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KR20060119788A - 비틀림진동 댐퍼를 감시하는 방법 - Google Patents

비틀림진동 댐퍼를 감시하는 방법 Download PDF

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KR20060119788A KR1020060044035A KR20060044035A KR20060119788A KR 20060119788 A KR20060119788 A KR 20060119788A KR 1020060044035 A KR1020060044035 A KR 1020060044035A KR 20060044035 A KR20060044035 A KR 20060044035A KR 20060119788 A KR20060119788 A KR 20060119788A
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Abstract

축에 부착가능한 연결부(2)와, 이 연결부(2)에 회전 탄성방식으로 연결되는 탄성 회전질량체(3)를 가지는 비틀림진동 댐퍼를 감시하는 방법이 기술되고, 연결부(2)와 탄성 회전질량체(3) 둘 다의 회전각은 계산단(8)에서 디지털적으로 측정되고 또한 변환되어 특성값을 출력한다. 유리한 감시상태를 보장하기 위하여, 동시에 측정한 연결부(2)와 탄성 회전질량체(3)의 회전각들로부터, 연결부(2)의 각속도의 변화를 고려하면서 이들 두 부품(2, 3)들 간의 상대 비틀림 각도와 탄성 회전질량체(3)의 회전 각 가속도를 확정하고, 또한 탄성 회전질량체(3)의 구조적으로 규정된 내부의 질량 모멘트의 도움으로, 특성값들로서 비틀림 강성과 비틀림 댐핑을 계산하고 또한 이들을 디스플레이하는 것을 제안한다.
비틀림 강성, 비틀림 댐핑, 댐퍼, 회전각, 각속도, 각 가속도

Description

비틀림진동 댐퍼를 감시하는 방법{Method for Monitoring a Torsional Vibration Damper}
도 1은 비틀림진동 댐퍼를 위한 감시유닛을 개략적인 블럭도로 보여주는 도면.
도 2는 비틀림진동 댐퍼의 전면에서 본 감시유닛을 보여주는 도면.
본 발명은 축에 부착가능한 연결부와, 회전 탄성방식으로 연결부에 연결되는 탄성회전 질량체를 가지는 비틀림진동 댐퍼를 감시하는 방법에 관한 것으로서, 연결부와 탄성회전 질량체의 회전각은 디지털적으로 측정하여, 계산단에서 변환되어 특성값을 출력한다.
내연기관을 가지는 구동렬(drivetrains)에서와 같이 비틀림진동이 발생하는 구동렬에서, 비틀림진동을 제한하고 또한 비틀림 교대응력(alternating stress)로 인해 발생하는 구동부들의 응력변형(strain)을 허용가능한 량으로 제한하는 비틀림진동 댐퍼를 사용한다. 따라서, 진동댐퍼의 약화되지 않은 기능(unimpaired function)은 이와 같은 구동렬에 큰 영향을 미쳐, 적어도 몇몇 경우에 있어서, 비 틀림진동 댐퍼를 지속적으로 감시한다. 이러한 목적을 위해, 구동렬들의 비틀림 교대응력에 대한 특성값으로서, 비틀림 각, 즉 크랭크-축 상에 플랜지된 비틀림진동 댐퍼의 연결부의 진폭을 측정하고 또한 측정한 값을, 규정된 허용가능한 가장 큰 값과 비교하는 것이 공지되어 있다(AT 396 633B). 이외에도, 비틀림진동 댐퍼의 연결부와 탄선 회전질량체의 상호 비틀림을 감시하여 이들 부품들 간에 회전-탄성 연결을 감시할 수 있다. 비틀림 각의 측정은 비틀림 진동 댐퍼의 연결부와 탄성 회전질량체의 디지털 회전스텝의 검출을 기반으로 쉽게 이루어질 수 있지만, 규정된 한계값에 측정한 비트림 각의 비교는, 계획된 많은 사용에 필요한 정밀도로 비틀림진동 댐퍼를 감시할 수 있도록 하지는 못하는데, 이는 이와 같은 감시를 위해 특정한 비틀림강성(torsional rigidity)과 비틀림댐핑을 아는 것이 필요하기 때문이다. 비틀림진동 댐퍼의 비틀림강성은 전달된 토크의 측정치와 그리고 연결부와 이 연결부에 회전 탄성방식으로 연결되는 탄성 회전질량체 간의 상대 비틀림 각으로부터 계산하는 것이 이미 제안되어 있지만, 디지털 회전스텝과 동기로, 응력변형 게이지(strain gauge)를 통해 토크부하를 측정하는 것이 어렵다. 게다가, 필요한 신호전송을 고려하면서 응력변형 게이지를 사용하는 것은 상당한 비용지출로만 가능하고, 또한 이외에도, 비틀림진동 댐퍼에서 제한된 방식으로만 가능하다.
그러므로, 본 발명은, 비교적 낮은 비용으로 감시를 위해 특성값들로서, 비틀림진동 댐퍼의 비틀림 강성과 비틀림 댐핑을 필요한 정밀도로 검출할 수 있도록, 시초에 상기에서 기술한 유형의 비틀림진동 댐퍼를 감시하는 방법을 구현하는 목적 을 기반으로 한다.
본 발명의 상기의 목적을, 동시에 측정한 연결부와 탄성 회전질량체의 회전각들로부터, 연결부의 각속도의 변화를 고려하면서 이들 두 부품들 간의 상대 비틀림 각도와 탄성 회전질량체의 회전 각 가속도를 확정하고, 또한 탄성 회전질량체의 구조적으로 규정된 내부의 질량 모멘트의 도움으로, 특성값들로서 비틀림 강성과 비틀림 댐핑을 계산하고 또한 이들을 디스플레이하는 것으로 달성한다.
본 발명은 다음과 같이 진행된다. 충분히 정밀하게 동기화된, 연결부와 탄성 회전질량체의 회전각들의 측정으로, 비틀림진동 댐퍼의 이들 두 부품들 간의 상대 비틀림 각도를 공지된 방식으로 계산할 수 있을 뿐 아니라, 탄성 회전질량체의 회전 각 가속도와 내부의 질량 모멘트 간에 공지된 연결로부터 특정 활성 토크를 계산하기 위하여 부수적으로 탄성 회전질량체의 특정 회전 각 가속도를 계산할 수 있고, 이는 측정순간에 주어진 비틀림진동 댐퍼의 연결부와 탄성 회전질량체 간의 비틀림 각의 함수로 사용되어 계산단에서 비틀림진동 댐퍼의 비틀림 강성과 비틀림 댐핑을 계산하는데 사용될 수 있고, 이들 특성값들의 계산된 실제값들을 디스플레이 유닛에 출력한다.
비틀림 강성과 비틀림 댐핑을 결정하는 것은, 비틀림 진동에 관련되는 회전각과 각속도의 정밀하고 동기화된 검출을 필요로 하기 때문에, 측정 신호들로부터 대응하는 주파수들을 필터링하기 위하여 측정 신호들의 주파수 분석을 기초로 수행될 수 있는, 구동축의 속도 증가로 인한 대응하는 영향을 고려하여야만 한다. 그러나, 이 목적을 위해 사용되는 필터들은, 계산단에서 측정결과를 분석하기 위해 필 요한 신호성분들의 위상변이를 일으키기 않는다.
첨부도면을 기초로 하여, 비틀림진동 댐퍼를 감시하기 위한 본 발명에 따른 방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1로부터 알 수 있듯이, 비틀림진동 댐퍼는 내연기관의 크랭크축(1)에 부착되는 연결부(2)와, 회전 탄성방식으로 상기 연결부(2)에 연결되는 탄성 회전질량체(3)를 가진다. 회전-탄성 연결(4)은 토션 스프링의 형태로 나타나 있지만, 다양한 방식으로 구성할 수 있다. 이는 탄성 회전질량체(3)에 대한 연결부(2)의 탄성-회전 연결(4)은 여기에서 중요하지 않고, 차라리 비틀림 강성과 비틀림 탬핑을 기반으로 비틀림진동 댐퍼의 기능적 신뢰도를 감시하는 것이 중요하기 때문인데, 이는 특정 비틀림진동 댐퍼의 구조적 실시예와는 크게 관계가 없다. 비틀림진동 댐퍼의 이들 특성값들을 또한 비틀림진동 댐퍼의 사용 동안에 지속적으로 감시하여 그의 기능적 신뢰도를 감시할 수 있다.
비틀림진동 댐퍼의 특정 구조적 실시예와의 무관성은, 연결부(2)와 탄성 회전질량체(3)의 회전각들을, 연결부(2) 및/또는 탄성 회전질량체(3)의 주변원을 따라 접촉없이 증분 스케일(incremental scale)(6)을 스캔하는 센서(5)들의 도움으로 동기로 검출함으로써 이루어진다. 특히 도 2로부터 알 수 있듯이, 증분 스케일(6)들은, 특정 회전각과 이의 함수로서 특정 각속도를 결정하기 위해 관련 센서(5)를 지나 연결부(2) 및/또는 탄성 회전질량체(3)가 회전할 때 개별적으로 또는 광전자적으로 스캔될 수 있는, 증분을 결정하는 반경방향 돌출 이빨(7)로써 형성된다. 각 가속도들과 탄성 회전질량체(3)의 규정된 내부의 질량 모멘트의 도움으로 활성 토크를 결정하기 위하여, 특정 비틀림진동에 관련되는 회전 각 가속도는 규정된 분석프로그램의 도움으로 센서(5)에 연결된 계산단(8)에서 탄성 회전질량체(3)에 대한 측정신호로부터 결정된다. 소정의 회전 각 가속도 뿐만 아니라, 연결부(2)와 탄성 회전질량체(3) 간의 상대 비틀림을 회전각 및/또는 각속도를 통해 검출할 수 있기 때문에, 비틀림진동 댐퍼의 비틀림 강성과 비틀림 댐핑은, 비틀림 각도와 활성 토크가 동기로 검출된다는 조건하에서만, 연결부(2)와 탄성 회전질량체(3) 간의 상대 비틀림 각도와 토크 간의 물리적 연결을 기반으로 계산할 수 있다. 그러나, 비틀림진동 댐퍼의 유리한 감시를 위해 사용할 수 있는, 비틀림진동 댐퍼의 비틀림 강성과 비틀림 댐핑을 사용하여 특성값들을 얻을 수 있다. 이 목적을 위해, 계산단(8)은 디스플레이유닛(9)에 연결되고, 필요하다면 이를 통해 구동렬을 제어기가 결합될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 구성으로서, 본 발명은, 비교적 낮은 비용으로 감시를 위해 특성값들로서, 비틀림진동 댐퍼의 비틀림 강성과 비틀림 댐핑을 필요한 정밀도로 검출할 수 있게 된다.

Claims (1)

  1. 축에 부착가능한 연결부와, 회전 탄성방식으로 상기 연결부에 연결되는 탄성회전 질량체를 가지는 비틀림진동 댐퍼를 감시하고, 상기 연결부와 상기 탄성 회전 질량체의 회전각들은 계산단에서 디지털적으로 측정되고, 변환되어 특성값을 출력하게 되는, 비틀림진동 댐퍼를 감시하는 방법에 있어서, 동시에 측정한 연결부(2)와 탄성 회전질량체(3)의 회전각들로부터, 연결부(2)의 각속도의 변화를 고려하면서 이들 두 부품(2, 3)들 간의 상대 비틀림 각도와 탄성 회전질량체(3)의 회전 각 가속도를 확정하고, 또한 탄성 회전질량체(3)의 구조적으로 규정된 내부의 질량 모멘트의 도움으로, 특성값들로서 비틀림 강성과 비틀림 댐핑을 계산하고 또한 이들을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는, 비틀림진동 댐퍼를 감시하는 방법.
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