JP3590296B2

JP3590296B2 - Engine inspection method and inspection device

Info

Publication number: JP3590296B2
Application number: JP11070999A
Authority: JP
Inventors: 信行福島; 淳林
Original assignee: Toyota Motor Corp; Kyoho Machine Works Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; Kyoho Machine Works Ltd
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1999-04-19
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2019-04-19
Also published as: JP2000105174A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの組付工程において、エンジンの潤滑系の要であるクランクシャフトのメタル（ベアリング）の欠品と、クランクシャフトのオイルジェット穴の不良とを同時に検出すると共に、クランクシャフトの駆動トルクの変動も検出するための、方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンのクランクシャフト１は、エンジンに組みつけられる際に、図９に示すように、クランクケース（図示省略）に対してジャーナル２を軸支するクランクジャーナルメタル３（断面図で示す）と、クランクピン４に対してコンロッド（図示省略）を軸支するクランクピンメタル５（断面図で示す）とが取付けられる。また、各メタルへの潤滑油の供給経路として、クランクケースに設けられた潤滑油の供給口からクランクジャーナルメタル３の取付座へと連通するオイル穴（図示省略）を有し、クランクシャフト１にも、ジャーナル２からクランクピン４へと至るオイル穴６が形成されている。さらに、コンロッドの大端部（クランクピン４との連結部）には、主にシリンダへ潤滑油を供給するためのオイルジェット穴を設け、エンジンの潤滑系を形成している。
【０００３】
そして、前記クランクケースの供給口から供給される潤滑油は、まずクランクジャーナルメタル３とジャーナル２との間の潤滑を行い、続いて、前記クランクシャフトのオイル穴６を通り、クランクピン４とクランクピンメタル５との潤滑を行う。さらに、前記コンロッドのオイルジェット穴から潤滑油を吐出することにより、クランクシャフト、コンロッド、シリンダ、ピストン等のエンジン摺動部に対する潤滑を行う。なお、クランクジャーナルメタル３、クランクピンメタル５共に、いわゆる半割り構造をなしており、半割りの夫々に潤滑油を流すための穴が設けられている。
【０００４】
以上の構成をなすエンジンの潤滑系において、クランクシャフトの各メタル（ベアリング）、クランクシャフトのオイルジェット穴等は主要な要素である。したがって、従来よりエンジンの組付工程において、これらの要素が確実に組付けられているか、又は所望の状態に形成されているかをチェックしている。例えば、特開平４−３３９２３２号公報には、エンジンの組付工程の途中で、エンジンの潤滑系に対し潤滑油の代わりにエアを供給し、エンジンのクランクシャフトを回転させ、このときのエア圧の変動に異常があったとき、クランクピンメタルの欠品を判断するという手法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来例のごとく、エンジンの組付工程の途中で、エンジンの潤滑系に係る要素の組付の良否判断を行うものであり、さらにクランクシャフトの駆動トルク等、他の要素も同時に良否判断を行うことを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、上記エンジンの良否判断を行うための検査装置を提供し、より正確な良否判断を行うことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の請求項１に係るエンジンの検査方法は、エンジンのクランクシャフトを回転させながら、該クランクシャフトへの潤滑油通路にエアを供給し、エンジン内部での供給エアの圧力変化をクランク位相に対応させて測定し、該測定値から、クランクシャフトの１回転の間の圧力の平均値と、オイルジェットの作動タイミングに相当する位相における圧力の変動値と、オイルジェットの作動タイミングに相当しない位相における圧力の変動値とを求め、各平均値及び変動値を所定の値と比較して、クランクジャーナルメタルの欠品とその欠品がロア側かアッパ側かの判断、及び、クランクピンメタルの欠品と、オイルジェット穴の不良とを含む良否判断を行うことを特徴とする。
【０００８】
本発明によると、エンジンのクランクシャフトを回転させながら、該クランクシャフトへの潤滑油通路にエアを供給する際に、クランクシャフトの回転角度とエンジン内部での供給エアの圧力変化とを計測し、双方の計測値を対応させる。そして、この測定データから、クランクシャフトの１回転の間の圧力の平均値と、オイルジェットの作動タイミングに相当する位相における圧力の変動値と、オイルジェットの作動タイミングに相当しない位相における圧力の変動値とを求める。オイルジェットの作動タイミングについては、クランクシャフトオイル穴の位置、コンロッドのオイルジェット穴の位置等から割り出すことができる。そして、各平均値を、正常なエンジンから同様に求めた所定値と比較することにより、検査対象となっているエンジンのクランクジャーナルメタル及びクランクピンメタルの欠品と、オイルジェット穴の不良等を検出する。さらに、クランクジャーナルメタルの欠品と判断された場合には、クランクシャフトの１回転の間の圧力の平均値と、クランクジャーナルメタル欠品時の予め設定された判定値とを比較することで、クランクジャーナルメタルの欠品がロア側かアッパ側かの判断をすることができる。
【０００９】
また、本発明の請求項２に係るエンジンの検査方法においては、前記エンジン内部での供給エアの圧力変化をクランク位相に対応させて測定した値から、まず、クランクシャフトの１回転の間の圧力の平均値を求め、この値と所定の値とを比較してクランクジャーナルメタルの欠品を検出し、続いて、オイルジェットの作動タイミングに相当しない位相における圧力の変動値を求め、この値と所定の値とを比較してクランクピンメタルの欠品を検出し、さらに、オイルジェットの作動タイミングに相当する位相における圧力の変動値を求め、この値と所定の値とを比較してオイルジェット穴の不良を検出する。
【００１０】
前述のごとく、エンジンの潤滑系は、クランクケースの供給口から供給される潤滑油で、まずクランクジャーナルメタルとジャーナルとの間の潤滑を行い、続いて、前記クランクシャフトのオイル穴を通過した潤滑油が、クランクピンとクランクピンメタルとの潤滑を行い、さらに、前記コンロッドのオイルジェット穴から潤滑油を吐出するという構成を有している。もし、クランクジャーナルメタルに欠品が生じている場合には、この部分に必要以上のエア漏れを生じ、クランクシャフトの回転の間の圧力の平均値は減少する。当然に、クランクピンとクランクピンメタルとの間へのエアの供給量も減少する。また、潤滑系に何らかの詰まりが生じていると、クランクシャフトの１回転の間の圧力の平均値は増加する。そこで、本発明では、最初にクランクシャフトの１回転の間の圧力の平均値を求め、この値と前記所定の値とを比較してクランクジャーナルメタルの欠品または、潤滑系の詰まりを検出する。そして、そのエンジンが分解点検を要するか否かを判断する。
【００１１】
また、クランクシャフトの１回転の間の圧力の平均値に異常が見られなかった場合には、オイルジェットの作動タイミングに相当しない位相における圧力の変動値を求める。このときの圧力の変動値は、クランクジャーナルメタルとジャーナルとの間を通過したエアが、前記クランクシャフトのオイル穴を通り、クランクピンとクランクピンメタルとの間に至ったときに、クランクピンに開口するオイル穴と、半割りのクランクピンメタルに形成されたオイル穴との位相の変化等により生ずるものである。そこで、この値を前記所定の値と比較することにより、クランクピンメタルの欠品を検出する。そして、そのエンジンが分解点検を要するか否かを判断する。
【００１２】
さらに、オイルジェットの作動タイミングに相当する位相における圧力の変動値は、クランクジャーナルメタルとジャーナルとの間を通過したエアが、前記クランクシャフトのオイル穴を通り、クランクピンとクランクピンメタルとの間に至り、さらに、前記コンロッドのオイルジェット穴からエアを吐出させるときの吐出量を示している。したがって、この値と所定の値とを比較し、所定値よりも圧力変動が小さいときには、エアの吐出量が少ないことを表し、オイルジェット穴に異物が詰まっている等の不良があることを検出することができる。逆に圧力変動が大きいときには、エアの吐出量が多いことを表し、オイルジェット穴径の不良等を検出することができる。そして、そのエンジンが分解点検を要すると判断する。
【００１３】
また、本発明の請求項３に係るエンジンの検出装置は、前記クランク位相に対応させてクランクシャフトの駆動トルクの変動も検出する。この構成により、エンジン摺動部の異常についても、合わせて判断する。
【００１４】
また、本発明の請求項４に係るエンジンの検査装置は、請求項１ないし３記載のエンジンの検査方法に用いられる装置であって、計測データの信号処理手段にカウント機能付ＡＩボードを含み、該カウント機能付ＡＩボードは、カウンタとＡ／Ｄボードとを有し、前記カウンタで、クランク位相を測定するエンコーダからの信号を取り込み、該取り込まれた信号を外部トリガとして、エンジン内部での供給エアの圧力変化に関する信号、および、クランクシャフトの駆動トルクの変動に関する信号の少なくとも一方を、前記Ａ／Ｄボードに取り込むことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、前記カウント機能付ＡＩ（ＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）ボードに、カウンタとＡ／Ｄボードとを有し、エンコーダからのクランク位相にかかる信号を前記カウント機能付ＡＩボードのカウンタに取り込み、該取り込まれた信号を外部トリガとして、エンジン内部での供給エアの圧力変化に関する信号、および、クランクシャフトの駆動トルクの変動に関する信号の少なくとも一方を、前記カウント機能付ＡＩボードの前記Ａ／Ｄボードに取り込む。すなわち、前記カウント機能付ＡＩボード内に、前記Ａ／Ｄボードへと計測データを取り込むための外部トリガ検出、発信手段を含むため、前記Ａ／Ｄボードにおけるサンプリングの間隔を決定する要素が、主に前記カウント機能付ＡＩボードの能力にのみ依存することになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１には、本発明の第１の実施の形態に係るエンジンの検査方法に用いられる検査装置を摸式的に表している。この装置は、エンジン７のクランクシャフト１を駆動するモータ８及びクランクシャフト１の回転角度を測定するエンコーダ９からなる回転ユニットと、エア供給部１０及びエンジン内部での供給エアの圧力変化を測定する圧力センサ１１からなる圧力測定ユニットとを有する。また、計測データの信号処理手段として、エンコーダ９からの信号９ａ、圧力センサ１１からの信号１１ａ、トルクアンプ１５で増幅されたトルクメータからの信号１５ａ等に基づき、異常検出を行う検出装置１２（マイコン等）、及び装置全体を制御する制御装置１３を有している。制御装置１３は、良否の判定結果を表示する表示器を有する。なお、本装置はクランクシャフト１を駆動する際の駆動トルクの変動を計測するトルクメータ１４及びトルクアンプ１５も備える。また、符号１６で示される部分は、クランクシャフト１に対しモータ８の駆動軸を着脱するためのジョイントである。
【００１８】
上記検査装置によるクランクシャフト１の回転角度とエンジン内部での供給エアの圧力変化とを計測する際には、まず、制御装置１３からの指令により、エンジン７のクランクケースに設けられた潤滑油の供給口及び排出口に対し、前記圧力測定ユニットを接続する。同時に、クランクシャフト１に前記回転ユニットを接続する。続いて、モータ８を回転させ、クランクシャフト１を所定の測定開始角度にセットする。さらに、この測定開始角度からクランクシャフト１を２回転させる。この２回転の間に、クランクシャフト１の回転角度とエンジン内部での供給エアの圧力変化を対応させて計測する。そして、前記測定開始角度から所定の回転角度の位置を基準として１回転分の計測データを、下記のエンジンの異常判断に用いる。このように、２回転のうちの一部を測定データとして用いることにより、確実に１回転分の計測データを得ることができる。なお、クランクシャフト１を２回転させた後には、前記圧力測定ユニット及び前記回転ユニットをエンジン７から取り外す。そして、検出装置１２において以下の異常検出作業を行い、結果を制御装置１３に送る。
【００１９】
図２には、計測結果の一例として、４気筒エンジンを測定した場合を示している。この測定結果は、特にエンジンに異常がない状態で測定されたものである。図示のごとく、クランクシャフト１の回転角度（位相）の変化により、エンジン内部での供給エアの圧力にも変化を生ずる。特に、円１０１，１０２で囲んだ２か所は圧力変化が顕著である。この顕著な圧力変化は、この位相がオイルジェットの作動タイミングに相当するものであり、前記のごとくコンロッドのオイルジェット穴からオイルを吐出する代わりにエアが漏れることにより、圧力の低下を来すことに起因するものである。
【００２０】
また、円１０１，１０２で囲んだ２か所以外の位相においても、緩やかに圧力変動を生じているが、この現象は、クランクジャーナルメタル３（以下「親メタル」とも言う）とジャーナル２と（図９参照）の間を通過したエアが、クランクシャフト１のオイル穴６を通り、クランクピン４とクランクピンメタル５との間に至ったときに、クランクピン４に開口するオイル穴６と、クランクピンメタル５（以下「子メタル」ともいう）に形成されたオイル穴との位相が変化すること等により生ずるものである。なお、円１０１で囲んだ部分の圧力変動は、４気筒エンジンの２，３番のオイルジェットによるものであり、円１０２で囲んだ部分の圧力変動は１，４番のオイルジェットによるものである。
【００２１】
図３には１番のオイルジェットがふさがっているときの測定結果を示している。このとき、１番のオイルジェットからのエアの漏れ量が減少することから、圧力の低下が少なくなる。この結果、円１０２で囲んだ部分の圧力変動が円１０１で囲んだ部分よりも小さくなる。当然に、１，４番のオイルジェットのいずれもがふさがっていれば、円１０２で囲んだ部分の圧力変動はさらに小さくなる。図４には、２番のオイルジェットがふさがっているときの測定結果を示している。このときにも、図３の場合と同様の理由により、円１０１で囲んだ部分の圧力変動が小さくなる。
【００２２】
さて、前述のごとくエンジン７の潤滑系は、クランクケースの供給口から供給される潤滑油で、まず親メタル３とジャーナル２との間の潤滑を行い、続いて、クランクシャフト１のオイル穴６を通過した潤滑油が、クランクピン４と子メタル５との潤滑を行い、さらに、コンロッドのオイルジェット穴から潤滑油を吐出するという構成を有している。したがって、もし、親メタル３に欠品が生じている場合には、この部分に必要以上のエア漏れを生じてしまう。このため、圧力の測定値は全体的に低下することになる。また、潤滑系に何らかの詰まりが生じていると、クランクシャフトの１回転の間の圧力の平均値は増加する。さらに、いずれかの子メタル５の半割りの一方に欠品が生じているような場合には、圧力の変動値は増大する。
【００２３】
以上のごとく、エアの圧力の測定値とその変動値とをクランクシャフト１の位相に対応させることにより、親メタル及び子メタルの欠品と、オイルジェット穴の不良を検出することが可能となる。そこで、本発明の第１の実施の形態では、エンジン内部での供給エアの圧力変化をクランク位相に対応させて測定した結果を、検出装置１２において図５のごとく処理する。すなわち、クランクシャフトの１回転分の圧力変動値をオイルジェットの作動タイミングに相当する位相の範囲と、オイルジェットの作動タイミングに相当しない位相の範囲に分割する。４気筒エンジンの場合には、２，３番のオイルジェットの作動タイミングと１，４番のオイルジェットの作動タイミングとが一致しかつ、半回転だけ互いの位相がずれている。したがって、図５に示すように、４つの範囲に分割される。参考までに、６気筒エンジンの場合には６つの範囲に分割される。
【００２４】
例えば、２，３番のオイルジェットの作動タイミングの範囲をＢとし、１，４番のオイルジェットの作動タイミングをＤとする。そして、Ｄ〜Ｂ間に位置するオイルジェットの作動タイミングに相当しない位相の範囲をＡとし、Ｂ〜Ｄ間に位置するオイルジェットの作動タイミングに相当しない位相の範囲をＣとする。Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの範囲は任意に設定可能であるが、前述のごとく、クランクシャフトのオイル穴の位置、コンロッドのオイルジェット穴の位置等を参考にして決定することもできる。なお、各範囲における圧力変動値（振幅）をａ_Ａ，ａ_Ｂ，ａ_Ｃ，ａ_Ｄと表す。
【００２５】
続いて、図５のごとく処理した圧力変動値に基づき、親メタル、子メタルの欠品及びオイルジェット穴の不良判定をするステップを図６に示す。
（１）まず、クランクシャフトの１回転の間の圧力の平均値を求める。
（２）ステップ（１）で求めた計測値と、正常値（エンジンが正常なときに検出されるクランクシャフトの１回転の間の圧力の平均値であり、ある程度の幅を許容している）とを比較する。
（３）前記平均値が正常値の上限以上である場合には、エア漏れ量が必要量よりも少ないことになる。この場合には、潤滑系に何らかの詰まりや穴径の不良等の発生、もしくは、圧力センサの不調等が考えられる。そして、この時点で、そのエンジンが分解点検、もしくは圧力センサの点検が必要と判断する。
【００２６】
（４）ステップ（２）において前記平均値が正常値の上限以下である場合に、さらにステップ（１）で求めた平均値が、所定の値の下限以下であるか否かの比較をする。もし、前記平均値が正常値の下限以下である場合には、エア漏れ量が必要量よりも常に（クランクシャフトの位相に関係なく）多いことになる。この場合には、前述のごとく親メタル３の欠品が考えられる。
（５）さらに、前記平均値が親メタル３の欠品と判断する場合における予め設定された判定値と比較する。
（６）そして、前記平均値が判定値以上である場合には、半割りの親メタルのうち、ロア側が欠品しているものと判断する。
（７）また、前記判定値以下である場合には、アッパ側が欠品しているものと判断する。
【００２７】
ステップ（５）〜（７）の判断は、クランクケースの親メタル取付座に設けられたオイル穴が、親メタルロア側に設けられている場合のものである。その理由は、親メタルロアが欠品していると、親メタル取付座のオイル穴を直接ふさぐものが無いため、エアの漏れ量がより多くなるからである。したがって、もし親メタル取付座のオイル穴が、親メタルアッパ側に設けられていれば、ステップ（５）〜（７）において逆の判断がなされることになる。なお、ステップ（４）においてステップ（１）で求めた計測値が所定の値の下限以上である場合には、親メタル３に欠品はないものと判断することができる。
【００２８】
（８）つづいて、Ａ，Ｃの範囲における振幅ａ_Ａ，ａ_Ｃを正常値（エンジンが正常なときに検出されるＡ，Ｃの範囲における振幅の値であり、ある程度の幅を許容している）と比較する。
（９）ステップ（８）において、Ａ，Ｃの範囲の振幅ａ_Ａ，ａ_Ｃが正常値の上限以上である場合には、クランクシャフトの位相の変化によるエア漏れ量の増減が必要量よりも多いことになる。この場合には、前述のごとく子メタル５の欠品が考えられる。なお、ステップ（８）において、Ａ，Ｃの範囲の振幅ａ_Ａ，ａ_Ｃが正常値の上限以下である場合には、子メタル５に欠品は無いものと判断することができる。
【００２９】
（１０）続いて、Ｂ，Ｄの範囲における振幅ａ_Ｂ，ａ_Ｄを正常値（エンジンが正常なときに検出されるＢ，Ｄの範囲における振幅の値であり、ある程度の幅を許容している）と比較する。
（１１）ステップ（１０）において、Ｂ，Ｄの範囲の振幅ａ_Ｂ，ａ_Ｄが正常値の下限以下である場合には、オイルジェットからのエアの漏れ量が、必要量よりも少ないことになる。この場合には、オイルジェット穴に異物が詰まっている、又はオイルジェット穴径が所望の径より小さい等の不良が考えられる。なお、ステップ（１０）において、Ｂ，Ｄの範囲の振幅ａ_Ｂ，ａ_Ｄが正常値の下限以上である場合には、このような不良は無いのもと判断する。
【００３０】
（１２）さらに、Ｂ，Ｄの範囲の振幅ａ_Ｂ，ａ_Ｄを正常値の上限と比較する。
（１３）ステップ（１２）において、Ｂ，Ｄの範囲の振幅ａ_Ｂ，ａ_Ｄが正常値の上限以上である場合には、オイルジェットからのエアの漏れ量が、必要量よりも多いことになる。この場合には、オイルジェット穴径が所望の値より大きい等の不良が考えられる。なお、ステップ（１２）において、Ｂ，Ｄの範囲の振幅ａ_Ｂ，ａ_Ｄが正常値の上限以下である場合には、このような不良は無いのもと判断する。
【００３１】
（１４）以上の各ステップにおける計測値と正常値との比較により異常と判断されると、そのエンジンは分解点検が必要であると判断する。また、特に異常と判断されなければ、エンジンは分解点検することなく次の組付工程へと進むことになる。
【００３２】
なお、いずれかの子メタルのアッパ、ロアいずれもが欠品している場合にも、クランクシャフトの１回転の間の圧力の平均値は減少する。このときにはステップ（４）において親メタルの欠品として判断される場合があるが、エンジンの分解点検の際に、親メタル、子メタルのいずれも点検を行うことになるので、とくに問題は生じない。
【００３３】
また、上記親メタル、子メタルの欠品及びオイルジェット穴の不良判定と同時に、トルクメータ１４で測定したクランクシャフトの駆動トルクの変動もクランクシャフトの位相変化に対応させて判断することにより、エンジン摺動部への異物混入等も同時に把握することが可能である。
【００３４】
上記構成をなす本発明の第１の実施の形態により得られる作用効果は、以下の通りである。まず、エンジン７のクランクシャフト１を回転させながら、クランクシャフト１への潤滑油通路にエアを供給する際に、クランクシャフト１の回転角度をエンコーダ９で計測する。また、エンジン内部での供給エアの圧力変化を圧力センサ１１で計測し、双方の計測値を対応させる。ここで得られたエアの圧力の測定値とその変動値を、図５のごとく４つの範囲（測定対象が４気筒エンジンの場合）に分割する。そして、クランクシャフトの１回転の間の圧力の平均値から、クランクジャーナルメタル３の欠品を検出する。また、４分割した各範囲のうち、オイルジェットの作動タイミングに相当しない位相Ａ，Ｃにおける振幅ａ_Ａ，ａ_Ｃから、クランクピンメタル５の欠品を検出する。さらに、オイルジェットの作動タイミングに相当する位相Ｂ，Ｄにおける振幅ａ_Ｂ，ａ_Ｄから、オイルジェット穴の不良判定をする。このように、本発明の第１の実施の形態によると、エンジンの潤滑系の要となるクランクジャーナルメタル３、クランクピンメタル５の欠品及びオイルジェットの穴の異常判定を、同時に行うことが可能となる。
【００３５】
続いて、本発明の第２の実施の形態に係るエンジンの検査装置について説明する。この、第２の実施の形態に係る検査装置は、本発明の第１の実施の形態で説明したエンジンの検査方法の実施に用いられるものである。
【００３６】
図７（ａ）には、図１で説明した検査装置の、検出装置１２の構成を摸式的に示している。図示のごとく、検出装置１２は、メインＣＰＵボード１７とカウント機能付ＡＩボード１８とを含んでいる。カウント機能付ＡＩボード１８は、カウンタ１９と、Ａ／Ｄボード２０と、ＣＰＵ２１とを有している。そして、エンコーダ９からの信号９ａを、カウント機能付ＡＩボード１８の外部クロック入力を介してカウンタ１９へと直接的に取り込む。さらに、カウンタ１９に取り込まれたエンコーダ９からの信号９ａは、外部トリガＴとしてＡ／Ｄボード２０に入力され、Ａ／Ｄボード２０に、圧力センサ１１からの信号１１ａと、トルクメータからの信号１５ａとを取り込むようになっている。
【００３７】
ここで、本発明の第２の実施の形態に係る検査装置の、検出装置１２における処理の流れの一例を、図７および図８を参照しながら説明する。
【００３８】
（ｉ）まず、メインＣＰＵボード１７からカウント機能付ＡＩボード１８のＣＰＵ２１に対し、サンプリング間隔を３６００ｐｐｒ（３６００パルス／１回転）に設定する旨の指令を出力する。
（ｉｉ）続いて、本発明の第１の実施の形態で説明したように、クランクシャフト１を２回転させる間に、適切なタイミングで、メインＣＰＵボード１７からカウント機能付ＡＩボード１８のＣＰＵ２１へと測定開始指令を出力する。なお、クランクシャフト１の回転速度は、６０ｒｐｍとする。
（ｉｉｉ）そして、カウント機能付ＡＩボード１８のカウンタ１９に直接的にエンコーダからの信号９ａを取り込む。そして、信号９ａを外部トリガＴとして、Ａ／Ｄボードで圧力センサからの信号１１ａと、トルクメータからの信号１５ａとをサンプリングする。このサンプリング作業を、エンコーダからの信号９ａが３６００パルスとなるまで行う。
（ｉｖ）ステップ（ｉｉｉ）において、エンコーダからの信号９ａが３６００パルスとなった時点で、カウント機能付ＡＩボード１８のＣＰＵ２１から、メインＣＰＵボード１７へとデータを出力する。この際、エンコーダからの信号９ａが３６００パルス分の圧力およびトルクのデータが、メインＣＰＵボード１７へ一括して入力される。
【００３９】
上記構成をなす本発明の第２の実施の形態により得られる作用効果は、以下の通りである。すなわち、カウント機能付ＡＩボード１８は、自身にカウンタ１９、Ａ／Ｄボード２０、ＣＰＵ２１を備え、各々の間で信号の授受を行うので、エンコーダ９からのクランク位相にかかる信号９ａの取り込みと、エンジン内部での供給エアの圧力変化に関する信号１１ａ、およびトルクメータからの信号１５ａの取り込みとを、同一のソフトウエア上で行うことが可能である。このため、エンコーダ９の計測間隔を，３６００ｐｐｒというような非常に細かい設定とした場合でも、圧力センサからの信号１１ａと、トルクメータからの信号１５ａとを、正確にサンプリングすることができる。すなわち、Ａ／Ｄボード２０におけるサンプリングの間隔を決定する要素が、主に前記カウント機能付ＡＩボードの能力にのみ依存することになるので、高精度のデータ検出環境の整備が容易となる。
【００４０】
以上の効果は、カウント機能を持たないＡＩボードを使用して検出装置１２を構成した場合と比較することにより、さらに明確となる。図７（ｂ）には、カウント機能を持たないＡＩボード２２（以下、単に「ＡＩボード」という。）を含む検出装置１２’を摸式的に示している。ＡＩボード２２は、図示のごとくＡ／Ｄボード２３とＣＰＵ２４とを備えている。また、ＡＩボード２２とは別体で、カウンタボード２５を設けている。カウンタボード２５は、図示のごとくカウンタ２６とＣＰＵ２７とを備えている。
【００４１】
図７（ｂ）の構成を有する検出装置１２’は、ＡＩボード２２およびカウンタボード２５の各々に、ソフトウエアが必要となる。そして、エンコーダからの信号９ａは、ＡＩボード２２において外部トリガＴとして使用されるまでの間に、カウンタボード２５のソフトウエアを介してを経由することになる。換言すれば、カウンタボード２５に取り込まれたエンコーダ９からの信号９ａは、ＣＰＵ２７のソフトウエア上で、ＡＩボード２２へと信号伝達するための処理がなされた後、外部トリガＴとしてＡＩボード２２のＣＰＵ２４へと出力される。したがって、各々のソフトウエア上での処理のタイミングのずれにより、Ａ／Ｄボード２３におけるサンプリング間隔が一定とならず、微小間隔でのサンプリングが不可能となる。
【００４２】
以上のことから、本発明の第２の実施の形態に係る検査装置によれば、本発明の第１の実施の形態で説明したエンジンの検査方法を、高精度に実施することが可能となる。
【００４３】
【実施例】
ここで、図７（ａ）、（ｂ）に示す検出装置１２，１２’の、計測精度の差について，具体的数値を挙げて説明する。まず、図７（ｂ）に示す検出装置１２’の場合、設定可能なサンプリング間隔は数ｍｓｅｃである。このため、エンコーダのサンプリング間隔を３６０ｐｐｒ（１°毎）に、クランクシャフト１の回転速度を６０ｒｐｍに設定したとき、
３６０ｐｐｒ×６０ｒｐｍ／６０ｓｅｃ＝３６０ｐｐｓ（３６０パルス／１秒）
１／３６０ｐｐｓ＝２．７７ｍｓｅｃ
となる。よって、検出装置１２’で検出する際のエンコーダのサンプリング間隔は、３６０ｐｐｒ程度が限界であることがわかる。
【００４４】
これに対し、図８で例示した場合を考えると、エンコーダのサンプリング間隔を３６００ｐｐｒ（０．１ °毎）に、クランクシャフト１の回転速度を６０ｒｐｍに設定していることから、
３６００ｐｐｒ ×６０ｒｐｍ／６０ｓｅｃ＝３６００ｐｐｓ（３６００パルス／１秒）
１／３６００ｐｐｓ＝０．２７７ｍｓｅｃ＝２７７ μｓｅｃ
となる。しかしながら、図７（ａ）に示す検出装置１２は、カウント機能付ＡＩボード１８を用い、エンコーダ９からの信号９ａを、カウント機能付ＡＩボード１８の外部クロック入力を介してカウンタ１９へと直接的に取り込むことにより、サンプリング間隔２７７ μｓｅｃ（０．１ °）にも対応可能となっている。よって、図７（ａ）に示す本発明の第２の実施の形態に係る検査装置は、図７（ｂ）に示す検査装置に比して、１０倍の高精度でエンジンの検査を行うことが可能である。
【００４５】
【発明の効果】
本発明はこのように構成したので、以下のような効果を有する。まず、本発明の請求項１に係るエンジンの検査方法によると、エンジンの組付工程において必要な、クランクジャーナルメタルの欠品とその欠品がロア側かアッパ側かの判断、及び、クランクピンメタルの欠品検査と、オイルジェット穴の不良検査とを含むエンジンの良否判断を同時に行うことが可能となり、エンジンの組立に要する時間の短縮、コスト低減等を図ることができる。
【００４６】
また、本発明の請求項２に係るエンジンの検査方法によると、エンジンの組付工程において、エンジンの潤滑系の要となるクランクジャーナルメタル、クランクピンメタルの欠品及びオイルジェットの穴の異常判定を同時にかつ的確に行うことが可能となり、エンジンの組立に要する時間の短縮、コスト低減等を図ることができる。
【００４７】
さらに、本発明の請求項３に係るエンジンの検査方法によると、エンジン摺動部への異物混入等、エンジン摺動部の異常についても、合わせて判断することが可能となる。
【００４８】
また、本発明の請求項４に係るエンジンの検査装置によると、高精度のデータ検出環境の整備が容易となり、上記検査方法を高精度に、かつ、低コストで実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るエンジンの検査方法に用いられる検査装置を表す摸式図である。
【図２】図１に示す検査装置により、４気筒のエンジンのクランクシャフトの回転角度とエンジン内部での供給エアの圧力変化の関係を測定した結果を示す図である。
【図３】オイルジェットの一つに異常が発生したときの測定結果を示す図である。
【図４】図３の時とは異なるオイルジェットに異常が発生したときの測定結果を示す図である。
【図５】図１に示す検査装置により得られたクランクシャフトの１回転分の圧力変動値を、オイルジェットの作動タイミングに相当する位相の範囲と、オイルジェットの作動タイミングに相当しない位相の範囲に分割した状態を示す図である。
【図６】図５のごとく処理した圧力変動値に基づき、メタルの欠品及びオイルジェット穴の不良判定をするステップを示すフローチャートである。
【図７】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る検査装置に用いられる検出装置の構成を示すブロック図であり、（ｂ）は、他の検出装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図７（ａ）に示す検出装置における処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図９】４気筒エンジン用クランクシャフトを示す部分断面図である。
【符号の説明】
１クランクシャフト
７エンジン
８モータ
９エンコーダ
１０エア供給部
１１圧力センサ
１２検出装置
１３制御装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention detects a shortage of a metal (bearing) of a crankshaft and a defect of an oil jet hole of a crankshaft, which are essential for a lubrication system of the engine, and simultaneously drives a crankshaft in a process of assembling the engine. A method and apparatus for detecting torque fluctuations.
[0002]
[Prior art]
When the crankshaft 1 of the engine is assembled to the engine, as shown in FIG. 9, a crank journal metal 3 (shown in a sectional view) that supports a journal 2 with respect to a crankcase (not shown), A crank pin metal 5 (shown in a sectional view) that supports a connecting rod (not shown) is attached to the pin 4. In addition, the crankshaft 1 has an oil hole (not shown) that communicates from a lubricating oil supply port provided in the crankcase to a mounting seat of the crank journal metal 3 as a lubricating oil supply path to each metal. Also, an oil hole 6 extending from the journal 2 to the crank pin 4 is formed. Further, an oil jet hole for supplying lubricating oil mainly to the cylinder is provided at a large end portion of the connecting rod (a connection portion with the crankpin 4) to form a lubrication system of the engine.
[0003]
The lubricating oil supplied from the supply port of the crankcase first lubricates between the crank journal metal 3 and the journal 2 and then passes through the oil hole 6 of the crankshaft, and Lubrication with the pin metal 5 is performed. Further, lubricating oil is discharged from an oil jet hole of the connecting rod to lubricate engine sliding parts such as a crankshaft, a connecting rod, a cylinder, and a piston. Note that both the crank journal metal 3 and the crank pin metal 5 have a so-called half-split structure, and each half-split has a hole for flowing lubricating oil.
[0004]
In the engine lubrication system having the above configuration, each metal (bearing) of the crankshaft, an oil jet hole of the crankshaft, and the like are main elements. Therefore, in the engine assembling process, it has been conventionally checked whether these elements are securely assembled or formed in a desired state. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-339232 discloses that during the assembly process of an engine, air is supplied instead of lubricating oil to a lubrication system of the engine, and the crankshaft of the engine is rotated. A method is disclosed in which when there is an abnormality in the fluctuation of the crankpin metal, the lack of the crankpin metal is determined.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention, as in the conventional example described above, determines the quality of the assembly of the components related to the engine lubrication system during the assembly process of the engine, and further includes other components such as the driving torque of the crankshaft. The purpose is to make a pass / fail decision at the same time.
[0006]
Another object of the present invention is to provide an inspection device for determining the quality of the above-described engine, and to perform more accurate determination of the quality.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for inspecting an engine, the method comprising: supplying air to a lubricating oil passage to a crankshaft while rotating the crankshaft of the engine; Is measured in correspondence with the crank phase, and from the measured values, the average value of the pressure during one rotation of the crankshaft, the fluctuation value of the pressure in the phase corresponding to the operation timing of the oil jet, and the oil jet Pressure fluctuation value in a phase that does not correspond to the operation timing of the crank journal metal, and compares each average value and the fluctuation value with a predetermined value.Of missing parts and whether the missing part is the lower side or the upper side, andIt is characterized by performing a quality judgment including a lack of a crank pin metal and a defective oil jet hole.
[0008]
According to the present invention, when supplying air to the lubricating oil passage to the crankshaft while rotating the crankshaft of the engine, the rotation angle of the crankshaft and the pressure change of the supply air inside the engine are measured, Correspond both measurement values. From the measured data, the average value of the pressure during one rotation of the crankshaft, the fluctuation value of the pressure in the phase corresponding to the operation timing of the oil jet, and the fluctuation value of the pressure in the phase not corresponding to the operation timing of the oil jet are obtained. And value. The operation timing of the oil jet can be determined from the position of the crankshaft oil hole, the position of the oil jet hole of the connecting rod, and the like. Then, by comparing each average value with a predetermined value similarly obtained from a normal engine, the lack of the crank journal metal and the crank pin metal of the engine to be inspected and the defect of the oil jet hole and the like are determined. To detect.Further, when it is determined that the crank journal metal is missing, by comparing the average value of the pressure during one revolution of the crankshaft with a predetermined determination value when the crank journal metal is missing, It is possible to determine whether the missing piece of the crank journal metal is the lower side or the upper side.
[0009]
Further, in the engine inspection method according to claim 2 of the present invention, first, the pressure change during one rotation of the crankshaft is determined from a value obtained by measuring a change in the pressure of the supply air inside the engine in accordance with a crank phase. Of the crank journal metal is detected by comparing this value with a predetermined value, and then a pressure fluctuation value in a phase not corresponding to the operation timing of the oil jet is obtained. A predetermined value is compared to detect a shortage of the crank pin metal, and further, a pressure fluctuation value in a phase corresponding to an operation timing of the oil jet is obtained. Detect hole defects.
[0010]
As described above, the lubrication system of the engine uses the lubricating oil supplied from the supply port of the crankcase to first lubricate the crank journal metal and the journal, and then to lubricate the oil passing through the oil hole of the crankshaft. Oil lubricates the crankpin and the crankpin metal, and further discharges lubricating oil from an oil jet hole of the connecting rod. If the crank journal metal is missing, this will cause more air leaks than necessary, and the average pressure during crankshaft rotation will decrease. Naturally, the amount of air supply between the crankpin and the crankpin metal also decreases. If any blockage occurs in the lubrication system, the average value of the pressure during one rotation of the crankshaft increases. Therefore, in the present invention, first, an average value of the pressure during one rotation of the crankshaft is determined, and this value is compared with the predetermined value to detect a missing crank journal metal or a clogged lubrication system. . Then, it is determined whether or not the engine requires an overhaul.
[0011]
If no abnormality is found in the average value of the pressure during one rotation of the crankshaft, the pressure fluctuation value in a phase that does not correspond to the operation timing of the oil jet is obtained. The pressure fluctuation value at this time is such that when the air passing between the crank journal metal and the journal passes through the oil hole of the crankshaft and reaches between the crankpin and the crankpin metal, the opening in the crankpin is increased. This is caused by a change in phase between the oil hole formed and the oil hole formed in the half-split crankpin metal. Then, by comparing this value with the predetermined value, a missing part of the crankpin metal is detected. Then, it is determined whether or not the engine requires an overhaul.
[0012]
Further, the fluctuation value of the pressure in the phase corresponding to the operation timing of the oil jet is such that the air passing between the crank journal metal and the journal passes through the oil hole of the crankshaft and passes between the crankpin and the crankpin metal. Further, it shows a discharge amount when air is discharged from an oil jet hole of the connecting rod. Therefore, by comparing this value with a predetermined value, if the pressure fluctuation is smaller than the predetermined value, it indicates that the air discharge amount is small, and it is detected that there is a defect such as a foreign matter clogging the oil jet hole. can do. Conversely, when the pressure fluctuation is large, it indicates that the air discharge amount is large, and it is possible to detect a defect in the oil jet hole diameter or the like. Then, it is determined that the engine requires overhaul.
[0013]
Further, the engine detection device according to claim 3 of the present invention also detects fluctuations in the driving torque of the crankshaft corresponding to the crank phase. With this configuration, the abnormality of the engine sliding part is also determined.
[0014]
An engine inspection apparatus according to claim 4 of the present invention is an apparatus used in the engine inspection method according to claims 1 to 3, wherein the measurement data signal processing means includes an AI board with a count function, The AI board with a counting function has a counter and an A / D board. The counter captures a signal from an encoder for measuring a crank phase, and supplies the captured signal as an external trigger to the inside of the engine. At least one of a signal related to a change in air pressure and a signal related to a change in driving torque of a crankshaft is taken into the A / D board.
[0015]
According to the present invention, the AI (Artificial Intelligence) board with a counting function has a counter and an A / D board, and a signal relating to a crank phase from an encoder is taken into the counter of the AI board with the counting function. Using the fetched signal as an external trigger, at least one of a signal related to a change in pressure of supply air inside the engine and a signal related to a change in driving torque of the crankshaft is sent to the A / D board of the AI board with the counting function. take in. That is, since the AI board with the counting function includes an external trigger detecting and transmitting means for taking in the measurement data to the A / D board, the element for determining the sampling interval in the A / D board is mainly Therefore, it depends only on the capability of the AI board with the counting function.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0017]
FIG. 1 schematically shows an inspection apparatus used for an engine inspection method according to a first embodiment of the present invention. This device measures a rotation unit including a motor 8 for driving a crankshaft 1 of an engine 7 and an encoder 9 for measuring a rotation angle of the crankshaft 1, an air supply unit 10 and a pressure change of supply air inside the engine. A pressure measuring unit including the pressure sensor 11. Further, as a signal processing means of the measurement data, a detection device 12 (which detects an abnormality based on a signal 9a from the encoder 9, a signal 11a from the pressure sensor 11, a signal 15a from the torque meter amplified by the torque amplifier 15, and the like). And a control device 13 for controlling the entire device. The control device 13 has a display for displaying the result of the pass / fail judgment. The present device also includes a torque meter 14 and a torque amplifier 15 for measuring a change in driving torque when driving the crankshaft 1. Further, a portion indicated by reference numeral 16 is a joint for attaching and detaching the drive shaft of the motor 8 to and from the crankshaft 1.
[0018]
When measuring the rotation angle of the crankshaft 1 and the pressure change of the supply air inside the engine by the above-described inspection device, first, a command from the control device 13 controls the lubrication oil provided in the crankcase of the engine 7. The pressure measuring unit is connected to the supply port and the discharge port. At the same time, the rotation unit is connected to the crankshaft 1. Subsequently, the motor 8 is rotated to set the crankshaft 1 at a predetermined measurement start angle. Further, the crankshaft 1 is rotated twice from the measurement start angle. During the two rotations, the rotation angle of the crankshaft 1 and the pressure change of the supply air inside the engine are measured in correspondence. Then, measurement data for one rotation with reference to a position at a predetermined rotation angle from the measurement start angle is used for the following engine abnormality determination. As described above, by using a part of the two rotations as the measurement data, the measurement data for one rotation can be reliably obtained. After the crankshaft 1 is rotated twice, the pressure measurement unit and the rotation unit are removed from the engine 7. Then, the following abnormality detection work is performed in the detection device 12, and the result is sent to the control device 13.
[0019]
FIG. 2 shows a case where a four-cylinder engine is measured as an example of the measurement result. This measurement result is measured particularly in a state where there is no abnormality in the engine. As shown in the figure, a change in the rotation angle (phase) of the crankshaft 1 causes a change in the pressure of the supply air inside the engine. In particular, pressure changes are remarkable at two places surrounded by circles 101 and 102. This remarkable pressure change corresponds to the operation timing of the oil jet, and as described above, instead of discharging the oil from the oil jet hole of the connecting rod, air leaks and the pressure decreases. It is caused by
[0020]
Also, in the phases other than the two places surrounded by the circles 101 and 102, pressure fluctuations occur gently, but this phenomenon is caused by the crank journal metal 3 (hereinafter also referred to as “parent metal”) and the journal 2 ( Oil passing through the oil hole 6 of the crankshaft 1 passes through the oil hole 6 of the crankshaft 1 and reaches between the crankpin 4 and the crankpin metal 5; This is caused by a change in phase with an oil hole formed in the crank pin metal 5 (hereinafter also referred to as “child metal”). The pressure fluctuation in the portion surrounded by circle 101 is due to the second and third oil jets of the four-cylinder engine, and the pressure fluctuation in the portion surrounded by circle 102 is due to the first and fourth oil jets. .
[0021]
FIG. 3 shows a measurement result when the first oil jet is blocked. At this time, since the amount of air leaking from the first oil jet is reduced, the decrease in pressure is reduced. As a result, the pressure fluctuation in the portion surrounded by the circle 102 is smaller than that in the portion surrounded by the circle 101. Naturally, if all of the oil jets Nos. 1 and 4 are occupied, the pressure fluctuation in the portion surrounded by the circle 102 is further reduced. FIG. 4 shows a measurement result when the second oil jet is blocked. Also at this time, for the same reason as in the case of FIG. 3, the pressure fluctuation in the portion surrounded by the circle 101 becomes small.
[0022]
As described above, the lubrication system of the engine 7 first lubricates between the parent metal 3 and the journal 2 with lubricating oil supplied from the supply port of the crankcase. The lubricating oil which has passed through the lubricating oil lubricates the crank pin 4 and the child metal 5, and discharges the lubricating oil from the oil jet hole of the connecting rod. Therefore, if the parent metal 3 is out of stock, air leaks more than necessary at this part. Thus, the measured value of the pressure will decrease overall. If any blockage occurs in the lubrication system, the average value of the pressure during one rotation of the crankshaft increases. Further, in the case where a shortage occurs in one half of one of the sub-metals 5, the pressure fluctuation value increases.
[0023]
As described above, by associating the measured value of the air pressure and its fluctuation value with the phase of the crankshaft 1, it is possible to detect the lack of the parent metal and the child metal and the defect of the oil jet hole. . Therefore, in the first embodiment of the present invention, the result of measuring the change in the pressure of the supply air inside the engine corresponding to the crank phase is processed by the detection device 12 as shown in FIG. That is, the pressure fluctuation value for one rotation of the crankshaft is divided into a range of phases corresponding to the operation timing of the oil jet and a range of phases not corresponding to the operation timing of the oil jet. In the case of a four-cylinder engine, the operation timings of the second and third oil jets coincide with the operation timings of the first and fourth oil jets, and their phases are shifted by half a revolution. Therefore, as shown in FIG. 5, it is divided into four ranges. For reference, a six-cylinder engine is divided into six ranges.
[0024]
For example, assume that the range of the operation timings of the second and third oil jets is B, and the operation timing of the first and fourth oil jets is D. The range of the phase not corresponding to the operation timing of the oil jet located between D and B is A, and the range of the phase not corresponding to the operation timing of the oil jet located between B and D is C. Although the ranges of A, B, C, and D can be set arbitrarily, they can be determined with reference to the position of the oil hole in the crankshaft, the position of the oil jet hole in the connecting rod, and the like, as described above. Note that the pressure fluctuation value (amplitude) in each range is a_A  , A_B  , A_C  , A_D  It expresses.
[0025]
Next, FIG. 6 shows a step of judging a missing part of the parent metal and the child metal and a defect of the oil jet hole based on the pressure fluctuation value processed as shown in FIG.
(1) First, the average value of the pressure during one rotation of the crankshaft is determined.
(2) The measured value obtained in step (1) and a normal value (an average value of the pressure during one rotation of the crankshaft detected when the engine is normal and allows a certain width) Compare with
(3) When the average value is equal to or more than the upper limit of the normal value, the amount of air leakage is smaller than the required amount. In this case, it is conceivable that the lubrication system has some kind of clogging, a defective hole diameter, or a malfunction of the pressure sensor. At this point, it is determined that the engine needs to be disassembled and inspected or the pressure sensor needs to be inspected.
[0026]
(4) If the average value is equal to or less than the upper limit of the normal value in step (2), a comparison is made as to whether the average value obtained in step (1) is equal to or less than the lower limit of the predetermined value. If the average value is equal to or less than the lower limit of the normal value, the air leakage amount is always larger than the required amount (regardless of the crankshaft phase). In this case, it is possible that the parent metal 3 is missing as described above.
(5) Further, the average value is compared with a predetermined determination value when it is determined that the parent metal 3 is missing.
(6) If the average value is equal to or greater than the determination value, it is determined that the lower metal of the half of the parent metal is missing.
(7) If the value is equal to or less than the determination value, it is determined that the upper side is out of stock.
[0027]
The determinations in steps (5) to (7) are for the case where the oil hole provided in the parent metal mounting seat of the crankcase is provided on the parent metal lower side. The reason for this is that if the parent metal lower is missing, there is nothing to directly block the oil hole of the parent metal mounting seat, so that the amount of air leakage increases. Therefore, if the oil hole of the parent metal mounting seat is provided on the parent metal upper side, the reverse determination is made in steps (5) to (7). If the measured value obtained in step (1) is equal to or larger than the lower limit of the predetermined value in step (4), it can be determined that the parent metal 3 has no missing parts.
[0028]
(8) Next, the amplitude a in the range of A and C_A  , A_C  Is compared with a normal value (the value of the amplitude in the range of A and C detected when the engine is normal and a certain width is allowed).
(9) In step (8), the amplitude a in the range of A and C_A  , A_C  Is greater than or equal to the upper limit of the normal value, the amount of air leakage due to a change in the phase of the crankshaft is greater than the required amount. In this case, as described above, the child metal 5 may be out of stock. In step (8), the amplitude a in the range of A and C_A  , A_C  Is less than or equal to the upper limit of the normal value, it can be determined that the child metal 5 has no missing parts.
[0029]
(10) Subsequently, the amplitude a in the range of B and D_B  , A_D  Is compared with a normal value (the value of the amplitude in the range of B and D detected when the engine is normal and a certain width is allowed).
(11) In step (10), the amplitude a in the range of B and D_B  , A_D  Is less than or equal to the lower limit of the normal value, the amount of air leakage from the oil jet is smaller than the required amount. In this case, it is conceivable that the oil jet hole is clogged with foreign matter or the oil jet hole diameter is smaller than a desired diameter. In step (10), the amplitude a in the range of B and D_B  , A_D  Is greater than or equal to the lower limit of the normal value, it is determined that there is no such defect.
[0030]
(12) Further, the amplitude a in the range of B and D_B  , A_D  Is compared to the upper limit of the normal value.
(13) In step (12), the amplitude a in the range of B and D_B  , A_D  Is greater than or equal to the upper limit of the normal value, the amount of air leakage from the oil jet is greater than the required amount. In this case, a defect such as the oil jet hole diameter being larger than a desired value is considered. In step (12), the amplitude a in the range of B and D_B  , A_D  Is less than or equal to the upper limit of the normal value, it is determined that there is no such defect.
[0031]
(14) If it is determined that the engine is abnormal by comparing the measured value and the normal value in each of the above steps, it is determined that the engine requires overhaul. If no abnormality is determined, the engine proceeds to the next assembling process without overhaul.
[0032]
It should be noted that the average value of the pressure during one rotation of the crankshaft is reduced even when any of the upper and lower parts of the child metal is missing. At this time, in step (4), it may be determined that the parent metal is missing. However, when disassembling and inspecting the engine, both the parent metal and the child metal are inspected, so no particular problem occurs. .
[0033]
Further, at the same time as the determination of the shortage of the parent metal and the child metal and the failure of the oil jet hole, the fluctuation of the driving torque of the crankshaft measured by the torque meter 14 is also determined according to the phase change of the crankshaft. At the same time, it is possible to simultaneously detect foreign matter entering the sliding portion.
[0034]
The operation and effect obtained by the first embodiment of the present invention having the above configuration are as follows. First, the rotation angle of the crankshaft 1 is measured by the encoder 9 when supplying air to the lubricating oil passage to the crankshaft 1 while rotating the crankshaft 1 of the engine 7. Further, a pressure change of the supply air inside the engine is measured by the pressure sensor 11, and both measured values are made to correspond. The measured value of the air pressure and the fluctuation value obtained here are divided into four ranges as shown in FIG. 5 (when the measurement target is a four-cylinder engine). Then, the shortage of the crank journal metal 3 is detected from the average value of the pressure during one rotation of the crankshaft. Further, in each of the four divided ranges, the amplitude a at the phases A and C which does not correspond to the operation timing of the oil jet._A  , A_C  , The shortage of the crank pin metal 5 is detected. Further, the amplitude a in the phases B and D corresponding to the operation timing of the oil jet_B  , A_D  Then, the failure judgment of the oil jet hole is performed. As described above, according to the first embodiment of the present invention, it is possible to simultaneously determine the lack of the crank journal metal 3 and the crank pin metal 5 and the abnormality of the oil jet hole, which are essential for the engine lubrication system. It becomes possible.
[0035]
Next, a description will be given of an engine inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention. The inspection apparatus according to the second embodiment is used for performing the engine inspection method described in the first embodiment of the present invention.
[0036]
FIG. 7A schematically shows the configuration of the detection device 12 of the inspection device described with reference to FIG. As illustrated, the detection device 12 includes a main CPU board 17 and an AI board 18 with a counting function. The AI board 18 with a count function includes a counter 19, an A / D board 20, and a CPU 21. Then, the signal 9a from the encoder 9 is directly taken into the counter 19 via the external clock input of the AI board 18 with a counting function. Further, the signal 9a from the encoder 9 captured by the counter 19 is input to the A / D board 20 as an external trigger T, and the A / D board 20 outputs the signal 11a from the pressure sensor 11 and the signal from the torque meter. 15a.
[0037]
Here, an example of a processing flow in the detection device 12 of the inspection device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
[0038]
(I) First, the main CPU board 17 outputs a command to the CPU 21 of the AI board with counting function 18 to set the sampling interval to 3600 ppr (3600 pulses / 1 rotation).
(Ii) Subsequently, as described in the first embodiment of the present invention, the main CPU board 17 transfers the CPU 21 of the AI board with counting function 18 from the main CPU board 17 at an appropriate timing while rotating the crankshaft 1 twice. And a measurement start command. In addition, the rotation speed of the crankshaft 1 is set to 60 rpm.
(Iii) Then, the signal 9a from the encoder is directly taken into the counter 19 of the AI board 18 having a counting function. Then, using the signal 9a as the external trigger T, the A / D board samples the signal 11a from the pressure sensor and the signal 15a from the torque meter. This sampling operation is performed until the signal 9a from the encoder reaches 3600 pulses.
(Iv) In step (iii), when the signal 9a from the encoder has reached 3600 pulses, data is output from the CPU 21 of the AI board with counting function 18 to the main CPU board 17. At this time, pressure and torque data corresponding to 3600 pulses of the signal 9a from the encoder are collectively input to the main CPU board 17.
[0039]
The operation and effect obtained by the second embodiment of the present invention having the above configuration are as follows. That is, the AI board 18 with a counting function includes a counter 19, an A / D board 20, and a CPU 21 in itself, and exchanges signals among them. Therefore, the signal 9a relating to the crank phase from the encoder 9 is fetched, The signal 11a relating to the pressure change of the supply air inside the engine and the signal 15a from the torque meter can be taken in on the same software. Therefore, even when the measurement interval of the encoder 9 is set to a very small value such as 3600 ppr, the signal 11a from the pressure sensor and the signal 15a from the torque meter can be accurately sampled. That is, since the element for determining the sampling interval in the A / D board 20 mainly depends only on the capability of the AI board with the counting function, it is easy to prepare a highly accurate data detection environment.
[0040]
The above effects are further clarified by comparing with the case where the detection device 12 is configured using an AI board having no counting function. FIG. 7B schematically shows a detection device 12 ′ including an AI board 22 having no counting function (hereinafter simply referred to as “AI board”). The AI board 22 includes an A / D board 23 and a CPU 24 as illustrated. A counter board 25 is provided separately from the AI board 22. The counter board 25 includes a counter 26 and a CPU 27 as illustrated.
[0041]
The detection device 12 ′ having the configuration shown in FIG. 7B requires software for each of the AI board 22 and the counter board 25. Then, the signal 9a from the encoder passes through the software of the counter board 25 until it is used as the external trigger T on the AI board 22. In other words, the signal 9a from the encoder 9 captured by the counter board 25 is processed by the software of the CPU 27 to transmit a signal to the AI board 22, and then the signal 9a of the AI board 22 is used as an external trigger T. Output to CPU 24. Therefore, the sampling interval in the A / D board 23 is not constant due to a shift in processing timing on each software, and sampling at a minute interval becomes impossible.
[0042]
As described above, according to the inspection apparatus according to the second embodiment of the present invention, the engine inspection method described in the first embodiment of the present invention can be performed with high accuracy. .
[0043]
【Example】
Here, the difference in measurement accuracy between the detection devices 12 and 12 'shown in FIGS. 7A and 7B will be described with specific numerical values. First, in the case of the detection device 12 'shown in FIG. 7B, the settable sampling interval is several msec. For this reason, when the sampling interval of the encoder is set to 360 ppr (every 1 °) and the rotation speed of the crankshaft 1 is set to 60 rpm,
360 ppr × 60 rpm / 60 sec = 360 pps (360 pulses / 1 second)
1/360 pps = 2.77 msec
It becomes. Therefore, it can be seen that the sampling interval of the encoder at the time of detection by the detection device 12 'is limited to about 360 ppr.
[0044]
On the other hand, considering the case illustrated in FIG. 8, since the sampling interval of the encoder is set to 3600 ppr (every 0.1 °) and the rotation speed of the crankshaft 1 is set to 60 rpm,
3600ppr × 60rpm / 60sec = 3600pps (3600 pulses / 1sec)
1/3600 pps = 0.277 msec = 277 μsec
It becomes. However, the detection device 12 shown in FIG. 7A uses the AI board 18 with a counting function, and directly transmits the signal 9a from the encoder 9 to the counter 19 via the external clock input of the AI board 18 with the counting function. In this case, it is possible to cope with the sampling interval of 277 μsec (0.1 °). Therefore, the inspection device according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 7A performs the engine inspection with 10 times higher accuracy than the inspection device shown in FIG. 7B. Is possible.
[0045]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. First, according to the engine inspection method according to claim 1 of the present invention, the crank journal metal required in the engine assembling process is required.Of missing parts and whether the missing part is the lower side or the upper side, andIt is possible to simultaneously determine whether or not the engine is defective, including a shortage inspection of the crank pin metal and a defect inspection of the oil jet hole, thereby shortening the time required for assembling the engine and reducing costs.
[0046]
According to the method for inspecting an engine according to the second aspect of the present invention, in a process of assembling the engine, it is determined whether there is a shortage of a crank journal metal and a crank pin metal and an abnormality of a hole of an oil jet which are necessary for a lubrication system of the engine. Can be performed simultaneously and accurately, and the time required for assembling the engine can be reduced, the cost can be reduced, and the like.
[0047]
Further, according to the engine inspection method of the third aspect of the present invention, it is also possible to judge an abnormality of the engine sliding portion, such as a foreign substance entering the engine sliding portion.
[0048]
According to the engine inspection apparatus of the fourth aspect of the present invention, it is easy to prepare a highly accurate data detection environment, and the inspection method can be performed with high accuracy and at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an inspection device used in an engine inspection method according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a measurement result of a relationship between a rotation angle of a crankshaft of a four-cylinder engine and a change in pressure of supply air inside the engine by the inspection device shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a measurement result when an abnormality occurs in one of the oil jets.
FIG. 4 is a diagram illustrating a measurement result when an abnormality occurs in an oil jet different from that in FIG. 3;
FIG. 5 shows a range of a phase corresponding to the operation timing of the oil jet and a range of a phase not corresponding to the operation timing of the oil jet, which are obtained by the pressure fluctuation value for one rotation of the crankshaft obtained by the inspection device shown in FIG. It is a figure showing the state divided into.
FIG. 6 is a flowchart showing steps of determining a missing metal and a defective oil jet hole based on the pressure fluctuation value processed as shown in FIG. 5;
FIG. 7A is a block diagram illustrating a configuration of a detection device used in an inspection device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a block diagram illustrating a configuration of another detection device. FIG.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a processing flow in the detection device illustrated in FIG.
FIG. 9 is a partial sectional view showing a crankshaft for a four-cylinder engine.
[Explanation of symbols]
1 crankshaft
7 Engine
8 motor
9 Encoder
10 Air supply unit
11 Pressure sensor
12 Detector
13 Control device

Claims

While rotating the crankshaft of the engine, air is supplied to the lubricating oil passage to the crankshaft, and the pressure change of the supplied air inside the engine is measured in accordance with the crank phase, and from the measured value, the crankshaft of the crankshaft is measured. The average value of the pressure during one rotation, the fluctuation value of the pressure in the phase corresponding to the operation timing of the oil jet, and the fluctuation value of the pressure in the phase not corresponding to the operation timing of the oil jet are obtained. The value is compared with a predetermined value to determine whether the crank journal metal is missing and whether the missing piece is on the lower side or the upper side, and whether or not the crank pin metal is missing and whether the oil jet hole is defective. A method for inspecting an engine, comprising:

First, an average value of the pressure during one rotation of the crankshaft is obtained from a value obtained by measuring a change in the pressure of the supply air inside the engine in accordance with the crank phase, and this value is compared with a predetermined value. Detect the missing crank journal metal, then calculate the pressure fluctuation value in a phase that does not correspond to the operation timing of the oil jet, and compare this value with a predetermined value to detect the missing crank pin metal. 2. The engine according to claim 1, further comprising obtaining a pressure fluctuation value in a phase corresponding to an operation timing of the oil jet, and comparing the obtained value with a predetermined value to detect a defect in the oil jet hole. Inspection method.

3. The engine inspection method according to claim 1, further comprising detecting a change in a driving torque of a crankshaft corresponding to the crank phase.

4. An apparatus used in the engine inspection method according to claim 1, wherein the signal processing means for measurement data includes an AI board with a counting function, and the AI board with a counting function includes a counter and an A / D board. The counter captures a signal from an encoder that measures a crank phase, and uses the captured signal as an external trigger to generate a signal related to a change in supply air pressure inside the engine and a variation in crankshaft driving torque. An engine inspection apparatus characterized in that at least one of signals concerning the engine is taken into the A / D board.