(57)【要約】【課題】  被潤滑部品の摩耗状態を高い精度で推定することができる摩耗監視システム及び摩耗監視システムによる摩耗状態推定方法を提供する。【解決手段】  摩耗監視システム１が、被潤滑部品３５、３７に供給する供給潤滑油の油量Ｑｏｉｌ＿ｉｎを測定する供給油量取得機構１５と、供給潤滑油の油温Ｔｉｎを測定する供給油温計１６と、被潤滑部品の下流に排出された排出潤滑油の油量Ｑｏｉｌ＿ｏｕｔを測定する排出油量計２５と、排出潤滑油の油温Ｔｏｕｔを測定する排出油温計２６と、排出潤滑油における摩耗粉の濃度ｄｗ＿ｏｕｔを測定する摩耗粉濃度計１０と、制御装置１２を有している。【選択図】図１
2014031730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油中の摩耗粉の濃度を検出する摩耗粉濃度計を有し、被潤滑部品の摩耗量を監視する摩耗監視システムにおいて、
前記摩耗監視システムが、前記被潤滑部品に供給する供給潤滑油の油量を測定する供給油量取得機構と、前記供給潤滑油の油温を測定する供給油温計と、前記被潤滑部品の下流に排出された排出潤滑油の油量を測定する排出油量計と、前記排出潤滑油の油温を測定する排出油温計と、前記排出潤滑油における前記摩耗粉の濃度を測定する摩耗粉濃度計と、制御装置を有しており、
前記制御装置が、予め記憶している前記潤滑油の温度と密度の相関を示す関数と、前記供給油量取得機構、前記供給油温計、前記排出油量計、前記排出油温計及び前記摩耗粉濃度計により取得した値から、前記排出潤滑油に含まれる排出摩耗粉の質量を算出する構成を有していることを特徴とする摩耗監視システム。
【請求項２】
前記制御装置が、予め記憶している前記潤滑油の温度と密度の相関を示す関数と、前記供給油量取得機構、前記供給油温計、前記排出油量計及び前記排出油温計により取得した値と、前記排出摩耗粉の質量から、前記被潤滑部品から発生した発生摩耗粉の質量を推定する構成を有していることを特徴とする請求項１に記載の摩耗監視システム。
【請求項３】
前記制御装置が、予め記憶している前記被潤滑部品の摺動面積と、取得した前記被潤滑部品の運動条件と、前記排出摩耗粉の質量又は前記発生摩耗粉の質量から、単位摺動面積当たりの摩耗量を推定する構成を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の摩耗監視システム。
【請求項４】
被潤滑部品に供給する供給潤滑油の油量を測定する供給油量取得機構と、前記供給潤滑油の油温を測定する供給油温計と、前記被潤滑部品の下流に排出された排出潤滑油の油量を測定する排出油量計と、前記排出潤滑油の油温を測定する排出油温計と、前記排出潤滑油における前記摩耗粉の濃度を測定する摩耗粉濃度計と、制御装置を有する摩耗監視システムによる摩耗状態推定方法であって、
前記制御装置が、予め記憶している前記潤滑油の温度と密度の相関を示す関数と、前記供給油量取得機構、前記供給油温計、前記排出油量計、前記排出油温計及び前記摩耗粉濃度計により取得した値から、前記排出潤滑油に含まれる排出摩耗粉の質量を算出する排出摩耗粉質量算出ステップを有していることを特徴とする摩耗監視システムによる摩耗状態推定方法。
【請求項５】
前記制御装置が、予め記憶している前記潤滑油の温度と密度の相関を示す関数と、前記供給油量取得機構、前記供給油温計、前記排出油量計及び前記排出油温計により取得した値と、前記排出摩耗粉の質量から、前記被潤滑部品から発生した発生摩耗粉の質量を推定する発生摩耗粉質量推定ステップを有することを特徴とする請求項４に記載の摩耗監視システムによる摩耗状態推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関等の被潤滑部品の摩耗状態を監視する摩耗監視システム及び摩耗監視システムによる摩耗状態推定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関等の機械の保護のために、被潤滑部品の摩耗状態（潤滑状態）を監視する摩耗監視システムが採用されている。図４に、内燃機関（以下、エンジンという）２を監視対象とした従来の摩耗監視システム１Ｘの１例を示す。この摩耗監視システム１Ｘは、エンジン２から潤滑油を排出する排出ライン２４に設置された摩耗粉濃度計１０Ｘと、摩耗粉濃度計１０Ｘの測定結果を出力する出力装置１１を有している。
【０００３】
ここで、摩耗粉濃度計１０Ｘとは、例えば、予め形成した磁界中に潤滑油を通過させ、潤滑油に含まれる摩耗粉により発生する誘導電圧を測定し、この誘導電圧から摩耗粉濃度（質量濃度）を測定するように構成されたものである。ここで、潤滑油の質量は、摩擦粉濃度計１０Ｘを通過する体積流量から算出している。また、潤滑油に対する摩耗粉の濃度は、最大でも数千ｐｐｍ程度である。
【０００４】
エンジン２は、被潤滑部品であるピストンリング３５を有したピストン３４と、ピストンリング３５の摺動面に潤滑油を供給する供給ライン１４と、エンジン２から潤滑油を排出する排出ライン２４を有している。また、エンジン２は、供給ライン１４に設置された注油システム３０を有している。この注油システム３０は、注油器３１と制御盤３２を有している。なお、一点鎖線は信号線を示している。また、Ｑｉｎは供給される流体（潤滑油）を示しており、Ｑｏｕｔは、排出される流体（摩耗粉を含む潤滑油）を示している。
【０００５】
次に、摩耗監視システム１Ｘの作動について説明する。まず、エンジン２の被潤滑部品であるピストンリング３５に対して、注油システム３０及び供給ライン１４を介して、潤滑油が供給される。ピストンリング３５に供給された潤滑油は、ピストンリング３５の表面を潤滑し、その後、排出ライン２４を介してドレン（図示しない）に排出される。このとき、摩耗粉濃度計１０Ｘが、潤滑油中に含まれる摩耗粉の濃度を測定する。この摩耗粉の濃度の変化量等から、ピストンリング３５の摩耗状態を推定する。
【０００６】
この構成により、被潤滑部品であるピストンリング３５等の摩耗状態等を推定することが可能となる。これは、摩耗粉の濃度の変化量から、ピストンリング３５の摩耗の進行速度等を推定することができるからである。
【０００７】
他方で、２種類の金属で構成されたピストンリング３５を採用し、潤滑油中に含まれる２種類の摩耗粉の濃度をそれぞれ測定する摩耗検出方法が開示されている（例えば特許文献１参照）。この構成により、潤滑油における２種類の摩耗粉のそれぞれの濃度から、ピストンリング３５の摩耗状態をより詳しく推定することができる。
【０００８】
しかしながら、前述の摩耗監視システム及び摩耗検出方法は、いくつかの問題点を有している。第１に、被潤滑部品の摩耗状態を高い精度で推定することが困難であるという問題を有している。これは、摩耗粉を含む潤滑油が、経路の途中で消失した場合、摩耗粉の濃度から求めた摩耗粉の質量は、不明確なものとなってしまうからである。また、エンジン等の運転状態により、潤滑油の密度がその温度と共に変化し、摩耗粉の濃度が誤差を含んだ値となってしまうからである。なお、摩耗粉を含む潤滑油の消失とは、図４のＱｌｏｓｔに示すように、潤滑油等がシリンダ上部の排気ポートから排出されたり、エンジン２
の内部にたまったり、壁面等に付着したりして、摩耗粉濃度計１０Ｘに到達しないことをいう。
【０００９】
図５に、潤滑油の体積の状態のモデルを示す。図５Ａは、供給ライン１４（図４参照）から供給される流体の体積流量Ｑｉｎを示している。この流体は、潤滑油のみを含んでいる。そのため、流体の体積流量Ｑｉｎは、供給される潤滑油の体積流量Ｑｏｉｌ_ｉｎと
等しい値となる。図５Ｂは、ピストンリング３５近傍を通過した流体の状態を示している。この流体の体積流量は、熱により膨張した潤滑油の体積と、ピストンリング３５及びピストンリング３５が接触するシリンダライナ等から発生した摩耗粉（以下、発生摩耗粉という）の体積ｑｗ_ｉｎを加えた値となる。図５Ｃは、排出ライン２４から排出される流
体の体積流量Ｑｏｕｔを示している。この排出される流体の体積流量は、供給時と比べると若干の昇温により膨張する一方で、消失により体積が減少した潤滑油の体積流量Ｑｏｉｌ_ｏｕｔと、消失により体積が減少した摩耗粉の体積ｑｗ_ｏｕｔを加えた値となる。
【００１０】
以上より、従来の摩耗粉濃度計１０Ｘ（図４参照）では、摩耗粉の質量を正確に求めることができない。これは、経路の途中で消失した摩耗粉の量が考慮されておらず、摩耗粉の質量が少なく見積もられてしまうためである。また、潤滑油の密度の温度変化が考慮されておらず、摩耗粉の質量の計算に使用する潤滑油の質量が不正確なためである。その結果、摩耗粉の質量が正確に把握できず、適切な予防装置を取れないという問題が発生する。
【００１１】
第２に、潤滑油の供給量を自動制御することが困難であるという問題を有している。これは、注油システム３０等の制御により、被潤滑部に供給する油量を増加させた場合、見かけ上の摩耗粉の濃度が低下してしまうからである。つまり、自動制御のためのパラメータである摩耗粉の濃度が、制御の過程で大幅に変化してしまうからである。
【００１２】
第３に、特許文献１に記載の方法では、被潤滑部品の摩耗状態の把握の精度をある程度向上することはできるが、ピストンリング等の製造コストが増大するという問題を有している。これは、ピストンリング等の被潤滑部品を２種類の金属で形成しなければならないからである。また、２種類の金属の濃度を独立して計測するための摩耗粉濃度計が必要となり、コストが増加するからである。特に、特許文献１に記載の方法は、被潤滑部品が、大型エンジンのクランクシャフトや、船舶の主軸等である場合、被潤滑部品の製造コストが大幅に増大し、実質的には採用が困難となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特公平４−２６６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、潤滑油中の摩耗粉の濃度を検出する摩耗粉濃度計を有し、被潤滑部品の摩耗量を監視する摩耗監視システム及び摩耗監視システムによる摩耗状態推定方法において、被潤滑部品の摩耗状態を高い精度で推定することができる摩耗監視システム及び摩耗監視システムによる摩耗状態推定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するための本発明に係る摩耗監視システムは、潤滑油中の摩耗粉の濃度を検出する摩耗粉濃度計を有し、被潤滑部品の摩耗量を監視する摩耗監視システムにおいて、前記摩耗監視システムが、前記被潤滑部品に供給する供給潤滑油の油量を測定する
供給油量取得機構と、前記供給潤滑油の油温を測定する供給油温計と、前記被潤滑部品の下流に排出された排出潤滑油の油量を測定する排出油量計と、前記排出潤滑油の油温を測定する排出油温計と、前記排出潤滑油における前記摩耗粉の濃度を測定する摩耗粉濃度計と、制御装置を有しており、前記制御装置が、予め記憶している前記潤滑油の温度と密度の相関を示す関数と、前記供給油量取得機構、前記供給油温計、前記排出油量計、前記排出油温計及び前記摩耗粉濃度計により取得した値から、前記排出潤滑油に含まれる排出摩耗粉の質量を算出する構成を有していることを特徴とする。
【００１６】
この構成により、被潤滑部品の摩耗状態を高い精度で推定することができる。これは、潤滑油の密度がその温度と共に変化した場合であっても、その影響を補正し、排出潤滑油に含まれる摩耗粉の質量を算出することができるからである。
【００１７】
また、潤滑油の供給量を自動制御することが可能となる。これは、自動制御により供給潤滑油の油量が変化した場合であっても、その影響を受けずに、摩耗粉の量を高い精度で推定することができるからである。
【００１８】
更に、摩耗監視システムを低コストで実現することができる。これは、被潤滑部品を２種類の金属で形成する必要がなく、従来の被潤滑部品をそのまま使用することができるからである。
【００１９】
上記の摩耗監視システムにおいて、前記制御装置が、予め記憶している前記潤滑油の温度と密度の相関を示す関数と、前記供給油量取得機構、前記供給油温計、前記排出油量計及び前記排出油温計により取得した値と、前記排出摩耗粉の質量から、前記被潤滑部品から発生した発生摩耗粉の質量を推定する構成を有していることを特徴とする。
【００２０】
この構成により、被潤滑部品の摩耗状態を更に高い精度で推定することができる。これは、摩耗粉を含む潤滑油が、経路の途中で消失した場合であっても、その影響を補正し、被潤滑部品から発生する摩耗粉（発生摩耗粉）の質量を算出することができるからである。
【００２１】
上記の摩耗監視システムにおいて、前記制御装置が、予め記憶している前記被潤滑部品の摺動面積と、取得した前記被潤滑部品の運動条件と、前記排出摩耗粉の質量又は前記発生摩耗粉の質量から、単位摺動面積当たりの摩耗量を推定する構成を有していることを特徴とする。
【００２２】
この構成により、被潤滑部品の大きさ等の影響を受けることなく、被潤滑部品の摩耗状態を高い精度で推定することができる。
【００２３】
上記の目的を達成するための本発明に係る摩耗監視システムによる摩耗状態推定方法は、被潤滑部品に供給する供給潤滑油の油量を測定する供給油量取得機構と、前記供給潤滑油の油温を測定する供給油温計と、前記被潤滑部品の下流に排出された排出潤滑油の油量を測定する排出油量計と、前記排出潤滑油の油温を測定する排出油温計と、前記排出潤滑油における前記摩耗粉の濃度を測定する摩耗粉濃度計と、制御装置を有する摩耗監視システムによる摩耗状態推定方法であって、前記制御装置が、予め記憶している前記潤滑油の温度と密度の相関を示す関数と、前記供給油量取得機構、前記供給油温計、前記排出油量計、前記排出油温計及び前記摩耗粉濃度計により取得した値から、前記排出潤滑油に含まれる排出摩耗粉の質量を算出する排出摩耗粉質量算出ステップを有していることを特徴とする。この構成により、前述と同様の作用効果を得ることができる。
【００２４】
上記の摩耗監視システムによる摩耗状態推定方法において、前記制御装置が、予め記憶
している前記潤滑油の温度と密度の相関を示す関数と、前記供給油量取得機構、前記供給油温計、前記排出油量計及び前記排出油温計により取得した値と、前記排出摩耗粉の質量から、前記被潤滑部品から発生した発生摩耗粉の質量を推定する発生摩耗粉質量推定ステップを有することを特徴とする。この構成により、前述と同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明による摩耗監視システム及び摩耗監視システムによる摩耗状態推定方法によれば、被潤滑部品の摩耗状態を高い精度で推定することができる摩耗監視システム及び摩耗監視システムによる摩耗状態推定方法を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る実施の形態の摩耗監視システムの概略を示した図である。
【図２】潤滑油量及び摩耗粉量の変化の概略を示した図である。
【図３】本発明に係る異なる実施の形態の摩耗監視システムの概略を示した図である。
【図４】従来の摩耗監視システムの概略を示した図である。
【図５】潤滑油量及び摩耗粉量の変化の概略を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る実施の形態の摩耗監視システムについて、図面を参照しながら説明する。図１に、本発明に係る実施の形態の摩耗監視システム１の概略を示す。図１は、エンジン２のピストンリング３５（被潤滑部品）を監視対象とする摩耗監視システム１の１例を示している。ここで、被潤滑部品とは、ピストンリング３５の他に、ピストンリング３５と接触するシリンダライナや、ピストン３４に形成されたピストンリング溝その他を示すものとする。
【００２８】
この摩耗監視システム１は、ピストンリング３５（被潤滑部品）に供給する潤滑油（以下、供給潤滑油ともいう）の油量を測定する供給油量取得機構１５と、供給潤滑油の油温を測定する供給油温計１６と、ピストンリング３５の下流に排出された潤滑油（以下、排出潤滑油ともいう）の油量を測定する排出油量計２５と、排出潤滑油の油温を測定する排出油温計２６と、排出潤滑油における摩耗粉の濃度を測定する摩耗粉濃度計１０と、制御装置１２を有している。ここで、一点鎖線は、信号線を示している。
【００２９】
エンジン２は、ピストン３４と、ピストンリング３５（被潤滑部品）と、ピストンリング３５の摺動面に潤滑油を供給するための供給ライン１４と、ピストンリング３５を潤滑した潤滑油を回収する排出ライン２４を有している。
【００３０】
摩耗粉濃度計（金属粉濃度計ともいう）１０は、排出ライン２４に設置されており、取得した摩耗粉の濃度の値（データ）を制御装置１２に送るように構成されている。この摩耗粉濃度計１０は、既存のものを適宜選択し使用することができる。
【００３１】
供給油量取得機構１５は、例えば供給ライン１４に設置された油量計で構成している。この供給油量取得機構１５は、測定した油量（体積流量）のデータを、制御装置１２に送るように構成されている。また、供給油温計１６は、供給ライン１４に設置されており、測定した油温の値（データ）を、制御装置１２に送るように構成されている。
【００３２】
更に、排出油量計２５及び排出油温計２６は、排出ライン２４に設置されており、測定した油量（体積流量）及び油温のデータを制御装置１２に送るように構成されている。ここで、排出油量計２５及び排出油温計２６は、摩耗粉濃度計１０の近傍に設置することが
望ましい。
【００３３】
なお、制御装置１２は出力装置１１に接続するように構成している。この出力装置１１は、モニター等で構成してもよく、また、エンジン２のコントロールパネル等に組み込んで構成してもよい。
【００３４】
次に、摩耗監視システム１の作動について説明する。まず、摩耗監視システム１の制御装置１２は、摩耗粉濃度計１０、排出油量計２５及び排出油温計２６から、摩耗粉濃度ｄｗ＿ｏｕｔ（ｔ）〔ｗ／ｗ〕、排出油量Ｑｏｕｔ（ｔ）〔ｍ３／ｓｅｃ〕及び排出油温Ｔｏｕｔ（ｔ）〔Ｋ〕の各種データを取得する。ここで、各種データは、時刻ｔの関数として得ることができる。
【００３５】
また、制御装置１２は、潤滑油の温度と密度の相関を示す関数ρｏｉｌ（Ｔ（ｔ））を、予め記憶している。ここで、排出された摩耗粉（排出摩耗粉）の質量をｗｗ_out（ｔ）〔ｋｇ／ｓｅｃ〕で表すとすると、摩耗粉濃度ｄｗ＿ｏｕｔ（ｔ）〔ｗ／ｗ〕は、以下の式で表すことができる。
【数１】
2014031730.tif 000003
【００３６】
ここで、無次元化するために各項に、１〔ｓｅｃ〕を乗じている。また、摩耗粉を含む排出油の密度ρｏｕｔ（Ｔｏｕｔ（ｔ））を、摩耗粉を含まない排出油の密度ρｏｉｌ（Ｔｏｕｔ（ｔ））で近似している。摩耗粉濃度は、最大でも数千ｐｐｍ程度であるため、この近似が可能となる。上記の数１より、排出摩耗粉の質量ｗｗ_out（ｔ）〔ｋｇ／ｓｅｃ〕は、以下の式で求めることができる（排出摩耗粉質量算出ステップ）。
【数２】
2014031730.tif 000004
【００３７】
以上より、制御装置１２は、各種データから排出摩耗粉の質量ｗｗ_out（ｔ）〔ｋｇ／ｓｅｃ〕を算出することができる。なお、上記の数２で求められた排出摩耗粉の質量ｗｗ_out（ｔ）〔ｋｇ／ｓｅｃ〕は、まだ、経路の途中で消失した潤滑油Ｑｏｉｌ＿ｌｏｓｔ〔ｍ３／ｓｅｃ〕及び摩耗粉ｑｗ＿ｌｏｓｔ〔ｍ３／ｓｅｃ〕（総称してＱｌｏｓｔと示すこともある。図２参照）が考慮されていない状態である。なお、図２は、左方に潤滑油等の質量の状態のモデルを示し、右方に潤滑油の体積の状態のモデル（図５に対応）を示している。
【００３８】
次に、制御装置１２は、上記の消失した潤滑油等Ｑｌｏｓｔを考慮し、被潤滑部品から発生した発生摩耗粉の質量ｗｗ_ｉｎ（ｔ）〔ｋｇ／ｓｅｃ〕を推定する。まず、制御装
置１２は、供給油取得機構１５及び供給油温計１６から、供給油量Ｑｏｉｌ＿ｉｎ（ｔ）〔ｍ３／ｓｅｃ〕及び供給油温Ｔｉｎ（ｔ）〔Ｋ〕を取得し、排出油量計２５及び排出油温計２６から、排出された油量Ｑｏｉｌ＿ｏｕｔ及び排出油温Ｔｏｕｔ（ｔ）〔Ｋ〕を取得する。
【００３９】
ここで、消失した潤滑油Ｗｏｉｌ＿ｌｏｓｔと摩耗粉ｗｗ＿ｌｏｓｔの比率は、排出された油Ｗｏｉｌ＿ｏｕｔと摩耗粉ｗｗ＿ｏｕｔの比率と同じであると仮定すると、被潤滑
部品から発生した発生摩耗粉の質量ｗｗ_ｉｎ（ｔ）〔ｋｇ／ｓｅｃ〕（図２参照）は、
以下の式で表すことができる（発生摩耗粉質量推定ステップ）。
【数３】
2014031730.tif 000005
【００４０】
ここで、排出油量Ｑｏｉｌ＿ｏｕｔ（ｔ）を、摩耗粉を含む排出油量Ｑｏｕｔ（ｔ）で近似している。潤滑油に比べ摩耗粉の体積は十分に小さいため、この近似が可能となる。
【００４１】
以上より、制御装置１２は、各種データから被潤滑部で発生した真の摩耗粉（発生摩耗粉）の質量ｗｗ_ｉｎ（ｔ）〔ｋｇ／ｓｅｃ〕を高い精度で推定することができる。なお
、制御装置１２は、各種データを連続的に取得し、上記演算を繰り返し、リアルタイムで発生摩耗粉の質量を出力装置１１等に出力するように構成されることが望ましい。他方で、制御装置１２は、各種データを間欠的に取得し、間欠的に発生摩耗粉の質量を出力するように構成されてもよい。
【００４２】
上記の構成により、以下の作用効果を得ることができる。第１に、ピストンリング等の被潤滑部品の摩耗状態を高い精度で推定することができる。これは、潤滑油の密度がその温度と共に変化した場合であっても、その影響を補正し、被潤滑部品から発生する摩耗粉（発生摩耗粉）の質量を算出することができるからである。また、摩耗粉を含む潤滑油が、経路の途中で消失した場合であっても、その影響を補正し、発生摩耗粉の質量を算出することができるからである。以上より、発生摩耗粉の質量を高い精度で推定できるため、潤滑油の供給量の増減や被潤滑部品の交換等、適切な予防措置を取ることができる。特に、この摩耗監視システム１は、被潤滑部品から発生した摩耗粉の質量を直接推定するため、被潤滑部品の摩耗状態等を容易に推定することが可能となる。
【００４３】
第２に、潤滑油の供給量を自動的に制御することが可能となる。これは、注油システムにより、被潤滑部に供給する油量を増加させた場合であっても、その影響を受けずに、発生摩耗粉の質量を高い精度で推定できるからである。つまり、自動制御のためのパラメータである発生摩耗粉の質量は、注油システムの制御の過程でその影響を受けない。
【００４４】
第３に、被潤滑部品を適切に監視する摩耗監視システムを、低コストで実現することができる。これは、ピストンリング、クランクシャフト又は船舶の主軸等の被潤滑部品に、従来と同様の金属で構成されたものを利用できるからである。つまり、２種類の金属を含むピストンリング等（特許文献１参照）を使用する必要がない。また、２種類の金属の濃度をそれぞれ独立して検知することができる高価な摩耗粉濃度計を、使用する必要がないからである。
【００４５】
なお、図１に示した供給油量取得機構１５は、注油システム３０の制御盤３２に格納されたプログラムにより実現してもよい。具体的には、供給油量を、注油システム３０における単位時間当たりの注油回数と、注油１回当たりの注油量の積から算出することができる。この計算は、制御盤３２又は制御装置１２で行うことができる。
【００４６】
また、供給油量取得機構１５は、制御盤３２から注油器３１に送られる制御信号を取得する回路により実現してもよい。具体的には、この制御信号から、単位時間当たりの注油
回数と、注油１回当たりの注油量を取得し、供給油量を算出することができる。この計算は、制御装置１２で行うことができる。
【００４７】
更に、供給油量取得機構１５は、注油器３１に設置したセンサにより実現してもよい。具体的には、このセンサから、単位時間当たりの注油回数と、注油１回当たりの注油量を取得し、供給油量を算出することができる。この計算は、制御装置１２で行うことができる。
【００４８】
加えて、制御装置１２が、被潤滑部品の摺動面積と、被潤滑部品の運動条件から、単位摺動面積当たりの摩耗量を算出するように構成することが望ましい。以下、被潤滑部品を図１に示すピストンリング３５とした場合を例に説明する。被潤滑部品の摺動面積は、例えばピストン３４が連結されたクランク軸（図示しない）１回転当たりにピストンリング３５が移動する面積Ｓ〔ｍ２／回〕とする。ここで、被潤滑部品の摺動面積Ｓ〔ｍ２／回〕は、エンジン等の設計段階で明らかになるため、予め制御装置１２に記憶するように構成することが望ましい。
【００４９】
また、被潤滑部品の運動条件は、クランク軸の単位時間当たりの回転数Ｎ〔回／ｓｅｃ〕とする。この被潤滑部品の運動条件は、連続的に制御装置１２により取得されるように構成することが望ましい。単位摺動面積当たりの摩耗量ｗｗ_Ｓ（ｔ）〔ｋｇ／ｍ２〕は
、被潤滑部品から発生した発生摩耗粉の質量ｗｗ_ｉｎ（ｔ）〔ｋｇ／ｓｅｃ〕から、以
下の式で表すことができる。
【数４】
2014031730.tif 000006
【００５０】
この構成により、被潤滑部品の大きさ等の影響を受けることなく、被潤滑部品の摩耗状態を高い精度で推定することができる。ここで、回転数Ｎは、例えばクランク軸に設置した角度エンコーダから取得することができる。また、回転数Ｎは、近接センサ等を利用して、クランク軸に設置したフライホイールの歯車の歯数のカウントや、フライホイールに設置したターゲットの通過回数から取得するように構成してもよい。
【００５１】
他方で、経路の途中で消失した潤滑油Ｑｏｉｌ＿ｌｏｓｔ及び摩耗粉ｑｗ＿ｌｏｓｔの量が、経験則的に無視できると明らかな場合は、数４において発生摩耗粉の質量ｗｗ_ｉ
ｎの代わりに排出摩耗粉の質量ｗｗ_outを代入して、単位摺動面積当たりの摩耗量ｗｗ_
Ｓを推定してもよい。
【００５２】
図３に、本願発明に係る異なる実施の形態の摩耗監視システム１Ａの概略を示す。図３は、船舶の主軸等の回転軸３７及び軸受け３８を被潤滑部品として監視対象とする摩耗監視システム１Ａの１例を示している。
【００５３】
この摩耗監視システム１Ａは、回転軸３７等（被潤滑部品）に供給する潤滑油の油量を測定する供給油量取得機構１５と、供給する潤滑油の油温を測定する供給油温計１６と、回転軸３７等の下流に排出された潤滑油の油量を測定する排出油量計２５と、排出された潤滑油の油温を測定する排出油温計２６と、排出された潤滑油における摩耗粉の濃度を測定する摩耗粉濃度計１０と、制御装置１２を有している。ここで、一点鎖線は、信号線を示している。
【００５４】
回転軸３７等は、潤滑油を循環させる循環ライン２９と、循環ライン２９に対して潤滑油の供給及び回収を行う潤滑油タンク４０と、循環ライン２９に設置したポンプ４１を有
している。つまり、図３に示す潤滑油系統は循環系を形成している。これに対して、図１に示した潤滑油系統は、非循環系を形成しているといえる。
【００５５】
摩耗粉濃度計１０は、循環ライン２９に配置されている。詳しくは、回転軸３７等の被潤滑部品の下流側であり、且つ潤滑油タンク４０の上流側となる位置に配置されている。また、供給油量取得機構１５は、循環ライン２９に設置された油量計で構成している。この油量計１５及び供給油温計１６は、循環ライン２９に設置されており、回転軸３７等の上流側であり且つ潤滑油タンク４０の下流側となる位置に配置されている。更に、排出油量計２５及び排出油温計２６は、循環ライン２９に設置されており、回転軸３７等の下流側であり且つ潤滑油タンク４０の上流側となる位置に配置されている。なお、それぞれの計器は、一点鎖線で示す信号線を介して制御装置１２に接続されている。
【００５６】
次に、摩耗監視システム１Ａの作動について説明する。まず、摩耗監視システム１Ａの制御装置１２は、摩耗粉濃度計１０、排出油量計２５及び排出油温計２６から、摩耗粉濃度の変化量Δｄｗ＿ｏｕｔ（ｔ）〔ｗ／ｗ〕、排出油量Ｑｏｕｔ（ｔ）〔ｍ３／ｓｅｃ〕及び排出油温Ｔｏｕｔ（ｔ）〔Ｋ〕の各種データを取得する。ここで、各種データは、時刻ｔの関数として得ることができる。
【００５７】
また、制御装置１２は、潤滑油の温度と密度の相関を示す関数ρｏｉｌ（Ｔ（ｔ））を、予め記憶している。ここで、摩耗粉濃度計１０を通過する排出された摩耗粉（排出摩耗粉）の質量をｗｗ_out（ｔ）〔ｋｇ／ｓｅｃ〕で表すとすると、摩耗粉濃度の変化量Δｄｗ＿ｏｕｔ（ｔ）〔ｗ／ｗ〕は、以下の式で表すことができる。
【数５】
2014031730.tif 000007
【００５８】
ここで、摩耗粉濃度の変化量Δｄｗ＿ｏｕｔ（ｔ）〔ｗ／ｗ〕を算出するために使用するパラメータ等は、非循環系を形成した図１の数１の場合と同一である。
【００５９】
次に、上記の数５より、排出摩耗粉の質量ｗｗ_out（ｔ）〔ｋｇ／ｓｅｃ〕は、以下の式で求めることができる。
【数６】
2014031730.tif 000008
【００６０】
以下は、図１に示した場合と同様に、経路の途中で消失した摩耗粉の質量を算出し、被潤滑部品から発生した摩耗粉の質量ｗｗ_ｉｎ（ｔ）〔ｋｇ／ｓｅｃ〕を、数３から算出
する。
【００６１】
上記の構成により、図１に示した場合と同様の作用効果を得ることができる。なお、本発明の摩耗監視システム１、１Ａの監視対象とする被潤滑部品は、ピストンリング３５（図１参照）及び回転軸３７等（図３参照）に限られない。摩耗監視システム１、１Ａは、潤滑油系統が循環系及び非循環系のいずれを形成するかにかかわらず、あらゆる被潤滑部品の摩耗状態を高い精度で推定することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１、１Ａ      摩耗監視システム
１０   摩耗粉濃度計
１２   制御装置
２５   排出油量計
２６   排出油温計
３５   ピストンリング（被潤滑部品）
３７   回転軸（被潤滑部品）
３８   軸受け（被潤滑部品）
Ｑｏｉｌ＿ｉｎ       供給油量
Ｔｉｎ        供給油温
Ｑｏｉｌ＿ｏｕｔ     排出油量
Ｔｏｕｔ             排出油温
ｄｗ＿ｏｕｔ  排出潤滑油における摩耗粉の濃度
ｗｗ_out             排出摩耗粉の質量
ｗｗ_ｉｎ            発生摩耗粉の質量
ρｏｉｌ（Ｔｏｕｔ） 排出油の密度
ρｏｉｌ（Ｔｉｎ）   供給油の密度
【図１】
2014031730.tif 000009
【図２】
2014031730.tif 000010
【図３】
2014031730.tif 000011
【図４】
2014031730.tif 000012
【図５】
2014031730.tif 000013