ES2347857B2 - Maqueta dinamica que simula el funcionamiento del motor de un automovil. - Google Patents

Maqueta dinamica que simula el funcionamiento del motor de un automovil. Download PDF

Info

Publication number
ES2347857B2
ES2347857B2 ES200800804A ES200800804A ES2347857B2 ES 2347857 B2 ES2347857 B2 ES 2347857B2 ES 200800804 A ES200800804 A ES 200800804A ES 200800804 A ES200800804 A ES 200800804A ES 2347857 B2 ES2347857 B2 ES 2347857B2
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
engine
ignition
simulates
motor
dynamic model
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES200800804A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2347857A1 (es
Inventor
Juan Antonio Auñon Hidalgo
Manuel Gonzalez Aragon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universidad de Malaga
Original Assignee
Universidad de Malaga
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universidad de Malaga filed Critical Universidad de Malaga
Priority to ES200800804A priority Critical patent/ES2347857B2/es
Priority to PCT/ES2009/000147 priority patent/WO2009112621A1/es
Publication of ES2347857A1 publication Critical patent/ES2347857A1/es
Application granted granted Critical
Publication of ES2347857B2 publication Critical patent/ES2347857B2/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/44Arrangements for executing specific programs
    • G06F9/455Emulation; Interpretation; Software simulation, e.g. virtualisation or emulation of application or operating system execution engines
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B25/00Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B25/02Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes of industrial processes; of machinery
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10Geometric CAD
    • G06F30/15Vehicle, aircraft or watercraft design
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20Design optimisation, verification or simulation
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00Simulators for teaching or training purposes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)

Abstract

Maqueta dinámica que simula el funcionamiento del motor de un automóvil.#La presente invención permite, mediante el funcionamiento de ciertos componentes de un motor y la simulación de otros, la reproducción de los principales procesos de los circuitos fundamentales de un motor de automóvil, y en especial los procesos de encendido y de inyección. Se trata de una maqueta orientada al análisis del funcionamiento en tiempo real de un sistema de inyección electrónica en la que se pueden simular distintas condiciones de funcionamiento de un motor de encendido provocado y que permite realizar, con la ayuda de las herramientas adecuadas (osciloscopio, pistola de vacío, pistola estroboscópica, etc.), un análisis detallado de los elementos que lo integran.

Description

Maqueta dinámica que simula el funcionamiento del motor de un automóvil
Sector técnico
La presente invención pertenece al ámbito de los dispositivos de carácter educativo, concretamente para la simulación con fines docentes del funcionamiento real de motores de vehículos, y más particularmente de motores térmicos o de combustión.
Técnica anterior
Existen en el mercado algunas empresas que se dedican a la fabricación de este material pero en general son modelos que realizan una simple exposición de los elementos y no permiten "simular" como funcionan. En cualquier caso, los dispositivos existentes no presentan el nivel de funcionamiento de la presente invención, o se restringen a procesos muy concretos que no contemplan o en los que no intervienen todas las variables que la presente invención permite analizar.
De este modo, podemos encontrar ejemplos de invenciones relativamente relacionadas con la presente invención que reivindican dispositivos con diferente objeto. De una parte, dispositivos especialmente orientados al uso docente, y que vinieron a reemplazar o complementar metodologías docentes desfasadas o de utilidad muy limitada, como ilustraciones y similares que representan componentes internos de un motor no visibles directamente. Por ejemplo, los documentos US3990157, US4003140, U84006537 y US4009524, describen "kits" didácticos que comprenden y combinan el uso de medios de instrucción audiovisuales, diagramas esquemáticos que de forma didáctica señalan los componentes implicados en el proceso concreto (cada uno de los documentos mencionados, del mismo inventor y del mismo titular, se refiere a un evento o proceso concreto y no al conjunto integral de un motor completo), y un set de piezas magnéticas que pueden ser manipuladas por el alumno con objeto de evaluar su capacidad para identificar elementos y ubicarlos correctamente. En ninguno de estos casos, el alumno observa el funcionamiento de un motor en vivo.
Una aproximación más realista o de orientación más práctica que teórica es ejemplificada por el documento US257034, que data de los años 20, que describe un modelo para la representación del funcionamiento de un motor a vapor; o el documento U82269035, de los años 40, que describe un motor de combustión interna para uso docente que permite la visualización, tras la retirada de elementos externos, de componente internos en funcionamiento. En la misma línea, pero más recientes, los documentos US3698370 y JP2004177619 describen motores que permiten la visualización directa de su funcionamiento mediante el empleo de cubiertas transparentes. No obstante, dichos dispositivos no proveen los medios que la presente invención comprende para la modificación de variables y el análisis de las mismas sobre el funcionamiento integral de un motor.
En otro orden se sitúan, por ejemplo, los dispositivos descritos en los documentos US3694934 y ES2149106, que sí permiten en principio la intervención, en la medida en que son •
dispositivos configurables, en las condiciones de funcionamiento pero que se refieren a procesos' concretos y no abarcan el funcionamiento integral de un motor completo. Por último, mencionar los dispositivos descritos por los documentos US2771243 y US000001273H, que si toman en consideración un motor en su conjunto y que permiten la.
intervención del sujeto en el funcionamiento del mismo. No obstante, el documento US2771243 ,. . permite lo anterior pero desde un punto de vista matemático, mediante simulacione~ computerizadas, pero sin hacer uso de un motor físico real. En lo que respecta al documente US000001273H, el dispositivo descrito está destinado a un uso más especializado y concreto que el de la invención objeto de la presente solicitud de patente, y asimismo responde a Ullé orientación ligeramente diferente: fundamentalmente permite la introducción en el sistema (motor) de fallos eléctricos no observables, a detectar por el técnico en instrucción mediante el empleo de un equipo de diagnóstico que permite evaluar diferentes variables del sistema. La diferencia esencial con la presente invención consiste en que la misma permite visualizar el funcionamiento integral del motor así como el efecto que tiene sobre el mismo la modificación de una o varias variables (que no necesariamente derivan en fallos), lo que contrasta con la detección de fallos en el funcionamiento de un motor mediante el diagnóstico de síntomas no observables a simple vista (el funcionamiento interno del motor no es asequible al usuario).
En última instancia, se considera oportuno mencionar los documentos ES21491 O1B1 Y US7013250B2.
El primero de ellos (ES2149101B) hace referencia a un simulador didáctico de motores alternativos de combustión interna, pero, a diferencia de la presente invención, sólo hace referencia a los elementos activos del motor, concretamente a su equilibrado. Entendiendo por elementos activos cigüeñal, biela y pistón, esta configuración sólo permite analizar el equilibrado de dichos elementos, no considerando ningún elemento de gestión del motor relacionado con la alimentación de combustible, la alimentación de aire o el encendido, elementos todos ellos
4
contemplados en la presente invención, que permite la simulación y análisis de estos sistemas mediante la incorporación en la maqueta de elementos de control que permiten reproducir las condiciones de funcionamiento del motor en lo referente a régimen de funcionamiento, temperatura de aire de admisión, temperatura de motor, grado de admisión, posición de la mariposa, etc., aspectos en ningún caso contemplados o analizados en la invención objeto del documento ES21491 O l B l.
En lo que respecta al documento US7013250B2, Simulator lor automatic vehicle transmission controllers, éste hace referencia sólo y exclusivamente al sistema de transmisión automática de los vehículos (ie. Caja de cambios automática). La figura 3 de dicho documento representa el esquema de dicha transmisión, en ningún caso vinculado a un motor de combustión interna alternativo, ni en su configuración mecánica ni en su funcionamiento. Por otra parte, el proceso de simulación de la invención objeto de dicho documento se basa en el modelad( matemático del funcionamiento de dicho mecanismo de transmisión, a diferencia de lo que ocurre en la presente invención, en la que, además de referirse a un objeto completamente diferente, la simulación se basa en la reproducción real de las condiciones de funcionamiento.
La presente invención ofrece la posibilidad de atender y simular el funcionamiento integral, más concretamente la gestión (encendido, consumo, corte de inyección en desaceleración, ... ) de un motor completo aunque con un diseño simplificado que facilita su uso didáctico, permitiendo la visualización, modificación y análisis en tiempo real de procesos internos no accesibles o visibles en un motor real.
Divulgación de la invención
La presente invención permite, mediante el funcionamiento de ciertos componentes de un motor y la simulación de otros, la reproducción de los principales procesos de los circuitos fundamentales de un motor de automóvil, y en especial los procesos de encendido y de inyección.
Las condiciones operativas de un motor de combustión interna alternativa (MCIA) pueden ser tan distintas que una de las dificultades que, históricamente, han presentado los sistemas de alimentación o inyección ha sido la adaptación a estas situaciones que pueden presentar en su funcionamiento.
Actualmente, los motores de encendido provocado (MEP) están equipados con sistemas que gestionan electrónicamente el sistema de alimentación de combustible, adaptando la mezcla aire-combustible a cada uno de los distintos requerimientos de mezcla. Si bien los sistemas de gestión electrónica del sistema de inyección no son recientes, en los últimos años éstos han sido determinantes en la evolución de los MEP, por causas tan importantes como el ahorro energético y la reducción de emisiones de gases contaminantes.
Básicamente un sistema de inyección de combustible es el que dispone de los elementos necesarios para realizar el control y la regulación del sistema de alimentación de combustible, para lo cual dispone de una serie de captadores o sensores que informan a una unidad electrónica de control (UEC) de las distintas variables para que una vez procesadas por dicha unidad, se determine la cantidad de combustible que debe aportar, mediante la determinación del tiempo
. .
que deben estar las válvulas de los inyectores abiertas. Son muchas las variables que pueden ser .. ·.: analizadas, cuanto mayor sea su número, de mayor calidad será la mezcla de combustible···:· preparada.
Como valor añadido a la "reproducción" del funcionamiento del motor, la invencióI1 comprende un "panel de simulación de señales" mediante el cual se pueden simular las condiciones de carga, temperatura del motor, posición de la mariposa, etc., que se deseen estudiar o analizar. Dicho panel incluye preferentemente un sistema para la medida real del consumo del motor en un determinado tiempo y en las condiciones de funcionamiemo simuladas, lo que permite realizar un análisis detallado de cada una de las variables de entrada de la UEC en el consumo del motor y por lo tanto en su funcionamiento real; todo ello sin ' necesidad de un freno dinamométrico, sin las molestias que supone un motor funcionando junto al grupo de alumnos que asiste a la clase, y proporcionando la posibilidad de conectar un osciloscopio para visualizar las diferentes señales. De este modo, y con un enfoqut: eminentemente didáctico, la invención permite:
Conocer el funcionamiento de los distintos sensores que puede incorporar un sistema de
inyección en un motor de encendido provocado en las distintas condiciones de
funcionamiento del mismo.
Cuantificar las variaciones del tiempo de inyección que se producen al modificar variables
de funcionamiento del motor, como pueden ser la temperatura del motor, el grado de
admisión, etc ..
Proveer señales a procesar por osciloscopio, tanto de entrada a la UEC, como puede ser la
de régimen, como señales de mando generadas por ésta, la de los inyectores, la señal
enviada al módulo de encendido, etc ..
Descripción de las figuras
Figura 1. Representación de componentes esenciales de la maqueta dinámica objeto de la
invención: Sistema de encendido (1), válvula adicional de aire (2), captador de presión de
admisión (3), sensor de picado (4), volante de inercia y captador inductivo de régimen y punto de
muerto (5), sensor de temperatura de admisión (6), sensor de temperatura de motor (7),
inyectores (8), panel de control (9), UEC (10), sensor de monóxido de carbono (11), regulador
de régimen del motor (12), testigo de inyección (13), probetas para medición de consumo (14).
Figura 2. Esquema de los elementos esenciales del panel de control: sensores de posición de la mariposa del acelerador (15), indicador de revoluciones (16), simulador de temperatura del motor con potenciómetro graduado e indicador (17), interruptor general (18), temporizador (19), simulador de depresión en el colector con potenciómetro graduado e indicador (20), simulador de temperatura de admisión con potenciómetro graduado e indicador (21).
Figura 3. Esquema de los elementos esenciales del sistema de transmisión: volante de inercia y captador inductivo de régimen y punto de muerto (5), motor eléctrico (22), distribuidor (23). El volante de inercia es visible sobre la maqueta, mientras que el motor eléctrico y el· distribuidor están ocultos, así como las correas de transmisión.
Figura 4. Esquema de los componentes esenciales del sistema de alimentación o inyección: inyectores (8), circuito de alimentación de combustible (24), filtro de combustible (25), bomba de combustible (26), retorno de combustible (27), depósito de combustible (28).
Figura 5. Gráfico ilustrativo de la determinación de la señal de revoluciones.
Figura 6. Gráfico ilustrativo de la determinación del tiempo de giro del cigüeñal.
Figura 7. Gráfico ilustrativo de la determinación de la señal del inyector.
Figura 8. Gráfico ilustrativo de la determinación del tiempo y adelanto de inyección.
Figura 9. Gráfico ilustrativo de la determinación de la señal del primario de la bobina de encendido.
Figura 10. Gráfico ilustrativo de la determinación de la señal de encendido y de régimen del motor.
Figura 11. Gráfico ilustrativo de la variación del consumo de combustible (en mI) en función de la temperatura del motor (en oC).
Figura 12. Gráfico ilustrativo de la variación del consumo de combustible (en mI) en función de la temperatura del aire (en OC).
Figura 13. Gráfico ilustrativo de la determinación del avance de encendido.
Figura 14. (A) Gráfico ilustrativo de un mapa de encendido y (B) valores representados.
Figura 15. (A) Gráfico ilustrativo de la variación del Dwell en función del número de revoluciones y la depresión en el colector de admisión y (B) valores representados.
Maneras de realización de la invención
Los elementos que constituyen la maqueta dinámica objeto de la presente solicitud de patente y
la configuración de los mismos puede ser modificada, dependiendo de las características del
motor a simular y de sus características y componentes (sensores, actuadores, sistema de
alimentación, tipo de encendido, etc.). Los términos en los que se ha redactado esta memoria
deberán ser tomados siempre en sentido amplio y no limitativo
Al tratarse de una maqueta dinámica, el dispositivo no consiste en una mera exposición de los elementos del motor sobre un panel, sino que los elementos que necesitan movimiento (volante motor, distribuidor de encendido, etc.) están dotados del mismo en régimen variable, para simular las distintas condiciones de funcionamiento del motor y por lo tanto reproducen fielmente dichas condiciones. Para conseguir el funcionamiento de la maqueta en condiciones similares a las que se producen en el motor se hace necesario mover el volante de inercia (5) Y el' distribuidor de encendido (23). El primero (5) a un régimen de valores similares a los de un motor real (variable, de O a 6000 rpm), y el segundo (22) a la mitad de régimen y sincronizado con el primero (5). Para ello se utiliza un motor eléctrico (22) y un variador de frecuencia para variar el régimen (12). El motor eléctrico (22) mueve el distribuidor de encendido (23) y con ello se alcanzan las 3000 rpm de éste (22), y desde aquí se acciona el eje del volante de inercia (5) al doble de velocidad, mediante transmisión por correa tanto en el caso del movimiento del distribuidor (23) como del volante de inercia (5).
Por otra parte, la maqueta reproduce los componentes eléctricos convencionales en un motor real, como es el caso de la bomba de alimentación de combustible (26), de los inyectores (8), así como de diferentes sensores (4, 6, 7, 11 Y 15), entre otros. Además, la maqueta, y en paralelo a la reproducción recién mencionada, reproduce las señales de los sensores más importantes que actúan sobre los sistemas de inyección y encendido. Para ello se ha dotado a la maqueta de un panel de mandos (Figura 2) en el que están incluidos los diferentes sistemas que generan las señales que pueden sustituir a la señal de correspondientes sensores reales. En cada caso se puede optar por la señal real del sensor o por la señal simulada en la maqueta, que permite, esta última, que el sistema de encendido y alimentación reproduzcan diferentes situaciones posibles de funcionamiento. A modo de ejemplo, si la temperatura ambiente es de 20 oC, la maqueta, en base a la señal real de los sensores, sólo podría reproducir el funcionamiento a dicha temperatura, mientras que la señal simulada que permite la maqueta objeto de la
invención permite ensayar temperaturas desde O a 40 oC y hacer que el motor funcione como si
estuviera en esas condiciones, con independencia de la temperatura real. La maqueta permite una
versatilidad equivalente en relación con el resto de sensores (4, 6, 11 Y 15).
Por último, para la medida del consumo se ha instalado un sistema de temporización (19) de forma que se deja funcionar los inyectores (8) durante el tiempo prefijado y en las condiciones establecidas de los simuladores de señal de los sensores. Cuando se activa la temporización (19), el sistema permite el funcionamiento y se aporta combustible a las probetas (14); si se cierra la válvula de su parte inferior, éstas acumulan el combustible aportado en el tiempo prefijado y con ello se puede evaluar el consumo del motor en las condiciones de funcionamiento establecidas. La modificación de la señal simulada de cualquiera de los sensores permite evaluar la influencia de el parámetro modificado en el consumo de combustible.
En una realización preferida, la invención comprende los elementos referenciados y enumerados en la descripción de los dibujos, no considerándose necesario extenderse más en Sl' descripción y funcionamiento, por tratarse de aspectos asequibles y conocidos para un experto er la materia, más allá de lo necesario para describir los ejemplos de uso posible que siguen. Nc obstante, sí se considera pertinente la descripción y explicación de una serie de análisis que, si11 carácter limitativo, ejemplifican diferentes usos posibles de la presente invención.
1. Análisis de señales
1.1. Señal de revoluciones.
La posición de los pistones, determinada por la posición del volante de inercia (5), debe ser conocido por la UEC (lO) en todo momento. Por esta razón, el volante de inercia (5) dispone de dos dientes dobles, que informan a la UEC que faltan 90° para el punto muerto superior (PMS) de los pistones 1 y 4 ó 2 Y 3. Las señales generadas por dichos dientes dobles son transformados por un captador inductivo asociado al volante de inercia (5), que genera una señal alterna en función de la variación del flujo magnético. Esta señal alterna puede ser analizada mediante un osciloscopio, permitiendo deducir el régimen al que se encuentra el motor (Figura 5).
Puesto que cada diente doble genera una señal distinta, entre cada señal distinta se produce media vuelta de cigüeñal, luego, por cada 2 señales irregulares se obtiene 1 vuelta completa del cigüeñal, no presente como tal pero "simulado" por el volante de inercia (5). De
esta forma, en la lectura obtenida mediante el osciloscopio, el Punto Muerto Superior (PMS)
se sitúa 9 dientes (picos) antes de la señal irregular mayor.
Del mismo modo, es posible medir el tiempo que tarda el cigüeñal en realizar una vuelta completa (de pico irregular al mismo pico irregular, Figura 6). De esta manera se mide el tiempo por revolución del motor.
,. ( ) 60000
reglmen rpm = --
t O (ms)
rev
1.2. Señal del inyector
La señal de inyección se representa como una "caída" justo al abrir el inyector (8) y un "pH;U al cerrarse el mismo. El tiempo transcurrido entre estos puntos es el tiempo de inyección (Figur~ 7).
Para medir el adelanto de inyección se toman en consideración las sefíales del inyector Y' del captador inductivo asociado al volante de inercia (5). De esta manera se obtienen ambas señales conjuntamente, localizando el PMS en la sefíal de revoluciones (9 crestas antes del doble diente no tallado) y el punto donde empieza la ultima inyección anterior al PMS.
Midiendo el tiempo transcurrido entre el inicio de la inyección y el PMS se obtiene el--tiempo de adelanto de inyección (Figura 8). Para obtener los grados de adelanto de inyección, es necesario medir el tiempo en realizar una revolución (de doble diente al mismo doble diente en la sefíal del captador de posición), considerando que una revolución son 360°.
O t rev -3600 -} _ XO = 360 .(0adelanto
O X O O
t udelanlu --t rev
Dichos parámetros de inyección varían también en función de la temperatura del aire de admisión, temperatura del motor, grado de carga y posición de la mariposa, parámetros todos
ellos cuya variación se puede simular en la maqueta con el consiguiente análisis de su influencia.
1.3. Señal del primario de la bobina de encendido
Para medir el tiempo de cierre del primario se conecta un osciloscopio a la señal de corte del primario, obteniéndose una señal en la que se aprecia el paso de corriente por el circuito primario correspondiente a la excitación del primario de la bobina de encendido.
El tiempo de cierre del primario corresponde con la medición del tiempo que está la señal con tensión activa.
El adelanto de encendido (Figura 10) se mide mediante la señal de encendido y d, régimen (5), siendo la diferencia entre el PMS en la señal revoluciones y la última apertura del primario en la señal del primario de la bobina (caída de tensión).
Cambiando unidades a grados, y considerando que una revolución del motor son 360°, se obtienen los grados de avance de encendido en cualquier condición. Esta medición puede ser realizada mediante una pistola estroboscópica.
El análisis del tiempo de cierre del primario y del adelanto de encendido es fundamental para evaluar la influencia en el adelanto de encendido del sensor de picado de biela (4), aspecto éste difícilmente reproducible en un motor real.
2. Análisis del sistema de inyección
2.1. Consumo en función de la temperatura del motor
El sensor de temperatura de líquido refrigerante o sensor de temperatura del motor (7) es un_ dispositivo cuya función es la de informar a la UEC (10) de la temperatura del líquido en todomomento, y por tanto de la temperatura propia del motor, para poder adaptar de esa forma el tiempo de inyección a las distintas condiciones de funcionamiento.
Es posible seleccionar en la maqueta una señal simulada por medio de un potenciómetro graduado integrado en el simulador de temperatura del motor (17), y que permite variar la misma desde -10 hasta 110°C, que es la temperatura que se ha considerado como extrema para el motor en el presente ejemplo de realización.
Para el análisis de consumo, se aplican unas condiciones de referencia y se mide el volumen de combustible depositado en las probetas (14) de cada inyector (8) en función de la temperatura del motor simulada (17). Las condiciones de ensayo o referencia para la figura 11 son las siguientes:
Revoluciones del motor (16): 2000 rpm Temperatura del aire de admisión (21): 30°C Depresión en el colector (20): 300 mmHg Posición de la mariposa (15): Intermedia
2.2. Consumo en función de la temperatura del aire de admisión
5 El sensor de temperatura de aire de admisión (6) es un dispositivo cuya función es informar -permanentemente a la UEC (10) de la temperatura del aire que está entrando al motor.
La densidad del aire varía en función de la temperatura que éste posea, de modo que, debido a ello, la masa de aire que entra en los cilindros resulta modificada dependiendo de J¡:¡. temperatura del aire, que normalmente se corresponderá con la temperatura ambiente.
lOEspor ello que a temperaturas bajas del aire, resultará conveniente corregir el tiempo dt: inyección, para así tener en cuenta ésta eventualidad, puesto que en éstos casos la densidad del aire es mayor. En el presente ejemplo de realización, modificaremos la temperatura del aire de admisión mediante un potenciómetro graduado integrado en el simulador de temperatura de admisión (21) y que permite variar la temperatura de admisión de O a 50°C.
15 Imponiendo unas condiciones iniciales determinadas se mide el consumo en las probetas
(14) de cada uno de los inyectores (8) para cada uno de los distintos ensayos en función de la
temperatura del aire (21). Las condiciones de ensayo o ensayo para la figura 12 son las siguientes:
Revoluciones del motor (16): 2000 rpm Temperatura del motor (17): 80°C Depresión en el colector (20): 300 mmHg
3. Análisis del encendido
3.1. Cartografía de encendido.
25 Podemos analizar la variación del avance de encendido (AE) en función de la depresión en el colector de admisión (20), variando para cada uno de los estados de depresión en el colector el régimen del motor, obteniendo así el AE en función de ambos parámetros. La selección de depresiones se puede realizar con un potenciómetro graduado integrado en el simulador de depresión en el colector (20) con el que podemos seleccionar depresiones desde O hasta 600 mmHg.
Así, por ejemplo, para una depresión de O mmHg, se obtiene el AE para distintos 5
regímenes. Realizando las mismas determinaciones para diferentes valores de depresión en el colector de admisión (20) se obtienen, en el presente ejemplo de realización, los valores y el mapa de encendido incluidos en la figura 14.
3.2. Variación del DWELL
Es posible analizar la variación del tiempo de saturación del circuito primario de la bobina de encendido y por lo tanto obtener el Dwell, en función de las revoluciones del motor (16) Y de la depresión en el colector de admisión (20). Los resultados y la variación del Dwell en función del número de revoluciones y la depresión en el colector de admisión obtenidos se incluyen en la
15 figura 15.
16

Claims (13)

  1. Reivindicaciones
    1. Maqueta dinámica que simula el funcionamiento del motor de un automóvil caracterizada porque comprende los siguientes elementos con objeto de analizar el funcionamiento en tiempo real de un sistema de inyección electrónica en la que se pueden simular distintas condiciones de funcionamiento de un motor de encendido provocado:
    a. Sistema de encendido (1)
    b. Sistema de transmisión, que comprende a su vez:
    1. Volante de inercia y captador inductivo de régimen y punto de muerto (5
  2. 11 . Motor eléctrico (22)
  3. 111. Distribuidor (23)
    c. Sistema de alimentación o inyección, que comprende a su vez:
    1. Inyectores (8)
  4. 11. Circuito de alimentación de combustible (24)
  5. 111. Filtro de combustible (25)
    IV. Bomba de combustible (26)
    v. Retorno de combustible (27) V1. Depósito de combustible (28)
    d. Unidad Electrónica de Control (UEC) (10)
    e. Panel de control (9), que comprende a su vez:
    i. Sensores de posición de la mariposa del acelerador (15)
  6. 11. Indicador de revoluciones (16)
  7. 111. Simulador de temperatura del motor con potenciómetro graduado e indicador (17)
    iv. Interruptor general (18)
    v. Temporizador (19)
    VI. Simulador de depresión en el colector con potenciómetro graduado e indicador (20) VIL Simulador de temperatura de admisión con potenciómetro graduado e indicador (21)
    f. Válvula adicional de aire (2)
    g. Captador de presión de admisión (3)
    h. Sensor de picado (4)
    i. Sensor de temperatura de admisión (6)
    J. Sensor de temperatura de motor (7)
    k. Sensor de monóxido de carbono (11)
    1. Regulador de régimen del motor (12)
    m.
    Testigo de inyección (13)
    n.
    Probetas para medición de consumo (14)
  8. 2.
    Uso de una maqueta dinámica que simula el funcionamiento del motor de un automóvil según la reivindicación anterior para la determinación del régimen del motor, para 10 que se analiza, mediante un osciloscopio, la señal alterna generada por el captador inductivo asociado al volante de inercia (5), fruto de la transformación de las señales generadas po.r: el volante de inercia que informan a la UEC (10) de la posición de los pistones.
  9. 3.
    Uso de una maqueta dinámica que simula el funcionamiento del motor de un automóvil según la reivindicación 1 para la determinación del tiempo y adelanto de inyección ¡¡ partir de las señales de régimen y punto muerto y de la señal de los inyectores, en funciÓlJ de las condiciones de funcionamiento establecidas mediante los simuladores existentes en el panel de control (17, 20, 21).
  10. 4.
    Uso de una maqueta dinámica que simula el funcionamiento del motor de un automóiil según la reivindicación 1 para la determinación del tiempo de cierre del primario y ~} . adelanto de encendido, a partir de la señal de régimen y punto muerto y de la señal de encendido, en función de las condiciones de funcionamiento establecidas mediant'" In<: simuladores existentes en el panel de control (17, 20, 21).
  11. 5.
    Uso de una maqueta dinámica que simula el funcionamiento del motor de un automóvil.: según la reivindicación 1 para la determinación del consumo de combustible, en funcion de las condiciones de funcionamiento establecidas mediante los simuladores existentes en el panel de control (17,20,21).
  12. 6.
    Uso de una maqueta dinámica que simula el funcionamiento del motor de un automóvil según la reivindicación 1 para el análisis de la variación del avance de encendido (AE), en función de la depresión en el colector de admisión (20), a partir de simulaciones mediante el uso de un potenciómetro graduado integrado en el simulador de depresión en el colector (20) a distintos regímenes de motor.
  13. 7.
    Uso de una maqueta dinámica que simula el funcionamiento del motor de un automóvil según la reivindicación 1 para el análisis de la variación del avance de encendido (AE) y de la variación del tiempo de saturación del circuito primario de la bobina de encendido (DWELL), en función de la depresión en el colector de admisión (20), a partir de
    simulaciones mediante el uso de un potenciómetro graduado integrado en el simulador de depresión en el colector (20) a distintos regímenes de motor.
    Figura 1
    ~
    • 19
    20
    ....
    Figura 2
    Figura 3
    I
    O O ~
    • 24
    ] .25
    r-
    .: .... 26
    ...
    -
    ~o.J'
    Figura 4
    Figura 5
    ¡ I
    Figura 6
    -
    1
    i
    ,
    T.1.
    :
    ,
    ..~-".. -J...... o.:: ;;.,......___'"
    ._-_........... -...........,..".
    .. ~
    ~ "" '¡
    ! :-r ""'
    '1
    ,~
    I
    ",
    t,.
    :::
    ..r!Í
    Figura 7
    I
    ""eT
    I
    Figura 8
    T
    Figura 9
    1)0
    \
    ~~
    ~,
    "~
    Figura 10
    ~---
    40
    -10
    o 10 20 30 40 60 70 80 90 100 110
    oc
    Figura 11
    .56
    "'"'."
    "'~
    ~
    ~--
    ~
    O 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
    Figura 12
    Figura 13
    B
    AE (0)
    CARGA (mmHg)
    O
    100 200 300 400 500 600
    E el.....
    1000 4,3 6 8,8 12,8 19,3 8,8 8,6
    2000
    14,8 14,9 17,5 25,3 35,4 35,8 25,1
    3000
    20,3 23,9 27,5 37,9 62,5 54,4 59,1
    4000
    34,5 16,2 18,3 32,1 48,2 54,4 52,8
    5000
    19,6 18,9 19,2 34,1 48,1 54,6 55,5
    5500
    19,2 20,1 30,4 34,1 55,3 55,8 20,5
    Figura 14
    A
    70 65 60
    (%) 35 30
    ----
    _ ..L 5000
    B
    Figura 15
ES200800804A 2008-03-14 2008-03-14 Maqueta dinamica que simula el funcionamiento del motor de un automovil. Active ES2347857B2 (es)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200800804A ES2347857B2 (es) 2008-03-14 2008-03-14 Maqueta dinamica que simula el funcionamiento del motor de un automovil.
PCT/ES2009/000147 WO2009112621A1 (es) 2008-03-14 2009-03-13 Maqueta dinámica que simula el funcionamiento del motor de un automóvil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200800804A ES2347857B2 (es) 2008-03-14 2008-03-14 Maqueta dinamica que simula el funcionamiento del motor de un automovil.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2347857A1 ES2347857A1 (es) 2010-11-04
ES2347857B2 true ES2347857B2 (es) 2013-02-01

Family

ID=41064791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES200800804A Active ES2347857B2 (es) 2008-03-14 2008-03-14 Maqueta dinamica que simula el funcionamiento del motor de un automovil.

Country Status (2)

Country Link
ES (1) ES2347857B2 (es)
WO (1) WO2009112621A1 (es)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3694934A (en) * 1971-06-09 1972-10-03 Frederic D Barton Demonstrator system for vehicle cooling system
DE69027507T2 (de) * 1989-10-27 1997-01-30 Hitachi Ltd Kraftfahrzeugsteuerungssystem und Steuerungseinheit dafür
IT1248415B (it) * 1990-02-21 1995-01-16 Quercetti Alessandro & Co Giocattolo istruttivo sotto forma di modello scomponibile di veicolo.
ES2120328B1 (es) * 1995-04-20 1999-05-01 Bernat Vilar Vicente Jose Dispositivo para regulacion de la relacion de compresion en motores de combustion interna.
JPH1114507A (ja) * 1997-06-19 1999-01-22 Denso Corp 車両シミュレーション装置
ES2149106B1 (es) * 1998-07-24 2001-04-01 Univ Burgos Simulador didactico de equilibrado de motores alternativos de combustion interna.
US7013250B2 (en) * 2000-03-14 2006-03-14 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Simulator for automatic vehicle transmission controllers
US6966040B2 (en) * 2003-03-14 2005-11-15 Combustion Dynamics Corp. Systems and methods for operating an electromagnetic actuator

Also Published As

Publication number Publication date
ES2347857A1 (es) 2010-11-04
WO2009112621A1 (es) 2009-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7212691B2 (ja) ダイナモメータを使用して試験する装置及び方法
RU174174U1 (ru) Автоматизированная система контроля данных о техническом состоянии двигателя внутреннего сгорания транспортного средства
CN105973610A (zh) 一种发动机台架及发动机瞬态工况模拟的方法
Roberts et al. RDE plus-the development of a road, rig and engine-in-the-loop test methodology for real driving emissions compliance
CN203098118U (zh) 发动机电控喷油仿真实验系统
JP3668370B2 (ja) 車両用エンジン制御装置の評価装置
ES2347857B2 (es) Maqueta dinamica que simula el funcionamiento del motor de un automovil.
Roberts et al. Rde plus-a road to rig development methodology for whole vehicle rde compliance: Engine-in-the-loop and virtual tools
CN203966438U (zh) 一种发动机电控检测排故教学实训板
Kaal et al. Transient Simulation of Nitrogen Oxide Emissions of CI Engines
Wildhaber Impact of combustion phasing on energy and availability distributions of an internal combustion engine
Kułażyński et al. Developing Engine Technology
Khameneian Model-Based Engine-Out Emissions Analysis for a Gasoline Turbocharged Direct Injection Spark-Ignited Engine in Elevated HEV Cranking Speed
Sharpe et al. Certification procedures for advanced technology heavy-duty vehicles: evaluating test methods and opportunities for global alignment
CN204229738U (zh) 汽车发动机ecu软硬件原理教学设备
Filippou Virtual sensor for air mass flow measurement in an SI engine: Application of distributed lumped modelling in prediction of air mass flow into the cylinder of SI combustion engines
Mamala et al. Engine control unit testing by hardware-in-the-loop simulation
Piedrahita et al. The combustion engine as a mechatronic object in mechanical technology undergraduate curriculum
Soliman et al. The effect of engine misfire on exhaust emission levels in spark ignition engines
Ericson Mean value modelling of a poppet valve egr-system
CN102819981A (zh) 高压共轨电控柴油机实验教学系统
Mocanu On-board fuel identification using artificial neural networks
Nienhuis Benchmarking of a Single-Cylinder Engine Toward the Development of a Direct Fuel-Injection System
Consiglio et al. A cost-effective engine-in-the-loop powertrain testing system
Mrđa et al. Combustion Parameters Calibration and Intake Manifold Redesign for Formula Student YAMAHA YZF-R6 Engine

Legal Events

Date Code Title Description
EC2A Search report published

Date of ref document: 20101104

Kind code of ref document: A1

FG2A Definitive protection

Ref document number: 2347857

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B2

Effective date: 20130201