测量两冲程十字头内燃机中气缸套直径的方法、直径计量装置及在该方法中使用的柔性环的利记博彩app

专利名称：测量两冲程十字头内燃机中气缸套直径的方法、直径计量装置及在该方法中使用的柔性环的利记博彩app
测量两冲程十字头内燃机中气缸套直径的方法、直径计量装置及在该方法中使用的柔性环 本发明涉及一种在发动机不运转的情况下测量两冲程十字头内燃机中气缸套直
径的方法，直径计量装置通过气缸套中的扫气口引入气缸套，并且放置在测量气缸套内径的测量位置。 在大型两冲程十字头内燃机中，记录气缸磨损很重要。在发动机运转期间，燃烧室中的压力使活塞环相对于气缸套的内表面在径向方向上压紧，加载在气缸套上的活塞环会造成气缸磨损。追踪气缸随时间的磨损对于发动机的维护非常重要，并且为了建立对这种磨损的记录，定期进行发动机中各个气缸套的实际磨损状况的测量。典型地，在发动机停机检修或维修发动机上的其它组件时测量气缸磨损。然而，发动机正在向着更长周期的维修方向发展。 大型两冲程发动机典型地用作船只上的主发动机，许多类型的船只在港口的时间相当短，集装箱船典型地具有大约5小时的持续时间。目前，这么短的时间测量发动机中气缸的气缸套磨损是不够的。 美国专利3090125公开了一种测量装置，包括细长的底座元件和枢轴连接到该底座元件的可调节的杆，该杆可以通过气缸套中的扫气口部分地插入。该装置具有縮短和伸长所述杆的长度的机械调节设备，以及可操作地使所述杆相对于所述元件摆动的其它机械设备。该测量装置适于通过扫气口部分插入气缸套中，并且要从外部操作。当进行测量时，去掉该装置。 通常使用的测量两冲程十字头发动机上的气缸套磨损的方法基于拆除气缸套盖或排气阀壳体，以便在气缸套的顶部获得足够尺寸的检修孔，从而将直径计量装置下降到气缸套中，并且在气缸套的不同高度位置进行直径的测量。 丹麦专利152628公开了一种直径计量装置，该装置适于在拆除和去掉气缸盖之后测量气缸套的内径。该直径计量装置包括在一端具有两个支撑腿的框架部分和相对两个支撑腿在直径方向上定位的测量探头。框架部分设有靠近支撑腿的端部相对定位的手柄和机械连接到测量探头的度盘式量规。当直径计量装置借助手柄或绳索下降到气缸套中时，支撑腿和测量探头邻接气缸套，并且用作测量参考点，这将在度盘式量规上显示，并且由操作直径计量装置的人在视觉上读取。 公开的日本专利申请JP2007-248303A公开了 一种内径测量工具，该工具在拆除和去掉气缸上的排气阀之后下降到气缸中。内径测量工具包括细长的基底，基底设有两对保持臂，每对具有至少三个可折叠的、适于接触气缸内壁的保持臂。在保持臂之间设有具有
测量传感器的测量臂。在将内径测量工具下降到气缸内径中之后，将保持臂和测量臂放置
在有效位置，以便使测量工具保持在适当位置，并且实施气缸直径的测量。 由现有技术如公开的日本专利申请JP2003-1945506A2已知，通过经由气缸盖中
燃料喷射器的安装孔插入测量装置测量小型发动机的气缸内径。该测量装置是手持的，并
且与摆动接触气缸内壁的一个臂铰接。插入孔相对于气缸的中心轴是倾斜的，因而仅能够
在气缸上部及其有限区域内测量气缸直径。
本发明的目的是便于对两冲程十字头发动机中气缸套磨损的测量，其中发动机暂时不运转。特别地，本发明的目的是快速地进行这种磨损测量，优选快到常规的港口操作就可以提供对气缸套执行磨损测量所需的时间。 以此为目的，根据本发明的方法的特征在于该发动机是长冲程发动机，其中冲程和内径之间的关系至少是2. 4，该扫气口位于该气缸套的下部，该直径计量装置沿该气缸套的长度移动到至少另一个位置，至少另一个位置是该气缸套的上部，该直径计量装置在所述至少另一个位置进行气缸套内径的测量，该直径计量装置在各个测量位置获得测量的直径作为表示直径的第一电子参数，并且确定该直径计量装置在该气缸内相应的高度。
与本发明有关的两冲程十字头内燃机是单流扫气发动机，其中单个气缸套在气缸套下部设有一排圆周扫气口，以及位于安装在气缸套顶部的气缸盖中心的单个排气阀。在燃烧冲程的端部，活塞向下移动穿过扫气口，排气阀打开，以便使换气和进气向上流过气缸套，并且将燃烧气体清除出燃烧室。因而，在换气过程期间，换气在从气缸套底部到顶部的一个方向上流动。扫气口具有相当尺寸的打开区域，以便当排气阀打开时，允许足够流量的加压气体进入气缸套中。 将直径计量装置通过扫气口插入气缸套中，可以在不拆卸气缸盖或排气阀壳体的情况下将该装置放置在气缸套内。因而，这种插入可以在发动机不运转后不久内进行，这非常显著地縮短了整个测量过程的持续时间。此外，发动机的气缸很难受到测量的影响，而现有技术中需要拆卸大气缸部件的测量不会是这种情况。 直径计量装置获得测量的直径作为表示直径的第一电子参数。这允许将测量的值以容易的方式存储在存储器中，以便随后在将该装置从气缸套去掉之后检索，或者立即将测量的值传送到接收器，接收器将值传送到气缸套之外的装置中的存储器。因而，不必对测量进行任何视觉观察，并且在典型地具有高磨损值的位置将直径计量装置放置在气缸套的上部之后，允许在气缸套内进行多种测量。 当开始燃烧冲程活塞位于气缸套顶部时，燃烧室内的压力水平较高，因此相对于气缸套的内表面的活塞环压力较高，同时，活塞环和气缸套之间的相对运动较低，这使得很难在活塞环和套表面之间保持足够的润滑。气缸套的上部具有较高的温度，这很可能在上部造成磨损。该发动机是长冲程发动机，其中冲程和内径之间的关系(S/B)至少是2.4，优选高于S/B = 3. 0。在测量期间，在气缸套的上部，直径计量装置位于套内远离扫气口的位置。 优选地，使用高度计量装置测量气缸套内直径计量装置的位置，高度计量装置获得测量距离作为表示距离的第二电子参数。与直径计量装置一起使用高度计量装置允许在没有干扰内燃机的控制的情况下进行直径测量。高度计量装置注意气缸套内直径计量装置的高度位置，而直径计量装置进行直径的测量，因而，直径计量装置可以以简单的方式与气缸套上的特定位置关联，从而可以画出或计算出套的磨损曲线。 在根据本发明的方法的进一步发展中，记录多对相应的第一电子参数和第二电子参数的值，优选将值存储在存储器中。记录相应的第一和第二参数的值可以使数据的电子处理不出现故障，如果当在测量过程期间该装置位于气缸套内时进行记录，则整个测量过程是自持的，即在该过程期间不需要与气缸外部通讯。在完成测量后将该装置从气缸套去掉之后，可以例如从存储器检索收集的多对数据。
可以以几种不同的方式进行高度测量。 一种可能是让高度计量装置测量从气缸套内直径计量装置的位置到排气阀下表面的高度。在这种情况下，高度计量装置可以位于直径计量装置上或与其集成，这仅需要将组合的装置插入气缸套中，这是在气缸套底部的扫气口进行的常规操作。另一种可能是让高度计量装置测量下至气缸套内直径计量装置的位置的高度。在后一种情况下，必须将高度计量装置安装在气缸的上部。这例如可以通过将高度计量装置安装在气缸盖上，如为此目的设计的入口 ，或在去掉燃料喷射器后用于燃料喷射器的安装孔。还有一种可能是将高度计量装置放置在相对于发动机框架安装的表面，并且测量至活塞上携带直径计量装置的部件的高度。可以通过活塞上测量部件和活塞上直径计量装置的实际位置之间的高度差校正测量的高度。 当将高度计量装置安装在气缸盖上的位置时，高度计量装置可以从气缸外部延伸到燃烧室，因此，在测量过程期间，可以将其用作将数据从气缸内传递到气缸外设备的装置。 一个优点是尽管气缸容积封闭在气缸套内，活塞和气缸盖成为不能电子通讯的法拉第笼，仍然可以进行数据的通讯和检索。因此，在优选的方法中，高度计量装置设有接收从直径计量装置的发射器发射的信号的接收器。 可以将直径计量装置设计成升降装置，例如可以在气缸套的内表面上运转并且沿气缸套的内部向上移动直径计量装置的电驱动轮。可选地，直径计量装置可以包括安装于该装置的绳索，该绳索在气缸中向上穿过，并且穿过气缸盖中适当的开口 。当该绳索处于适当的位置时，其可以用于将气缸内直径计量装置升至所需的测量位置。然而，在另一个优选的方法中，直径计量装置放置在活塞的顶部，并且通过转动发动机的曲轴在气缸套的高度方向上移动。在这种情况下，在测量期间，活塞顶用作支撑直径计量装置的平台，并且在气缸套内上下移动直径计量装置。两冲程十字头发动机典型地具有可以经由止推轴与曲轴连接的回转轮，该回转轮可以经由回转齿轮与电动机啮合，当发动机未运转时，可以激活电动机转动曲轴。在将直径计量装置放置在活塞顶部之前，可以将柔性环或圆板插入扫气口 ，并且放置在活塞的顶部。该柔性环或圆盘提供可以支撑直径计量装置的干净的表面。将柔性环用作活塞顶和直径计量装置中间的支架有助于直径计量装置进行小的运动，而不受在活塞顶顶部沉积的焦炭的阻碍。如果需要，在支撑直径计量装置的区域中，可以将活塞顶上较大的焦炭沉积物弄平或去掉。 如上所述，根据本发明的方法包括检测气缸套内的高度位置，利用为此设计的装置。然而，也可以相对于与活塞在上死点位置(TDC)或下死点位置(BDC)中的位置对应的曲柄的回转角度，基于发动机曲轴相关的回转角获得活塞在气缸高度方向上的位置。已知，对特定气缸来说，曲轴的回转角对应于活塞在BDC或TDC中的位置，将曲轴任何其它的回转角直接与活塞在气缸套内的对应高度关联。除了将BDC或TDC用作参考点，也可以使用活塞上表面与扫气口的上边或下边水平的位置。当将直径计量装置通过一个扫气口插在活塞顶的上表面上时，这些活塞位置容易在附近。 作为替换，直径计量装置可以连接到从直径计量装置向下悬挂的细绳，并且设有可以人工检测或在测量期间在扫气口视觉读取的长度标记。可选地，具有标记的绳向上穿过气缸，并且离开气缸盖中适当的开口。因而，在任一情况下，在该过程期间可以人工记录直径计量装置的高度位置。 本发明还涉及一种能够测量两冲程十字头内燃机中气缸套内径的直径计量装置，该直径计量装置包括框架结构，该框架结构包括延伸到框架结构一侧的两个突出部和延伸到框架结构相反侧的细长的测量臂，该测量臂在远离两个突出部的方向上偏压位移，并且连接到测量测量臂相对于气缸套的预定设计内径的位移距离的仪表。 在根据本发明的直径计量装置的实施方式中，测量臂关联有能够使测量臂縮回到回撤的不活动位置的驱动器，该驱动器是电控制的，以将测量臂移动到不活动位置，或者将测量臂放置在延伸的位置，其中在远离该两个突出部方向上的偏压是有效的；当处于延伸的位置时，该仪表将测量臂的位置转换成表示直径的第一电子参数。 驱动器使测量臂縮回到回撤的不活动位置，这使得直径计量装置可以通过扫气口以安全的方式插入、操纵，并且正确地放置在活塞顶部的位置。在使该装置放置并且向上穿过扫气口之后，可以电激活该装置，以使测量臂移动到延伸的有效位置。在该位置，测量臂上的偏压使两个突出部移动邻接气缸套的内壁，正确定位直径计量装置，并且为气缸套内径的测量做好准备。该仪表将直径转换成第一电子参数，因而该仪表不需要任何视觉读取。因而，可以自动读取气缸套内的参数，或者存储在随后用于检索的装置，或者传递到接收器。 在优选的实施方式中，当气缸套的内径在250mm至1100mm范围内时，将该仪表校准成以0. 1至0. 005mm范围的精度测量直径。由于在发动机运转多天或多年期间，气缸磨损典型地非常缓慢地进行，因而有利地能够测量非常小的磨损值。即使例如60、80或90cm大的气缸套直径，当以例如O.Olmm精度测量磨损时，可以在早期阶段检测不正常的磨损，并且进行任何在气缸运转状态中所需的正确的测量，如配量大量的气缸润滑油，维修活塞环或处理气缸套的内表面。 在本发明的实施方式中，通过为直径计量装置提供测量直径计量装置的温度的第一温度传感器，可以提高测量直径的精度。温度测量可以为测量校正测量方向上直径计量装置取决于温度的长度变化。如果臂是由任何展示显著的长度变化的材料构成的，则与温度变化有关。 在另一个或进一步的实施方式中，直径计量装置包括至少一个用于测量气缸套的内表面的温度的第二温度传感器。本实施方式的优点在于可以将直径计量装置插入气缸套，并且在发动机不运转后不久测量其直径。气缸套的温度测量可以补偿由气缸套材料的温度变化造成的测量变化。在现有技术的测量中，必须拆卸气缸盖，这会占用相当长的时间，这期间，对应于冷却水的温度(大约80° )，气缸套可以获得更均匀的温度。当与直径测量一起测量气缸的温度时，直径测量的精度不会有问题，无论气缸套是否沿其高度展示出变化的温度，因而直径测量不需要等到气缸套冷却到均匀的温度。优选地，至少一个第二温度传感器位于两个突出部中的一个或两个上。 在本发明的另一个实施方式中，允许对气缸套内直径计量装置的高度位置几乎连续的测量，高度计量装置用于测量相对高度，并且包括激光源，将高度计量装置安装在气缸盖上燃料喷射器的安装孔中的安装位置的安装装置，以及反射镜，在高度计量装置的安装位置，反射镜在基本上平行于气缸套的中心轴的方向上向下反射从激光源发射的光，该高度计量装置获得测量的距离作为表示下至位于气缸套中活塞上的直径计量装置的距离的第二电子参数。在另一个实施方式中，高度计量装置位于直径计量装置上，并且包括激光源，激光源在基本上平行于气缸套的中心轴方向上发射激光，高度计量装置获得测量的距离作为表示上至排气阀的下表面的距离的第二电子参数。代替激光源，高度计量装置可以包括发射微波或其它频率的波的源，如在雷达或声纳中使用的，用于检测反射的波的接收器，以及用于反射波的处理器和用于计算距离的处理器。 与仅在相当少的、分散的预定点提供人工测量的传统的测量设备相比，借助激光源与直径计量装置的测量结合的测量提供了在许多分散位置更精度的气缸套直径的测量。实际上，高度计量装置可以沿作为气缸套上活塞环的滑动表面的内表面获得对气缸套直径连续或近似连续的测量。 本发明还涉及在本发明的方法中使用的柔性环。柔性环是环形的，并且在未折叠的状态下，其外径小于该气缸套的预定设计内径，内径大于所述预定设计内径的30%，优选大于所述预定设计内径的至少50%。 通过将该环制成环形的柔性环，可以确定该环可以容易通过扫气口插入，并且放置在活塞的顶部。柔性环提供直径计量装置可以在其上支撑的干净的表面，并且典型地由柔性、坚固的材料制成，如1至2mm厚度的硅酮环，PTFE环，或者适当的塑料如PEHD或PDM。该材料还适于反射来自激光源的光束。当活塞顶在上表面沉积了相当多的焦炭时，具有焦炭沉积的表面会吸收来自激光束的光，该环的效果缓和了这种情况下产生的问题。
下面，参照由非常示意性的附图表示的优选实施方式更详细地描述本发明的范例和实施方式，其中 附

图1是根据本发明的直径计量装置的顶视 附图2是根据本发明的高度计量装置的侧视 附图3是两冲程十字头内燃机的横截面图； 附图4是从定位在气缸套中的直径计量装置的上面看的视图； 附图5a-5d是具有弓|入气缸内部的直径计量装置和根据本发明实施方式使用的
高度计量装置的气缸的局部截面侧视图。 附图1表示能够测量两冲程十字头内燃机中气缸套的内径的直径计量装置10的实施方式。直径计量装置IO包括具有两个延伸到框架结构一侧的突出部12的框架结构11，以及延伸到框架结构11的相对侧的细长的、弹簧加载的测量臂13。两个突出部12基本上是球形的，并且用作框架结构11在活塞顶表面上的支撑点，而且还用作相对于气缸套内表面的邻接点17。 测量臂13还设有用作邻接气缸套内表面的邻接点17的球形突出物。两个突出部12和测量臂13设有邻接气缸套壁的金属球。偏压测量臂13，以便使其在远离两个突出部12的方向上位移，测量臂连接到用于测量测量臂13相对于气缸套预定设计内径位移的距离的电子仪表14。电子仪表14是VIGG0 A.KJAER型的，将其校准成以O. l至O. 005mm范围内、典型0. Olmm的精度测量直径。 借助致动器20将测量臂13控制在无效状态或有效测量状态，致动器由电子电路模块15控制，并且由电池16供电。在所示的实施方式中，致动器20设计成旋转驱动轴21的电动机。该轴的端部区域穿过支架40中的开口，并且携带拧入螺母的外螺纹。螺母旋转安装在支架40中，当轴旋转时，螺母在轴上拧入或拧出。支架40的腿安装到横向延伸的杆42，该杆安装到测量臂13的端部区域。附图1所示的螺母、支架40和杆42的位置对应于测量臂完全延伸的位置。当轴在一个方向上旋 时，螺母在致动器20的方向上移动，由于螺母靠在U型支架40的底部上，因而向着致动器20拉动杆42和具有该杆的测量臂，因此测量臂縮进，当轴在另一个方向上移动时，反之。壳体41相对于框架结构11是安装的。测量臂13安装在壳体41的轴承中，以便其可以相对于壳体在其长度方向上滑动。压縮弹簧安装在臂周围，并且相对于壳体的端壁邻接其内端，相对于安装于测量臂13的弹簧导杆邻接其外端。因而，弹簧偏压测量臂在远离轴21的方向上移出壳体。测量臂的端部通过壳体端壁中的开口突出，并且携带安装到臂的端部区域的横向延伸的杆42。在测量臂的不活动位置，压縮弹簧偏压测量臂离开壳体，并且至端部位置，在该位置，杆42面向外的一侧靠在壳体41面向内的端面上。 当致动器20向外移动测量臂13并且邻接点17接触气缸套的内表面时，测量臂的位移运动停止，并且在任何向外进一步的移动期间，在螺母和U形支架40的底部之间产生空隙，并且测量臂13释放在精确测量气缸套直径的位置。致动器和轴机构设有停止元件(未示出)，当螺母在其位移运动中得到预定的外端位置时，停止元件中断到致动器的电流。 电子仪表14包括测量销43，该销被偏压成邻接横向延伸的杆42面向内的表面。因而，该仪表通过测量横向延伸的杆的当前位置记录测量臂的位移。支架44相对于装置中的底板安装仪表的壳体的位置。当已经完成直径测量时，将激活信号发送到电子电路模块15，该电子电路模块激活致动器20，以在向内的方向上移动壳体41，使其邻接横向延伸的杆42，并且进一步移动到测量臂13的不活动位置，其中壳体和臂远离气缸套的内表面定位，以便可以操纵直径计量装置从气缸套去掉或重新定位在活塞顶上，以测量另一组气缸套的直径。重新定位用于允许测量在发动机横向方向以及发动机纵向方向上导向的直径。
电子仪表14经由RS232连接件连接到电子电路模块15，以便将测量的电子参数转移到存储器，或将测量的电子参数传送到接收器装置50(参照附图2)。电子仪表14和电子电路模块15由安装在框架结构11上的电池16供电。电池具有数小时如大约8小时(对应于一个工作日)的容量。电子电路模块15包括用于与接收器装置50通讯的全双工收发器单元如标准的蓝牙2. 0模块。 而且，直径计量装置IO包括定位在框架结构11上的第一温度传感器，用于测量直径计量装置10的温度。框架结构11和测量臂13都是由金属制成的，周围的温度会影响它们的长度，为了测量最大气缸直径，测量臂13的长度可以是80cm。 直径计量装置10还包括用于测量气缸套内表面的第二温度传感器，优选地，至少一个第二温度传感器位于两个突出部12中的一个或两个。然而，在另一个实施方式中，第二温度传感器位于两个突出部12之间的框架结构11上，例如可以是弹簧刀片温度传感器。
附图2表示高度计量装置50，该高度计量装置包括圆柱形金属管53，圆柱形金属管在一端具有紧接电子电路模块52的激光源51，如可在商业上从Bosch得到的产品。激光源位于适当的位置，以通过圆柱形金属管53向着具有设有用于反射激光源的反射镜55的横向凹槽54的相对端发射激光源。圆柱形金属管53的自由端设有适于将信号发送到直径计量装置10以及从直径计量装置接收信号的天线56。无线通讯由电子电路模块52控制，电子电路模块还收集接收的测量。安装夹具58安装到圆柱形金属管53，并且从圆柱形金属管延伸，其适于在使用期间将高度计量装置50保持在正确的位置。金属管53还设有导向器57，其在插入和安装期间有助于引导装置。原则上，如图5a-5d所示，高度计量装置适于
9安装在气缸盖中燃料喷射器的安装孔中。金属管的长度方向和垂直方向之间的实际角度取决于安装孔的方向，典型地，该角度可以是10至20°的范围。 在高度计量装置50的安装位置，反射镜55在基本上平行于气缸套106的中心轴的方向上向下反射从激光源51发射的光，并且使其在气缸套的径向方向上偏移。发射的光在活塞102的表面或直径计量装置的表面反射，由此高度计量装置50得到向下至位于气缸套106中的活塞102上的直径计量装置10的距离的测量(图5a)。 通过测量活塞102轮廓分明的位置如BDC位置中的高度校准实际测量的距离。这种校准用于补偿焦炭沉积以及定位直径计量装置10的环形环的厚度。这种校准或补偿可以在通过无线或电缆连接连接到电子电路模块52的外部计算机中进行，或者可以在测量过程期间获得的存储值的基础上人工计算。 附图3表示两冲程十字头内燃机100如MAN Diesel SE牌子的以及ME或MC类型的两冲程发动机，或Wartsila牌子的以及RTA或RT-f lex类型的两冲程发动机。发动机具有多个气缸如4至14个气缸，在单个气缸101中，活塞102可以在上死点位置TDC和下死点位置BDC之间移动。在BDC位置，活塞的顶部刚好位于气缸101的气缸套106下部中一排圆周扫气口 103的下部。气缸的内径可以在从250至1100mm的范围，用于测量大直径气缸的直径计量装置对测量小直径气缸也是有用的，如下面一个或多个范围的气缸直径从250mm至350mm，从250mm至400mm，从250mm至420mm，从250mm至460mm，从250mm至500mm，以及从250mm至600mm。下面的仪表1中给出了单个扫气口的典型尺寸。仪表1
气缸套内径口宽度口高度
350mm32mm108mm
400mm36mm123mm
500mm40mm123mm
■mm64mm185mm
在高度为30mm或更少和宽度为100mm或更少的情况下，可以通过所有不同尺寸的扫气口引入直径计量装置。自然，直径计量装置可以以其它尺寸以及不同的尺寸制造，其中单个模式的直径计量装置适于实际发动机中的口尺寸。 在附图3中，活塞102位于TDC位置附近的。气缸盖105在气缸套106的顶端封闭气缸，排气阀104安装在气缸中心位置的壳体中。当在运转期间排气阀104处于打开位置时，来自燃烧室的废气通过废气通道流入废气接收器120中。废气流过涡轮增压器121的压縮机部分，将压縮的进入和换气空气传递到增压空气接收器122，以便将压縮空气供给到气缸101的扫气口 103周围的室123。 当发动机停止并且未处于运转状态时，可以借助电动机115转动发动机的曲轴，电动机115经由回转装置116与回转轮117啮合，回转轮典型地通过安装在发动机的止推轴上与曲轴连接。由于发动机的曲轴通过电动机115慢慢转动，因而活塞在气缸套内向上或向下移动。回转操作可以是人工控制的，例如通过推动激活按钮，或者可以是在适于进行本发明的直径测量的存储程序中编程的。在转动期间，排气阀优选保持在打开的位置。
当发动机停止并且未运转时，打开被测气缸的气缸截面中的侧门，以便通向气缸
套下部周围的空间。通过回转装置转动发动机，直到活塞的上表面位于一排扫气口的下面，
即活塞位于附图5a所示的BDC位置或其中。侧门紧接扫气口 103定位。然后，操纵直径计
量装置IO，通过将其通过扫气口 103之一插入，同时保持底面垂直定向，当在气缸套106内
部时，转动该装置，并且将其定位在如图4和5a所示的活塞102的顶部。 如果需要，在插入装置之前通过扫气口插入环形环130，并且将其放置在活塞的顶
部。该环是柔性的，以便在插入期间可以将其折叠在一起。当未折叠时，该环安装在气缸顶
的顶部，这是因为其具有小于气缸套内径的外径。在一个实施方式中，该环可以是覆盖整个
活塞的圆形材料片，优选具有大于所述设计内径50%的内径，这减少了环材料的数量。该环
具有适当的柔性材料如PTFE或塑料。如果需要，在将环或直径计量装置放置在活塞顶部之
前，将在直径计量装置10的支撑区域中沉积在活塞上的焦炭弄平或去除。 在附图5a中，直径计量装置10放置在活塞102的顶部。直径计量装置10放置在
活塞102的顶部，两个突出部12靠近活塞102的外缘。当完成环和/或装置的插入时，可
以转动发动机的曲轴，以便活塞向上移动到活塞的上表面靠近扫气口的上端的位置，如图
5b所示。 然后，激活致动器20以将测量臂定位在有效位置，其中测量臂上的偏压推动两个突出部12邻接气缸套内表面的一侧，并且横向延伸的杆42释放邻接壳体41，以便仪表14有效检测和测量气缸套的实际直径。致动器20的这种激活可以受时间延迟装置的影响，该时间延迟装置在直径计量装置放置在活塞顶部的适当位置特定的预设持续时间之后如3分钟之后执行激活，允许曲轴转动，或者致动器的激活是由发射到电子电路模块15的控制信号造成的。该控制信号例如是经由高度计量装置中的发射器发射的，如果使用这种高度计量装置的话。 这种激活之后，直径计量装置IO进行气缸套中内径的测量。在这些测量期间，发动机转动，具有直径计量装置10的活塞102向着TDC位置移动，如图5c所示。直径计量装置IO将气缸套直径D测量为表示气缸套直径的电子参数。如果当活塞处于TDC位置时燃烧室中活塞上的空间不够容纳直径计量装置，则在活塞达到该位置之前停止转动。
在完成测量之后，转动曲轴，以使活塞在气缸中下降。中间位置如图5c所示。还可以在活塞向下运动期间进行直径测量，这种双测量可以检查测量数据。可以以很短的间隔进行测量，如一秒一次。因为活塞运动较慢，这可以实现对气缸直径几乎连续的测量。
希望相对于船只在气缸套的横向和纵向方向上沿气缸的长度测量气缸套的直径。相对于船只在气缸套长度的横向和纵向方向上执行测量的一种方法是当活塞再次达到如图5a所示的位置时人工地将直径计量装置IO移动到另一位置。人工移动包括绕气缸套的垂直轴转动该装置大约90度。因此，在第一测量周期期间，例如沿船只的纵向方向将直径计量装置IO放置在活塞102上，在第二测量周期期间，在船只的横向方向放置直径计量装置10。可替换地，直径计量装置10可以借助轮和安装在直径计量装置10上的致动器在两个位置之间移动。通过当例如活塞达到TDC位置时进行移动，可以仅在单个转动发动机的周期完成两个方向上气缸套直径的完整测量，单个周期对应于活塞102从开始位置向着TDC位置以及再次回到开始位置的运动。 如果使用高度计量装置50，当活塞102已经获得如图5b所示的位置时，高度计量装置可以自动检测，然后，高度计量装置50可以自动发射激活直径计量装置开始测量的信号。该信号由电子电路模块15的收发器接收，由此测量臂13放置在有效测量的位置。当转动发动机时，通过直径计量装置测量气缸套的内径，并且将第一电子参数存储在装置的存储器中或发送到高度计量装置，高度计量装置将接收的第一电子参数与相应的第二电子参数一起传送到计算机。 如上所述，在直径测量期间，高度计量装置测量高度即活塞的位置，将高度测量以及从直径计量装置IO接收的测量存储在电子电路模块中或直接传递给外部计算机。在优选的实施方式中，将直径计量装置的测量发送到高度计量装置10。同时存储或传递所有进行的温度测量。因此，在测量气缸期间，气缸套直径以及相应的高度的测量是成对的，并且都存储在电子电路模块52中，以便随后使用，或者将该对气缸套直径及相应的高度的测量参数通过电子电路模块52直接传递到外部计算机。 可以通过其它用于报告气缸套内表面的状况的设备来补充该直径计量装置。因此，例如可以在直径计量装置上安装照相机或照相装置，以便可以取得内表面的照片。可以利用照相评价工作表面即活塞上的活塞环扫过的气缸套的内表面的状况。因而，可以检测过度磨损预警，例如通过观察气缸套内表面上颜色的变化。 在可选的实施方式中，直径计量装置可以包括基于激光束测量的距离测量装置。使用发射用于距离测量的激光的装置是已知的。激光装置安装在三个点支撑的框架上，或者与上述直径计量装置差不多。激光距离测量装置可以在两个相反的方向上发射激光束，因而仅需要定位在活塞顶部上距离气缸套内表面一定距离的位置，以便进行测量。可以将激光装置安装在从装置壳体的中间位置延伸的垂直轴上，因而当将激光装置放置在活塞顶的顶部时，激光装置可以主要在水平方向上发射激光束。通过将激光装置定位在活塞顶的顶部，当进行测量时，可以使用电驱动电机旋转激光装置。这样，几乎可以在其整个内表面上连续检测气缸套的内径，这是因为当活塞在气缸套内向上移动时，激光束以螺旋运动扫描气缸套的内表面。可以将测量的第一电子参数存储在存储器中，或者可以传递到接收器，例如在上述类型之一的高度计量装置上的接收器。 连同包括激光装置的直径计量装置10和连同具有上述类型的测量臂13的直径计量装置，可以基于曲轴回转位置的值得到活塞在气缸套高度方向上的位置。如上所述，在气缸内活塞的位置和曲轴的回转角度之间具有确定的相互关系。基于这种关系，当进行直径测量时，可以由回转角度对应于活塞的BDC位置的信息(参考值)以及曲轴的实际回转角度计算活塞的高度位置。 可以以其它方式测量高度。当将直径计量装置10放置在活塞102的顶部并且通过活塞运动在气缸套内上下移动时，可以基于活塞的高度位置确定直径计量装置的高度位置。可以通过将发动机框架中的中间框架141用作距离测量装置140的支撑表面测量活塞的高度位置，参照附图3。将距离测量装置定位在活塞102之下，以便其具有对活塞一部分的自由视角，如活塞裙的下侧或安装在活塞上的活塞环凹槽中的活塞环的下表面的暴露部分(未示出)。距离测量仪装置可以是基于激光距离测量仪。通过该装置测量的距离可以通过活塞的一部分和直径计量装置的位置之间的距离修正，以便得到直径计量装置的实际位置。 在权利要求的范围内，可以将上述不同的实施方式组合到其它实施方式中，而且可以以其它方式设计特定特征。例如，高度计量装置可以位于十字头之下的区域中发动机的内部，并且利用在十字头或十字头滑块的高度位置的测量，然后将该距离测量通过计算转换成气缸套内活塞的高度位置。
权利要求
一种在发动机不运转的情况下测量两冲程十字头内燃机(100)中气缸套直径的方法，一直径计量装置(10)通过所述气缸套中的扫气口(103)引入所述气缸套(106)中，并且放置在测量所述气缸套内径的测量位置，其特征在于所述发动机是长冲程发动机，其中冲程(S)和内径(B)之间的关系(S/B)至少是2.4，所述扫气口(103)位于所述气缸套的下部，所述直径计量装置(10)沿所述气缸套的长度移动到至少另一个位置，所述至少另一个位置处于所述气缸套(106)的上部，所述直径计量装置在所述至少另一个位置进行所述气缸套内径的测量，在各单独测量位置所述直径计量装置(10)将获得的所测量的直径作为表示直径的第一电子参数，并且确定所述直径计量装置在所述气缸内的相应的高度位置。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于使用一高度计量装置(50)测量所述直径 计量装置(10)在所述气缸套(106)内的位置，所述高度计量装置获得所测量的距离作为表 示距离的第二电子参数。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于记录多对用于第一电子参数和第二电子 参数的相应的值，优选记录为存储器中存储的值。
4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述高度计量装置(50)测量从所述直径 计量装置在所述气缸套内的位置到排气阀(104)下表面的高度。
5. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述高度计量装置(50)测量下至所述直 径计量装置(10)在所述气缸套(106)内的位置的高度。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于去掉所述气缸的气缸盖(105)上的燃料 喷射器，经由所述燃料喷射器的安装孔将所述高度计量装置(50)引入所述气缸内，优选所 述高度计量装置设有接收从所述直径计量装置中的发射器发射的信号的接收器。
7. 根据权利要求1至6任一项所述方法，其特征在于所述直径计量装置(10)放置在 活塞(102)的顶部，并且通过转动所述发动机的曲轴在所述气缸套(106)的高度方向上移 动，优选在放置所述直径计量装置之前将一柔性环(130)放置在所述活塞的顶部。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于相对于与所述活塞在上死点位置(TDC) 或下死点位置(BDC)中的位置对应的曲轴的回转角度，基于所述发动机曲轴相关联的回转 角获得所述活塞在所述气缸的高度方向上的位置。
9. 一种能够测量两冲程十字头内燃机(100)中气缸套内径的直径计量装置，所述直径 计量装置(10)包括框架结构(ll)，所述框架结构包括延伸到所述框架结构一侧的两个突 出部(12)和延伸到所述框架结构(11)相反侧的细长的测量臂(13)，所述测量臂在远离所 述两个突出部(12)的方向上被偏压位移，并且连接到测量所述测量臂相对于所述气缸套 的预定设计内径的位移距离的仪表(14)上，其特征在于所述测量臂(13)与能够使所述 测量臂縮回到回撤的不活动位置的驱动器(20)相关联，所述驱动器(20)是电控制的，以将 所述测量臂(13)移动到不活动位置，或者将所述测量臂放置在延伸的位置，在该延伸的位 置，在远离所述两个突出部(12)方向上的偏压是有效的，当处于所述延伸的位置时，所述 仪表(14)将所述测量臂(13)的位置转换成表示直径的第一电子参数。
10. 根据权利要求9所述的直径计量装置，其特征在于当所述气缸套(106)的内径在 从250mm至1100mm的范围时，将所述仪表(14)校准成在从0. 1至0. 005mm的精度范围内 测量直径。
11. 根据权利要求9所述的直径计量装置，其特征在于所述直径计量装置(10)包括测量所述直径计量装置的温度的第一温度传感器。
12. 根据权利要求9所述的直径计量装置，其特征在于所述直径计量装置(10)包括测量所述气缸套(106)的内表面的温度的至少一个第二温度传感器，优选所述至少一个第二温度传感器位于所述两个突出部(12)中的一个或两个。
13. 根据权利要求9至12任一项所述的直径计量装置，其特征在于高度计量装置(50)包括激光源(51)、将所述高度计量装置安装在气缸盖上燃料喷射器的安装孔中的安装位置的安装装置(53)以及反射镜(55)，在所述高度计量装置的安装位置，所述反射镜在基本上平行于所述气缸套(106)的中心轴的方向上向下反射从所述激光源(51)发射的光，所述高度计量装置(50)获得所测量的距离作为表示下至位于所述气缸套(106)中活塞上的直径计量装置的距离的第二电子参数。
14. 根据权利要求9至12任一项所述的直径计量装置，其特征在于所述高度计量装置(50)位于所述直径计量装置(10)上，并且包括激光源(51)，所述激光源在基本上平行于所述气缸套(106)的中心轴的方向上发射激光，所述高度计量装置(50)获得所测量的距离作为表示上至排气阀的下表面的距离的第二电子参数。
15. —种与根据权利要求9至12任一项所述的直径计量装置一起使用的柔性环，其特征在于所述柔性环(130)是环形的，并且在未折叠的状态下，其外径小于所述气缸套的预定设计内径，其内径大于所述预定设计内径的30%，优选大于所述预定设计内径的至少50%。
全文摘要
用于在发动机不运转的情况下测量两冲程十字头内燃机中气缸套直径的方法以及在其中使用的电子直径计量装置。电子直径计量装置插入发动机的气缸套中，并且放置在将气缸套的内径作为电子参数测量的测量位置，其中通过扫气口插入电子直径计量装置。
文档编号G01B11/08GK101750025SQ20091024637
公开日2010年6月23日 申请日期2009年11月27日 优先权日2008年11月28日
发明者厄恩斯特·马德森, 吉特·罗森舍尔德, 斯文·博林, 约翰·罗森舍尔德 申请人:约翰·罗森舍尔德;吉特·罗森舍尔德