內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的液體檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的液體檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可能遇到在其一個(gè)或更多個(gè)氣缸中有液體的風(fēng)險(xiǎn)。諸如水的液體可能源自氣缸蓋墊圈的泄漏，也源自類(lèi)似泄漏的排氣閥座或者氣體發(fā)動(dòng)機(jī)中的泄漏的預(yù)燃室墊圈的其它原因。在油泄漏的情況下，來(lái)源可能是泄漏的柴油注入器或者來(lái)自注入器冷卻回路或來(lái)自活塞冷卻的潤(rùn)滑油。氣缸中(即，燃燒室中)的液體由于其不可壓縮性而增加了壓縮級(jí)(compress1n stage)中的氣缸壓力。在最壞的情況下，液體填充了氣缸的大部分，或者甚至超過(guò)活塞的上死點(diǎn)位置中的燃燒室的體積，這在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)(例如，為了啟動(dòng))時(shí)導(dǎo)致氣缸中的強(qiáng)大壓力沖程(pressure stroke) ο這樣的壓力沖程可導(dǎo)致氣缸以及其它發(fā)動(dòng)機(jī)組件(類(lèi)似氣缸蓋墊圈、活塞、活塞環(huán)、活塞銷(xiāo)、連接桿及其軸承以及曲軸及其軸承、還有軸承箱)損壞。
[0003]已知的是依賴于視覺(jué)，例如在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)期間打開(kāi)的指示閥或指示旋塞，來(lái)檢查氣缸的油或水泄漏。還已知使用具有氣缸特有傳感器(例如，光電傳感器)的系統(tǒng)，其與氣缸連接以用于指示泄漏，如JP 11064147公布中所公開(kāi)的。由于重復(fù)的動(dòng)作以及氣缸周?chē)赡苋鄙倏臻g，氣缸特有的檢測(cè)設(shè)置安裝復(fù)雜。對(duì)沒(méi)有泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的升級(jí)安裝也復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)氣缸中的液體以消除上述問(wèn)題的替代解決方案。該目的以獨(dú)立權(quán)利要求中所述的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求示出本發(fā)明的不同實(shí)施方式。根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的液體檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)氣缸中的不期望的液體。所述系統(tǒng)包括；電動(dòng)機(jī)，其在特定周期期間使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)；變頻器，其向電動(dòng)機(jī)供電；測(cè)量傳感器，其測(cè)量電動(dòng)機(jī)的電流；以及控制單元，其接收測(cè)量傳感器的測(cè)量。轉(zhuǎn)矩測(cè)量也可被并入變頻器中?？刂茊卧ū容^單元，其將所述測(cè)量的值與閾值進(jìn)行比較。另外，控制單元被配置為如果測(cè)量值超過(guò)閾值，則停止電動(dòng)機(jī)。
【附圖說(shuō)明】
[0005]以下參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，附圖中
[0006]圖1示出本發(fā)明的示例，
[0007]圖2示出本發(fā)明的另一示例，
[0008]圖3示出本發(fā)明的又一示例，
[0009]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖示例，并且
[0010]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的方法的另一示例。
【具體實(shí)施方式】
[0011]圖1示出本發(fā)明的系統(tǒng)的示例。電動(dòng)機(jī)4連接到飛輪3以使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)I的曲軸2旋轉(zhuǎn)。另選地，電動(dòng)機(jī)可連接到驅(qū)動(dòng)曲軸的另一齒輪。因此，在這種情況下，詞飛輪應(yīng)該被廣義地理解。飛輪連接到曲軸。變頻器6將來(lái)自源7(類(lèi)似電網(wǎng))的電力供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)4。
[0012]因此，電動(dòng)機(jī)4使曲軸2旋轉(zhuǎn)，曲軸2繼而使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)I中的氣缸的活塞移動(dòng)。由于水(或油)的重量并且由于液體在壓力下不可壓縮，一個(gè)或多個(gè)氣缸中的諸如水或油的液體阻礙了活塞的移動(dòng)。因此，在壓縮階段中氣缸中的壓力高于氣缸的正常條件(氣缸中沒(méi)有多余液體)下的壓力。這意味著使曲軸2旋轉(zhuǎn)需要比正常情況更多的電力(power)或轉(zhuǎn)矩。因此，電動(dòng)機(jī)4在特定電壓和轉(zhuǎn)速下消耗的電流高于正常情況?？赏ㄟ^(guò)測(cè)量電動(dòng)機(jī)在特定電壓下的電流和/或轉(zhuǎn)矩來(lái)檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)氣缸中的液體。
[0013]電動(dòng)機(jī)4沒(méi)有被設(shè)計(jì)為使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)I高速運(yùn)行或者啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)使發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)以用于檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)氣缸中的液體。因此，電動(dòng)機(jī)可在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之前運(yùn)行。由于氣缸可能包含大量液體，電動(dòng)機(jī)4和曲軸2的轉(zhuǎn)速在開(kāi)始時(shí)可相對(duì)低，這意味著低轉(zhuǎn)速足以用于檢測(cè)液體并且在氣缸的相同壓縮階段期間及時(shí)做出反應(yīng)。.
[0014]在發(fā)動(dòng)機(jī)/電動(dòng)機(jī)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)之后，如果在較低轉(zhuǎn)速下沒(méi)有檢測(cè)到液體，則轉(zhuǎn)速可逐漸增大。這樣，可在一個(gè)或多個(gè)氣缸中檢測(cè)到較少量的水。水的量越多，導(dǎo)致對(duì)活塞移動(dòng)的阻力越大，這比較少量的水更容易檢測(cè)。變頻器6改變供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)的電力的頻率，從而直接控制轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速可被調(diào)節(jié)至不同的條件以檢測(cè)(例如)特定量的液體。因此，變頻器的使用使得在不損壞發(fā)動(dòng)機(jī)I的情況下檢測(cè)氣缸中的不同量的液體成為可能，例如通過(guò)計(jì)算電流或轉(zhuǎn)矩測(cè)量的積分值。積分值隨著水的量增加而逐漸增大。存在的液體越多，值越早增加，反之亦然。
[0015]電動(dòng)機(jī)在特定周期中旋轉(zhuǎn)。在該周期中，可檢測(cè)一個(gè)或更多個(gè)氣缸中的可能液體。根據(jù)有多少轉(zhuǎn)速用于液體檢測(cè)，該周期可包含用于不同轉(zhuǎn)速的多個(gè)子周期。周期的總持續(xù)時(shí)間取決于子周期的數(shù)量。存在的子周期越多，周期越長(zhǎng)。
[0016]圖1還示出控制單元8以及用于測(cè)量電動(dòng)機(jī)4的電流的測(cè)量傳感器9、9A。測(cè)量傳感器可位于變頻器9的一側(cè)(例如，變頻器的輸入部或輸出部)上或者位于電動(dòng)機(jī)的電力輸入部9A上。測(cè)量傳感器連接到控制單元8 (電力輸入傳感器9A的連接被示出為虛線)，該控制單元8接收測(cè)量傳感器的測(cè)量?？刂茊卧ū容^單元11，其將測(cè)量的值與閾值進(jìn)行比較。如果測(cè)量值超過(guò)閾值，則控制單元被配置為停止電動(dòng)機(jī)。所述停止通過(guò)將停止命令12發(fā)送給變頻器6，變頻器6停止向電動(dòng)機(jī)4供電來(lái)方便地進(jìn)行。
[0017]還可計(jì)算曲軸2的轉(zhuǎn)矩。也可從轉(zhuǎn)矩值來(lái)檢測(cè)氣缸中的液體。如果轉(zhuǎn)矩值高于正常值，則液體可能存在于一個(gè)或多個(gè)氣缸中。轉(zhuǎn)矩T可(例如)利用下式從電動(dòng)機(jī)的電流和曲軸(或電動(dòng)機(jī))的轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算
[0018]T = P/w
[0019]其中P是電力，w是轉(zhuǎn)速(弧度)。
[0020]P可從下式計(jì)算
[0021]P = RI2
[0022]其中I是電動(dòng)機(jī)的電流，R是電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻，w可從式w = 2πη計(jì)算，其中η是轉(zhuǎn)/分鐘。
[0023]因此，可從飛輪3，或者另選地從電動(dòng)機(jī)4的軸測(cè)量速度。電動(dòng)機(jī)的速度對(duì)應(yīng)于曲軸的速度。因此，系統(tǒng)還可包括用于測(cè)量電動(dòng)機(jī)或曲軸的轉(zhuǎn)速的速度傳感器10、10A?？刂茊卧?被配置為接收速度傳感器10、1A的測(cè)量以計(jì)算曲軸的轉(zhuǎn)矩，并且將轉(zhuǎn)矩測(cè)量的值與轉(zhuǎn)矩閾值進(jìn)行比較。另外，控制單元被配置為如果計(jì)算的轉(zhuǎn)矩值超過(guò)轉(zhuǎn)矩閾值，則停止電動(dòng)機(jī)。
[0024]電流和轉(zhuǎn)矩，這兩個(gè)指標(biāo)的使用使得液體檢測(cè)更可靠。控制單元8被配置為使得如果這些指標(biāo)中的任一個(gè)超過(guò)指標(biāo)特定閾值，則認(rèn)為檢測(cè)到液體。
[0025]還可有這樣的實(shí)施方式，其中閾值和轉(zhuǎn)矩閾值二者均需要被所述測(cè)量和轉(zhuǎn)矩計(jì)算超過(guò)，以停止電動(dòng)機(jī)。
[0026]另外，系統(tǒng)的控制單元8包括發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型信息。上述閾值取決于發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型信息。該信息可以是表格式。該信息還可經(jīng)由標(biāo)稱壓縮比、發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力和轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算。換言之，將基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩與不同曲軸角下測(cè)量的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行比較。在關(guān)于曲軸角值的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩軌跡周?chē)纱嬖诓僮鞔翱凇ｋ娏?轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)需要考慮例如影響旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力的油溫。閾值可以是適應(yīng)性的。
[0027]實(shí)際實(shí)施方式是針對(duì)電動(dòng)機(jī)的各個(gè)轉(zhuǎn)速存在多個(gè)表。對(duì)于曲軸的所述旋轉(zhuǎn)，閾值可為例如電動(dòng)機(jī)的正常電流(氣缸中沒(méi)有多余液體)的115%。類(lèi)似地，對(duì)于曲軸的所述旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩閾值可為例如電動(dòng)機(jī)的正常轉(zhuǎn)矩的115%。
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