大型二冲程柴油发动机中轴承磨损的改进监测制造技术

一种用于监测大型二冲程柴油发动机中十字头轴承、曲柄销轴承和主轴承磨损的设备，所述设备包括至少两个传感器，其中所述传感器设置和配置为用于测量在给定汽缸中与发动机固定点相关的下止点水平，其中所述设备还包括控制器，其配置为：接收来自每一传感器的信号；根据发动机的运行条件补偿每一信号；确定是否超出阈值，如果是，发出超出阈值的指示，且其中所述控制器进一步配置为：学习阶段中，在所述发动机运行期间，通过采样第一数量的传感器值生成发动机运行条件补偿表，第一数量的传感器值与所述发动机运行期间第二数量的发动机运行条件点相关，和当已接收发动机运行条件的第一数量的采样后，通过平均所接收的该速度点采样值来确定参考值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于测量大型二冲程柴油发动机中轴承磨损的设备和方法。
技术介绍
大型二冲程柴油发动机的主轴承、曲柄销轴承和十字头轴承具有限定轴承表面的底部轴承外壳和顶部轴承外壳，该轴承表面用于支撑对应的轴承轴颈。轴承外壳具有钢衬背，该钢衬背上有一层轴承金属。该轴承金属通常为一层厚度近似为1. 5至2mm的锡-铝合金或者白合金。尽管这些发动机的生产和运行非常谨慎，其仍存在小的故障率。由于大多数大型二冲程柴油发动机是远洋船舶的发动机，极其不期望发生由故障轴承引起的发动机故障。而且，轴承检修的成本可能是主要问题，例如需要重研磨曲柄轴，其可导致大量的发动机停机时间。为了避免这一情况的发生，需要每四到五年由船级社实施由船级社决定的检查， 在此期间对轴承进行拆卸和检查。这些检查相当复杂并需要拆卸轴承然后再重新安装轴承。这一工序包含很大的生成误差(bulid error)风险，生成误差即大修过程中引起的误差。为了减少对检查的需要，现有技术提出了通过测量轴承距离来检测轴承的磨损。美国专利申请US2007/0017280公开了通过对每个汽缸使用两个传感器测量十字头的导块的位置。这样能够检测主轴承、曲柄销轴承和十字头轴承内的磨损，也能确定磨损是否存在于主轴承内或曲柄销轴承及十字头轴承内。这些测量用于确定磨损是否即将导致故障以及故障是否即将要发出警告。如上所述，故障的后果会很可怕，因此有效和精确的轴承磨损感测方式很有用处。
技术实现思路
在这一背景下，通过提供旨在以改进的方式校准和/或解读传感器读数的方法和装置来提供对现有技术系统的效率和准确性进行改进的装置和方法将是有利的。监测轴承磨损的首要目的是在其发展到热量对除轴承衬套之外的其它部件造成损坏的程度之前检测轴承的故障。可能因变形而受影响的部件为十字头、曲柄销、主轴承轴颈或轴承箱。这样的损害通常会在轴承衬套被磨穿并且在轴和轴承外壳钢衬背之间产生接触的情况下产生。应该注意到，即使以下描述着重于对发动机速度的补偿，此处的教导也适用于补偿螺旋桨桨距级别和负载。这些都是影响发动机中的可移动部件，比如就一些例子来说为十字头或滑块的下止点(BDC)的发动机操作条件的实例。公开的实施例提供了用于监测大型二冲程柴油发动机中十字头轴承、曲柄销轴承和主轴承磨损的设备，所述设备包括至少两个传感器，其中所述传感器被设置和配置为用于测量给定汽缸的与所述发动机的固定点相关的十字头或滑块的下止点，其中所述设备还包括控制器，其被配置为接收来自每个传感器的信号；根据发动机的运行条件对每个信号进行补偿；确定偏差以适应影响传感器信号的因素；确定是否超出了阈值，且如果是的话，发出超出阈值的指示。在一个实施例中，发动机运行条件为发动机的速度。在一个实施例中，发动机运行条件为螺旋桨桨距级别。在一个实施例中，发动机运行条件为负载。通过确定传感器信号的偏差，控制器能够适应对多于一个的传感器造成影响的外界影响，否则该外界影响将被解读为BDC水平的变化。所公开的实施例的方面也旨在提供一种在具有控制器的设备内实施的方法，该控制器被配置为执行存储在物理介质中的指令，所述方法用于监测大型二冲程柴油发动机中十字头轴承、曲柄销轴承和主轴承的磨损，所述设备包括至少两个传感器，其中所述传感器被设置和配置为用于测量给定汽缸中与发动机固定点相关的十字头或导块的下止点，其中所述方法包括接收来自每个传感器的信号；根据发动机的运行条件对每个信号进行补偿；确定偏差以适应影响传感器信号的因素；确定是否超出了阈值，且如果是的话，发出超出阈值的指示。所公开的实施例的方面还旨在提供一种监测大型二冲程柴油发动机中十字头轴承、曲柄销轴承和主轴承的磨损的设备，所述设备包括至少两个传感器，其中所述传感器被设置和配置为用于测量给定汽缸中与发动机固定点相关的十字头或导块的下止点，其中所述设备还包括控制器，其被配置为接收来自每个传感器的信号；根据发动机的运行条件对每个信号进行补偿；确定是否超出了阈值，且如果是的话，发出超出阈值的指示，而且其中所述控制器还被配置为根据发动机当前的操作动态地改变所述阈值。所公开的实施例的方面还旨在提供一种在具有控制器的设备中实施的方法，该控制器被设置为执行存储在物理介质中的指令，所述方法用于监测大型二冲程柴油发动机中十字头轴承、曲柄销轴承和主轴承的磨损，所述设备包括至少两个传感器，其中所述传感器被设置和配置为用于测量与发动机固定点相关的给定汽缸的十字头的下止点(BDC)，其中所述方法包括接收来自每个传感器的信号；根据发动机的运行条件对每个信号进行补偿；确定是否超出了阈值，且如果是的话，发出超出阈值的指示，而且其中所述方法还包括根据发动机当前的操作动态地改变所述阈值。所公开的实施例的方面还旨在提供一种监测大型二冲程柴油发动机中十字头轴承、曲柄销轴承和主轴承的磨损的设备，所述设备包括至少两个传感器，其中所述传感器被设置和配置为用于测量给定汽缸中与发动机固定点相关的十字头或导块的下止点，并且其中所述至少两个传感器被配置为使得在每个汽缸中具有两个传感器，一个前部传感器和一个后部传感器，其中所述设备还包括控制器，其被配置为接收来自每个传感器的信号；根据发动机的运行条件对每个信号进行补偿；确定是否超出了阈值，且如果是的话，发出超出阈值的指示，而且其中所述控制器还被配置为通过将第一汽缸的前部传感器信号与第二汽缸的后部传感器信号结合来确定轴承被磨损，和/或通过将第一汽缸的前部传感器信号与同一汽缸的后部传感器信号结合，以及结合这两个传感器的信号并将这两个传感器信号的结果与所述阈值水平比较来确定轴承被磨损。所公开的实施例的方面还旨在提供一种在具有控制器的设备中实施的方法，该控制器被配置为执行存储在物理介质中的指令，所述方法用于监测大型二冲程柴油发动机中十字头轴承、曲柄销轴承和主轴承的磨损，所述设备包括至少两个传感器，其中所述传感器被设置和配置为用于测量给定汽缸中与发动机固定点相关的十字头或者滑块的下止点，其中所述方法包括接收来自每个传感器的信号；根据发动机的运行条件对每个信号进行补偿；确定是否超出了阈值，且如果是的话，发出超出阈值的指示，而且其中所述方法还包括通过将第一汽缸的前部传感器信号与第二汽缸的后部传感器信号结合来确定轴承被磨损坏或者处于临界状态，和/或通过将第一汽缸的前部传感器信号与同一汽缸的后部传感器信号结合，以及结合这两个传感器的信号并将这两个传感器信号的结果与所述阈值水平比较来确定轴承被磨损坏或者处于临界状态。所公开的实施例的方面还旨在提供一种监测大型二冲程柴油发动机中十字头轴承、曲柄销轴承和主轴承的磨损的设备，所述设备包括至少两个传感器，其中所述传感器被设置和配置为用于测量给定汽缸中与发动机固定点相关的十字头或导块的下止点，其中所述设备还包括控制器，其被配置为接收来自每个传感器的信号；根据发动机的运行条件对每个信号进行补偿；确定是否超出了阈值，且如果是的话，发出超出阈值的指示，而且其中所述控制器还被配置为通过将接收的传感器信号与先前时间周期的信号值的平均水平比较来检测BDC水平的快速变化。所公开的实施例的方面还旨在提供一种监测发动机中十字头轴承、曲柄销轴承和主轴承的磨损的设备，所述设备包括至少两个传感器，其中所述传感器被设置和配置本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于监测大型二冲程柴油发动机中十字头轴承、曲柄销轴承和主轴承磨损的设备，所述设备包括至少两个传感器，其中所述传感器被设置和配置为用于测量在给定汽缸中与所述发动机的固定点相关的下止点水平，其中所述设备还包括控制器，其被配置为：接收来自每一传感器的信号；根据发动机的运行条件补偿每一信号；确定是否已经超出了阈值，且如果是，则发出超出阈值的指示，并且其中所述控制器被进一步配置为：学习阶段中，在所述发动机运行期间，通过采样第一数量的传感器值生成发动机运行条件补偿表，所述第一数量的传感器值与所述发动机运行期间的第二数量的发动机运行条件点相关，以及，当已经接收发动机运行条件的所述第一数量的采样后，通过对所接收到的所述速度点的采样值进行平均来确定参考值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：亨里克·维拉登斯·克里斯滕森，马丁·奥尔森，
申请(专利权)人：曼柴油机欧洲股份公司曼柴油机德国分公司，
类型：发明
国别省市：DK