WO2009157436A1 - ピストンリング摺動状態モニタリング装置及び方法 - Google Patents

ピストンリング摺動状態モニタリング装置及び方法 Download PDF

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吉之 齋藤
功治 森山
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株式会社Ihi
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Definitions

  • the present invention relates to a piston ring sliding state monitoring apparatus and method.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2008-165101 filed in Japan on June 24, 2008, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Patent Document 1 is presented as a prior art document disclosing the capacitance detection type film thickness measurement technique as described above.
  • the above-described prior art provides an electronic circuit for supplying a charging current to the detection electrode in order to measure the capacitance, detecting a charging time, and discharging a charge charged in the detection electrode. Since this is necessary, the cost of the apparatus increases. In addition, it is necessary to make a through hole in the cylinder and cylinder liner by machining, and to install the detection electrode at the tip of the through hole (piston ring sliding surface). Combustion gas leakage through the through hole may also occur. Therefore, development of a technique for detecting signs of seizure of the piston by a cheaper and simpler method has been desired.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and has the following objects. (1) Detecting signs of piston burn-in with an inexpensive device. (2) The sign of piston burn-in is detected by a simpler sensor installation method than before.
  • a first piston ring sliding state monitoring device includes a temperature sensor that detects a temperature of a predetermined portion of a cylinder liner, a rotation sensor that detects rotation of an engine, a detection result of the temperature sensor, and a rotation sensor. Based on the detection result, a temperature data collecting unit that acquires temperature data at a predetermined location when the piston ring passes, and detecting the rotation of the piston ring based on the temperature data, A piston ring rotation state determination unit that determines signs.
  • a second piston ring sliding state monitoring device is the first piston ring sliding state monitoring device comprising a plurality of temperature sensors in a cross section perpendicular to the reciprocating direction of the piston.
  • a ring rotation state determination part detects rotation of a piston ring based on the average value of the temperature data regarding each temperature sensor.
  • a third piston ring sliding state monitoring device is the above first or second piston ring sliding state monitoring device, wherein the piston ring rotation state determining unit is configured to detect a temperature based on temperature data. A fluctuation period is obtained, and this fluctuation period is detected as a rotation period of the piston ring.
  • a first piston ring sliding state monitoring method includes a temperature detection step of detecting a temperature at a predetermined location of the cylinder liner, an engine rotation detection step of detecting engine rotation, a temperature detection result, and A temperature data collecting step of acquiring temperature data at a predetermined location when the piston ring passes through the predetermined location based on a detection result of rotation; a piston ring rotation detecting step of detecting rotation of the piston ring based on the temperature data; A determination step of determining an indication of piston burn-in based on the detection result of the rotation of the piston ring.
  • the second piston ring sliding state monitoring method is the temperature detection step in the first piston ring sliding state monitoring method, wherein the temperature at a plurality of points in a cross section perpendicular to the reciprocating direction of the piston is used.
  • the temperature data collection step temperature data relating to a plurality of locations is acquired, and in the piston ring rotation detection step, the rotation of the piston ring is detected based on the average value of each temperature data.
  • the third piston ring sliding state monitoring method is the above-described first or second piston ring sliding state monitoring method.
  • the temperature obtained in the temperature data collecting step is used. Based on the data, the fluctuation cycle of temperature is obtained, and this fluctuation cycle is detected as the rotation cycle of the piston ring.
  • the rotation of the piston ring is detected based on the temperature at a predetermined location of the cylinder liner, and the sign of piston burn-in is determined based on the state of this rotation.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the structure of the piston ring sliding state monitoring apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.
  • it is sectional drawing which shows the positional relationship of arrangement
  • it is sectional drawing which shows the positional relationship of arrangement
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a piston ring sliding state monitoring device according to an embodiment of the present invention.
  • the piston ring sliding state monitoring device includes four temperature sensors 1a, 1b, 1c, and 1d, a rotary encoder 2, a temperature data collection unit 3, and a piston ring rotation state determination unit 4. As shown in FIG. S is the object of monitoring.
  • the engine S to be monitored has a well-known configuration and includes a piston P that reciprocates in a cylindrical cylinder liner s1.
  • the piston P is a cylindrical member, and a piston ring p1 is fitted and mounted in a ring-shaped groove formed on the peripheral surface.
  • the piston ring p ⁇ b> 1 is a metal member formed in a ring shape as a whole, and is cut out at one place because it needs to fit into the groove of the piston P.
  • the notch part in piston ring p1 is called a joint gap.
  • the four temperature sensors 1a, 1b, 1c, 1d and the rotary encoder 2 are provided in advance in the engine S in order to control the engine S described above. It has been. That is, the four temperature sensors 1a, 1b, 1c, and 1d and the rotary encoder 2 are arranged such that the cylinder liner s1 of the piston ring p1 provided on the piston P (more precisely, the piston ring sliding surface s2 that is the surface of the cylinder liner s1) ) Is not provided separately for detecting the sliding state.
  • the four temperature sensors 1a, 1b, 1c, and 1d are, for example, thermistors, thermocouples, or resistance temperature detectors, and are embedded at equal intervals in the circumferential direction of the cylinder liner s1. That is, each temperature sensor 1 a, 1 b, 1 c, 1 d measures the temperature at four points in the circumferential direction of the cylinder liner s 1 and outputs it to the temperature data collection unit 3.
  • 2A and 2B are sectional views showing the positional relationship between the arrangement of the temperature sensors 1a, 1b, 1c and 1d and the joint gap A of the piston ring p1.
  • 2A shows a cross section of the cylinder liner s1 in a direction parallel to the reciprocating direction of the piston P
  • FIG. 2B shows a cross section of the cylinder liner s1 in a direction perpendicular to the reciprocating direction of the piston P.
  • the temperature sensors 1a, 1b, 1c, and 1d are disposed at four positions within a predetermined orthogonal cross section (arrangement cross section) in the reciprocating direction of the piston P (90 in the circumferential direction of the cylinder liner s1).
  • the piston ring p1 provided in the piston P reciprocates through the arrangement cross sections of the temperature sensors 1a, 1b, 1c, and 1d arranged as described above in accordance with the reciprocating motion of the piston P in the cylinder liner s1.
  • the rotary encoder 2 is a rotation sensor that detects the rotation of the engine S.
  • a pulse signal corresponding to the rotation state is determined from the temperature data collection unit 3 and the piston ring rotation state determination. Output to part 4.
  • the pulse signal indicates the operating state of the engine S and the crank angle of the engine S, that is, the position of the piston P in the reciprocating motion (position of the piston ring p1).
  • the temperature data collection unit 3 captures and stores the temperature detection signals input from the temperature sensors 1a, 1b, 1c, and 1d based on the pulse signal input from the rotary encoder 2. That is, the temperature data collection unit 3 takes in the temperature detection signals input from the temperature sensors 1a, 1b, 1c, and 1d when the piston ring p1 passes through the arrangement cross section, so that the piston ring p1 has the arrangement cross section.
  • the temperature of the cylinder liner s1 at the time of passing through is acquired for each of the temperature sensors 1a, 1b, 1c, and 1d, and data (temperature data) indicating these temperatures is generated and stored (accumulated).
  • the temperature data collection unit 3 provides the temperature data to the piston ring rotation state determination unit 4 in response to a request from the piston ring rotation state determination unit 4.
  • the piston ring rotation state determination unit 4 determines the rotation state of the piston ring p1 when the engine S is operating based on the temperature data and the pulse signal input from the rotary encoder 2.
  • the portion facing the gap gap A has a higher temperature than the gap other than the gap gap A due to the influence of combustion gas.
  • the rotational state (for example, the number of rotations and the rotation speed) of the joint gap A based on the temperature difference between the part other than the joint gap and the determination result is output to an external engine control device (not shown).
  • the piston P and the piston ring p1 reciprocate in the cylinder liner s1, but the piston ring p1 reciprocates in the cylinder liner s1 while rotating around the piston P. That is, the piston ring p ⁇ b> 1 is attached to the piston P in a state of being fitted in a ring-shaped groove formed on the peripheral surface of the piston P, and is not completely fixed to the piston P. Therefore, the piston ring p1 rotates in a certain direction due to the influence of friction with the cylinder liner s1 in the reciprocating motion.
  • each temperature sensor 1a, 1b, 1c, 1d has the highest temperature when the joint gap A passes through.
  • the temperature sensors 1a, 1b, 1c, and 1d are arranged at an angle of 90 ° with respect to the circumferential direction of the cylinder liner s1, the highest temperature among the temperature sensors 1a, 1b, 1c, and 1d. The time will be different.
  • FIG. 4 shows an engine S speed (engine speed) V, an oil film thickness L between the piston ring p1 and the cylinder liner s1, and a piston ring rotation index (an index indicating the number of rotations of the piston ring p1 per day).
  • N engine speed
  • N oil film thickness
  • the piston ring rotates.
  • the index N indicates a relatively large value.
  • the oil film thickness L becomes relatively small although the engine speed V is substantially the same value as in the period from December 8 to December 16, as after December 20.
  • the piston ring rotation index N is lower than the period from December 8 to December 16. That is, the piston ring p1 rotates satisfactorily when the oil film thickness L is sufficient, but rotates slowly when the oil film thickness L becomes thin, and finally stops.
  • the rotation of the piston ring p1 since the rotation of the piston ring p1 has a correlation with the oil film thickness L of the lubricating oil, by measuring the rotation of the piston ring p1 instead of measuring the oil film thickness L, the oil film thickness L It is possible to detect a sign that the engine S becomes thinner and the engine S is burned. Further, the rotation of the piston ring p1 can be detected as the rotation of the joint gap A as shown in FIG.
  • the temperature data collection unit 3 acquires and stores the temperature data shown in FIG. 3 for each of the temperature sensors 1a, 1b, 1c, and 1d. Then, the piston ring rotation state determination unit 4 generates a cycle in which the highest temperature is generated based on the temperature data of the temperature sensors 1a, 1b, 1c, and 1d stored in the temperature data collection unit 3 (that is, the gap gap A). ) Is detected.
  • the piston ring rotation state determination unit 4 obtains the above-described cycle in which the highest temperature is generated for each of the temperature sensors 1a, 1b, 1c, and 1d, and uses the average value as the final rotation cycle of the gap gap A . Further, the piston ring rotation state determination unit 4 detects a sign of the burn-in of the engine S by determining whether or not the rotation cycle is equal to or less than a predetermined threshold value. At this time, when the generation cycle of the highest temperature is equal to or less than the threshold value, the piston ring rotation state determination unit 4 determines that there is a sign of the engine S being burned and outputs an alarm to the outside.
  • the sign of the burn-in of the engine S is determined by detecting the rotation period of the joint gap A based on the temperature data of the temperature sensors 1a, 1b, 1c, and 1d.
  • the sign of piston burn-in can be detected by a cheaper and simpler method than before.
  • this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following modifications can be considered.
  • the number of temperature sensors may be other than four.
  • four temperature sensors 1a, 1b, 1c, and 1d are provided in one cross section orthogonal to the reciprocating direction of the piston P. A sensor may be provided.
  • the rotation of the piston ring p1 is detected by detecting the position of the joint gap A in the above embodiment, the present invention is not limited to this. The rotation of the piston ring p1 may be detected by other methods.
  • the rotation of the piston ring is detected based on the temperature at a predetermined location of the cylinder liner, and the sign of piston burn-in is determined based on the state of this rotation.

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Abstract

　本発明は、ピストンリング摺動状態モニタリング装置及び方法であって、シリンダライナの所定箇所における温度に基づいてピストンリングの回転周期を検出し、この回転の状態に基づいてピストンの焼き付きの兆候を判定する。これにより、静電容量を検出する従来技術よりも安価な装置でピストンの焼き付きの兆候を検知することができる。

Description

ピストンリング摺動状態モニタリング装置及び方法
　本発明は、ピストンリング摺動状態モニタリング装置及び方法に関する。
　本願は、２００８年６月２４日に日本に出願された特願２００８－１６５１０１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、運転時におけるエンジン内のピストンの焼き付きを防ぐために、潤滑油の油膜の厚さを計測する試みが行なわれている。この油膜の膜厚を計測する方法の１つとして、シリンダライナにおけるピストンリング摺動面に検出電極を設け、この検出電極によってピストンリング摺動面とピストンリングとの間隙の静電容量を計測し、この静電容量に基づいて潤滑油の膜厚を算出する方法がある。
　例えば、上記のような静電容量検出型の膜厚計測技術を開示している先行技術文献として、下記特許文献１を提示する。
特開２００７－１０７９４７号公報
　ところで、上記の従来技術は、静電容量を計測するために検出電極に充電電流を供給したり、充電時間を検出したり、また検出電極に充電された電荷を放電させる為等の電子回路を必要とする為、装置コストが高くなる。
　また、機械加工によってシリンダ及びシリンダライナに貫通穴をあけ、この貫通孔の先端部位（ピストンリング摺動面）に検出電極を設置する必要がある為、検出電極の設置に大変な手間が掛かると共に貫通穴を通じての燃焼ガス漏れが発生する可能性もある。したがって、より安価で簡便な方法により、ピストンの焼き付きの兆候を検知する技術の開発が切望されていた。
　本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、以下の点を目的とする。
（１）従来よりも安価な装置でピストンの焼き付きの兆候を検知する。
（２）従来よりも簡便なセンサの設置方法でピストンの焼き付きの兆候を検知する。
　本発明は上記目的を達成する為に、以下の手段を採用する。
本発明に係る第１のピストンリング摺動状態モニタリング装置は、シリンダライナの所定箇所の温度を検出する温度センサと、エンジンの回転を検出する回転センサと、前記温度センサの検出結果及び回転センサの検出結果に基づいてピストンリングが通過する際における所定箇所の温度データを取得する温度データ収集部と、温度データに基づいてピストンリングの回転を検出し、この回転の状態に基づいてピストンの焼き付きの兆候を判定するピストンリング回転状態判定部と、を備える。
　また、本発明に係る第２のピストンリング摺動状態モニタリング装置は、上記第１のピストンリング摺動状態モニタリング装置において、ピストンの往復方向に直行する断面内に複数の温度センサを備え、前記ピストンリング回転状態判定部は、各温度センサに関する温度データの平均値に基づいてピストンリングの回転を検出する。
　また、本発明に係る第３のピストンリング摺動状態モニタリング装置は、上記第１または第２のピストンリング摺動状態モニタリング装置において、前記ピストンリング回転状態判定部は、温度データに基づいて温度の変動周期を求め、この変動周期をピストンリングの回転周期として検出する。
　一方、本発明に係る第１のピストンリング摺動状態モニタリング方法は、シリンダライナの所定箇所の温度を検出する温度検出工程と、エンジンの回転を検出するエンジン回転検出工程と、温度の検出結果及び回転の検出結果に基づいてピストンリングが所定箇所を通過する際における所定箇所の温度データを取得する温度データ収集工程と、温度データに基づいてピストンリングの回転を検出するピストンリング回転検出工程と、このピストンリングの回転の検出結果に基づいてピストンの焼き付きの兆候を判定する判定工程とを有する。
　また、本発明に係る第２のピストンリング摺動状態モニタリング方法は、上記第１のピストンリング摺動状態モニタリング方法において、温度検出工程では、ピストンの往復方向に直行する断面内の複数箇所の温度を検出し、温度データ収集工程では、複数箇所に関する温度データを取得し、ピストンリング回転検出工程では、各温度データの平均値に基づいてピストンリングの回転を検出する。
　また、本発明に係る第３のピストンリング摺動状態モニタリング方法は、上記第１または第２のピストンリング摺動状態モニタリング方法において、ピストンリング回転検出工程では、温度データ収集工程で得られた温度データに基づいて温度の変動周期を求め、この変動周期をピストンリングの回転周期として検出する。
　本発明によれば、シリンダライナの所定箇所における温度に基づいてピストンリングの回転を検出し、この回転の状態に基づいてピストンの焼き付きの兆候を判定する。これにより、静電容量を検出する従来技術よりも安価な装置でピストンの焼き付きの兆候を検知することができる。
本発明の一実施形態に係るピストンリング摺動状態モニタリング装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態において、各温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの配置とピストンリングｐ１の合口隙間Ａとの位置関係を示す断面図である。 本発明の一実施形態において、各温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの配置とピストンリングｐ１の合口隙間Ａとの位置関係を示す断面図である。 本発明の一実施形態において、温度センサで検出される温度計測データの変化を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態において、油膜厚さとピストンリング回転との関係を示す図である。
　以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係るピストンリング摺動状態モニタリング装置の構成を示すブロック図である。本ピストンリング摺動状態モニタリング装置は、４つの温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、ロータリエンコーダ２、温度データ収集部３及びピストンリング回転状態判定部４を備えるものであり、図示するようにエンジンＳをモニタリングの対象とする。
　最初に、モニタリング対象であるエンジンＳについて説明する。このエンジンＳは、周知の構成を備えるものであり、円筒状のシリンダライナｓ１内に往復動するピストンＰが収納されたものである。このピストンＰは、円筒状部材であって、この周面に形成されたリング状の溝にピストンリングｐ１が嵌め合い装着されている。このピストンリングｐ１は、全体としてリング状に形成された金属部材であり、ピストンＰの上記溝に嵌め合う必要から一箇所が切り欠かれている。本明細書では、ピストンリングｐ１における切り欠き部分を合口隙間という。
　本ピストンリング摺動状態モニタリング装置を構成する上記の各構成要素のうち、４つの温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ及びロータリエンコーダ２は、上述したエンジンＳを制御するためにエンジンＳに予め備えられている。すなわち、４つの温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ及びロータリエンコーダ２は、ピストンＰに備えられたピストンリングｐ１のシリンダライナｓ１（正確には、シリンダライナｓ１の表面であるピストンリング摺動面ｓ２）に対する摺動状態を検出するために別途設けたものではない。
　４つの温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、例えば、サーミスタ，熱電対または測温抵抗体であり、シリンダライナｓ１の円周方向に等間隔で埋設されている。すなわち、各温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、シリンダライナｓ１の円周方向における４点の温度を計測して温度データ収集部３に出力する。
　図２Ａ、Ｂは、各温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの配置とピストンリングｐ１の合口隙間Ａとの位置関係を示す断面図である。図２ＡはピストンＰの往復方向に平行な方向におけるシリンダライナｓ１の断面を示し、図２ＢはピストンＰの往復方向に垂直な方向におけるシリンダライナｓ１の断面を示している。これら図２Ａ、Ｂが示すように、各温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、ピストンＰの往復方向における所定の直交断面（配置断面）内の４箇所（シリンダライナｓ１の周方向に互いに９０°の角度を隔てた４点）にそれぞれ配置されている。ピストンＰに備えられたピストンリングｐ１は、シリンダライナｓ１内におけるピストンＰの往復運動に伴い、上述のように配置された各温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの配置断面を通過往復する。
　ロータリエンコーダ２は、エンジンＳの回転を検出する回転センサであり、エンジンＳが回転（作動）している状態では、その回転状態に応じたパルス信号を温度データ収集部３及びピストンリング回転状態判定部４に出力する。また、このパルス信号は、エンジンＳの作動状態を示すと共に、エンジンＳのクランク角、つまり往復運動におけるピストンＰの位置（ピストンリングｐ１の位置）を示している。
　温度データ収集部３は、上記ロータリエンコーダ２から入力されるパルス信号に基づいて各温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄから入力される温度検出信号を取り込んで記憶する。すなわち、温度データ収集部３は、ピストンリングｐ１が上記配置断面を通過する時点で各温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄから入力される温度検出信号を取り込むことにより、ピストンリングｐ１が上記配置断面を通過する時点のシリンダライナｓ１の温度を各温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ毎に取得し、これら温度を示すデータ（温度データ）を生成して記憶（蓄積）する。また、この温度データ収集部３は、ピストンリング回転状態判定部４の要求に応じ上記温度データをピストンリング回転状態判定部４に提供する。
　ピストンリング回転状態判定部４は、上記温度データ及び上記ロータリエンコーダ２から入力されるパルス信号に基づき、エンジンＳが作動している状態でのピストンリングｐ１の回転状態を判定する。上記のピストンリング摺動面ｓ２において合口隙間Ａと対向する部位は、燃焼ガスの影響で合口隙間Ａ以外の部位よりも高い温度となる為、ピストンリング回転状態判定部４は、この合口隙間部位と合口隙間以外の部位との温度差に基づいて合口隙間Ａの回転状態（例えば回転数や回転速度）を判定し、その判定結果を外部のエンジン制御装置（図示略）に出力する。
　次に、上述のように構成された本ピストンリング摺動状態モニタリング装置の動作について、図３～図６を参照し詳しく説明する。
　エンジンＳが作動すると、ピストンＰ及びピストンリングｐ１はシリンダライナｓ１内を往復運動するが、ピストンリングｐ１はピストンＰを中心に回転しつつシリンダライナｓ１内を往復運動する。すなわち、ピストンリングｐ１は、ピストンＰの周面に形成されたリング状の溝に嵌め合わされた状態でピストンＰに装着されており、ピストンＰに対して完全に固着されていない。したがって、ピストンリングｐ１は往復運動におけるシリンダライナｓ１との摩擦等の影響で一定方向に回転する。
　このようにピストンリングｐ１がピストンＰを中心に回転することにより、ピストンリングｐ１の合口隙間Ａも当然にピストンＰを中心に回転するので、各温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを介して温度データ収集部３が収集する温度データは図３のようになる。すなわち、ピストンリングｐ１の合口隙間Ａが回転するので、各温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、合口隙間Ａが通過するときに最も高い温度となる。また、各温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄはシリンダライナｓ１の周方向に互いに９０°の角度を隔てて配置されているので、各温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄにおいて、最も高い温度となる時刻は異なる。
　また、潤滑油による潤滑作用が良好な状態、つまりシリンダライナｓ１との間に適切な厚さの油膜が形成されている状態においては、ピストンリングｐ１とシリンダライナｓ１との摩擦が良好に低減される。したがって、ピストンリングｐ１は略一定の回転周期で回転するので、上記の最も高い温度の検出周期（すなわち、合口隙間Ａの回転周期）は、ピストンリングｐ１の回転周期と同様な略一定の回転周期となる。
　図４は、エンジンＳの速度（エンジンスピード）Ｖ、ピストンリングｐ１とシリンダライナｓ１との間における潤滑油の油膜厚さＬ、ピストンリング回転インデックス（ピストンリングｐ１の一日当たりの回転回数を示す指標）Ｎとの関係を示す実験結果であり、２００７年１２月８日～２００８年１月９日までの約１ヶ月の期間に渡って測定したものである（１２月１６日～１２月２０日の間は実験休止）。なお、この実験における油膜厚さＬは、静電容量方式の膜厚計測装置により計測したものであり、上下方向のパルス状の線はピストンリングｐ１の合口隙間Ａの影響を反映するものである。
　この図４に示すように、１２月８日～１２月１６の期間、つまり一定のエンジンスピードＶでエンジンＳを運転し、かつ油膜厚さＬが十分に確保されている状態では、ピストンリング回転インデックスＮは相対的に大きい値を示している。これに対して、１２月２０日以降のように、エンジンスピードＶが１２月８日～１２月１６の期間とほぼ同様の値であるにも拘らず油膜厚さＬが相対的に小さくなっている状態では、１２月８日～１２月１６の期間と比較してピストンリング回転インデックスＮが低下している。すなわち、ピストンリングｐ１は、油膜厚さＬが十分な場合には良好に回転する一方、油膜厚さＬが薄くなると遅く回転し、最終的には停止する。
　このように、ピストンリングｐ１の回転は潤滑油の油膜厚さＬと相関関係を持っている為、油膜厚さＬを計測する代わりにピストンリングｐ１の回転を計測することにより、油膜厚さＬが薄くなりエンジンＳの焼き付が発生する兆候を検知することができる。また、ピストンリングｐ１の回転は、図３に示すように合口隙間Ａの回転として検出することが可能である。
　すなわち、本発明に係るピストンリング摺動状態モニタリング装置では、温度データ収集部３が、図３に示す温度データを各温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄについて取得して記憶する。そして、ピストンリング回転状態判定部４は、上記温度データ収集部３に記憶された各温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの温度データに基づいて最も高い温度が発生する周期（つまり、合口隙間Ａの回転周期）を検出する。
　図３に示すように、各温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの検出結果には合口隙間Ａの通過に伴って各々に最も高い温度が周期的に現れる。これに対し、ピストンリング回転状態判定部４が、温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ毎に最も高い温度が発生する上記周期を求め、その平均値を最終的な合口隙間Ａの回転周期とする。さらに、ピストンリング回転状態判定部４は、この回転周期が所定の閾値以下か否かを判定することにより、エンジンＳの焼き付の兆候を検知する。このとき、最も高い温度の発生周期が閾値以下となると、ピストンリング回転状態判定部４は、エンジンＳの焼き付の兆候があると判断し警報を外部に出力する。
　以上に説明したように、本実施形態によれば、各温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの温度データに基づき合口隙間Ａの回転周期を検出することによってエンジンＳの焼き付きの兆候を判定するので、従来よりも安価かつ簡便な方法でピストンの焼き付きの兆候を検知することができる。
　なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では４つの温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを設けるようにしたが、温度センサの個数は４個以外でも良い。
（２）上記実施形態ではピストンＰの往復方向に直交する１つの断面に４つの温度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを設けるようにしたが、ピストンＰの往復方向に直交する複数の断面に温度センサを設けるようにしても良い。
（３）上記実施形態では合口隙間Ａの位置を検出することによってピストンリングｐ１の回転を検出したが、本発明はこれに限定されない。他の方法によってピストンリングｐ１の回転を検出するようにしても良い。
　本発明によれば、シリンダライナの所定箇所における温度に基づいてピストンリングの回転を検出し、この回転の状態に基づいてピストンの焼き付きの兆候を判定する。これにより、静電容量を検出する従来技術よりも安価な装置でピストンの焼き付きの兆候を検知することができる。
　１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ…温度センサ、２…ロータリエンコーダ（回転センサ）、３…温度データ収集部、４…ピストンリング回転状態判定部、Ｓ…エンジン、Ｐ…ピストン、ｐ１…ピストンリング、ｓ１…シリンダライナ

Claims (6)

  1. 　シリンダライナの所定箇所の温度を検出する温度センサと、
    　エンジンの回転を検出する回転センサと、
    　この温度センサの検出結果及び回転センサの検出結果に基づいてピストンリングが通過する際における所定箇所の温度データを取得する温度データ収集部と、
    　温度データに基づいてピストンリングの回転を検出し、当該回転の状態に基づいてピストンの焼き付きの兆候を判定するピストンリング回転状態判定部と、
    　を備えるピストンリング摺動状態モニタリング装置。
  2. 　ピストンの往復方向に直行する断面内に複数の温度センサを備え、
    　前記ピストンリング回転状態判定部は、各温度センサに関する温度データの平均値に基づいてピストンリングの回転を検出する請求項１記載のピストンリング摺動状態モニタリング装置。
  3. 　前記ピストンリング回転状態判定部は、温度データに基づいて温度の変動周期を求め、この変動周期をピストンリングの回転周期として検出する請求項１または２記載のピストンリング摺動状態モニタリング装置。
  4. 　シリンダライナの所定箇所の温度を検出する温度検出工程と、
    　エンジンの回転を検出するエンジン回転検出工程と、
    　温度の検出結果及び回転の検出結果に基づいてピストンリングが所定箇所を通過する際における所定箇所の温度データを取得する温度データ収集工程と、
    　温度データに基づいてピストンリングの回転を検出するピストンリング回転検出工程と、
    　このピストンリングの回転の検出結果に基づいてピストンの焼き付きの兆候を判定する判定工程と、
    　を備えるピストンリング摺動状態モニタリング方法。
  5. 　前記温度検出工程では、ピストンの往復方向に直行する断面内の複数箇所の温度を検出し、
    　前記温度データ収集工程では、複数箇所に関する温度データを取得し、
    　前記ピストンリング回転検出工程では、各温度データの平均値に基づいてピストンリングの回転を検出する請求項４記載のピストンリング摺動状態モニタリング方法。
  6. 　前記ピストンリング回転検出工程では、温度データ収集工程で得られた温度データに基づいて温度の変動周期を求め、この変動周期をピストンリングの回転周期として検出する請求項４または５記載のピストンリング摺動状態モニタリング方法。
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