 기능으로써 실린더, 피스톤, 커넥팅로드베어링, 메인베어링의 배열에 의한 전도의 연속성을 보여주는 도표이다;
도 4는 크랭크각의 기능으로써 도 1에서의 내연기관의 다양한 미끄럼 베어링에서 열전류 발생을 보여주는 도표이다;
도 5는 극좌표에서 커넥팅로드베어링을 연결하는 저널 변이를 보여주는 도표이다;
도 6은 크랭크축에 알맞는 전달부의 종축부를 보여준다;
도 7은 전달부의 가요성 커플링장치를 자세하게 보여준다;
도 8은 샤프트 축선에 대한 횡단면에서 전달부의 콜렉터를 보여준다.
본 발명의 목적은 내연기관과 같은 왕복 피스톤기계의 미끄럼 베어링 모니터링 방법 및 장치를 향상시키는 것이다.
본 발명의 상기 목적은 다음과 같이 달성된다:
a) 청구항 1을 특징으로 하는 시작부분에서 지정된 방법;
b) 청구항 7을 특징으로 하는 시작부분에서 지정된 장치.
한편으로는 베어링 상태 및 다른 한편으로는 손상 위치에 대하여 자세하게 기술된 정보, 예를 들어 전자적으로 취득한 열전류 곡선를 증폭하고 전개하여 크랭크축의 각도위치에 대응되도록 위치시키고, 전체 동작사이클을 통하여 미끄럼 베어링의 중요 현상을 취득한 곡선를 조사하여 얻어진다. 열전류 곡선의 이러한 분석은 되도록 일반적인 컴퓨터 프로그램, 예를 들어 시행착오에 의해 실행될 수 있다. 또한 상기 방법 및 장치는 열전류와 제어신호가 없기 때문에, 잘못된 경보가 없는 모니터링수단을 제공하고, 만족할만한 미끄럼 베어링이 나타난다.
만약 열전류 곡선이 전혀 발생하지 않는다면, 이는 전반적으로 만족할만한 베어링 상태를 의미한다. 낮은 레벨에서의 일정한 열전류 곡선은 손상되지 않은 혼합마찰력을 가리킨다. 일시적으로 발생했다가 다시 사라지는 곡선에서 변형은 베어링쉘의 부분이 떨어지는 것과 같은 순간 손상을 가리킬 수 있지만, 떨어진 부분이 용융됨으로써 다시 보수될 수 있다. 반면에 곡선에서 높은 변형이 계속 나타난다면, 곡선 변형의 각도 위치 및/또는 곡선의 모양을 참조하여 입증될 수 있는 미끄럼 베어링의 손상을 가리키는 것이다. 또한 부하가 변화하는 동안 그리고/또는 회전속도나 부하가 변화할 때 곡선 내의 어떤 변화는 미끄럼 베어링의 중요한 현상을 가리킬 수 있다. 예를 들어, 높은 회전 속도 및 특히 높은 출력 전력과 관련하여 기본 곡선에서 상승은 혼합마찰력의 증가를 가리키고, 좋지 않은 윤활막이 원인이 될 수 있고, 즉 기계의 과부하 및/또는 윤활에 적합하지 않다. 후자는 이 현상이 미리 정해진 연속 출력 정격아래 발생한다면 문제가 있다.
이 방법은 전력 사이클 내의 모든 왕복 피스톤기계에 적용될 수 있고, 또한 베어링 사이클과 부하는 동작 사이클이 비연속적인 동안 외형을 나타낸다. 이러한 왕복 피스톤기계에는 특히 실린더 내에서 왕복 피스톤으로 동작하는 피스톤 펌프와 내연기관이 있다. 왕복 피스톤기계는 하나 또는 그 이상의 실린더를 갖고 있으며, 2 행정 동작 사이클(크랭크축의 1회전에 대응하는 즉, 360°회전) 또는 4 행정 동작 사이클(크랭크축의 2회전에 대응하는 즉, 720°회전)에 따라서 동작한다. 이들은 디젤, 중유, 가솔린, 가스등과 같은 연료와 상관없이 내연기관에 적용된다.
열전류 곡선을 계산하기 위하여, 더욱 정확한 정보 또는 부가적 파라미터를 제공하는 수많은 파라미터는 특히 독립항에서 명료하다.
미끄럼 베어링의 일반적인 동작중에 윤활막 두께가 최소인 각도의 위치는 미끄럼 베어링의 위치를 결정하는 파라미터로써 청구항 제 2항에 따라서 유리하게 선택된다. 또한, 이 지점에서 윤활막의 저항은 최소이고, 이 각도 위치에서 열전류가 검출될 수 있기 때문에 갈바니 전도율에 일치할 수 있다. 더욱이 베어링 손상이 초기에 일어날 수 있는 가능성은 매우 크다. 이에 적합한 파라미터는 청구항 제 3항에 따른 미끄럼 베어링의 베어링 저널의 이동경로이다.
특히 청구항 제 4항에 따른 데드센터 위치 및/또는 연소 위상은 위치를 결정하는데 적합하다. 더욱이 청구항 제 5항에 따라서, 파라미터는 토크 및/또는 회전속도일 수 있다. 내연기관의 경우, 청구항 제 6항에 따라서 점화 순서는 중요한 파라미터이다.
크랭크축의 회전감지수단과 연결된 공통제어부는 결정된 데이터를 계산하기위하여 편의상 선택된다. 청구항 제 8항에 따라서, 각 피스톤의 데드센터 위치 감지수단 또한 상기 제어부에 연결되어 있다.
청구항 제 9항에 따라서 장치는 편의상 열전류 이동부를 갖추고 있다. 청구항 제 10항에 따라서, 이는 크랭크축의 각도 위치와 회전속도를 감지하는 회전센서를 포함한다. 가능한 낮은 임피던스와 적은 간섭으로 열전류를 전송하기 위하여, 청구항 제 11항에 따라서 이동부는 궤도 주위에 분포하는 복수의 미끄럼 접촉을 갖는 콜렉터를 제공한다. 청구항 제 12항에 따라서 계산 가능성은 가속도 센서에 의하여 높아진다. 동력전달을 하는 동안 크랭크축의 분열적 진동이 손실을 갖지 않도록 하기 위해, 청구항 제 13항에 따라서 장치는 편의상 구현되고, 제 14항에 따라서 만들어진 커플링장치를 갖는다.
현대의 연소기관은 회전속도, 연소 시간과 같은 동작데이터가 이미 미끄럼 베어링 모니터링을 위한 제어부와 결합되기 위해 처리된 광범위한 제어부를 갖고 있다.
본 발명은 EP-B-0 141 348의 정보를 근거로 한다.
도 1은 세 개의 실린더를 갖고 4 행정원리에 따라서 동작하는 왕복 피스톤 내연기관의 배열을 보여준다. 즉, 전체 동작사이클은 크랭크축의 2회전 또는 720°회전을 돌린다. 내연기관은 세 개의 실린더 Z₁, Z₂, Z₃에 대한 크랭크 드라이브의 크랭크축(1)을 포함한다. 크랭크 드라이브는 메인베어링(2)으로써 참조되는 미끄럼 베어링 내에 설치되어 있고, 각각의 경우 베어링 저널(2a)은 베어링쉘(3)에 놓여있고, 이는 도 2에서 명료하게 보여준다. 좋은 미끄럼 성질을 이루기 위하여, 베어링쉘(3)은 화이트 메탈(4), 과열로부터 미끄럼 베어링을 방지하는 베어링 저널과 화이트 메탈층(4) 사이에서 존재하는 윤활막(5)등을 갖는 베어링 저널(2a)을 견디는 측에 정렬된다. 베어링쉘(3)은 공통 하우징(7)을 갖는 완전한 베어링 블록(6)이 받쳐준다.
크랭크축(1)은 각각의 실린더 Z₁, Z₂, Z₃에 대하여 커넥팅로드(9)가 커넥팅로드 베어링(10)을 통하여 연결된 크랭크 저널을 포함한다. 커넥팅로드(9)는 미끄럼베어링(11)을 통하여 피스톤(13)의 피스톤볼트(12)로 연결되고, 실린더 Z₁,Z₂, 또는 Z₃에서 위아래로 움직인다. 커넥팅로드베어링(10) 및 피스톤 볼트의 미끄럼 베어링(11)은 크랭크축(1)의 메인베어링(2)과 같은 모양이다.
끊어진 윤활막에 기인하여 발열을 초래하고 결국 미끄럼 베어링 상의 이종 금속을 결합시키는 메인 베어링에서 생성된 열전류를 감지하기 위해서, 내연기관은 표시장치(15)를 포함하는 제어부(14)를 갖는다. 한편으로 제어부(14)는 전기적으로 전도적으로 연결선(16)을 통하여 하우징(7)으로 연결되고, 다른 한편으로 연결선(17)과 콜렉터(18)를 통하여 크랭크축(1)으로 연결된다. 제어부(14)의 병렬에서 연결선(16, 17)은 저임피던스 저항(19)을 통하여 단락된다. 미끄럼 베어링에서 전기를 일으키게 하는 열기전력의 결과로 열전류(I)는 저임피던스회로(16, 17, 18, 19)에 흐르고, 저항(19)에서 전압강하(U)를 촉발한다. 이 신호는 제어부(14)에서 처리되고 표시장치(15)에 제공된다.
제어부(14)는 크랭크축(1)의 회전각을 감지하는 수단(20)이 설치되어 있다. 이를 위하여 이들 수단(20)은 크랭크축(1)에 연결되고 의존각(angle-dependent) 신호를 보내는 펄스디스크(21), 이는 주위에 분포된 바코드를 갖고, 센서(22)에 의하여 감지되고, 전선(23)을 통하여 제어부(14)로 제공된다. 게다가, 제어부(14)는 실린더 Z₁, Z₂, Z₃에서 점화 순서를 결정하는 수단(24)이 설치되어 있다. 이를 위하여, 전선(25)은 점화케이블(27)을 통하여 각각의 점화플러그(38)로 점화전류를 제공하는 점화분배기(26)에 연결되어 있다. 또한 회전각을 감지하거나 점화 순서를감지하는 수단(20)은 내연기관의 전자제어장치에 의하여 얻어질 수 있고, 특히 내연기관이 점화플러그가 없는 디젤엔진이라면 후자 대신에 연료분사시스템이 설치된다.
공통 하우징(7), 피스톤(13), 피스톤볼트(12), 커넥팅로드(9), 커넥팅로드베어링(10) 및 크랭크축(1)이 설치된 실린더 부시(도시되지 않음)로 구성된 실린더 Z의 동작 체인내에 흡입행정(T₁), 압축행정(T₂), 동작행정(T₃), 배출행정(T₄)으로 구성된 4행정 동작사이클 동안 동작 상태는 미끄럼 지점에서 접촉 저항이 얇은 윤활막에 저임피던스를 갖는 것이 분명하고, 즉 실질적으로 전기를 발생하게 전도되고, 따라서 실린더 벽은 크랭크축으로 통하여 연결된다. 이 저임피던스 즉 갈바니 전도율은 도 3과 같이 상단 데드센터(OT)의 주변이나 상단 데드센터(OT) 바로 직전에 그리고 점화 처리가 일어나고 압축이 일어나는 제 2 행정에서 발생한다. 이것은 적어도 하나의 피스톤의 피스톤링(도시되지 않음)이 실질적으로 상단 데드센터의 실린더 벽에서 움직임이 없고, 동적인 윤활도 일어나지 않기 때문에 가능하다. 이 경우, 피스톤링은 윤활막을 관통하고, 실린더 벽을 지탱한다. 피스톤링의 접합부는 연소처리에 의하여 연소가스가 피스톤링 뒤로 통과하는 동안 증진된다. 이는 연소처리가 한편으로는 방사상으로 실린더 벽의 바깥쪽에, 다른 한편으로는 연소가스의 압력에 의해 피스톤의 고리모양의 홈의 밑바닥에 가해지기 때문이다. 또한 이것은 상대속도가 작거나, 이동방향이 역으로 바뀔때, 존재하지 않거나 연속적이지 않는 보조 동적 윤활막은 피스톤볼트(12)의 미끄럼 베어링(11)에서 형성될 수 있고, 여기서 저임피던스 즉 전도율은 일정하다.
이종 재질이 붙었을 때, 마찰열을 일으키고 갈바니 전류를 상승시키는 윤활막의 끊김 및 연이은 건조마찰은 대개 윤활막이 얇은 지점에서 일어날 수 있다. 도 3의 도표는 윤활막과 건조마찰에서 파열될 때, 부하베어링(10)에 연결된 열전류(I)와 같은 열기전력(U)을 보여준다. 이 열전류는 위에 기술된 상단 데드센터에서 피스톤을 통하여 연결이 이루어진다면 이 열전류는 흐를 수 있고 따라서 명시된다.
일반적으로, 미끄럼 베어링에서 혼합된 마찰력 때문에 적은 양의 갈바니 열전류의 어느 정도는 항상 일어나고, 기본 전류의 낮은 레벨의 기본 곡선은 일어난다. 그러나 만약 높은 열전류가 베어링 손상의 결과로서 이 드라이브 체인에서 발생한다면, 이는 갑작스럽게 동작 사이클에서 특별한 위상, 곡선의 큰 변형이 명백하게 일어난다. 이는 동작사이클 위상에서 열전류는 미끄럼 베어링의 윤활막이 드라이브 체인에서 차단되는 것을 나타내고, 이것은 드라이브 체인에서 손상을 일으킬 수 있다. 물론 여기서 이 손상은 드라이브 체인의 어떤 미끄럼 베어링에서도 나타날 수가 있지만, 변형이 상기된 동작 사이클의 특별한 위상에서 발생된다면 커넥팅로드베어링(10)에서 발생할 것이다. 이 위상에서, 항상 실린더 벽과 피스톤, 그리고 다른 한편으로는 피스톤볼트 사이에서 앞서 기술한 저임피던스와 그와 관련된 가능성 때문에 항상 전도율은 연속적이다. 이와는 달리, 정상적인 동작중에 일정한 높은 속도에 의하여, 커넥팅로드베어링에서 윤활막은 전도 연속성에 높은 저항을 나타내고, 즉 차단을 하고, 한편으로는 손상이 일어날 때만 저임피던스가 되고, 다른 한편으로는 가열 및 이종 베어링 재료의 결합으로 윤활막이 적어도 부분적인 파괴될 때, 갈바니 전류는 계속해서 공급되고, 열전류는 상단 데드센터 즉, 위에서 기술된 위치에서만 아니라 열전류 곡선의 변형을 가져온다.
에를 들어, 크랭크축(1)의 메인베어링(2)에 대하여 다음을 생각해본다. 베어링저널(2a)은 동작사이클의 대부분 동안 하측 베어링쉘(3)에 의해 압력이 가해지고, 그 결과로 압력이 가해지는 동안 손상되는 경우, 갈바니 전류는 계속해서 발생되지만, 베어링 저널이 하측 베어링쉘로부터 올려진다면 차단되거나 피스톤(13)의 힘이 위쪽으로 향할 때 적어도 하중은 감소된다. 이러한 힘의 반전은 흡입위상에서 일어나고 하중이 감소되는 메인베어링의 하측 베어링쉘을 이끌고 이런 방법으로 열전류를 차단한다. 각 메인베어링에 대한 열전류의 차단은 특정한 각위치에서 발생하고, 이 차단은 일반적으로 메인베어링 손상 및 특정한 각위치에서 발생할 때 특정한 메인베어링의 파라미터를 나타낼 수 있다.
도 4는 서로 다른 실린더 또는 커넥팅로드베어링에서 손상이 생길 때 현재의 세 개의 실린더 내연기관의 열기전력의 윤곽을 보여준다. 각각의 실린더 사이의 점화간격 때문에 이 간격은 내연기관의 실린더 수와 모양에 따라서 다르고, 현재의 경우 240°이며, 각 실린더에 대하여 결정적인 열기전력은 또한 표시장치와 알려진 점화순서(여기서 1-3-2) 때문에 240°로 오프셋되고, 열전류가 발생하는 실린더 또는 커넥팅로드베어링에서 정확한 검출이 가능하고, 열전류는 미끄럼 베어링에 대응하는 초기 손상 및 윤활막차단을 나타낸다.
도 5는 특정한 커넥팅로드베어링에서 열전류를 결정하는 가능한 방법을 보여준다. 윤활의 두께 h로 나타나는 파라미터는 특정한 동작 상태에서 분명해지고, 이동작 동안에 커넥팅로드베어링의 저널의 변위를 위한 것이다. 사실 베어링힘은 하중 상태가 변하는 만큼 가스의 힘과 관성의 힘때문에 방향과 크기는 계속적으로 변한다. 도 5는 현재 저널의 경로이동과 크랭크축의 회전각의 함수로써 4 행정 내연기관의 한 동작사이클에 대한 극좌표에서 커넥팅로드베어링의 윤활의 두께 h 결과를 도시하고 있다. 이 동작사이클의 주기적 파형때문에 연속적인 곡선은 크랭크위치가 좌표에 주어지는 경우에 얻어진다. 그 결과로, 저널센터지점의 경로는 저널이동 경로를 참고하고, 각 동작사이클이 생기는 동안 한 번 지나게 된다. 저널은 주위의 방향뿐만 아니라, 방사형 방향으로 위치를 변경한다. 베어링 접촉면에 대한 저널의 이동은 이 과정에서 점차 좁아지는 간격 h로부터 제거되는 윤활을 일으킨다. 이 간격이 이미 좁다면, 윤활막의 저항은 감소되고 대응하는 위치는 커넥팅로드베어링에 대응하여 발생되는 불규칙적인 열전류를 할당하는 파라미터로써 적합한 각도 위치이다. 아날로그 상태는 메인베어링에 대하여 발생되지만, 바뀐 베어링 하중, 즉 위에서 기술한 것과 같이 메인하중이 메인베어링의 경우 하측 베어링쉘에 발생하고 메인하중은 커넥팅로드베어링의 경우 상측 베어링쉘에 발생한다.
도 6 내지 도 8은 크랭크축에 떼어낼 수 있게 설치되고, 열전류를 이동하는 콜렉터(18) 및 회전각 결정수단(20, 20a)을 포함하는 전달부(30)를 보여준다. 특히 전달부(30)는 다음과 같이 구성된다:
전달부는 나사(32)에 의해 크랭크축(1)으로 단단히 죄어지는 어댑터(31), 초기 중심을 잡기 위해 원뿔형 리세스(34)와 대응하여 서로 작용하는 어댑터(31)의 원뿔형 부분(33)을 포함한다. 크랭크축(1)으로부터 떨어져 향해 있는 측면의 어댑터는 센터링 플랜지(26)가 맞물려 있는 부가 원뿔형 부분(35)을 갖고, 상기 센터링 플랜지(36)는 크랭크축(1)에서 어댑터(31)를 보호하는 나사(32)로 중앙나사(37)를 통해 단단히 죄어진다. 설치면으로부터 떨어져 향해 있는 측의 센터링 플랜지(36)는 베어링(39)을 통해 초기에 고정된 하우징 부분(40)을 갖는 바깥쪽을 향해 연결된 중공 실린더(38)가 제공된다. 베어링(39)은 밀봉링(41)에 의하여 어댑터(31)로부터 차단된다. 반대측에는 자세하게 도시되지 않았지만 가속센서(42)는 베어링(39)에 설정되어 있고, 세 개의 축 모두에서 가속을 검파할 수 있는 각각 세 개의 센서로 구성되어 있다. 중공 실린더(43)의 내부에는 중공 실린더(38)와 중공 구조의 축(44)사이에서 드라이브 연결 형태의 탄성적인 이음장치(43)가 갖추어져 있다.
가요성인 이음장치(43)는 하나의 상단에 다른 하나가 동축으로 배열되고, 각각은 연결 웹(47, 48)을 제외한 주변 전체에 걸친 복수의 주변슬롯(49, 50)을 갖는 두 개의 중공 실린더(45, 46)를 갖는다. 같은 중공 실린더(45, 46)의 인접한 주변슬롯(49, 50)의 연결 웹(47, 48)은 180°오프셋 된다. 더욱이 두 개의 중공실린더 (45, 46)의 연결 웹(47, 48)은 상호 90°오프셋 된다. 이것은 크랭크축(1)의 불규칙 구동이 축(44)으로부터 가능한 한 멀리 떨어지는 것을 보증한다.
중공축으로써 구성되어 있는 축(44)은 고정된 마운트(54)에서 지지되는 두번째로 고정된 하우징 부분(53)에서 두 개의 베어링(51, 52)에 설치되어 있다. 마운트 (54)는 예를 들어 엔진 하우징 등과 같은 적합한 수단에 외부 부착 플랜지(56)를 통하여 부착될 수 있는 지지튜브(55)를 포함하고 있다. 하우징 부분(53)은 고무링 (57)을 통하여 보호튜브(55)의 내측에 지지된다.
한편으로는 회전각을 결정하는 수단(20)은 축(44)에 배열되어 주위에 분포되어 있는 봉들과 직렬로 증가(increment) 디스크(21)를 갖고 센서(22)에 의하여 감지된다. 이 경우에, 회전각을 결정하는 제 2 수단(20a)이 배열되고, 상기 제 2수단(20a)은 제 1 수단과 서로 90°오프셋된다. 한편으로는 제 2수단은 안전을 목적으로 사용되고, 다른 한편으로는 축의 회전동작에서 어떠한 변동이라도 보상하는데 사용된다.
둘레에 분포된 복수의 슬라이딩 접촉(58)을 갖는 콜렉터(18)는 축에 장착되고, 상기 슬라이딩접촉(58)은 스프링 아암(59)에 의하여 하우징부분(53)에 고정되어서 각각 연결된다. 여덟 개의 슬라이딩접접은 다른 궤도(60)에서 둘레에 분포되고, 이 경우 두 개의 슬라이딩접촉(58)은 같은 궤도(60)와 함께 서로 작용하고 180°오프셋된다. 이러한 콜렉터의 구조는 열전류를 가능한 정확하게 최소의 변형 또는 저항으로 빼내고, 축(44)의 부정확한 구동을 보상하기 위한 의도이다.
고정된 하우징부분(40, 53)은 중공실린더(45, 46)에서 주변의 슬롯(49, 50)과 같은 방법으로 구성된 주위의 슬롯(62)의 길이의 대부분이 제공되는 케이싱튜브 (61)에 의해 구성되고, 부정확한 구동, 즉 크랭크축의 진동은 여기서 또한 보상된다. 케이싱튜브(61)는 유연하고 보호용의 피복(63)이 제공된다.
각 센서의 컨덕터(여기서 자세하게 설명되지 않음)는 연결부(64)에서 제어부 (14)에 대하여 연결선(17, 23)으로 연결된다.
이로써 내연기관과 같은 왕복 피스톤기계의 미끄럼 베어링 모니터링 방법 및 장치를 향상시키는 것으로 베어링 상태 및 손상 위치에 대하여 자세하게 기술된 정보, 예를 들어 전자적으로 취득한 열전류 곡선를 증폭하고 전개하여서 크랭크축의 각도위치에 대응되도록 위치시키고, 전체 동작사이클을 통하여 미끄럼 베어링의 중요 현상을 취득한 곡선을 조사하여 얻어진다. 열전류 곡선의 이러한 분석은 되도록 일반적인 컴퓨터 프로그램, 예를 들어 시행착오에 의해 실행될 수 있다. 또한 상기 방법 및 장치는 열전류와 제어신호가 없기 때문에, 잘못된 경보가 없는 모니터링수단을 제공하고, 만족할만한 미끄럼 베어링이 나타난다.
Claims (14)
- 적어도 하나의 실린더(Z₁, Z₂, Z₃), 대체가능한 피스톤(13)은 커넥팅로드 (9)를 통하여 크랭크축(1)에 연결되고, 베어링 부분 사이에서 서로 대적으로 동작하고 다른 전기적 전도 물질로 만들어진 베어링 부분 사이에서 윤활막(5)이 파열될 때마다 열전류(I)는 제어부(14)에서 제어신호로써 사용되는 미끄럼 베어링(2a, 10, 11)과 같이 온도 구배를 기초로 발생되는 내연기관에 있어서,다른 미끄럼 베어링( 2a, 10, 11) 및/또는 베어링 상태와 미분하기 위하여, 취득된 열전류(I)의 곡선은 증폭되고 펴짐으로써 크랭크축의 회전각과 대응하여 위치하고, 취득된 곡선은 적어도 하나의 전체 동작사이클에 걸쳐 미끄럼 베어링의 각 중요 현상을 나타내는 것을 특징으로 하는 내연기관과 같은 왕복 피스톤기계의 미끄럼 베어링 모니터링 방법.
- 제 1 항에 있어서,정상 동작 동안에 윤활막의 두께가 최소인 각도 위치가 미끄럼 베어링의 제어신호를 결정하는 파라미터로써 선택되는 것을 특징으로 하는 내연기관과 같은 왕복 피스톤기계의 미끄럼 베어링 모니터링 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,베어링저널의 이동경로가 미끄럼 베어링의 제어신호를 결정하는 파라미터로써 선택되는 것을 특징으로 하는 내연기관과 같은 왕복 피스톤기계의 미끄럼 베어링 모니터링 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,압축 위상에서 상단 데드센터(OT)의 주변에 위치하는 피스톤(13)에 대응하는 크랭크축(1)의 위치가 제어신호를 결정하는 파라미터로써 선택되는 것을 특징으로 하는 내연기관과 같은 왕복 피스톤기계의 미끄럼 베어링 모니터링 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항에 있어서,크랭크축(1)의 토크 및/또는 회전속도가 제어신호를 결정하는 파라미터로써 사용되는 것을 특징으로 하는 내연기관과 같은 왕복 피스톤기계의 미끄럼 베어링 모니터링 방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항에 있어서,상기 열전류(I)가 내연기관의 실린더(Z₁, Z₂, Z₃)의 점화 순서와 관련하여 위치하는 것을 특징으로 하는 내연기관과 같은 왕복 피스톤기계의 미끄럼 베어링 모니터링 방법.
- 연결선(16, 17)에 의하여 하우징(7), 왕복 피스톤기계의 크랭크축에 연결될 수 있는 제어부를 갖고, 열전류(I)가 발생할 때 제어신호를 출력하고, 제어부(14)로 연결된 크랭크축(1)의 회전각을 감지하는 수단(20, 20a)을 갖는 제 1 항 내지 제 6 항에 따른 방법을 실행하는 것을 특징으로 하는 내연기관과 같은 왕복 피스톤기계의 미끄럼 베어링 모니터링 장치.
- 제 7항에 있어서,상기 피스톤(13)의 데드센터 위치를 감지하는 수단은 제어부(14)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관과 같은 왕복 피스톤기계의 미끄럼 베어링 모니터링 장치.
- 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,전달부(30)를 갖고, 상기 전달부(30)는 열전류(I)에 대하여 왕복 피스톤기계의 크랭크축(1)으로 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 내연기관과 같은 왕복 피스톤기계의 미끄럼 베어링 모니터링 장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 전달부(30)는 크랭크축(1)의 회전위치와 회전 속도를 감지하는 회전센서(20)를 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관과 같은 왕복 피스톤기계의 미끄럼 베어링 모니터링 장치.
- 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,상기 전달부(30)는 크랭크축(1)과 연결된 궤도(60)와 주위에 걸쳐 분포된 복수의 슬라이딩접촉(58)을 갖는 콜렉터(18)를 갖고, 상기 슬라이딩접점(58)은 감지범위를 둘러싼 고정된 하우징부분(53)으로 스프링 아암(59)에 의해 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관과 같은 왕복 피스톤기계의 미끄럼 베어링 모니터링 장치.
- 제 9 항 내지 제 11 항에 있어서,상기 전달부(30)는 크랭크축(1)과 연결된 적어도 하나의 가속센서(42)를 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관과 같은 왕복 피스톤기계의 미끄럼 베어링 모니터링 장치.
- 제 9 항 내지 제 12 항에 있어서,상기 전달부(30)는 크랭크축(1)과 동축으로 연결될 수 있는 어댑터(31)를 갖고, 제어부(14)로 전달부(30)의 전선(17, 23)이 연결된 고정된 하우징(53)에 설치된 축(44)으로 가요성인 이음장치(43)를 통하여 연결된 것을 특징으로 하는 내연기관과 같은 왕복 피스톤기계의 미끄럼 베어링 모니터링 장치.
- 제 13 항에 있어서,상기 가요성인 이음장치(43)는 서로 동축으로 배열된 두 개의 중공실린더 (45, 46)를 갖고, 각각 연결 웹(47, 48)을 제외하고 주변 전체에 있는 복수의 주변 슬롯(49, 50)을 갖고, 인접한 주변 슬롯(49, 50)의 연결 웹(47, 48)은 180°오프셋되고, 두 개의 중공실린더(45, 46)의 연결 웹(47, 48)은 서로 90°오프셋되고, 두 개의 중공실린더(45, 46)의 일단은 상호 연결되어 있고, 타단은 어댑터(31)의 타단 및 상기 축(44)의 타단과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관과 같은 왕복 피스톤기계의 미끄럼 베어링 모니터링 장치.
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