[發明專利]磨損檢測

有效

• 申請號: 200880129198.6
• 申請日: 2008-04-17
• 公開（公告）號: CN102027219A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 亨里克·羅斯特德延森;耶斯佩爾·魏斯福格;延斯·巴格
• 申請（專利權）人: 曼柴油機和渦輪公司;德國曼柴油機和渦輪歐洲股份公司的聯營公司
• 主分類號: F02B77/08
• 分類號: F02B77/08;F02D35/02;F02D41/22
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 田軍鋒;王婧

技術領域

本發明涉及一種用于檢測大型二沖程柴油發動機中的磨損的方法，尤其涉及一種用于檢測預磨損狀況的方法、一種用于檢測磨損狀況的方法以及一種用于檢測磨損狀況的結束的方法。

背景技術

大型二沖程柴油發動機的運行中的故障會導致功率減少并對氣缸和活塞造成損壞。功率損失會是顯著的，并且在發動機不得不停止運行的情況下，這例如在將大型二沖程柴油發動機用作遠洋船只的主電源時會導致很大的問題。

活塞環和缸套表面經歷如斯特里貝克曲線(圖1)所描述的所有三種磨損機制，該曲線使(粘度、載荷、速度)與摩擦系數相關聯。這三種機制是邊界潤滑、混合潤滑以及流體動力潤滑。流體動力潤滑是表面被油膜完全隔開的狀況。如果載荷僅部分由油膜壓力承載并且部分通過與粗糙面接觸而被承載，那么該狀況被稱為混合潤滑。如果全部載荷均由粗糙面承載并且僅有的隔離是薄的分子油膜，那么該狀況被稱為邊界潤滑。

在大型二沖程柴油發動機中，邊界潤滑總是以較小的程度存在于上死點(TDC)的周圍，在上死點處，活塞的速度接近零。在正在發生孔磨光(bore?polish)的情況下，邊界潤滑的量會上升到磨損將會發生的程度。

由于氣缸潤滑油是相對昂貴的并且功率減少也是不合要求的，因此現有的應對手段是昂貴的。因此，重要的是確定磨損狀況是否已經不復存在以便能夠及時取消應對手段。

發明內容

我們的研究已經表明當邊界潤滑達到臨界值時，摩擦系數的改變將導致缸套表面溫度的獨特的溫度波動方式。在任何磨損發生之前，該狀況將存在約10分鐘至20分鐘之間的時期。在該時期中，可通過將警報系統連接于氣缸注油器系統來手動地或自動地采取正確的對抗行為。

當檢測到預磨損狀況時，可相對于正常所需的用量增加氣缸潤滑油用量以防止磨損狀態發生。另一種可能性是將警報系統連接于發動機的電子控制系統，該電子控制系統接著可以降低作用在相關的氣缸上的載荷。參看視圖，該狀況被稱為“高摩擦狀況”。如果沒有采取正確的措施，該狀況將發展成為帶有氣缸缸套的嚴重磨損的磨損。磨損狀況中的缸套溫度能夠穩定在較高程度。

在該背景下，本發明的目的是提供一種用于檢測預磨損狀況的方法。

通過提供一種用于檢測大型多氣缸渦輪增壓二沖程柴油發動機中的預磨損狀況的方法來實現該目的，該方法包括連續地或間歇地檢測氣缸的上部區域中的氣缸壁溫度，確定氣缸的溫度發展是否波動，并且在相關的氣缸的溫度波動的波峰或波谷被落入到預定范圍中的時間間隔隔開，并且溫度波動的波峰與波谷之間的溫度差超過預定閾值時，發出預磨損警報。

我們的研究已經表明氣缸壁溫度波動的波峰之間或波谷之間的時間間隔以及波動的幅度是預磨損事件的最具特色的方面。通過確保溫度波動的波峰或波谷之間的時間間隔落入到預定范圍內，并且通過確保波峰與波谷之間的溫度差超過預定閾值，在錯誤警報最少且未發出警報的預磨損事件最少的情況下，確保在預磨損發生時可靠地發出預磨損警報是可能的。

優選地，當至少帶有預定數量的波動的序列出現時，才發出預磨損警報。由此，可進一步降低錯誤的預磨損警報的次數。

該方法可還包括將氣缸潤滑程度增加到位于用于針對其發出警報的氣缸的正常運行的程度之上的程度。該應對手段用于防止更多的預磨損事件。

該方法可還包括將受載程度降低到位于用于針對其發出警報的氣缸的正常運行的程度之下的程度。該應對手段用于防止更多的預磨損事件。

本發明的另一個目的是提供一種用于使用在大型多氣缸二沖程柴油發動機中的方法，該方法用于在已經對氣缸中的一個發出預磨損氣缸警報之后已經采取應對手段時確定何時恢復至正常運行，該方法包括確定自應對手段啟動之后已經經過的時間間隔，以及在時間間隔已經超過預定閾值之后，自動恢復至已經針對其發出預磨損警報的氣缸的正常運行。

通過自動恢復至正常運行狀況，與預磨損警報狀況相關聯的費用和不便之處可以被保持至最小程度。

優選地，逐漸地執行該恢復至正常運行。

本發明的另一個目的是提供一種用于檢測大型多氣缸渦輪增壓二沖程柴油發動機中的磨損狀況的方法，該方法包括連續地或間歇地測量氣缸的上部區域中的氣缸壁溫度，并且在氣缸的氣缸壁溫度高于其它氣缸的平均溫度超過預定值，或氣缸的氣缸壁溫度超過預定的警報溫度時，發出針對氣缸的磨損警報。

通過提供一種用于檢測磨損狀況的方法，可采取應對手段以避免進一步損壞發動機。

優選地，當氣缸的氣缸壁溫度的增加量以超過預定閾值的溫度梯度發生時，才發出磨損警報。