Torque Measurement : A Study on Different Measurement Methods for IC Engines

Abstract

This thesis is made for Engine room systems, which is a group of Wärtsilä Marine Solutions. The purpose was to investigate if a new possible torque measurement method for Wärtsilä’s engines could replace the existing method and what the benefits of this would be.

The assignment was to investigate the market for possible methods of measuring torque and later on compare these methods, mainly the new contactless method with the method that Wärtsilä is using to measure torque today. In addition, a bracket would be designed for the new contactless measurement methods sensor, so that it could be tested in an engine laboratory.

The goal was to make a final bracket design for the new method, along with investigating if it would work in praxis. Also a business case would be a part of the result. The Thesis involves studies about torque, magnetic fields and how to measure these. Furthermore, an explanation of how different manufacturers measures torque with different methods.

The final conceptual design can be used for manufacturing or as a base for developing the bracket.

Detta examensarbete är gjort för gruppen Engine room systems inom Wärtsilä Marine Solutions. Syftet var att undersöka om en ny metod att mäta vridmoment på Wärtsiläs motorer kunde ersätta den befintliga metoden och vad fördelarna med den nya metoden skulle vara.

Målet med uppgiften var att undersöka marknaden för möjliga metoder att mäta vridmoment, jämföra dessa med varandra med fokus på den nya kontaktlösa metoden och den metod Wärtsilä använder sig av idag. Även en konsol skulle designas för att den nya kontaktlösa metoden skall kunna testas på en motor i Wärtsiläs laboratorier.

Målet var att få en slutgiltig konsol designad för den nya metoden, samt att undersöka om denna kontaktlösa metod verkligen kan fungera i praktiken. Även en affärsmöjlighet skulle bli en del av resultatet. Examensarbetet involverar studier om vridmoment, magnetfält samt om hur dessa mäts. Även förklarningar om hur diverse tillverkare mäter vridmoment med hjälp av olika metoder behandlas i arbetet.

Det utvalda designkonceptet kan användas för tillverkning av eller som grund för vidareutveckling av konsolen.

Tämä opinnäytetyö on tehty ryhmälle Engine room systemsille, Wärtsilä Marine Solutionsille. Tarkoitus oli tutkia, voisiko uusi menetelmä mitata vääntömomenttia Wärtislän moottorilla korvata nykyisen menetelmän, ja mitkä uuden menetelmän edut voisivat olla.

Tehtävänä oli tutkia erilaisten vääntömomenttia mittaavien menetelmien markkinoita, ja vertailla nämä, pääasiallisesti uutta kontaktitonta menetelmää menetelmään jota Wärtsilä käyttää tänään. Myös kannatin suunniteltaisi uuteen kontaktittomaan menetelmään, jotta tätä voisi testata Wärtsilän moottorilaboratoriossa.

Tavoitteena oli suunnitella lopullinen kannatin uuteen menetelmään, ja myös tutkia voisiko tämä toimia käytännössä. Myös liikemahdollisuus tulisi olla osa tuloksesta. Opinnäytetyö sisältää opintoja vääntömomentista, magneettikentästä ja miten nämä mitataan. Myös selitys miten erilaiset valmistajat mittaavat vääntömomenttia eri menetelmillä on mukana.

Valittu suunnittelukonsepti voidaan käyttää valmistukseen tai perustana kannattimen kehittämiseen