JPH0476439A - ピストンリング摩耗量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関のピストンリング摩耗量検出装置に関
する。

［従来の技術］ 従来大型ディーゼル機関ではピストンリングの摩耗量は
ドック入り、あるいは寄港時にピストン抜きして人手で
検査しており、多大な労力を要しまた航海中は計測でき
ず、連続的なピストンの異常摩耗の発見や交換時期予測
は不可能である。−部にクロムメツキ厚さを電気的に検
出して摩耗量を計測するシステムもあるが、初期摩耗の
みは計測できるがクロムメツキが消滅後は使用不可能で
ある。

［発明が解決しようとする課題］ 前記のとおり従来のリング摩耗量計測方法では、機関停
止時にピストン抜きを行って人手で実施しており、航海
中は実施できず不連続な記録しかとれず、この点に欠点
があった。

またリング摩耗の低減には、シリンダ注油量の増加をは
かることが不可欠であるが、経済性も考え少な過・ぎな
い程度に人手で調整している。

このため常時連続的に計測ができ、異常摩耗の検出、リ
ング交換時期の予測およびシリンダ注油量調整へのフィ
ードバックに使用できるピストンリング摩耗検出装置が
要望されていた。

本発明の目的は前記従来装置の課題を解消し、ピストン
抜きによる手作業計測が不要となり大幅な労力低減が可
能であると共に、ピストン動作中に常時摩耗量が計測で
き、ピストンリングの余寿命を把握し、シリンダ注油へ
フィードバックし注油の最適化とリング寿命の延長が期
待できる。ピストンリング摩耗量検出装置を提供するに
ある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のピストンリング摩耗量検出装置は、主としてギ
ャップセンサブロックと、信号変換アンプとマイコンお
よび表示器より構成され、ディーゼル機関のシリンダラ
イナ下部の掃気ボート付近にピストンリングの接触面通
過を検出するギャップセンサ４を取付ける。ピストンリ
ングはその断面を台形状にしておき摩耗が進むにつれて
ライナへの′接触面長さが長くなるようにしておく。

ギャップセンサ４からの信号をマイコン７で分析し、リ
ングとライナの接触面長さを演算して摩耗量を決定する
マイコン７は表示器あるいはアナログ信号で摩耗量の告
知８および他の機器９への信号出力を行う。

［作　用］ ギャップセンサブロック５はシリンダライナの下部に取
り付けられ、ピストンリングがブロック前を通過する時
に電気的特性が変化する。信号変換アンプ６はギャップ
センサブロック５の信号をピストンリングとブロック間
距離に相応するようなアナログ信号に変換して出力する
。ギャップセンサブロック５と信号変換アンプ６とは通
常組みとして取扱われる。

マイコン７は信号変換アンプのアナログ信号をデジタル
化して各種分析演算してピストンの通過速度を求め、そ
れよりリングとライナの接触面長さを算出し、リングの
摩耗量の計算と外部への出力を行う。

表示器８はマイコン７の出力信号をリング摩耗量として
メンテナンス担当者へ告知する。

［実施例］ 以下第１〜４図を参照し本発明の一実施例について説明
する。

第１図は本装置の原理を示すブロック図、第２〜３図は
作用説明図、第４図は監視装置のフローチャートである
。

第１図に示すように本装置は主としてギャップセンサブ
ロック５と、信号変換アンプ６と、マイコン７と表示器
８より構成される。

ライナの下部に台３図（ａ）　、　（ｂ）のようにギャ
ップセンサ４を２つ又は３つ組込んだセンサブロック５
を埋設し、リング２の接触長さを検出し、リングの摩耗
量を計算する。即ちギャップセンサ４よりの信号は、信
号変換アンプ６を介して電気信号としてマイコン７に入
力される。マイコン７では波形解析を行ない、リング摩
耗量を計算する。

第２図はリング２の形状と摩耗の関係を示す。

この装置で摩耗量が計測されるリング２は端面を第２図
のように一部台形状に加工しておくと、該リングの摩耗
が進行するにつれてライナ３との接触長Ｌｘが長くなる
。即ちリング摩耗量εを検出するためには、接触長ＬＸ
を計測し、次式より算出する。

ｔ　＝　　（Ｌｘ−Ｌｏ）　　Ｘ　　　　　　　　　−
（１）Ｌ−Ｌ。

但しり、Ｌｏはそれぞれリング全幅及び初期のりングと
ライナの接触長さ、Ｄはリングの面取り深さである。

第３図（ｃ）はギャップセンサ波形と分析例を示す。セ
ンサブロック５内には第３図（ａ）のように上下に適当
な間隔Ｙでギャップセンサ４を配置しでいるため、実線
で示す上側ギャップセンサー０の波形１３と、破線で示
す下側ギャップセンサ１１の波形１４の時間差Ｔｖでセ
ンサ間隔Ｙを割ればリング３の通過速度がわかる。

上側ギャップセンサー０と下側ギャップセンサ１１の波
形をリング２の通過判断レベルで分析して通過時間ＴＬ
を検出する。以上のようにして求めたデータより現在の
リング２とライナ３の接触長さＬｘは次式より容易に求
められる。

即ち上述のリングの摩耗量Ｅを本装置で求める方法をま
とめて説明すると、先ずセンサブロック５よりの信号出
力と時間のグラフよりセンサ間隔Ｙを通過時間Ｔｒ、を
求め（２）式よりリング２とライす３との現在の接触長
さＬｘを求める。次にこのＬｘを（１）式に代入すれば
、リング摩耗量Ｅを容易に求めることができる。

第４図は本装置の基本的なフローチャートを示す。ギャ
ップセンサ４の信号をタイミングカウントにも使用すれ
ば、第１リングのみならずすべてのリング２に対して摩
耗を検出できる。

また第３図（ｂ）のようにギャップセンサブロック５に
上下左右に３つのギャップセンサ４を配置しておけば、
リング２の合口近傍での検出誤差は３つの信号中いちば
ん摩耗量の少ないものを削除することと、検出されたリ
ング２の接触長さが初期設計長さより短かくなったら合
口上にいることを認識する等により解決できる。

［発明の効果コ 本発明のピストンリング摩耗量検出装置は前記のように
構成したので、ピストン動作中常時摩耗量の計測が可能
となり、特に航海中の異常摩耗の監視、リングの余寿命
の把握、シリンダ注油へフィードバックして注油の最適
化とリング寿命の延長等その作用効果は極めて大であり
、又従来のようなピストン抜きによる手作業計測が不要
となり、作業労力は大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のリング摩耗量検出装置のブロック図、
第２図は同リング形状と摩耗の関係図、第３図は同セン
サ波形と分析例の図、第４図は基本的なフローチャート
図である。 １・　ピストン５２・・・リング、３・・・ライナ、４
・・ギャップセンサ、５・・・センサブロック、６・・
・信号変換アンプ、７・・・マイコン、８・・・表示盤
、１０・・上側ギャップセンサ、１１・・・下側ギャッ
プセンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関のピストンリング摩耗量を計測するものにおい
   て、ライナの軸方向に２個以上配設されピストンリング
   の摩耗量を検出するセンサと、該センサからの信号を電
   気信号に変換する信号変換アンプと、ピストンリングの
   摩耗量を計算するためのマイコンとを有してなるピスト
   ンリング摩耗量検出装置。