TWI781337B - Operation monitoring system - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種動作監視系統。動作監視系統的節氣門(75)在 驅動油升壓時受到驅動油的壓力而封閉出口(755),在驅動油非升壓時開放出口(755)。壓力感測器(765)配置於節氣門(75)的出口(755)附近。壓力感測器(765)測定從出口(755)流出的驅動油的壓力。儲存部(766)將第一油壓驅動管線(71)的驅動對象(即,排氣閥(25))正常運作時的從節氣門(75)的出口(755)流出的驅動油的壓力的周期性變動作為基準變動而預先儲存。檢測部(767)對壓力感測器(765)的測定值與基準變動進行比較來檢測節氣門(75)的異常。由此,能夠自動地檢測設置於第一油壓驅動管線(71)的節氣門(75)的異常。 The present invention provides a motion monitoring system. The throttle valve (75) of the action monitoring system is in The outlet (755) is closed by the pressure of the driving oil when the pressure of the driving oil is boosted, and the outlet (755) is opened when the pressure of the driving oil is not boosted. The pressure sensor (765) is arranged near the outlet (755) of the throttle valve (75). The pressure sensor (765) measures the pressure of the driving oil flowing out from the outlet (755). The storage part (766) stores the pressure of the driving oil flowing out from the outlet (755) of the throttle valve (75) when the driving object (that is, the exhaust valve (25)) of the first hydraulic driving line (71) is in normal operation. Periodic fluctuations are stored in advance as benchmark fluctuations. A detection unit (767) compares a measured value of the pressure sensor (765) with a reference variation to detect an abnormality of the throttle valve (75). Thereby, abnormality of the throttle valve (75) provided in the first hydraulic drive line (71) can be automatically detected.
Description
本發明是有關於一種動作監視系統,是一種設置在柴油發動機的油壓驅動管線上進行驅動油的排氣的節氣門的動作監視系統。 The present invention relates to an operation monitoring system, which is an operation monitoring system for a throttle valve installed on an oil pressure drive line of a diesel engine to drive oil to exhaust.
以往,在船舶用的柴油發動機中,設有用於排出在燃燒室內燃燒的氣體的排氣口、以及用於打開和關閉排氣口的排氣閥,利用行程感測器進行所述排氣閥的動作監視。 Conventionally, in marine diesel engines, an exhaust port for exhausting gas combusted in the combustion chamber and an exhaust valve for opening and closing the exhaust port are provided, and the exhaust valve is controlled by a stroke sensor. motion monitoring.
另外,在日本專利特開平6-257456號公報(文獻1)中,公開了如下技術:在利用壓縮空氣驅動雙渦輪發動機的排氣閥的空氣壓驅動管線上,利用感測器檢測所供給的壓縮空氣(即,驅動空氣)的壓力,根據所述壓縮空氣的壓力的變化來判定排氣閥有無動作異常。 In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-257456 (Document 1) discloses a technique in which a sensor detects the air pressure supplied to an air pressure drive line that drives an exhaust valve of a twin-turbo engine with compressed air. The pressure of the compressed air (that is, the driving air) is used to determine whether or not the exhaust valve is operating abnormally based on a change in the pressure of the compressed air.
而且,在船舶用的柴油發動機中,在驅動排氣閥的油壓驅動管線上設置有進行驅動油的排氣的節氣門。節氣門在驅動油未升壓的狀態下開放,驅動油中所含的氣體經由節氣門而從油壓驅動管線向外部排出。另外,在驅動油已升壓的狀態下,以不使 驅動油洩漏至外部的方式封閉節氣門。 Furthermore, in a marine diesel engine, a throttle valve for exhausting drive oil is provided on a hydraulic drive line that drives an exhaust valve. The throttle valve is opened when the drive oil is not pressurized, and the gas contained in the drive oil is discharged from the hydraulic drive line to the outside through the throttle valve. In addition, in the state where the drive oil has been boosted, so as not to The throttle valve is closed in such a way that the drive oil leaks to the outside.
若所述節氣門產生異常而成為常開狀態,則在升壓時驅動油的壓力不足,可能會產生排氣閥的動作異常。另外,若節氣門成為常閉狀態,則無法除去驅動油內的氣體,有可能產生由氣蝕引起的排氣閥的動作異常。但是,節氣門是比較小的零件,難以在節氣門的附近安裝行程感測器等,因此,目前未進行節氣門的動作監視。 If the throttle valve becomes abnormal and becomes normally open, the pressure of the driving oil will be insufficient during boosting, which may cause abnormal operation of the exhaust valve. In addition, if the throttle valve is in a normally closed state, the gas in the drive oil cannot be removed, and there is a possibility that the operation of the exhaust valve may be abnormal due to cavitation. However, the throttle valve is a relatively small part, and it is difficult to install a stroke sensor or the like in the vicinity of the throttle valve. Therefore, the operation monitoring of the throttle valve has not been performed at present.
本發明面向設置在柴油發動機的油壓驅動管線上進行驅動油的排氣的節氣門的動作監視系統,其目的在於自動檢測節氣門的異常。 The present invention is directed to an operation monitoring system of a throttle installed in a hydraulic drive line of a diesel engine to exhaust the drive oil, and its purpose is to automatically detect abnormality of the throttle.
本發明的優選的一個方式的動作監視系統具備:節氣門,具有驅動油的入口及出口,在驅動油升壓時受到驅動油的壓力而封閉所述出口,在驅動油非升壓時開放所述出口;壓力感測器,配置在所述節氣門的所述出口附近,測定從所述出口流出的驅動油的壓力;儲存部,將油壓驅動管線的驅動對象正常運作時的從所述節氣門的所述出口流出的驅動油的壓力的周期性變動作為基準變動而預先儲存;以及檢測部,對所述壓力感測器的測定值和所述基準變動進行比較來檢測所述節氣門的異常。根據所述動作監視系統,能夠自動地檢測節氣門的異常。 An operation monitoring system according to a preferable aspect of the present invention includes: a throttle valve having an inlet and an outlet of driving oil, the outlet is closed by the pressure of the driving oil when the pressure of the driving oil is boosted, and the outlet is opened when the pressure of the driving oil is not boosted. the outlet; the pressure sensor is arranged near the outlet of the throttle valve to measure the pressure of the driving oil flowing out from the outlet; The periodic variation of the pressure of the driving oil flowing out of the outlet of the throttle valve is stored in advance as a reference variation; and the detection unit compares the measured value of the pressure sensor with the reference variation to detect the throttle exception. According to the above operation monitoring system, abnormality of the throttle valve can be automatically detected.
優選為所述油壓驅動管線的所述驅動對象包括柴油發動機的排氣閥。 Preferably, the drive object of the hydraulic drive line includes an exhaust valve of a diesel engine.
優選為從所述節氣門的所述出口流出的驅動油的至少一部分被導向所述排氣閥的滑動部,作為潤滑油使用。 Preferably, at least a part of the driving oil flowing out from the outlet of the throttle valve is guided to the sliding portion of the exhaust valve and used as lubricating oil.
優選為所述油壓驅動管線的所述驅動對象包括柴油發動機的燃料供給泵。 Preferably, the drive object of the hydraulic drive line includes a fuel supply pump of a diesel engine.
優選為由所述檢測部檢測出的異常包括所述節氣門的常開。 Preferably, the abnormality detected by the detection unit includes a normal opening of the throttle valve.
優選為由所述檢測部檢測出的異常包括所述節氣門的常閉。 Preferably, the abnormality detected by the detection unit includes a normally closed state of the throttle valve.
優選為所述動作監視系統還具備流出管路,所述流出管路引導從所述節氣門的所述出口流出的驅動油。所述壓力感測器測定所述流出管路的下部的驅動油的壓力。 Preferably, the operation monitoring system further includes an outflow line for guiding driving oil flowing out from the outlet of the throttle valve. The pressure sensor measures the pressure of the drive oil in the lower portion of the outflow line.
優選為所述動作監視系統還具備流出管路,所述流出管路引導從所述節氣門的所述出口流出的驅動油。所述流出管路獨立於排泄管線而設置,所述排泄管線供從所述油壓驅動管線的所述節氣門以外的部位排出的驅動油流動。 Preferably, the operation monitoring system further includes an outflow line for guiding driving oil flowing out from the outlet of the throttle valve. The outflow line is provided independently of a drain line through which driving oil discharged from a portion of the hydraulic drive line other than the throttle valve flows.
所述目的及其他目的、特徵、形態及優點通過以下參照附圖進行的所述發明的詳細說明來闡明。 These and other objects, features, aspects, and advantages will be clarified by the following detailed description of the invention with reference to the accompanying drawings.
1:柴油發動機 1: Diesel engine
2:氣缸 2: Cylinder
3:活塞 3: Piston
5:增壓器 5: Supercharger
6:燃料供給機構 6: Fuel supply mechanism
7:油壓驅動機構 7: Hydraulic drive mechanism
20:燃燒室 20: Combustion chamber
21:氣缸套 21: cylinder liner
22:氣缸蓋 22: cylinder head
23:掃氣口 23: Scavenging port
24:排氣口 24: Exhaust port
25:排氣閥 25: exhaust valve
31:活塞頭部 31: Piston head
32:活塞杆 32: piston rod
41:掃氣管 41: Scavenging pipe
42:排氣管 42: exhaust pipe
43:空氣冷卻器 43: Air cooler
51:渦輪 51:Turbo
52:壓縮機 52:Compressor
61:燃料噴射部 61:Fuel injection part
62:燃料供給泵 62: Fuel supply pump
71:第一油壓驅動管線 71: The first hydraulic drive pipeline
72:第二油壓驅動管線 72: The second hydraulic drive pipeline
73:驅動油箱 73: Drive oil tank
74:驅動油泵 74: Drive oil pump
75、75a:節氣門 75, 75a: throttle valve
76:動作監視系統 76:Motion monitoring system
81:處理器 81: Processor
82:記憶體 82: memory
83:輸入輸出部 83: Input and output section
84:總線 84: bus
85:鍵盤 85: keyboard
86:滑鼠 86:mouse
87:顯示器 87: display
90:基準變動 90: Benchmark Change
92:壓力 92: pressure
231:掃氣室 231: Scavenging chamber
241:排氣路徑 241: exhaust path
251:閥體 251: valve body
252:閥杆 252: valve stem
253:排氣閥油壓缸 253: Exhaust valve hydraulic cylinder
254:空氣活塞 254: Air piston
255:驅動油積存部 255: Drive oil storage department
621:燃料缸 621: fuel tank
622:燃料柱塞 622:Fuel plunger
711、721:配管 711, 721: Piping
712、722:閥 712, 722: valve
713:流路 713: flow path
714:油壓活塞 714: hydraulic piston
715:彈簧 715: spring
716:緩衝部 716: Buffer
724:油壓缸 724: hydraulic cylinder
725:油壓柱塞 725: Hydraulic plunger
751:外筒部 751: Outer cylinder
752:內筒部 752: Inner cylinder
753:彈性構件 753: elastic member
754:入口 754:Entrance
755:出口 755: export
756:節流孔 756: Orifice
761、761a:感測器部 761, 761a: Sensor part
762:監視部 762: Surveillance Department
764、764a:安裝部 764, 764a: installation part
765、765a:壓力感測器 765, 765a: pressure sensor
766:儲存部 766: storage department
767:檢測部 767: Detection Department
769、769a:流出管路 769, 769a: outflow line
J1:中心軸 J1: central axis
圖1是表示一個實施方式的柴油發動機的構成的圖。 FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a diesel engine according to an embodiment.
圖2是表示排氣閥油壓缸附近的剖面圖。 Fig. 2 is a sectional view showing the vicinity of the exhaust valve hydraulic cylinder.
圖3是表示節氣門的剖面圖。 Fig. 3 is a sectional view showing a throttle valve.
圖4是表示節氣門的剖面圖。 Fig. 4 is a sectional view showing a throttle valve.
圖5是表示監視部的構成的圖。 FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a monitoring unit.
圖6是表示驅動油的基準變動的一例的圖。 FIG. 6 is a graph showing an example of a standard fluctuation of driving oil.
圖7是表示節氣門的動作異常時的驅動油的壓力變動的一例的圖。 FIG. 7 is a graph showing an example of the pressure fluctuation of the driving oil when the operation of the throttle valve is abnormal.
圖8是表示節氣門的動作異常時的驅動油的壓力變動的一例的圖。 FIG. 8 is a graph showing an example of pressure fluctuation of the driving oil when the throttle valve is abnormally operated.
圖9是表示燃料供給泵附近的剖面圖。 Fig. 9 is a sectional view showing the vicinity of a fuel supply pump.
圖1是表示本發明的一個實施方式的柴油發動機1的構成的圖。圖1所例示的柴油發動機1是用作船舶的主機的二衝程發動機。在圖1中,用剖面表示柴油發動機1的一部分的構成。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a
柴油發動機1具備:氣缸2、活塞3、排氣閥25、排氣路徑241、排氣管42、增壓器5、空氣冷卻器43、掃氣管41、掃氣室231、燃料供給機構6、油壓驅動機構7。
氣缸2包括氣缸套21和氣缸蓋22。氣缸套21是大致圓筒狀的構件。氣缸蓋22是安裝於氣缸套21的上部的大致有蓋圓筒狀的構件。氣缸蓋22覆蓋氣缸套21的上部開口。在氣缸套21
的下端部附近,呈周狀地設有多個貫通孔。所述多個貫通孔是向氣缸2內供給後述的掃氣的掃氣口23。在掃氣口23的周圍配置有掃氣室231。掃氣口23經由掃氣室231而連接於掃氣管41。
The
在氣缸蓋22的上端部設有將氣缸2內的氣體排出到氣缸2外的排氣口24。排氣口24的俯視下的形狀(即,從圖1中的上下方向觀察的形狀)為大致圓形。再者,圖1中的上下方向未必需要與重力方向一致。
An
排氣閥25配置在上下方向上與排氣口24重疊的位置,對排氣口24進行開閉。排氣閥25具備閥體251和閥杆252。閥體251是位於排氣口24的下方的大致圓錐狀的部位。俯視時的閥體251的直徑比俯視時的排氣口24的直徑大。閥杆252是從閥體251的上端部向上方延伸的大致圓柱狀的部位。閥杆252的上端部被收容在設於氣缸2上方的排氣閥油壓缸253的內部,被支持為能夠沿上下方向移動。
The
排氣閥25通過油壓驅動機構7而在上下方向上移動。如圖1中實線所示,在排氣閥25的閥體251從排氣口24向下分離的狀態下,排氣口24開放,氣缸2內的氣體經由排氣口24而排出至氣缸2外。另一方面,在閥體251位於圖1中雙點劃線所示的位置的狀態下,閥體251與排氣口24的周緣部接觸,而將排氣口24封閉,因此,氣缸2內的氣體不會從排氣口24排出。在以下的說明中,將圖1中實線所示的排氣閥25的位置稱為“開放位置”,將雙點劃線所示的排氣閥25的位置稱為“封閉位置”。排氣
閥25能夠在開放位置和比開放位置更靠上側的封閉位置之間沿上下方向移動。
The
在排氣閥25位於開放位置的狀態下,從排氣口24排出至氣缸2的外部的氣體(以下稱為“排氣”。)經由排氣路徑241而導向排氣管42。在實際的柴油發動機1中,並列設置有多個氣缸2,多個氣缸2與一個掃氣管41和一個排氣管42連接。
With the
排氣管42內的排氣向作為渦輪增壓器的增壓器5送出,供給至增壓器5的渦輪51。用於渦輪51的旋轉的排氣經由用於還原氮氧化物(NOX)的還原催化劑等(省略圖示)而向柴油發動機1的外部排出。在增壓器5的壓縮機52中,利用由渦輪51產生的旋轉力,對從柴油發動機1的外部吸入的進氣(空氣)進行加壓。經加壓的空氣(以下稱為“掃氣”。)在空氣冷卻器43中利用海水等製冷劑進行冷卻後,供給到掃氣管41內。這樣,在增壓器5中,利用排氣對進氣加壓,生成掃氣。
The exhaust gas in the
活塞3能夠在氣缸2內沿圖1中的上下方向移動。在圖1中,雙點劃線所示的活塞3的位置為上止點,實線所示的活塞3的位置為下止點。活塞3具備活塞頭部31和活塞杆32。活塞頭部31是插入氣缸套21的厚的大致圓板狀的部位。活塞杆32是上端與活塞頭部31的下表面連接的大致圓柱狀的部位。活塞杆32的下端與省略圖示的曲柄機構連接。在圖1所例示的柴油發動機1中,由氣缸套21、氣缸蓋22、排氣閥25以及活塞頭部31的上表面圍成的空間是用於燃燒氣體的燃燒室20。
The
燃料供給機構6具備燃料噴射部61和燃料供給泵62。燃料噴射部61是使前端部朝向燃燒室20而安裝在氣缸蓋22的噴嘴。燃料供給泵62經由燃料配管而與燃料箱(省略圖示)連接,將燃料箱內的燃料向燃料噴射部61送出。燃料噴射部61將從燃料供給泵62供給的燃料向燃燒室20噴射。燃料供給泵62也由所述的油壓驅動機構7驅動。
The
接著,對柴油發動機1的動作進行說明。在柴油發動機1中,當活塞3從下止點上升而位於上止點附近時,排氣閥25位於封閉位置,排氣口24被封閉。因此,燃燒室20內的氣體(如後所述,掃氣)被壓縮。而且,從燃料噴射部61向燃燒室20內噴射燃料,氣化的燃料自點火,燃燒室20內的氣體發生燃燒(即爆炸)。由此,活塞3被往下壓,向下止點移動。再者,燃燒室20內的氣體未必需要自點火,也可以使用火花塞等進行燃燒室20內的氣體的點火。
Next, the operation of the
在燃燒室20內的氣體燃燒後,在活塞3到達下止點之前,排氣閥25從封閉位置向開放位置下降,排氣口24開放。由此,開始排出燃燒室20內的已燃燒氣體。如上所述,從燃燒室20排出的氣體(即排氣)經由排氣路徑241和排氣管42而供給至增壓器5的渦輪51,並通過還原催化劑等排出到柴油發動機1的外部。
After the gas in the
當活塞3下降至下止點附近,活塞頭部31的上表面移動至比掃氣口23更下側處時,掃氣口23開放,燃燒室20和掃氣室
231經由掃氣口23而連通。由此,掃氣室231內的掃氣被供給到燃燒室20內。
When the
活塞3在到達下止點後轉為上升。活塞頭部31的上表面上升到比掃氣口23更上側處,由此掃氣口23封閉,從而停止向燃燒室20內供給掃氣。繼而,排氣口24被排氣閥25封閉,燃燒室20密閉。通過活塞3進一步上升,燃燒室20內的掃氣被壓縮。而且,當活塞3到達上止點附近時,從燃料噴射部61向燃燒室20內噴射燃料,在燃燒室20內產生所述的燃燒。在柴油發動機1中,反復進行所述動作。
接著,對所述油壓驅動機構7的詳細情況進行說明。油壓驅動機構7具備第一油壓驅動管線71、第二油壓驅動管線72、驅動油箱73、驅動油泵74。驅動油箱73貯存驅動油。驅動油泵74將驅動油箱73內的驅動油向第一油壓驅動管線71、第二油壓驅動管線72送出。第一油壓驅動管線71與排氣閥油壓缸253連接,驅動排氣閥25。第二油壓驅動管線72與燃料供給機構6連接,驅動燃料供給泵62。即,以排氣閥25為驅動對象的油壓驅動管線為“第一油壓驅動管線71”。另外,以燃料供給泵62為驅動對象的油壓驅動管線為“第二油壓驅動管線72”。
Next, details of the
圖2是放大表示排氣閥油壓缸253附近的剖面圖。在圖2中,一並表示第一油壓驅動管線71的構成。第一油壓驅動管線71具備配管711、閥712、流路713、油壓活塞714、彈簧715和節氣門75。流路713形成於排氣閥油壓缸253內。油壓活塞714、
彈簧715、節氣門75收容在排氣閥油壓缸253的內部。在節氣門75附近設置有節氣門75的動作監視系統76。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the exhaust valve
配管711將從驅動油泵74(參照圖1)送出的驅動油導向流路713。在圖2中,對在流路713等中流動的驅動油也標注平行斜線。閥712設置在配管711上,控制驅動油向流路713的供給。通過閥712的開閉,第一油壓驅動管線71的驅動油的狀態在升壓狀態和非升壓狀態之間切換。在圖2中,表示非升壓時的第一油壓驅動管線71。
The piping 711 guides the driving oil sent from the driving oil pump 74 (see FIG. 1 ) to the
流路713與油壓活塞714的上端部及節氣門75的下端部連接。油壓活塞714是大致有蓋圓筒狀的構件。在油壓活塞714的內部收容有彈簧715。彈簧715的下端部與排氣閥25的閥杆252的上端面接觸。閥杆252通過被設置在排氣閥油壓缸253內的空氣活塞254向彈簧715(即,向上方)按壓。彈簧715例如是螺旋彈簧。彈簧715也可以是螺旋彈簧以外的各種彈性構件。
The
在非升壓時的第一油壓驅動管線71中,受到空氣活塞254的壓力,閥杆252、油壓活塞714及彈簧715被向上方按壓。油壓活塞714的上端部與排氣閥油壓缸253的頂蓋部接觸或接近,排氣閥25為封閉狀態。另一方面,在升壓時的第一油壓驅動管線71中,受到經升壓的驅動油的壓力,彈簧715被向下方按壓。由此,彈簧715和閥杆252抵抗空氣活塞254的壓力而向下方移動,排氣閥25成為開放狀態。在第一油壓驅動管線71中,當驅動油的升壓結束而返回到非升壓狀態時,通過空氣活塞254的壓
力將閥杆252及彈簧715推起,排氣閥25成為封閉狀態。
In the first
排氣閥油壓缸253內的驅動油從設置在排氣閥油壓缸253的側壁的多個節流孔流出,由設置在空氣活塞254的下側的驅動油積存部255接受,並暫時貯存。貯存在驅動油積存部255中的驅動油從驅動油積存部255與閥杆252之間的間隙沿閥杆252的外側面向下方流下。由此,在排氣閥25的滑動部(例如,支持閥杆252的支持部與閥杆252之間的部位)降低摩擦阻力,排氣閥25的上下方向的移動得以順暢地進行。另外,所述滑動部被氣密地密封。
The driving oil in the exhaust valve
從驅動油積存部255流下的驅動油作為排泄油暫時貯存在位於氣缸2下側的曲軸箱(省略圖示)中。排泄油被循環泵吸起,通過過濾器等被淨化後,返回驅動油箱73而被再利用。在以下的說明中,將從排氣閥油壓缸253到曲軸箱的驅動油的流路稱為“排泄管線”。
The driving oil flowing down from the driving
節氣門75是對第一油壓驅動管線71的驅動油進行排氣的機械式的閥。節氣門75在第一油壓驅動管線71中配置在例如油壓活塞714的上方。節氣門75的上端部配置在形成於排氣閥油壓缸253的緩衝部716的內部。緩衝部716是暫時貯存經由節氣門75而從流路713流出的驅動油的比較小的空間。
The
圖3及圖4是放大表示節氣門75的剖面圖。圖3表示第一油壓驅動管線71非升壓時的開放狀態的節氣門75。圖4表示第一油壓驅動管線71升壓時的封閉狀態的節氣門75。節氣門75是
以中心軸J1為中心的大致圓筒狀的構件。在圖3所示的例子中,中心軸J1朝向大致上下方向。節氣門75的上下方向的長度例如為4.3cm~5.5cm。
3 and 4 are enlarged cross-sectional views of the
節氣門75具備外筒部751、內筒部752和彈性構件753。外筒部751和內筒部752分別是以中心軸J1為中心沿大致上下方向延伸的大致圓筒狀的構件。外筒部751在下端及上端分別具有下部開口(即,驅動油的入口754)及上部開口(即,驅動油的出口755)。內筒部752在下部開口和上部開口之間配置於外筒部751的內部。內筒部752能夠在圖3所示的位置和圖4所示的位置之間沿上下方向移動。彈性構件753在內筒部752的外側面與外筒部751的內側面之間,以在上下方向上被壓縮的狀態配置。彈性構件753向下方按壓內筒部752。在圖3和圖4所示的例子中,彈性構件753是螺旋彈簧。
The
在內筒部752的上部側面設有分別貫通內筒部752的多個節流孔756。在節氣門75中,內筒部752的內部空間和外筒部751的內部空間經由多個節流孔756而連通。在圖3及圖4所示的例子中,四個節流孔756在以中心軸J1為中心的周向上以大致等角度間隔配置。節流孔756的數量和配置可以適當變更。
A plurality of orifice holes 756 penetrating through the inner
在圖3所示的非升壓時的第一油壓驅動管線71中,流路713(參照圖2)內的驅動油經由下部開口流入節氣門75內,在內筒部752的內部空間向上方流動。所述驅動油從內筒部752的內部空間經由多個節流孔756向內筒部752的上部外側面與外筒部
751的內側面之間的空間流出,並經由上部開口流出至節氣門75的外部。第一油壓驅動管線71的驅動油中的氣體與從節氣門75流出至外部的驅動油一起排出至第一油壓驅動管線71的外部。在節氣門75中,下部開口是驅動油的入口,上部開口是驅動油的出口。在以下的說明中,將節氣門75的下部開口和上部開口分別稱為“入口754”和“出口755”。
In the first
另一方面,在圖4所示的升壓時的第一油壓驅動管線71中,受到經升壓的驅動油的壓力,內筒部752被向上方按壓。由此,內筒部752壓縮彈性構件753的同時向上方移動,內筒部752的上端部外表面與外筒部751的內表面接觸。其結果,出口755被內筒部752封閉,停止驅動油從節氣門75流出。在節氣門75中,當驅動油的升壓結束而返回到非升壓狀態時,通過彈性構件753的復原力將內筒部752往下壓,出口755開放。
On the other hand, in the first
如圖2所示,動作監視系統76具備所述的節氣門75、感測器部761、監視部762、流出管路769。感測器部761在節氣門75的出口755附近安裝於排氣閥油壓缸253,並與緩衝部716連接。感測器部761具備安裝部764和壓力感測器765。安裝部764在緩衝部716的側方安裝在排氣閥油壓缸253的外側壁。在安裝部764的內部形成有供從緩衝部716向排氣閥油壓缸253的外部流出的驅動油流動的流路。壓力感測器765配置在安裝部764的所述流路的下側,在流路下部持續測定在所述流路中流動的驅動油的壓力(即,從節氣門75的出口755流出的驅動油的壓力)。
壓力感測器765配置於比節氣門75的出口755更下側處。來自壓力感測器765的輸出被發送到監視部762。
As shown in FIG. 2 , the
流出管路769的一個端部與安裝部764連接。安裝部764的內部的流路也被認為是流出管路769的一部分。流出管路769是在排氣閥油壓缸253的外部,向上方延伸到比節氣門75的出口755更上側處,然後向下方延伸的配管。流出管路769的另一端部與排氣閥油壓缸253連接,在比驅動油積存部255更上側處與排氣閥油壓缸253的內部空間連通。流出管路769獨立於所述排泄管線而設置,所述排泄管線供從第一油壓驅動管線71的節氣門75以外的部位排出的驅動油流動。再者,流出管路769也可以設置在排氣閥油壓缸253的內部。
One end of the
流出管路769使從緩衝部716向排氣閥油壓缸253的外部流出的驅動油返回排氣閥油壓缸253的內部。由流出管路769導向排氣閥油壓缸253內的驅動油由所述的驅動油積存部255接受,並暫時貯存。貯存在驅動油積存部255中的驅動油如上所述,從驅動油積存部255與閥杆252之間的間隙沿閥杆252的外側面向下方流下。由此,在排氣閥25的滑動部降低摩擦阻力,排氣閥25的上下方向的移動得以順暢地進行。另外,所述滑動部被氣密地密封。
The
流出管路769將從節氣門75的出口755流出的驅動油導向排氣閥25的滑動部。如上所述,被引導到所述滑動部的驅動油被用作降低摩擦的潤滑油。再者,流出管路769未必需要將從節
氣門75流出的全部驅動油導向排氣閥25的滑動部。流出管路769將從節氣門75流出的驅動油的至少一部分導向排氣閥25的滑動部。
The
監視部762例如是通常的計算機。所述計算機如圖5所示,具備處理器81、記憶體82、輸入輸出部83、總線84。總線84是連接處理器81、記憶體82以及輸入輸出部83的信號電路。記憶體82儲存程序和各種信息。處理器81根據儲存在記憶體82中的程序等,一邊利用記憶體82等一邊執行各種處理(例如,數值計算或圖像處理)。輸入輸出部83經由接口連接至總線84,並具備接受來自操作者的輸入的鍵盤85和滑鼠86、以及顯示來自處理器81的輸出等的顯示器87。
The
如圖2所示,監視部762具備儲存部766和檢測部767。儲存部766主要由記憶體82實現,儲存各種信息。檢測部767主要由處理器81實現,根據保存在儲存部766中的信息、及來自壓力感測器765的輸出,檢測節氣門75和後述的節氣門75a的異常。
As shown in FIG. 2 , the
具體而言,儲存部766將排氣閥25正常運作時的從節氣門75的出口755流出的驅動油的壓力的周期性變動作為“基準變動”而預先儲存。基準變動例如在由行程感測器等確認到排氣閥25處於正常運作中的狀態下,通過由壓力感測器765測定驅動油的壓力而取得。或者,基準變動也可以通過模擬等求出。
Specifically, the
圖6是表示驅動油的基準變動的一例的圖。圖6中的橫軸表示與活塞3連接的所述曲柄機構的曲柄角度(°)。圖6中的
縱軸表示從節氣門75的出口755流出的驅動油的壓力(bar)。圖6中的標注符號90的曲線圖是驅動油的壓力的基準變動。在曲柄角度為0°至約120°的範圍內,第一油壓驅動管線71為非升壓狀態,驅動油從開放狀態的節氣門75的出口755流出。因此,由壓力感測器765測定的驅動油的壓力與非升壓時的驅動油的壓力大致相同,比較低。
FIG. 6 is a graph showing an example of a standard fluctuation of driving oil. The horizontal axis in FIG. 6 represents the crank angle (°) of the crank mechanism connected to the
當曲柄角度變為約120°時,第一油壓驅動管線71成為升壓狀態,節氣門75從開放狀態向封閉狀態轉移。此時,在節氣門75成為封閉狀態之前的短時間內,升壓後的驅動油從節氣門75的出口755流出。因此,在曲柄角度為約120°時,由壓力感測器765測定的驅動油的壓力瞬間增大,產生基準變動中的壓力的峰值。
When the crank angle reaches approximately 120°, the first
在曲柄角度為約120°至約240°的範圍內,第一油壓驅動管線71為升壓狀態,節氣門75處於封閉狀態,因此由壓力感測器765測定的驅動油的壓力比較低。另外,在曲柄角度為約240°至360°的範圍內,第一油壓驅動管線71為非升壓狀態,節氣門75處於開放狀態,因此由壓力感測器765測定的驅動油的壓力比較低。再者,曲柄角度為約300°至360°的範圍內的驅動油的壓力變動是由驅動油的補給等引起,而不是由節氣門75的開閉等引起。
In the crank angle range of about 120° to about 240°, the pressure of the first
在節氣門75中,例如有可能產生異物夾在內筒部752和外筒部751之間而使內筒部752不能移動的異常。如果在節氣門75處於開放狀態時內筒部752不能移動,則即使在第一油壓驅動
管線71內的驅動油升壓時,節氣門75也維持開放狀態,升壓後的驅動油繼續從節氣門75的出口755流出。因此,由壓力感測器765測定的驅動油的壓力如圖7中實線91所示,在曲柄角度為約120°到約240°的範圍內,比基準變動(虛線90)大。壓力感測器765的測定值被送到檢測部767。檢測部767中,通過將壓力感測器765的測定值與第一油壓驅動管線71的基準變動進行比較,來檢測節氣門75的異常(圖7所示的例子中,節氣門75的常開)。再者,節氣門75的常開異常例如也有可能因驅動油中的氣體在內筒部752的內部等滯留較多的氣蝕等產生。
In the
另外,如果在節氣門75處於封閉狀態時內筒部752無法移動,則即使在第一油壓驅動管線71內的驅動油非升壓時,節氣門75也維持封閉狀態,驅動油不會從節氣門75的出口755流出。因此,由壓力感測器765測定的驅動油的壓力如圖8中實線92所示,與曲柄角度無關而維持在比較低的狀態,不會產生基準變動(虛線90)的曲柄角度120°附近的峰值。檢測部767中,通過將壓力感測器765的測定值與基準變動進行比較,來檢測節氣門75的異常(圖8所示的例子中,節氣門75的常閉)。
In addition, if the inner
再者,節氣門75的常閉異常例如也有可能因彈性構件753的折損等產生。另外,在異物等堵塞節氣門75的多個節流孔756中的情況下,無論內筒部752的位置如何,內筒部752內的驅動油都不會流向出口755,因此認為產生了與節氣門75的常閉異常同樣的異常。在動作監視系統76中,當檢測到節氣門75的異
常時,檢測部767例如通過顯示器87上的警告顯示或警報音等,向作業人員通知異常的檢測。
In addition, the normally closed abnormality of the
如以上所說明那樣,動作監視系統76對設置在柴油發動機1的油壓驅動管線(即,第一油壓驅動管線71)上進行驅動油的排氣的節氣門75的動作進行監視。動作監視系統76具備節氣門75、壓力感測器765、儲存部766、檢測部767。節氣門75具有驅動油的入口754和出口755。節氣門75在驅動油升壓時受到驅動油的壓力而封閉出口755,在驅動油非升壓時開放出口755。壓力感測器765配置於節氣門75的出口755附近。壓力感測器765測定從出口755流出的驅動油的壓力。儲存部766將第一油壓驅動管線71的驅動對象(即,排氣閥25)正常運作時的從節氣門75的出口755流出的驅動油的壓力的周期性變動作為基準變動而預先儲存。檢測部767對壓力感測器765的測定值與基準變動進行比較來檢測節氣門75的異常。
As described above, the
由此,能夠自動地檢測設置於第一油壓驅動管線71的節氣門75的異常。其結果,能夠防止或抑制由節氣門75的異常引起的所述驅動對象的動作異常,從而能夠防止或抑制柴油發動機1的故障。
Thereby, an abnormality of the
如上所述,第一油壓驅動管線71的驅動對象優選包括柴油發動機1的排氣閥25。由此,能夠防止或抑制對柴油發動機1的驅動起到重要作用的排氣閥25的動作異常。
As described above, the drive object of the first
如上所述,優選從節氣門75的出口755流出的驅動油的
至少一部分被導向排氣閥25的滑動部,作為潤滑油使用。由此,可不設置與驅動油不同的潤滑油供給管線,就能夠防止或抑制排氣閥25的滑動部的潤滑異常(例如,潤滑油不足引起的摩擦增大)。其結果,能夠簡化柴油發動機1的結構。
As mentioned above, it is preferable that the driving oil flowing out from the
動作監視系統76中,優選為由檢測部767檢測出的異常包括節氣門75的常開。由此,能夠防止或抑制由節氣門75的常開引起的第一油壓驅動管線71的升壓不足,其結果,能夠防止或抑制由驅動力不足等引起的驅動對象(即,排氣閥25)的動作異常。
In the
動作監視系統76中,優選為由檢測部767檢測出的異常包括節氣門75的常閉。由此,能夠防止或抑制由節氣門75的常閉引起的驅動油中含有過剩的氣體,其結果,能夠防止或抑制由氣蝕等引起的驅動對象(即,排氣閥25)的動作異常。
In the
如上所述,優選為動作監視系統76還具備流出管路769,所述流出管路769引導從節氣門75的出口755流出的驅動油。另外,優選壓力感測器765測定流出管路769的下部的驅動油的壓力。由此,能夠使壓力感測器765的測定部適當地浸漬在驅動油中。其結果,能夠提高壓力感測器765對驅動油的壓力測定的精度,從而能夠高精度地檢測節氣門75的異常。
As described above, it is preferable that the
如上所述,優選為動作監視系統76還具備流出管路769,所述流出管路769引導從節氣門75的出口755流出的驅動油。另外,優選為流出管路769獨立於排泄管線而設置,所述排
泄管線供從第一油壓驅動管線71的節氣門75以外的部位排出的驅動油流動。由此,能夠防止或降低從節氣門75以外流出的驅動油的壓力變動帶來的影響,精度良好地進行從節氣門75流出的驅動油的壓力測定。其結果,能夠高精度地檢測節氣門75的異常。
As described above, it is preferable that the
圖9是放大表示燃料供給機構6的燃料供給泵62附近的剖面圖。在圖9中,一並表示第二油壓驅動管線72的構成。燃料供給泵62具備燃料缸621和燃料柱塞622。第二油壓驅動管線72具備配管721、閥722、油壓缸724、油壓柱塞725、以及節氣門75a。節氣門75a具有與所述節氣門75相同的結構(參照圖3和圖4)。
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the
配管721將從驅動油泵74(參照圖1)送出的驅動油導向油壓缸724。閥722設置在配管721上,控制驅動油向油壓缸724的供給。通過閥722的開閉,第二油壓驅動管線72的驅動油的狀態在升壓狀態和非升壓狀態之間切換。在圖9中,示出非升壓時的第二油壓驅動管線72。
The
油壓缸724是大致有底圓筒狀的構件。在油壓缸724的內部收容有大致圓柱狀的油壓柱塞725。燃料缸621是大致圓筒狀的構件。在燃料缸621的內部收容有大致圓柱狀的燃料柱塞622。燃料缸621和燃料柱塞622安裝在油壓缸724和油壓柱塞725的上側。油壓柱塞725的上端部與燃料柱塞622的下端面接觸。
The
節氣門75a配置為使中心軸J1朝向大致水平方向。節氣門75a的入口754經由流路而與油壓缸724的內部空間連通。所
述流路與油壓缸724的內部空間的下端部連接。節氣門75a的出口755與所述動作監視系統76的另一個感測器部761a連接。
The
感測器部761a與所述感測器部761同樣,具有安裝部764a和壓力感測器765a。安裝部764a安裝在油壓缸724的外側壁。在安裝部764a的內部形成有供從節氣門75a流出的驅動油流動的流路。壓力感測器765a配置在安裝部764a的所述流路的下側,在流路下部持續測定在所述流路中流動的驅動油的壓力(即,從節氣門75a的出口755流出的驅動油的壓力)。壓力感測器765a配置於比節氣門75a的出口755更下側處。從安裝部764a的流路流出的驅動油通過流出管路769a被導向所述排泄管線。
The sensor part 761a has the attachment part 764a and the
流出管路769a的一個端部與安裝部764a連接。安裝部764a的內部的流路也被認為是流出管路769a的一部分。流出管路769a是在油壓缸724的外部,向上方延伸到比節氣門75a的出口755更上側處,然後向下方延伸的配管。流出管路769a獨立於所述排泄管線而設置,所述排泄管線供從第二油壓驅動管線72的節氣門75a以外的部位排出的驅動油流動。
One end of the outflow line 769a is connected to the mounting portion 764a. The flow path inside the mounting portion 764a is also regarded as a part of the outflow line 769a. The outflow line 769a is a pipe extending upward beyond the
在非升壓時的第二油壓驅動管線72中,油壓柱塞725及燃料柱塞622未被驅動油推起,在燃料缸621的內部(即,比燃料柱塞622的上端面更上側的空間)暫時貯存有燃料。另外,節氣門75a為開放狀態(參照圖3),節氣門75a內的驅動油與驅動油中的氣體一起從出口755向第二油壓驅動管線72的外部流出。
In the second oil
另一方面,在升壓時的第二油壓驅動管線72中,受到經
升壓的驅動油的壓力,節氣門75a成為封閉狀態。另外,受到升壓後的驅動油的壓力,油壓柱塞725及燃料柱塞622被推起。由此,燃料缸621內的所述燃料從燃料供給泵62向燃料噴射部61供給,從燃料噴射部61向燃燒室20(參照圖1)內噴射。在第二油壓驅動管線72中,當驅動油的升壓結束而返回非升壓狀態時,與所述同樣,節氣門75a成為開放狀態,向燃料缸621內供給規定量的燃料。另外,油壓柱塞725及燃料柱塞622通過各自的自重及向燃料缸621內供給燃料的壓力而下降。
On the other hand, in the second oil
動作監視系統76中,來自壓力感測器765a的輸出被發送到所述監視部762。在監視部762的儲存部766中,將燃料供給泵62正常運作時的從節氣門75a的出口755流出的驅動油的壓力的周期性變動作為“基準變動”而預先儲存。所述基準變動是第二油壓驅動管線72中的基準變動,與所述第一油壓驅動管線71中的基準變動不同。第二油壓驅動管線72的所述基準變動例如在確認到燃料供給泵62處於正常運作中的狀態下,通過由壓力感測器765a測定驅動油的壓力而取得。或者,基準變動也可以通過模擬等求出。
In the
在所述基準變動中,第二油壓驅動管線72成為升壓狀態,在節氣門75a從開放狀態朝封閉狀態轉變的短時間內,升壓後的驅動油從節氣門75a的出口755流出。因此,由壓力感測器765a測定的驅動油的壓力瞬間增大,產生壓力的峰值。在產生所述峰值的範圍以外,基準變動中的驅動油的壓力較低。
During the reference fluctuation, the second
如果節氣門75a產生常開異常,則在第二油壓驅動管線72升壓時,升壓後的驅動油繼續從節氣門75a的出口755流出。因此,由壓力感測器765a測定的驅動油的壓力在第二油壓驅動管線72的驅動油處於升壓狀態的期間,比所述的基準變動大。壓力感測器765a的測定值被送到檢測部767。檢測部767中,通過將壓力感測器765a的測定值與第二油壓驅動管線72的基準變動進行比較,來檢測節氣門75a的常開異常。
If the
另外,如果節氣門75a產生常閉異常,驅動油不會從節氣門75a的出口755流出。因此,由壓力感測器765a測定的驅動油的壓力與第二油壓驅動管線72的升壓時及非升壓時無關,維持比較低的狀態。檢測部767中,通過將壓力感測器765a的測定值與第二油壓驅動管線72的基準變動進行比較,來檢測節氣門75a的常閉異常。在動作監視系統76中,當檢測到節氣門75a的異常時,檢測部767例如通過顯示器87上的警告顯示或警報音等,向作業人員通知異常的檢測。
Also, if the
如以上所說明那樣,動作監視系統76對設置在柴油發動機1的油壓驅動管線(即,第二油壓驅動管線72)上進行驅動油的排氣的節氣門75a的動作進行監視。動作監視系統76具備節氣門75a、壓力感測器765a、儲存部766、檢測部767。節氣門75a具有驅動油的入口754和出口755。節氣門75a在驅動油升壓時受到驅動油的壓力而封閉出口755,在驅動油非升壓時開放出口755。壓力感測器765a配置於節氣門75a的出口755附近。壓力
感測器765a測定從出口755流出的驅動油的壓力。儲存部766將第二油壓驅動管線72的驅動對象(即,燃料供給泵62)正常運作時的從節氣門75a的出口755流出的驅動油的壓力的周期性變動作為基準變動而預先儲存。檢測部767將壓力感測器765a的測定值與基準變動進行比較,檢測節氣門75a的異常。
As described above, the
由此,能夠自動地檢測設置於第二油壓驅動管線72的節氣門75a的異常。其結果,能夠防止或抑制由節氣門75a的異常引起的所述驅動對象的動作異常,從而能夠防止或抑制柴油發動機1的故障。
Thereby, abnormality of the
如上所述,第二油壓驅動管線72的驅動對象優選包括柴油發動機1的燃料供給泵62。由此,能夠防止或抑制對柴油發動機1的驅動起到重要作用的燃料供給泵62的動作異常。
As described above, the drive target of the second
在動作監視系統76中,優選為由檢測部767檢測出的異常包括節氣門75a的常開。由此,能夠防止或抑制由節氣門75a的常開引起的第二油壓驅動管線72的升壓不足,其結果,能夠防止或抑制由驅動力不足等引起的驅動對象(即,燃料供給泵62)的動作異常。
In the
動作監視系統76中,優選為由檢測部767檢測出的異常包括節氣門75a的常閉。由此,能夠防止或抑制由節氣門75a的常閉引起的驅動油中含有過剩的氣體,其結果,能夠防止或抑制由氣蝕等引起的驅動對象(即,燃料供給泵62)的動作異常。
In the
如上所述,優選為動作監視系統76還具備流出管路
769a,所述流出管路769a引導從節氣門75a的出口755流出的驅動油。另外,壓力感測器765a優選測定流出管路769a的下部的驅動油的壓力。由此,能夠使壓力感測器765a的測定部適當地浸漬在驅動油中。其結果,能夠提高壓力感測器765a對驅動油的壓力測定的精度,從而能夠高精度地檢測節氣門75a的異常。
As mentioned above, it is preferable that the
如上所述,優選為動作監視系統76還具備流出管路769a,所述流出管路769a引導從節氣門75a的出口755流出的驅動油。另外,優選為流出管路769a獨立於排泄管線而設置,所述排泄管線供從第二油壓驅動管線72的節氣門75a以外的部位排出的驅動油流動。由此,能夠防止或降低從節氣門75a以外流出的驅動油的壓力變動帶來的影響,能夠高精度地進行從節氣門75a流出的驅動油的壓力測定。其結果,能夠高精度地檢測節氣門75a的異常。
As described above, it is preferable that the
在所述動作監視系統76中,可以進行各種變更。
In the
例如,從第一油壓驅動管線71的節氣門75流出的驅動油未必需要被導向排氣閥25的滑動部而作為潤滑油使用。
For example, the driving oil flowing out from the
在第一油壓驅動管線71中,可以省略與排泄管線獨立的流出管路769,從節氣門75的出口755流出的驅動油直接導入所述排泄管線。在第二油壓驅動管線72中,同樣也可以省略與排泄管線獨立的流出管路769a,從節氣門75a的出口755流出的驅動油直接導入所述排泄管線。
In the first
如果壓力感測器765配置在節氣門75的出口755附近,
則也可以測定流出管路769的下部以外的部位(例如,流出管路769的上部或流出管路769以外的部位)的驅動油的壓力。壓力感測器765a也同樣。
If the
由檢測部767檢測出的節氣門75、節氣門75a的異常可以是如所述那樣,節氣門75、節氣門75a的常開和常閉兩者,也可以是任意一者。另外,由檢測部767檢測出的節氣門75、節氣門75a的異常不限定於節氣門75、節氣門75a的常開和常閉,也可以是其他各種異常。
The abnormality of the
節氣門75、節氣門75a不限於具有所述結構,也可以具有其他各種結構。例如,所謂的止回閥也可以用作節氣門75、節氣門75a。
The
由動作監視系統76監視動作的節氣門未必需要設置在排氣閥25或燃料供給泵62的驅動用的油壓驅動管線上,也可以設置在驅動其他驅動對象的油壓驅動管線上。
The throttle valve whose operation is monitored by the
設置有動作監視系統76的柴油發動機1不限於二衝程發動機,也可以是四衝程發動機。另外,動作監視系統76除了設置在用作船舶的主機的柴油發動機以外,也可以設置在發電用柴油發動機或汽車用柴油發動機等設置有所述節氣門的各種柴油發動機中。
The
所述實施方式和各變形例的構成,只要不相互矛盾,可以適當組合。 The configurations of the above-described embodiments and modifications can be appropriately combined as long as they do not contradict each other.
詳細描繪並說明了發明,但所述的說明是例示性,並非 進行限定。因此,只要不脫離本發明的範圍,就可以進行多種變形和方式。 The invention has been described and described in detail, but the description is illustrative and not To limit. Therefore, various modifications and forms can be made without departing from the scope of the present invention.
25:排氣閥 25: exhaust valve
252:閥杆 252: valve stem
253:排氣閥油壓缸 253: Exhaust valve hydraulic cylinder
254:空氣活塞 254: Air piston
255:驅動油積存部 255: Drive oil storage department
71:第一油壓驅動管線 71: The first hydraulic drive pipeline
75:節氣門 75: Throttle
76:動作監視系統 76:Motion monitoring system
711:配管 711: Piping
712:閥 712: valve
713:流路 713: flow path
714:油壓活塞 714: hydraulic piston
715:彈簧 715: spring
716:緩衝部 716: Buffer
755:出口 755: export
761:感測器部 761: Sensor Department
762:監視部 762: Surveillance Department
764:安裝部 764: Installation department
765:壓力感測器 765: Pressure sensor
766:儲存部 766: storage department
767:檢測部 767: Detection Department
769:流出管路 769: Outflow pipeline
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