[发明专利]监控装置及用于监控活塞式内燃机用部件的磨损状态的监控方法

说明书

本发明涉及根据相应类别的独立权利要求的前序部分的监控装置以及用于监控 活塞式内燃机的部件的磨损状态的监控方法。

大型柴油机常常用作船用驱动器机组(drive aggregate)或者也可用于定点作业， 例如，用于驱动大型发电机以产生电能。在这方面，马达通常以连续的操作方式在相 当长的时间周期内运行，这表示对操作安全和有效性有高要求。为此，尤其是长的维 护间隔、低磨损以及燃料和工作介质的经济处理对于操作机器的操作员来说是中心原 则。除其它因素之外，那种大孔径慢速运行柴油机的活塞运行状态是维护间隔的长度、 有效性的决定性因素，并且通过润滑剂消耗，也直接是操作成本的决定性因素，从而 也是利益率的决定性因素。因此，始终更重要的是大型柴油机的复杂的润滑问题。

然而，还不止这些，在大型柴油机中，活塞润滑是通过存在于往复移动的活塞中 或在汽缸壁内的润滑设备来进行的，借助于所述润滑设备，润滑油被应用于汽缸壁的 跑合面以将活塞和跑合面之间的摩擦减到最小，从而将跑合面和活塞环的磨损减到最 小。例如，对于现代机器，诸如的RTA马达，在1000小时的操作时间内， 跑合面的磨损通常小于0.05mm。为这种发动机输送的润滑剂的量大约为1.3g/kHh以 下，并且至少为了成本的原因，仍应被尽可能地减小，同时磨损也应该被最小化。

已知用于润滑跑合面的润滑系统的非常不同的解决方案，这些方案都与润滑设备 本身的具体设计有关，而且也与润滑方法有关。例如，以下这种润滑设备是已知的， 在这种润滑设备中，润滑油通过多个润滑剂开口而被应用在经过润滑剂开口的活塞 上，这些润滑剂开口沿周向布置在汽缸壁中，其中润滑剂被沿周向和轴向分配通过活 塞环。在这种方法中，润滑剂不被大量应用在汽缸壁的跑合面上，而是或多或少地以 点方式在活塞的侧表面上施加在活塞环之间。

与使用何种方法将润滑油施加在相对操作配对件(counter running partner)上无 关，都存在与汽缸润滑有关，尤其是与十字头式大型柴油机的部件的磨损有关的具体 问题，直到今天这些问题仍未解决。

在这方面，已知的是对用于内燃机的润滑油的具体特性进行研究，至少粗略地确 定活塞、活塞环、气体交换阀(诸如排气阀)、滑动面以及内燃机的其它部件的磨损 状态。为此目的，例如在纵向扫气的二冲程大型柴油机的情况下，将在活塞底侧空间 的底部处收集的润滑油收集在容器中，并且对收集到的润滑油进行研究，例如研究铁 颗粒是否存在。当在由此收集到的润滑油中测定出一定量的铁时，这允许对上述汽缸 部件的磨损状态得出某些粗略的结论。在这方面，含铁量的测量是借助于磁选法以本 身已知的方式进行的。

然而，这些已知方法具有许多缺点，即，它们在实践中常常使测量结果严重失真。

例如，已经例如沉淀在活塞底侧空间的底板处的润滑油被不是源自内燃机的燃烧 空间的许多其他材料污染。例如，污染物被从涡轮增压系统输送到接收器空间，这额 外地污染了润滑油。自然地，一定量的被污染的润滑油也总是被从曲轴空间通过填料 箱输送到活塞底侧空间内。而且，存储在接收器空间中的润滑油总是受污染的润滑油 的混合物，这种混合物由非常多的过去的发动机循环构成，使得沉淀在接收器空间中 的润滑油从未表现出润滑油的当前组分，因为它与汽缸套中润滑油的当前的真实组分 对应。

这意味着，沉淀在接收器空间中的润滑油包括全部一系列残余物，该残余物不是 源于对应的汽缸套和/或也不与当前的情况对应。

已知的测量方法的另一个严重的缺点在于所用的磁测量系统具有极其小的灵敏 度。这使得必须收集相当大量的润滑油。润滑油通常被收集在具有几十立方厘米容积 的容器中，该容器在实际上能进行测量之前必须被大约完全充满。如最初提及的，例 如现代大型柴油机的润滑油消耗已在很大程度上被减到最小，使得通常需要花费多个 小时才能收集到足够量的润滑油，然后在已知的测量系统中研究这些收集到的润滑 油。

这些缺点是明显的。在能确定发动机部件的当前磨损状态的意义上进行实时的在 线测量是根本不可能的，因为必须花长时间收集润滑油的可测量的样品。这具有以下 后果，例如，活塞在汽缸滑动面处的开始咬死(starting seizure)(即，令人害怕的拉 缸)常常被察觉得太晚。如果常常太晚察觉到这种情况，则会导致不能避免汽缸部件 的巨大损害。结果是汽缸套必须被频繁地停止操作并且被更换。