ES2355886B1 - Procedimiento de diagnóstico de un motor de combustión empleado en generación de energía eléctrica. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de diagnóstico de un motor de
combustión empleado en generación de energía eléctrica.
Se describe un procedimiento para supervisar el
funcionamiento de motores de combustión interna empleados en
generación energía eléctrica basándose en el análisis de las
emisiones del motor y de las variables eléctricas del generador
asociado al motor. Además, es posible determinar cuál es la causa de
los posibles fallos.
Description
Procedimiento de diagnóstico de un motor de
combustión empleado en generación de energía eléctrica.
El objeto principal de la presente invención es
un procedimiento para supervisar el funcionamiento de motores de
combustión interna empleados para generar energía eléctrica, así
como para determinar cuál es la causa de los posibles fallos. El
procedimiento está basado en el análisis de las emisiones del motor
y de las variables eléctricas del generador asociado al motor.
El procedimiento habitual para realizar el
diagnostico de motores de combustión interna empleados en la
generación de energía eléctrica es analizar directamente algunas
magnitudes mecánicas de los motores, como por ejemplo las presiones
y temperaturas de los diferentes cilindros. A continuación, en
función de diversos criterios, como por ejemplo la diferencia entre
las presiones de los cilindros, se determina si el motor funciona
correctamente. En caso contrario, se realizan las tareas de
mantenimiento que sean necesarias para corregir el mal
funcionamiento del motor y se vuelven a realizar las medidas
anteriores para confirmar si se han subsanado las causas.
Sin embargo, estos los trabajos de diagnóstico
implican tomar medidas directas en el motor, con el consiguiente
gasto de mano de obra. Además, puesto que no se puede conocer de
antemano el estado del motor, es necesario realizar estas medidas
periódicamente tanto si es necesario el mantenimiento como si no lo
es, resultando en una elevada pérdida de tiempo y personal.
El procedimiento de diagnóstico de motores de
combustión interna objeto de la presente invención esta destinado a
motores de combustión interna dedicados a la generación de energía
eléctrica. Los inventores de la presente invención han descubierto
que analizando adecuadamente magnitudes eléctricas de la salida del
generador acoplado al motor de combustión se puede deducir si es o
no necesario realizar mantenimiento en dicho motor. Además, el mismo
procedimiento permite determinar cuál o cuáles son los cilindros
responsables del mal funcionamiento del motor.
Debido a la propia naturaleza de los motores de
combustión interna, el par que suministran es irregular y periódico,
ya que es el resultado de la actuación sucesiva de los N cilindros
del motor. En caso de mal funcionamiento del motor, como por ejemplo
mala combustión en un cilindro, o menor cantidad de combustible
inyectado en un cilindro, las fluctuaciones de par en los motores de
combustión interna se ven incrementadas debido a que los pares
suministrados por los N cilindros no serán exactamente iguales. En
estos casos, en la señal eléctrica de salida se produce un armónico
de par motor correspondiente con el periodo de la repetición del
ciclo de trabajo del motor, dos vueltas en el caso de motores de
cuatro tiempos y una vuelta en el caso de motores de dos
tiempos.
Se ha observado que las irregularidades en el
par motor originan en el generador eléctrico fluctuaciones de la
potencia activa generada, así como las consecuentes fluctuaciones de
la tensión, de la corriente, de la potencia reactiva y en casos de
redes eléctricas débiles también de la frecuencia. Analizando el
módulo de las oscilaciones de estas magnitudes eléctricas se puede
estimar si el par motor suministrado por el motor de combustión
interna está dentro de los límites correctos de funcionamiento o no,
y por tanto si el motor necesita o no mantenimiento.
Así, un primer aspecto de la presente invención
describe un procedimiento de diagnóstico de un motor de combustión
empleado en la generación de energía eléctrica, estando dicho motor
de combustión acoplado a un generador eléctrico, que comprende las
siguientes operaciones:
1) Adquirir al menos una de las siguientes
magnitudes eléctricas: potencia activa, potencia reactiva, tensión,
intensidad y frecuencia.
Para la adquisición de estas magnitudes serán
necesarios algunos elementos accesorios, como transformadores de
medida (de tensión o intensidad), registradores o dispositivos
similares.
Preferentemente, se adquiere también la posición
angular del eje del motor-generador, de modo que
analizando el desfase de las oscilaciones de las magnitudes
eléctricas con respecto a la referencia fija de posición del eje se
puede estimar cuál es el cilindro o los cilindros que producen las
oscilaciones de par motor.
En otra realización preferente de la invención,
se adquieren y analizan también los gases de combustión del motor,
lo cual permite también determinar la causa del mal funcionamiento
del motor de combus-
tión.
tión.
2) Determinar si el módulo de la magnitud o
magnitudes eléctricas adquiridas en la operación anterior está
dentro del rango de valores correspondientes al funcionamiento
correcto del motor. Para determinar cuáles son los rangos
correspondientes al funcionamiento correcto del motor, se realizan
las operaciones previas de:
- Adquirir, cuando el motor de combustión
funciona correctamente, al menos uno de entre la potencia activa,
potencia reactiva, tensión, intensidad, frecuencia y, si es
necesario, las emisiones del motor de combustión y/o una referencia
de la posición angular del eje.
- Determinar, en función de esos valores, cuál
es el rango que corresponde al funcionamiento correcto del motor de
combustión.
3) Decidir, en función de si la magnitud
eléctrica está dentro o fuera de dicho rango, si el motor de
combustión funciona correctamente.
Una vez conocidos los valores actuales de las
magnitudes eléctricas de la salida del generador eléctrico y el
rango de valores considerados normales, se determina si el motor
funciona correctamente. Además, cuando se emplea el dato
correspondiente a la posición angular del motor se puede determinar
cuál es el cilindro que no funciona correctamente. Y si, además, se
dispone de información del análisis de los gases de combustión, se
podría determinar también cuál es el motivo concreto del mal
funcionamiento del cilindro. Por ejemplo, si se detecta un alto
porcentaje de combustible inquemado en los gases de combustión, la
causa podría ser una mala combustión en el cilindro.
Este novedoso procedimiento permite limitar las
operaciones de mantenimiento del motor a los momentos en que éste lo
requiera, ahorrándose además tiempo cuando se conoce la causa y el
cilindro responsables de dicho mal funcionamiento.
Por otro lado, un segundo aspecto de la presente
invención está dirigido a un sistema de diagnóstico de un motor de
combustión empleado en generación de energía eléctrica, estando
dicho motor de combustión acoplado a un generador eléctrico, que
comprende:
a) Un medio de adquisición de datos, que
adquiere de la salida del generador eléctrico al menos una de las
siguientes magnitudes: potencia activa, potencia reactiva, tensión,
intensidad y frecuencia;
b) Un medio de análisis, conectado al medio de
adquisición de datos, que compara el módulo de dicha al menos una
magnitud con el módulo de dicha magnitud cuando el motor funciona
correctamente, determinándose si el motor requiere
mantenimiento.
En realizaciones preferidas de la invención, el
sistema comprende además un medio de adquisición de la posición
angular del eje, que transmite la información obtenida al medio de
análisis, y/o un medio de adquisición y análisis de los gases de
combustión del motor eléctrico, que transmite la información
obtenida al medio de análisis.
Además de estos medios, es obvio para un experto
en la materia que se requieren algunos elementos adicionales para la
toma de los datos, como transformadores de medida, medios de
registro de los datos, etc.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características de la invención, de acuerdo con un ejemplo
preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como
parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde
con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo
siguiente:
Fig. 1 Se muestra un primer ejemplo de sistema
de diagnóstico de un motor de combustión empleado en generación de
energía eléctrica.
Fig. 2 Se muestra un segundo ejemplo de sistema
de diagnóstico que incluye además medios para determinar la posición
angular del eje del generador.
Fig. 3 Se muestra un detalle del segundo ejemplo
de sistema de diagnóstico donde se aprecia el montaje que permite
determinar la posición angular del eje.
Se describen a continuación dos ejemplos de
sistemas de diagnóstico de acuerdo con la invención.
En el primer ejemplo, representado en la Fig. 1,
se describe un sistema de supervisión y diagnóstico de motores de
combustión interna basado únicamente en el análisis del módulo de
las oscilaciones eléctricas. La Fig. 1 representa el eje (1) que
conecta el motor de combustión (5) con el generador (4), estando
conectado un equipo de análisis a la línea eléctrica saliente del
generador. Como se ha descrito anteriormente, el equipo de análisis
comprende un medio de adquisición de datos (7) y un medio de
análisis (13). Además, se muestran en este ejemplo unos
transformadores de medida (8), de corriente y tensión, que
acondicionan los niveles de intensidad y tensión, y un registrador
(10) que almacena temporalmente los datos adquiridos por el medio de
adquisición de datos (7). A modo de ejemplo, se representa en la
Fig. 1 una de las salidas (9) del medio de adquisición de datos (7)
correspondiente a una variable eléctrica que se registra.
La Fig. 2 muestra un segundo ejemplo de sistema
de acuerdo con la presente invención donde se adquiere además una
referencia de la posición angular del generador (4). Sobre el eje
(1) del generador se ha representado una referencia (2), cuya
posición es detectada por un detector de proximidad (3) cuya la
señal (6), a su vez, se transmite al medio de análisis (3) a través
del registrador (10). Se representa a modo de ejemplo una gráfica
(9) de una de las variables eléctricas adquiridas por el medio de
adquisición de datos (7), así como una gráfica (12) donde se
superpone dicha variable eléctrica con la señal del indicador de
proximidad (6). La Fig. 3 muestra con mayor detalle la instalación
del detector de proximidad (3) frente a la referencia (2) fijada al
eje, de modo que éste produce un pulso al paso de la referencia
(2).
Así, en una etapa previa de un procedimiento de
diagnóstico de acuerdo con la invención, se registran las
oscilaciones eléctricas de un generador (4) accionado por un motor
de combustión (5) cuanto éste se encuentra en condiciones óptimas de
funcionamiento. En este ejemplo, se registran la potencia activa, la
potencia reactiva, la corriente, la tensión, la frecuencia, las
emisiones del motor de combustión (5) y una referencia de la
posición angular del eje (1). Con el objeto de conocer el estado
óptimo del motor, se realiza un análisis mecánico tradicional que
puede incluir la medida de presiones en los cilindros, vibraciones,
temperatura, análisis de los gases de combustión, etc.
A continuación, se obtienen los valores de esas
magnitudes eléctricas correspondientes a diferentes defectos del
motor de combustión (5), que se determinan mediante análisis
mecánicos tradicionales, estableciéndose así unos rangos
correspondientes al funcionamiento normal del motor de combustión
(5). A partir de este momento, se adquieren únicamente las variables
eléctricas citadas y se realiza un análisis continuo de las mismas,
detectándose automáticamente un defecto en el motor de combustión
(5) cuando dichas variables escapan del rango establecido. El
sistema por tanto es capaz de determinar si el motor de combustión
(5) necesita o no mantenimiento sin necesidad de llevar a cabo las
engorrosas y costosas operaciones de mantenimiento mecánico
tradicional.
Claims (7)
1. Procedimiento de diagnóstico de un motor de
combustión (5) empleado en la generación de energía eléctrica,
estando dicho motor de combustión (5) acoplado a un generador
eléctrico (4) a través de un eje (1), caracterizado porque
comprende las siguientes operaciones:
adquirir al menos una de las siguientes
magnitudes eléctricas: potencia activa, potencia reactiva, tensión,
intensidad y frecuencia;
determinar si el módulo de dicha al menos una
magnitud eléctrica adquirida está dentro del rango de valores
correspondientes al funcionamiento correcto del motor de combustión
(5);
decidir, en función de si la magnitud eléctrica
está dentro o fuera de dicho rango, si el par motor suministrado por
el motor de combustión (5) está dentro de los límites correctos y
por lo tanto si el motor de combustión (5) funciona
correctamente.
2. Procedimiento de diagnóstico de acuerdo con
la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende
las operaciones previas de:
adquirir, cuando el motor de combustión (5)
funciona correctamente, al menos uno de entre la potencia activa,
potencia reactiva, tensión, intensidad, frecuencia y emisiones del
motor de combustión (5);
determinar, en función de esos valores, cuál es
el rango que corresponde al funcionamiento correcto del motor de
combustión (5).
3. Procedimiento de diagnóstico de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque comprende además la operación de adquirir la posición angular
del eje (1) para determinar qué cilindro es responsable del mal
funcionamiento del motor de combustión (5).
4. Procedimiento de diagnóstico de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque comprende además la operación de adquirir y analizar los
gases de combustión del motor de combustión (5) para determinar la
causa del mal funcionamiento del motor de combustión (5).
5. Sistema de diagnóstico de un motor de
combustión (5) empleado en generación de energía eléctrica por medio
del procedimiento de las reivindicaciones anteriores, estando dicho
motor de combustión (5) acoplado a un generador eléctrico (4) a
través de un eje (1), caracterizado porque comprende:
un medio (7) de adquisición de datos, que
adquiere de la salida del generador eléctrico (4) al menos una de
las siguientes magnitudes: potencia activa, potencia reactiva,
tensión, intensidad y frecuencia;
un medio (13) de análisis, conectado al medio de
adquisición (7) de datos, que compara el módulo de dicha al menos
una magnitud con el módulo de dicha magnitud cuando el motor de
combustión (5) funciona correctamente, determinándose si el motor de
combustión (5) requiere mantenimiento.
6. Sistema de diagnóstico de acuerdo con la
reivindicación anterior, caracterizado porque además
comprende un medio (2, 3) de adquisición de la posición angular del
eje (1), que transmite la información obtenida al medio (13) de
análisis.
7. Sistema de diagnóstico de acuerdo con la
reivindicación anterior, caracterizado porque además
comprende un medio de adquisición y análisis de los gases de
combustión del motor eléctrico, que transmite la información
obtenida al medio (13) de análisis.
Priority Applications (1)
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| ES200930220A ES2355886B1 (es) | 2009-05-28 | 2009-05-28 | Procedimiento de diagnóstico de un motor de combustión empleado en generación de energía eléctrica. |
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| US20060054128A1 (en) * | 2004-09-15 | 2006-03-16 | Neil Allyn | Apparatus and method for detecting coolant belt slippage |
| DE102005042843B4 (de) * | 2005-05-09 | 2014-12-11 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Diagnose einer in einem Abgasbereich einer Brennkraftmaschine angeordneten Abgasbehandlungsvorrichtung, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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