BR102015012178A2 - motor de combustão interna, especialmente motor a gás, para um veículo, método para operação do mesmo e veículo, especialmente veículo comercial. - Google Patents
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Abstract
motor de combustão interna, especialmente motor a gás, para um veículo, método para operação do mesmo e veículo, especialmente veículo comercial. a invenção diz respeito a um motor de combustão interna, especialmente a um motor a gás, para um veículo, especialmente para um veículo comercial, com um coletor de admissão (25) por meio do qual um gás, especialmente uma mistura entre gás de escape i ar i gás de combustão, pode ser alimentado a uma unidade de combustão (11 ), especialmente a uma unidade pistão i cilindro, do motor de combustão interna (1 ), e com uma recirculação dos gases de escape (2), por meio da qual um gás de escape da unidade de combustão (11) pode ser alimentado ao gás alimentado à unidade de combustão (11) em uma área de mistura de gás de escape (18), em que no coletor de admissão (25) é disposto, a montante da unidade de combustão (11) e a jusante da área de mistura de gás de escape (18), pelo menos um dispositivo de medição (22, 27) por meio do qual a corrente de massa i gás, especialmente a corrente de massa i gás de escape i ar i gás de combustão, e a temperatura do gás, especialmente a temperatura do gás de escape i ar i gás de combustão, podem ser calculadas. de acordo com a invenção, pelo menos um sensor de temperatura (29, 31) é disposto respectivamente a montante da área de mistura de gás de escape (18) especialmente para cálculo de uma corrente de massa i gás de escape recirculada (14) e/ou de uma corrente de massa de ar alimentada (3) à unidade de combustão (11 ), adicionalmente ao dispositivo de medição (22, 27), tanto na recirculação dos gases de escape (2) como também no coletor de admissão (25).
Description
MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA, ESPECIALMENTE MOTOR A GÁS, PARA UM VEÍCULO, MÉTODO PARA OPERAÇÃO DO MESMO E VEÍCULO, ESPECIALMENTE VEÍCULO COMERCIAL
[0001] A invenção diz respeito a um motor de combustão interna, especialmente a um motor a gás, para um veículo, especialmente para um veículo comercial, de acordo com o preâmbulo da reivindicação de patente 1, a um método para operação de um motor de combustão interna, especialmente de um motor a gás, de acordo com o preâmbulo da reivindicação de patente 9, bem como a um veículo, especialmente a veículo comercial, com o motor de combustão interna e/ou para execução do método de acordo com a reivindicação de patente 15.
[0002] Para cumprir os pré-requisitos a serem atendidos quanto aos gases de escape, conhece-se converter motores a gás ou motores a gás de combustão interna, tais como, por exemplo, motores a gás natural, de um modo de operação com mistura pobre para um modo de operação estequiométrico. A fim de equiparar a perda do grau de eficácia resultante disso do motor a gás ou de aumentar o grau de eficácia do motor a gás, uma recirculação arrefecida e controlada dos gases de escape (DA ) é adequada por meio da qual uma fração dos gases de escape do motor a gás é novamente alimentado ao motor a gás. O gás de escape recirculado atua, no caso da combustão subsequente em uma unidade pistão / cilindro do motor a gás, essencialmente como gás inerte.
[0003] No caso de motores a gás sem AGR e com uma recirculação dos gases de combustão em um coletor de admissão do motor a gás, uma corrente de massa / mistura de carga alimentada à unidade pistão / cilindro normalmente é calculada por meio de um modelo de grau de fornecimento executado em um módulo de comando, modelo este que retrata a capacidacre de absorção do motor dependendo do número de rotações. Para isso, primeiramente a pressão da mistura de carga (Manifold Absolute Pressure ou MAP - pressão absoluta do coletor) e a temperatura da mistura de carga é medida no coletor de admissão na região da unidade pistão / cilindro por meio de um sensor de pressão e de um sensor de temperatura. A partir da pressão de mistura de carga medida, da temperatura de mistura de carga e do número de rotações do motor, a corrente de massa da mistura de carga alimentada pode ser calculada por meio do modelo do grau de fornecimento. Por meio da relação de ar de combustão, então uma corrente de massa / ar alimentada a uma unidade pistão / cilindro também pode ser calculada. Esse procedimento, contudo, não é possível no caso de motores a gás com AGR, uma vez que a fração de gás de escape não é conhecida na mistura de carga configurada, por exemplo, como mistura de gás de escape / ar / gás de combustão.
[0004] Portanto, para cálculo da corrente de massa / ar em motores a gás com AGR, normalmente a corrente de massa / ar pode ser medida a montante do AGR e a montante da recirculação do gás de combustão por meio de um medidor de massas de ar, por exemplo, por meio de um medidor de massas de ar de película quente no coletor de admissão. Por meio da corrente de massa / ar medida e da corrente de massa da mistura de carga calculada com auxílio do modelo de grau de fornecimento já citado, a corrente de massa / de gás de escape recirculada também pode ser calculada. A medição da corrente de massa / ar por meio do medidor de massa de ar se mostrou, contudo, como muito suscetível a falhas especialmente em função da sua sensibilidade à sujeira.
[0005] Por esse motivo, a tarefa da invenção é prover um motor de combustão interna, especialmente um motor a gás, para um veículo, especialmente para um veículo comercial, bem como prover um método para operação de um motor de combustão interna, especialmente de um motor a gás, nos quais a corrente de massa / ar alimentada à unidade de combustão e/ou a corrente de massa / gás de escape recirculada são calculadas de maneira alternativa, confiável e igualmente econômica.
[0006] Essa tarefa é resolvida com as características das reivindicações independentes. Configurações preferenciais são divulgadas nas reivindicações dependentes.
[0007] A invenção diz respeito a um motor de combustão interna, especialmente a um motor a gás, para um veículo, especialmente para um veículo comercial, com um coletor de admissão por meio do qual um gás, especialmente uma mistura entre gás de escape / ar / gás de combustão, pode ser alimentado a uma unidade de combustão, especialmente a uma unidade pistão / cilindro, do motor de combustão interna, e com uma recirculação dos gases de escape, por meio da qual um gás de escape da unidade de combustão pode ser alimentado ao gás alimentado à unidade de combustão em uma área de mistura de gás de escape, em que no coletor de admissão é disposto, a montante da unidade de combustão e a jusante da área de mistura de gás de escape, pelo menos um dispositivo de medição por meio do qual a corrente de massa / gás, especialmente a corrente de massa / gás de escape / ar / gás de combustão, e a temperatura do gás, especialmente a temperatura do gás de escape / ar / gás de combustão, podem ser calculadas. De acordo com a invenção, pelo menos um sensor de temperatura é disposto respectivamente a montante da área de mistura de gás de escape especialmente para cálculo de uma corrente de massa / gás de escape recirculada e/ou de uma corrente de massa de ar alimentada à unidade de combustão, adicionalmente ao dispositivo de medição, tanto na recirculação dos gases de escape como também no coletor de admissão.
[0008] Dessa forma, a corrente de massa / de gás de escape recirculada e a corrente de massa / ar alimentada à unidade de combustão podem ser calculadas de maneiras especialmente econômica e confiável, uma vez que nenhum medidor de massa de ar é provido, por exemplo, para medição da corrente de massa / ar. Em vez disso, são usados os sensores de temperatura mais econômicos e destacadamente confiáveis. O uso dos sensores de temperatura, além disso, também é uma alternativa especialmente simples em relação ao medidor de massa de ar, uma vez que o dispositivo de medição para cálculo da corrente de massa / de gás de escape recirculada e a corrente de massa / ar alimentada já provido no coletor de admissão normalmente é usado, [0009] Com a corrente de massa / de gás de escape recirculada atual e com a corrente de massa / ar alimentada à unidade de combustão atual, então a corrente de massa / de gás de escape recirculada e a corrente de massa / ar podem, por exemplo ser reguladas por meio de um módulo de comando do motor em um circuito de regulagem fechado a valores definidos de referência. Esses valores de referência podem, por exemplo, ser dependentes do modo de operação atual do motor de combustão interna e também de outros parâmetros.
[0010] A partir da corrente de massa / de gás de escape recirculada calculada e da corrente de massa / de ar calculada, a taxa atual de recirculação dos gases de escape também pode ser calculada, por exemplo.
[0011] Numa configuração concreta do motor de combustão interna de acordo com a invenção, um módulo de comando pode ser provido, por meio do qual a corrente de massa / ar de escape recirculada e/ou a corrente de massa / ar de escape alimentada à unidade de combustão pode ou podem ser calculada / calculadas a partir das grandezas calculadas por meio do dispositivo de medição e a partir dos sensores de temperatura e a partir da relação de ar de combustão rigidamente pré-ajustada e/ou medida por meio de uma sonda lambda. Por meio de um módulo de comando dessa natureza a corrente de massa / de gás de escape recirculada e/ou a corrente de massa / ar pode ou podem ser calculada(s) simples e automaticamente ou autonomamente a partir dos parâmetros medidos.
[0012] O dispositivo de medição e os sensores de temperatura são preferenciaimente dispostos em uma área próxima definida, preferencíalmente em uma área imediatamente próxima à região de mistura de gás de escape, a fim de calcular, com uma precisão especiaimente alta, a quantidade de gás de escape recirculado e a fração de ar do gás alimentado à unidade de combustão.
[0013] O dispositivo de medição para cálculo da corrente de massa / gás, especialmente da corrente de massa / gás de escape / ar I gás de combustão, possui um sensor de pressão disposto no coletor de admissão, especialmente um sensor MAP, por meio do qual a pressão do gás, especialmente a pressão do gás de escape / ar / gás de combustão, pode ser medida. Por meio de um aparelho de controle, especialmente através de um modelo de grau de fornecimento, a partir da pressão de gás medida por meio do sensor de pressão, especialmente a pressão do gás de escape / ar / gás de combustão, da temperatura medida por meio do dispositivo de medição e do número de rotações do motor de combustão interna, a corrente de massa / gás, especiaimente a corrente de massa / gás de escape / ar / gás de combustão pode ser calculada. Dessa forma, a corrente de massa / gás pode ser calculada de maneira confiável e, ao mesmo tempo, também de maneira especiaimente econômica.
[0014] Preferencialmente, o dispositivo de medição para medição da temperatura possui um sensor de temperatura, a fim de calcular a temperatura de maneira simples e com uma alta precisão.
[0015] Adicionalmente preferencialmente, o sensor de temperatura disposto a montante da área de mistura dos gases de escape na recirculação dos gases de escape é disposto a jusante de um dispositivo de arrefecimento dos gases de escape da recirculação dos gases de escape e/ou a montante de uma válvula de retenção da recirculação dos gases de escape, a fim de calcular, com uma alta precisão, a corrente de massa / gás de escape recirculada e a corrente de massa / ar alimentada à unidade de combustão.
[0016] Preferencialmente, ainda, o sensor de temperatura disposto a montante da área de mistura dos gases de escape no coletor de admissão é disposto a jusante de um dispositivo de mistura de ar / gás de combustão e/ou de uma borboleta e/ou de um dispositivo de arrefecimento de ar de sobrealimentação e/ou de um compressor de um turbocompressor do coletor de admissão. Como resultado, a precisão com a qual são calculadas a corrente de massa / gás de escape recirculada e a corrente de massa / ar alimentada à unidade de combustão pode ser continuamente aumentada.
[0017] Basicamente, pode-se estabelecer que o dispositivo de medição e os sensores de temperatura são dispostos preferencíafmente de tal modo que, enquanto os gases fluem dos sensores de temperaturas para o dispositivo de medição, a alteração da energia de gás e da massa de gás é a menor possível. Assim, a corrente de massa / de gás de escape recirculada e a corrente de massa / ar alimentada podem ser calculadas com uma alta precisão.
[0018] Numa configuração adicional preferencial, um dispositivo de medição é provido, por meio do qual a corrente de massa / gás de escape recirculada e/ou a corrente de massa / ar alimentada à unidade de combustão também pode / podem ser calculada(s) adicional e alternativamente e/ou dependendo de um estado definido de funcionamento do motor de combustão interna. Como resultado, um teste de plausibilidade, por exemplo, pode ser realizado em relação aos valores calculados. Da mesma forma, também é possível, por exemplo, dependendo do modo de operação do motor de combustão interna, utilizar ou não a corrente de massa / gás de escape alternativa e/ou adicionalmente calculada e/ou a corrente de massa / ar alternativa e/ou adicionalmente calculada durante o controle e/ou regulagem do motor de combustão interna. Assim, por exemplo, dependendo do modo de operação do motor de combustão interna, podem ser usados os valores confiáveis e mais precisos para a regulação do motor de combustão interna. Concretamente, o cálculo alternativo e/ou adicional da corrente de massa / ar alimentada â unidade de combustão pode ocorrer, nesse caso, por meio de um modelo de radiador de ar de sobrealimentação executado em um módulo de comando e/ou por meio de um modelo de borboleta executado em um módulo de comando.
[0019] No caso de um modelo relativo a um determinado componente construtivo, por exemplo, o modelo de radiador de ar de sobrealimentação citado anteriormente ou o modelo de borboleta citato anteriormente, trata-se, no presente caso, de uma função matemática armazenada numa unidade de cálculo que descreve este Gomponente e/ou de uma característica ou mapa de desempenho com o qual um parâmetro de processo é calculado dependendo de sinais de partida previamente definidos.
[0020] Para solução da presente tarefa, reivindica-se ainda um método para operação de um motor de combustão interna, especialmente de um motor a gás, para um veículo, especialmente para um veículo comercial, com um coletor de admissão por meio do qual um gás, especíaimente uma mistura entre gás de escape / ar / gás de combustão, pode ser alimentado a uma unidade de combustão, especialmente a uma unidade pistão / cilindro, do motor de combustão interna, e com uma recirculação dos gases de escape, por meio da qual um gás de escape da unidade de combustão pode ser alimentado ao gás alimentado à unidade de combustão em uma área de mistura de gás de escape. De acordo com a invenção, uma corrente de massa de gás de escape recirculada e/ou uma corrente de massa de ar alimentada à unidade de combustão é calculada por meio de um dispositivo de comando e medição a partir da corrente de massa / gás, especialmente da corrente de massa / gás de escape / ar / gás de combustão, e por meio da temperatura de gás, especialmente da temperatura de gás de escape / ar / gás de combustão, no coletor de admissão a montante da unidade de combustão e a jusante da área de mistura de gás de escape, a partir da temperatura de gás de escape na recirculação dos gases de escape a montante da área de mistura de gás de escape bem como a partir da temperatura de gás, especialmente da temperatura de ar / gás de combustão, no coletor de admissão a montante da área de mistura de gás de escape.
[0021] Como resultado, conforme já explicado, a corrente de massa / gás de escape recirculada e a corrente de massa / ar alimentada à unidade de combustão podem ser calculadas de maneira especialmente econômica e confiável.
[0022] Numa modalidade preferencial de método, por ocasião do cálculo, um balanço de corrente de massa e um balanço de energia, especialmente numa área definida e/ou imedíatamente próxima, são realizados na região da área de mistura dos gases de escape, em que durante o balanço da corrente de massa e durante o balanço de energia, a corrente de massa / gás de escape da recirculação dos gases de escape, a corrente de massa / gás, especialmente a corrente de massa / ar / gás de combustão, especialmente a corrente de gás de escape / ar / gás de combustão, são consideradas no coletor de admissão a jusante da área de mistura dos gases de escape e a montante da unidade de combustão. Com o balanço de corrente de massa e o balanço de energia na região da área de mistura de gás, a corrente de massa / gás de escape recirculada e a corrente de massa / ar alimentada à unidade de combustão podem ser calculadas de maneira simples com os parâmetros medidos.
[0023] Concretamente, a corrente de massa / gás no coletor de admissão a montante da área de mistura dos gases de escape, no caso de um motor de combustão interna configurado como motor a gás, pode ser, por exemplo, uma mistura ar / gás de combustão com uma relação definida de ar de combustão. Preferencialmente, então, fala-se, por ocasião do cálculo da corrente de massa f gás de combustão alimentada à unidade de combustão, da relação de ar de combustão, dependendo da corrente de massa / ar alimentada à unidade de combustão, a fim de calcular de maneira simples a corrente de massa / gás de escape recirculada e da corrente de massa / ar alimentada à unidade de combustão.
[0024] Para cálculo da corrente de massa / gás, especialmente da corrente de massa / gás de escape / ar / gás de combustão, a montante da unidade de combustão e a jusante da área de mistura dos gases de escape, preferencialmente a pressão de gás, especialmente a pressão do gás de escape / ar / gás de combustão, é medida no coletor de admissão a montante da unidade de combustão e a jusante da área de mistura dos gases de escape, em que por meio do dispositivo de comando e medição, especialmente por meio de um modelo de grau de fornecimento, a partir da pressão de gás medida, especialmente da pressão do gás de escape I ar / gás de combustão, da temperatura medida por meio do dispositivo de comando e medição e do número de rotações do motor de combustão internada, é calculada a corrente de massa / gás, especialmente a corrente de massa / gás de escape / ar / gás de combustão. Como resultado, a corrente de massa / gás, conforme já explicado, pode ser especialmente vantajosa e confiavelmente calculada.
[0025] Preferencialmente, ainda, é provido um dispositivo de medição, por meio do qual a corrente de massa / gás de escape recirculada e a corrente de massa / ar alimentada à unidade de combustão também pode alternativamente calculada, dependendo da operação do motor de combustão interna. As vantagens resultantes disso também já foram explicadas. Concretamente, o cálculo alternativo e/ou adicional da corrente de massa / gás de escape recirculada e da corrente de massa / ar alimentada à unidade de combustão pode, então, ocorrer por meio de um modelo de radiador de ar de sobrealimentação executado em um módulo de comando, por exemplo, e/ou por meio de um modelo de borboleta executado em um módulo de comando.
[0026] Especialmente vantajosamente, quando da regulagem e/ou controle da corrente de massa / gás de escape recirculada, dependendo dos estados definidos de operação do motor de combustão interna, a corrente de massa / gás de escape recirculada, alternativa e/ou adícionalmente calculada, pode ser utilizada ou não. Da mesma forma, quando da regulagem e/ou controle da corrente de massa / ar alimentada à unidade de combustão, dependendo dos estados deftnidos de operação do motor de combustão interna, a corrente de massa / ar alimentada, alternativa e/ou adicionalmente calculada, pode ser utilizada ou não. Assim, a regulagem e/ou o controle das quantidades de gás de escape recirculada e/ou da corrente de massa / ar alimentada pode ser melhorada de acordo com a maneira já explicada.
[0027] Além disso, reivindica-se um veiculo, especialmente um veículo comercial, com o motor de combustão interna de acordo com a invenção. As vantagens resultantes disso são idênticas às vantagens já apreciadas do motor de combustão interna de acordo com a invenção, de maneira que estas não serão mais repetidas.
[0028] As configurações e/ou modalidades da invenção vantajosamente reproduzidas nas reivindicações dependentes e/ou já explicadas podem - exceto, por exemplo, nos casos de dependências expressas ou de alternativas não associáveís - ser empregadas individualmente ou também combinadas entre si em qualquer combinação.
[0029] A invenção e suas configurações e/ou modalidades vantajosas bem como suas vantagens serão explicadas mais detalhadamente a seguir com base em uma Figura, apenas a título de exemplo.
[0030] A única Figura mostra uma representação esquemática exemplar de um motor de combustão interna de acordo com a invenção, o qual, aqui, é configurado como motor a gás natural 1 com uma recírculação dos gases de escape 2 arrefecida e controlada.
[0031] Uma corrente de massa / ar (seta 3) é alimentada a um bloco do motor 10 por meio de um coletor de admissão 25, em que a corrente de massa / ar 3, nesse caso, passa primeiramente pelo compressor 4, o qual é um componente de um turbocompressor de gás de escape 5, e então por um radiador de ar de sobrealimentação 6. A partir dali a corrente de massa / ar arrefecida 3 flui através de uma borboleta 7 controlável até um misturador de gás 8 e então é alimentada a uma corrente de massa / gás natural (seta 9). Partindo do misturador 8, a mistura gás / ar í gás natural 26 lá formada flui até uma unidade pistão / cilindro 11, na qual ocorrer o processo de combustão. Em seguida, uma corrente de massa / gás de escape (seta 12) flui através de uma turbina 13 do turbocompressor de gás de escape 5, em que a turbina 13 é acoplada mecanicamente ao compressor 4 e o aciona.
[0032] A montante da turbina 13, uma parte da corrente de massa dos gases de escape é ramificada como corrente de massa da AGR 14, controlada por meio de uma válvula reguladora de AGR 15 em um ponto de ramificação 17. Essa corrente de massa de AGR 14 flui, na recirculação dos gases de escape 2, através de uma válvula reguladora da AGR 15, de um radiador de AGR 16 e de uma válvula de retenção, aqui, por exemplo, uma válvula osciiadora 33, até uma área de mistura dos gases de escape 18, a qual é disposta a jusante do misturador de gás 8 bem como a montante do bloco do motor 10 no coletor de admissão, de tal modo que a corrente de massa de AGR 14 seja misturada juntamente com a mistura de gás / ar / gás natural 26. Por meio da alimentação do gás natural no coletor de admissão 25, a mistura gás de escape / gás natural / ar é formada, aqui, fora da unidade pistão / cilindro 11, de maneira que aqui está presente uma formação externa de mistura. Alternativamente, o gás natural também pode ser alimentado à unidade pistão / cilindro 11 ou injetado nas câmaras de combustão da unidade pistão / cilindro 11, de maneira que a mistura gás de escape / gás natural / ar se forma somente nas câmaras de combustão da unidade pistão / cilindro 11. Nesse caso, está presente então uma formação interna de mistura.
[0033] Além disso, no coletor de admissão 25, entre o bloco de motor 10 e a área de mistura do gás de escape 18, é disposto um sensor de pressão 22, preferenciaimente um sensor de pressão de coletor de admissão MAP, por meio do qual a pressão da mistura de sobrealimentação é medida. Além disso, no coletor de admissão 25, entre o bloco de motor 10 e a área de mistura de gás de escape 18, um sensor de temperatura 27 também é provido, por meio do qual a temperatura da mistura de sobrealimentação é medida. Adicionalmente, no coletor de admissão 25, a montante da área de mistura de gás de escape 18 e a jusante do misturador de gás 8, é disposto um sensor de temperatura 31, por meio do qual a temperatura de mistura de sobrealimentação também é medida. Além disso, na recirculação dos gases de escape 2, a montante da válvula osciladora 33 e a jusante do radiador de AGR 16, um sensor de temperatura 29 também é provido, por meio do qual é medida a temperatura dos gases de escape.
[0034] Os sensores de temperatura 27, 29 e 31 recém-descritos bem como o sensor de pressão 22 são ligados a um módulo de comando 21 por meio de tecnologia de sinal, de tal modo que seus parâmetros medidos podem ser transmitidos ao módulo de comando 21. Por meio do módulo de comando 21, um modelo de grau de fornecimento pode ser executado, com o qual a partir da pressão de mistura de sobrealimentação medida por meio do sensor de pressão 22 e a partir da temperatura de mistura de sobrealimentação medida por meio do sensor de temperatura 27 a corrente de massa / mistura de sobrealimentação a partir de ar fresco, gás de combustão e gás de escape recirculado pode ser determinada. A partir das temperaturas medidas por meio de sensores de temperatura 27, 29 e 31, da corrente de massa / mistura de sobreaümentação calculada e da relação de ar de combustão λ da mistura de gás / gás natural / ar medida, por exemplo, por meio de uma sonda lamba 24, então a corrente de massa de AGR Mea corrente de massa /ar 3 podem ser calculadas por meio do módulo de comando 21. Concretamente, esse cálculo pode ocorrer, por exemplo, por meio de um balanço de corrente de massa e de um balanço de energia nos limites de sistema 33 indicados por linhas tracejadas. Para isso, as fórmulas a seguir podem, por exemplo, ser utilizadas;
[0035] Além disso, a montante do radiador de ar de sobreaümentação, um sensor de pressão 19 também é opcionalmente provido, assim como um sensor de pressão 20 é provido a jusante do radiador de ar de sobreaümentação 6, no coletor de admissão 25, por meio dos quais uma perda de pressão da corrente de massa / ar 3 é medida por meio do radiador de ar de sobrealimentação 6. Os sinais de medição dos sensores de pressão 19, 20 correspondendo a uma pressão de diferença são alimentados a um modelo de radiador de ar de sobrealimentação executado no módulo de comando 21, por meio do qual a partir da pressão de diferença medida pode ser calculada a corrente de massa / ar 3 que passa pelo radiador de ar de sobrealimentação 6. A partir da corrente de massa / ar 3 calculada, da corrente de massa / de mistura de sobreaümentação calculada por meio do modelo de grau de fornecimento e da relação de ar de combustão, então também a corrente de massa de AGR 14 pode ser calculada.
[0036] Os sensores de pressão 19, 20 descritos e o modelo de arrefecimento de ar de sobrealimentação possibilitam um cálculo alternativo ou adicional da corrente de massa / ar 3 e da corrente de massa de AGR 14. Assim, um teste de plausibilidade em relação aos valores calculados por meio dos sensores 22, 27, 29 e 31 pode, por exemplo, ser realizado. Da mesma forma, também é possível utilizar ou não, dependendo do modo de operação do motor a gás natural 1, os valores alternativos ou adicionais calculados ou os valores calculados por meio dos sensores 22, 27, 29 e 31 quando da reguiagem da corrente de massa / ar 3 e da corrente de massa de AGR 14. Assim, os valores confiáveis de acordo com a experiência e/ou mais exatos podem ser usados, por exemplo, para essa reguiagem, dependendo do modo de operação do motor a gás natural 1.
[0037] Alternativa ou adicionatmente ao cálculo da corrente de massa l ar 3 através do modelo de arrefecimento de ar de sobreatimentação, a corrente de massa / ar 3 também pode ser calculada, por exemplo, por meio de um modelo de borboleta executado no módulo de comando 21. Esse modelo de borboleta possui, como parâmetros de entrada, a perda de pressão por parte da borboleta 7 e da posição atuai da borboleta. A medição da perda de pressão por meio da borboleta 7 pode, nesse caso, ocorrer por meio do sensor de pressão 20 disposto a montante da borboleta 7 e por meio de um sensor de pressão disposto entre a borboleta 7 e o misturador de gás 8 no coletor de admissão, sensor este que não é mostrado nas Figuras.
Lista dos números de referência 1 Motor a gás natural 2 Recirculação dos gases de escape 3 Seta (corrente de massa / ar) 4 Compressor 5 Turbocompressor dos gases de escape 6 Radiador do ar de sobreatimentação 7 Borboleta 8 Misturador de gás 9 Seta (corrente de massa / gás natural) 10 Bloco do motor 11 Unidade pistão / cilindro 12 Seta (corrente de massa / gás de escape) 13 Turbina 14 Corrente de massa AGR
15 Válvula reguladora da AGR
16 Radiador da AGR 17 Ponto de ramificação 18 Área de indução do gás de escape 19 Sensor de pressão 20 Sensor de pressão 21 Unidade de cálculo 22 Sensor de pressão 24 Sonda lambda 25 Coletor de admissão 26 Mistura de gás / ar / gás natural 27 Sensor de temperatura 29 Sensor de temperatura 31 Sensor de temperatura 33 Válvula osciladora Cp agr Gás de escape / capacidade térmica específica Cp, Gás de combustão Gás de combustão / capacidade térmica específica Cp, Totai Mistura de sobrealimentação / capacidade térmica específica Cp> Ar Ar / capacidade térmica especifica Lmin, Necessidade mínima de ar mAGR Corrente de massa / de AGR mGás de combustão Corrente de massa / de gás de combustão rriTotai Corrente de massa / de mistura de sobrealimentação mAr Corrente de massa / ar Tagr Temperatura do gás de escape TBl Temperatura da mistura de gás / ar / gás de combustão Trotai Temperatura da mistura de sobrealimentação λ Relação ar de combustão
Claims (15)
1. Motor de combustão interna, especíalmente motor a gás, para um veículo, especialmente veículo comercial, com um coletor de admissão (25) por meio do qual um gás, especialmente uma mistura entre gás de escape / ar / gás de combustão, pode ser alimentado a uma unidade de combustão (11), especialmente a uma unidade pistão / cilindro, do motor de combustão interna (1), e com uma recirculação dos gases de escape (2), por meio da qual um gás de escape da unidade de combustão (11) pode ser alimentado ao gás alimentado à unidade de combustão (11) em uma área de mistura de gás de escape (18), em que no coletor de admissão (25) é disposto, a montante da unidade de combustão (11) e a jusante da área de mistura de gás de escape (18), pelo menos um dispositivo de medição (22, 27) por meio do qual a corrente de massa / gás, especialmente a corrente de massa / gás de escape / ar / gás de combustão, e a temperatura do gás, especialmente a temperatura do gás de escape / ar / gás de combustão, podem ser calculadas, caracterizado pelo fato de que pelo menos um sensor de temperatura (29, 31) é disposto respectivamente a montante da área de mistura de gás de escape (18) especialmente para cálculo de uma corrente de massa / gás de escape recircuiada (14) e/ou de uma corrente de massa de ar alimentada (3) à unidade de combustão (11), adicionalmente ao dispositivo de medição (22, 27), tanto na recirculação dos gases de escape (2) como também no coletor de admissão (25).
2. Motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é provido um módulo de comando (21) por meio do qual a corrente de massa / ar de escape recircuiada (14) e/ou a corrente de massa / ar de escape alimentada (3) à unidade de combustão (11) é ou são calculável / calculáveis a partir das grandezas calculadas por meio do dispositivo de medição (22, 27) e a partir dos sensores de temperatura (29, 31) e a partir da relação de ar de combustão (λ) rigidamente pré-ajustada e/ou medida por meio de uma sonda lambda (24).
3. Motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1 ou 2 caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medição {22, 27) e os sensores de temperatura (29, 31) são dispostos em uma área próxima definida, preferencialmente na área imediatamente próxima à área de mistura de gás de escape (18).
4. Motor de combustão interna, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medição (22, 27) possui, para cálculo da corrente de massa / gás, especialmente da corrente de massa / gás de escape / ar / gás de combustão, pelo menos um sensor de pressão (22) disposto no coletor de admissão (25), especialmente um sensor MAP, por meio do qual a pressão de gás, especialmente a pressão de gás de escape / ar / gás de combustão, pode ser medida, e pelo fato de que é provido um módulo de comando (21) por meio do qual, especialmente através de um modelo de grau de fornecimento, a corrente de massa / gás, especialmente a corrente de massa / gás de escape / ar / gás de combustão, pode ser calculada a partir da pressão de gás medida por meio do sensor de pressão (22), especialmente a pressão de gás de escape t ar / gás de combustão, a partir da temperatura medida por meio do dispositivo de medição (27) e do número de rotações do motor de combustão interna (1).
5. Motor de combustão interna, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medição (22, 27) possui, para cálculo da temperatura, pelo menos um sensor de temperatura (27).
6. Motor de combustão interna, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o sensor de temperatura (29) disposto a montante da área de mistura de gás de escape (18) na recirculação dos gases de escape (2) é disposto a jusante de um dispositivo de arrefecimento dos gases de escape (16) da recirculação dos gases de escape (2) e/ou a montante de uma válvula de retenção (33) da recirculação dos gases de escape (2).
7. Motor de combustão interna, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o sensor de temperatura (31) disposto a montante da área de mistura de gás de escape (18) no coletor de admissão (25) é disposto a jusante de um dispositivo de mistura de ar / gás de combustão (8) e/ou de uma borboleta (7) e/ou de um dispositivo de arrefecimento de ar de sobrealimentação (6) e/ou de um compressor de ar (4) de um turbocompressor dos gases de escape (5) do coletor de admissão (25).
8. Motor de combustão interna, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que é provido um dispositivo de medição (20, 19) por meio do qual a corrente de massa / gás de escape recirculada (14) e/ou a corrente de massa / ar alimentada (3) à unidade de combustão (11) também pode / podem ser calculada(s) adiciona! e alternativamente e/ou dependendo de um estado definido de funcionamento do motor de combustão interna (1), em que é provido preferencialmente que o cálculo alternativo e/ou adicional da corrente de massa / gás de escape recirculada (14) e/ou da corrente de massa / ar alimentada (3) ocorra por meio de um modelo de arrefecimento de ar de sobrealimentação executado em um módulo de comando (21) e/ou de um modelo de borboleta executado em um módulo de comando (21).
9. Método para operação de um motor de combustão interna, especialmente de um motor a gás e/ou de um motor de combustão interna conforme uma das reivindicações de 1 a 8, para um veiculo, especialmente para um veículo automotor, com um coletor de admissão (25) por meio do qual um gás, especialmente uma mistura entre gás de escape / ar / gás de combustão, pode ser alimentado a uma unidade de combustão (11), especialmente a uma unidade pistão / cilindro, do motor de combustão interna (1), e com uma recirculação dos gases de escape (2), por meio da qual um gás de escape da unidade de combustão (11) pode ser alimentado ao gás alimentado à unidade de combustão (11) em uma área de mistura de gás de escape (18), caracterizado pelo fato de que uma corrente de massa de gás de escape recirculada (14) e/ou uma corrente de massa de ar alimentada (3) à unidade de combustão (11) é calculada por meio de um dispositivo de comando e medição (21, 22, 27, 29, 31) a partir da corrente de massa / gás, especialmente da corrente de massa / gás de escape / ar / gás de combustão, e por meio da temperatura de gás, especialmente da temperatura de gás de escape / ar / gás de combustão, no coletor de admissão (25) a montante da unidade de combustão (11) e a jusante da área de mistura de gás de escape (18), a partir da temperatura de gás de escape na recirculação dos gases de escape (2) a montante da área de mistura de gás de escape (18) bem como a partir da temperatura de gás, especialmente da temperatura de ar / gás de combustão, no coletor de admissão (25) a montante da área de mistura de gás de escape (18).
10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que durante o cálculo um balanço de corrente de massa e um balanço de energia são realizados especialmente em uma área imediatamente próxima e/ou definida, na região da área de mistura de gás de escape (18), em que são consideradas, durante o balanço de corrente de massa e o balanço de energia, a corrente de massa de gás de escape (14) da recirculação dos gases de escape (2), a corrente de massa / gás, especíalmente a corrente de massa de ar / gás de combustão, no coletor de admissão (25) a montante da área de mistura de gás de escape (18), e a corrente de massa / gás, especialmente a corrente de massa de gás de escape / ar / gás de combustão no coletor de admissão (25) a jusante da área de mistura de gás de escape (18) e a montante da unidade de combustão (11).
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a corrente de massa de ar no coletor de admissão (25) a montante da área de mistura de gás de escape (18) é uma mistura ar / gás de combustão com uma relação definida de ar de combustão (λ), em que é provido preferencialmente que durante o cálculo a corrente de massa / gás de combustão alimentada (9) seja expressa por meio da relação de ar de combustão (λ), dependendo da corrente de massa de ar alimentada (3).
12. Método, de acordo com uma das reivindicações de 9 a 11, caracterizado pelo fato de que para o cálculo da corrente de massa / gás, especialmente da corrente de massa de gás de escape / ar / gás de escape, a montante da unidade de combustão (11) e a jusante da área de mistura de gás de escape (18), a pressão de gás, especialmente a pressão de gás de escape / ar / gás de combustão (25) é medida no coletor de admissão (25) a montante da unida de combustão (11) e a jusante da área de mistura de gás de escape (18), em que por meio do dispositivo de medição e comando (21, 22, 27, 29, 31), especialmente através de um modelo de grau de fornecimento, a corrente de massa / gás, especialmente a corrente de massa / gás de escape / ar / gás de combustão, é calculada a partir da pressão de gás medida, especialmente a pressão de gás de escape / ar / gás de combustão, a partir da temperatura medida por meio do dispositivo de medição e comando (21, 27, 29, 31) e do número de rotações do motor de combustão interna (1).
13. Método, de acordo com uma das reivindicações de 9 a 12, caracterizado pelo fato de que é provido um dispositivo de medição (20, 19) por meio do qual a corrente de massa / gás de escape recirculada (14) e/ou a corrente de massa / ar alimentada (3) à unidade de combustão (11) também pode / podem ser calcuíada(s) adicional e alternativamente e/ou dependendo do funcionamento do motor de combustão interna (1), em que é provido preferencialmente que o cálculo alternativo e/ou adicional da corrente de massa / gás de escape recirculada (14) e/ou da corrente de massa / ar alimentada (3) ocorra por meio de um modelo de arrefecimento de ar de sobrealimentação executado em um módulo de comando (21) e/ou de um modelo de borboleta executado em um módulo de comando (21).
14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que durante a regulagem e/ou comando da corrente de massa / gás de escape recirculado (14) e/ou da corrente de massa / ar alimentada (3) à unidade de combustão (11), a corrente de massa / gás de escape recirculada (14) adicionalmente calculada e/ou a corrente de massa / ar (3) alternativa e/ou adicionalmente calculada são utilizadas ou não, dependendo de estados definidos de funcionamento do motor de combustão interna (1).
15. Veículo, especialmente veículo comercial, caracterizado pelo fato de que é com um motor de combustão interna conforme uma das reivindicações de 1 a 8 e/ou é para execução de um método conforme uma das reivindicações de 9 a 14.
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