ES2612762T3 - Procedimiento para la regulación de un motor de gas estacionario - Google Patents

Procedimiento para la regulación de un motor de gas estacionario Download PDF

Info

Publication number
ES2612762T3
ES2612762T3 ES08802401.3T ES08802401T ES2612762T3 ES 2612762 T3 ES2612762 T3 ES 2612762T3 ES 08802401 T ES08802401 T ES 08802401T ES 2612762 T3 ES2612762 T3 ES 2612762T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
theoretical
mixing
gas
throttle valve
regulation
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
ES08802401.3T
Other languages
English (en)
Inventor
Johannes Baldauf
Ludwig KLÄSER-JENEWEIN
Peer Smuda
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.)
Rolls Royce Solutions GmbH
Original Assignee
MTU Friedrichshafen GmbH
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 MTU Friedrichshafen GmbH filed Critical MTU Friedrichshafen GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2612762T3 publication Critical patent/ES2612762T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497With detection of the mechanical response of the engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/021Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/023Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/06Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving electric generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0027Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04Engine intake system parameters
    • F02D2200/0404Throttle position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04Engine intake system parameters
    • F02D2200/0406Intake manifold pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04Engine intake system parameters
    • F02D2200/0406Intake manifold pressure
    • F02D2200/0408Estimation of intake manifold pressure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Procedimiento para la regulación de un motor de gas (1) estacionario, en el que se calcula una desviación de regulación del número de revoluciones (dn) a partir de un número de revoluciones teórico (nSL) así como de un número de revoluciones real (nIST), determinándose a partir de la desviación de regulación del número de revoluciones (dn), por medio de un regulador del número de revoluciones (16), como magnitud de regulación, un par teórico (MSL), fijándose por medio del par teórico (MSL) un caudal teórico (VSL), con el que se establece un ángulo de válvula de estrangulación de mezcla (DKW1, DKW2) para la determinación de un caudal de mezcla (V1, V2) así como de una presión de mezcla real (p1(IST), p2(IST)) en un tubo receptor (12, 13) delante de las válvulas de admisión del motor de gas (1), en dependencia del caudal teórico (VSL) y con el que se establece un ángulo de válvula de estrangulación de gas para la determinación de un caudal de gas (VG) como porcentaje de gas de una mezcla de aire y gas, igualmente en dependencia del caudal teórico (VSL).

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
DESCRIPCION
Procedimiento para la regulacion de un motor de gas estacionario
La invencion se refiere a un procedimiento para la regulacion de un motor de gas estacionario en el que una desviacion de regulacion del numero de revoluciones se calcula a partir de un numero de revoluciones teorico asf como a partir de un numero de revoluciones real, determinandose a partir de la desviacion de regulacion del numero de revoluciones, a traves de un regulador de revoluciones como magnitud de regulacion, un par teorico y, por medio del par teorico, un caudal teorico. El procedimiento consiste ademas en fijar un angulo de valvulas de admision de mezcla para la determinacion de un caudal de mezcla en un tubo receptor delante de las valvulas de admision del motor de gas en dependencia del caudal teorico y en fijar un angulo de valvulas de admision de gas para la determinacion de un caudal de gas como porcentaje de gas de la mezcla de aire y gas, igualmente en dependencia del caudal teorico.
Los motores de gas estacionarios se emplean frecuentemente como accionamiento para generadores de corriente de emergencia o de grupos de disposicion rapida. Por lo tanto, con un valor lambda de 1,7, por ejemplo, el motor de gas funciona en regimen pobre con exceso de aire. El motor de gas comprende habitualmente una valvula de estrangulacion de gas para la determinacion del porcentaje de gas en la mezcla de aire y gas, un mezclador para juntar el gas combustible con el aire, un compresor como parte de un turbocargador de gases de escape, un radiador y una valvula de estrangulacion de mezcla. A traves de la valvula de estrangulacion de mezcla se determina el caudal aspirado en el tubo receptor delante de las valvulas de admision del motor de gas y, por consiguiente, tambien la presion de la mezcla en el tubo receptor.
Por el documento EP 1 158 149 A1 se conoce un motor de gas estacionario para el accionamiento de un generador. El motor de gas se controla calculando a partir de la potencia del motor, a traves de una lmea caractenstica, un lambda teorico como magnitud piloto. Por medio del lambda teorico un sistema electronico de control del motor calcula un valor teorico de la cantidad gas a traves del cual se regula despues debidamente la valvula de estrangulacion de gas. En una segunda variante de realizacion el valor lambda teorico se calcula a partir de una desviacion de regulacion de la presion de la mezcla. La desviacion de regulacion de la presion de la mezcla se determina a base de la presion de la mezcla detectada en el tubo receptor y de la presion de mezcla teorica, que se fija a su vez a partir de la potencia del motor a traves de una lmea caractenstica. En una tercera forma de realizacion se corrige, complementando la segunda variante de realizacion, el valor teorico de la cantidad de gas para regular la valvula de estrangulacion de gas en dependencia de la posicion de la valvula de derivacion del compresor y de la desviacion de regulacion del numero de revoluciones. Una caractenstica comun de las tres formas de realizacion es el ajuste de la valvula de estrangulacion de gas a un valor lambda teorico. Para el funcionamiento practico esto significa: en caso de cambio de la potencia exigida se modifica en primer lugar la posicion de la valvula de estrangulacion de gas como organo de control de la apotencia. Esto da lugar a que el caudal de mezcla aspirada tambien vana. Dado que en principio la posicion de la valvula de estrangulacion de gas se mantiene constante, no vana tampoco el caudal de gas. El resultado es un lambda real que cambia. En caso de una valvula de estrangulacion de mezcla activada, por ejemplo, en direccion de cierre, se provoca un enriquecimiento de la mezcla, lo que da lugar a un cambio de la potencia del motor de gas. Como reaccion a este cambio de potencia vanan el valor lambda teorico, el valor teorico de la cantidad de gas y la posicion de la valvula de estrangulacion de gas. En este tipo de regulacion, el tiempo de reaccion, por ejemplo en caso de cambio de la carga, es cntico, puesto que, debido al sistema, una intervencion en la regulacion lambda es lenta.
El documento DE 103 46 983 A1 tambien describe un motor de gas y un procedimiento para la regulacion de una mezcla de carburante. En este procedimiento se registra, en un primer paso, una diferencia de presion real del caudal de aire en el mezclador Venturi, determinandose un segundo paso, a partir de la potencia real medida del motor de gas, una diferencia de presion teorica del caudal de aire. En un tercer paso se aproxima la diferencia real a la diferencia teorica cambiando la cantidad de gas aportada a traves de la posicion de la valvula de estrangulacion de gas. En un cuarto paso se detecta de nuevo la potencia real del motor de gas que se va ajustando y se regula la valvula de estrangulacion de gas de manera que se reduzca la desviacion teorico-real de la diferencia de presion del caudal de aire en el mezclador Venturi. Este proceso secuencial se repite hasta que la desviacion teorico - real de la diferencia de presion sea inferior a un valor lfmite. Dado que una variacion de la posicion de la valvula de estrangulacion de mezcla provoca un cambio de potencia del motor de gas, es preciso regular posteriormente la posicion de la valvula de estrangulacion de gas para la compensacion del cambio de potencia del motor de gas. En ocasiones puede ocurrir que se sobrepasen las magnitudes de regulacion.
Por el documento US 6,340,005 B1 se conoce ademas un procedimiento para la regulacion de un motor de gas estacionario en el que, por medio de una desviacion de regulacion del numero de revoluciones, se determina, a traves de un regulador de revoluciones y como magnitud de regulacion, un angulo de valvula de estrangulacion de gas. Por medio del angulo de valvula de estrangulacion de gas se determina el caudal de gas aportado. A traves de un control de mezcla se calcula de forma complementaria un angulo de valvula de estrangulacion de mezcla. El angulo de valvula de estrangulacion de mezcla determina a su vez el caudal de mezcla y la presion real de la mezcla en un tubo receptor delante de las valvulas de admision del motor de gas.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
La invencion se plantea la tarea de desarrollar un procedimiento para la regulacion de un motor de gas estacionario con una mejor calidad de regulacion.
Esta tarea se resuelve gracias a un procedimiento en el que se calcula una desviacion de regulacion del numero de revoluciones a partir de un numero de revoluciones teorico asf como de un numero de revoluciones real, determinando a partir de la desviacion de regulacion del numero de revoluciones, a traves de un regulador de revoluciones y como magnitud de regulacion, un par teorico y determinando despues, por medio del par teorico, un caudal teorico. En dependencia del caudal teorico se establece a su vez un angulo de valvula de estrangulacion de mezcla para fijar un caudal de mezcla asf como una presion real de mezcla en un tubo receptor delante de las valvulas de admision del motor de gas. Tambien en dependencia del caudal teorico se determina un angulo de valvula de estrangulacion de gas para fijar un caudal de gas como porcentaje de gas de la mezcla de aire y gas. Por consiguiente, la idea central de la invencion radica en el accionamiento paralelo de la valvula de estrangulacion de gas y de la valvula de estrangulacion de mezcla en dependencia de la misma magnitud de regulacion, en este caso el caudal teorico. Ademas de un tiempo de reaccion mas corto resulta ventajoso un cebado mas preciso con una mejor regulabilidad del sistema general. Gracias al accionamiento paralelo tampoco se necesita un seguimiento lambda. En conjunto, la invencion permite una regulacion uniforme de la potencia del motor.
El caudal teorico se calcula a partir del par teorico limitando el par teorico y asignando al par teorico limitado el caudal teorico a traves de un campo caractenstico y en funcion del numero de revoluciones real. La limitacion del par teorico se lleva a cabo en dependencia del numero de revoluciones real y, adicionalmente, en dependencia de un estado de error detectado del sistema, por ejemplo en caso de fallo de sensor. Tambien se considera un par maximo mecanico fiable. Por medio de la limitacion mejora la seguridad de funcionamiento del sistema general.
El angulo de valvula de estrangulacion de mezcla se determina calculando a partir del caudal teorico una presion de mezcla teorica, determinando a partir de la presion de mezcla teorica y de la presion de mezcla real en el tubo receptor una desviacion de regulacion de la presion de mezcla y calculando a partir de la desviacion de regulacion de la presion de mezcla, a traves de un regulador de presion de mezcla, una magnitud de regulacion para la determinacion del angulo de valvula de estrangulacion de mezcla. Al calcular la presion de mezcla teorica se emplean por ejemplo, ademas de las constantes del sistema, la cilindrada, un lambda teorico y una temperatura de mezcla en el tubo receptor.
En un motor de gas en V el procedimiento preve que se calcule un primer angulo de valvula de estrangulacion de mezcla para el lado A para la determinacion de un primer caudal de mezcla asf como de una primera presion de mezcla real en un primer tubo receptor, y un segundo angulo de valvula de estrangulacion de mezcla para el lado B para la determinacion de un segundo caudal de mezcla asf como de una segunda presion de mezcla real en un segundo tubo receptor.
En los dibujos se representa un ejemplo de realizacion preferido. Se ve en la Figura 1 una imagen general;
Figura 2 un esquema en bloque para el accionamiento de la valvula de estrangulacion de gas y de las valvulas de estrangulacion de mezcla;
Figura 3 un circuito de regulacion para la regulacion de la presion de mezcla y Figura 4 un diagrama de flujo del programa.
La figura 1 muestra una imagen general de un motor de gas estacionario 1 dispuesto en V. El motor de gas 1 activa, a traves de un arbol 2, un embrague 3 y un arbol 4, un generador 5. Por medio del generador 5 se genera energfa electrica que se introduce en una red electrica. Por consiguiente, al motor de gas 1 se le asignan los siguientes componentes mecanicos: una valvula de estrangulacion de gas 6 para la determinacion de un caudal de gas aportado, por ejemplo gas natural, un mezclador 7 para juntar el aire y el gas, un compresor 8 como parte de un turbocargador de gases de escape, un radiador 9, una primera valvula de estrangulacion de mezcla 10 por el lado A del motor de gas 1 y una segunda valvula de estrangulacion 11 por el lado B del motor de gas 1.
Un sistema electronico de control del motor 14 (GECU) determina el funcionamiento del motor de gas 1. El sistema electronico de control del motor 14 comprende los componentes normales de un sistema de microordenador, por ejemplo un microprocesador, componentes I/O, memoria tampon y componentes de memoria (EEPOROM, RAM). En los componentes de memoria se aplican, en diagramas caractensticos/lmeas caractensticas, los datos de funcionamiento relevantes para el funcionamiento del motor de gas 1. A traves de los mismos, el sistema electronico de control del motor 14 calcula, a partir de las magnitudes de entrada, las magnitudes de salida. En la figura 1 se representan como magnitudes de entrada: una primera presion de mezcla real p1/IST) asf como una temperatura de mezcla T1, medidas ambas en el primer tubo receptor 12, una segunda presion de mezcla real p2(IST), medida en el segundo tubo receptor 13, un numero de revoluciones real nIST del motor de gas 1, un numero de revoluciones teorico nSL, especificado por un regulador no representado del generador 5, y una magnitud de entrada EIN. La magnitud de entrada EIN incluye las demas senales de entrada, por ejemplo la temperatura de aceite. Como magnitudes de salida del sistema electronico de control del motor 14 se representan: la senal de un caudal teorico VSL para el accionamiento de la valvula de estrangulacion de gas 6, la senal de un primer angulo de valvula de estrangulacion de mezcla DKW1 para el accionamiento de la primera valvula de estrangulacion de mezcla 10, la
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
senal de un segundo angulo de valvula de estrangulacion de mezcla DKW2 para el accionamiento de la segunda valvula de estrangulacion de mezcla 11 y una senal AUS. La senal AUS sustituye a las demas senales para el control y la regulacion del motor de gas 1.
El conjunto posee la siguiente funcionalidad general: a traves de la posicion de la valvula de estrangulacion de gas 6 se ajusta el caudal de gas aportado al mezclador 7. La posicion de la primera valvula de estrangulacion de mezcla 10 define un primer caudal de mezcla y, por lo tanto, la primera presion de mezcla real p1(IST) en el primer tubo receptor 12 delante de las valvulas de admision del motor de gas 1. A traves de la segunda valvula de estrangulacion de mezcla 11 se fija un segundo caudal de gas y, por consiguiente, la segunda presion de mezcla real p2(IST) en el segundo tubo receptor 13 delante de las valvulas de admision del motor de gas 1.
En la figura 2 se representa un diagrama en bloque para el accionamiento de las dos valvulas de estrangulacion de mezcla 10 asf como 11 y de la valvula de estrangulacion de gas 6. Con la referencia 15 se identifica el regulador del generador. La referencia 14 corresponde, como diagrama de bloque reducido, al sistema electronico de control de motor, representando los elementos mostrados los pasos de un programa ejecutable. Las magnitudes de entrada del sistema electronico de control de motor 14 son en esta representacion el numero de revoluciones teorico asf como, opcionalmente un par real MIST, proporcionados por el regulador 15, el numero de revoluciones real nIST y otra magnitud E. Esta otra magnitud E agrupa un lambda teorico, una cilindrada del cilindro del motor de gas, el grado de suministro en el sentido de un llenado del cilindro y la caractenstica del carburante. Las magnitudes de salida son el primer angulo de valvula de estrangulacion de mezcla DKW1 para el accionamiento de la primera valvula de estrangulacion de mezcla 10, el segundo angulo de valvula de estrangulacion de mezcla DKW2 para el accionamiento de la segunda valvula de estrangulacion de mezcla 11 y el caudal teorico VSL para el accionamiento de la valvula de estrangulacion de gas 6.
El regulador 15 especifica, como deseo de potencia, el numero de revoluciones teorico nSL, por ejemplo 1500 1/min, que corresponde a una frecuencia de 50 Hz. En un punto A se calcula a partir del numero de revoluciones teorico nSL y del numero de revoluciones real nIST una desviacion de regulacion del numero de revoluciones dn. A partir de la desviacion de regulacion dn, un regulador del numero de revoluciones 16 calcula un par teorico MSL como magnitud de regulacion. En la practica el regulador del numero de revoluciones 16 se realiza como regulador PIDT1. A traves de una limitacion de par 17 el par teorico MSL se limita a un valor mmimo y a un valor maximo. La senal de salida corresponde a un par teorico MSLB limitado. Los parametros de los valores lfmite de la limitacion de par 17 son el numero de revoluciones real nIST y la senal de estado de error FM, que se da al detectar un error en el sistema general, por ejemplo en caso de un sensor de presion defectuoso. Como otro parametro se puede prever ademas un par maximo mecanico admisible. Si el valor del par teorico MSL se encuentra dentro de los ifmites permitidos, el valor del par teorico MSLB limitado corresponde al valor del par teorico MSL. A traves de un rendimiento 18 se asigna al par teorico MSLB limitado, en dependencia del numero de revoluciones real nIST, un caudal teorico VSL. A estos efectos se deposita en la unidad de rendimiento 18 un diagrama caractenstico correspondiente. El caudal teorico BVSL es la magnitud de entrada de la cantidad de mezcla 19 y, al mismo tiempo, la magnitud de entrada de la valvula de estrangulacion de gas 6. A traves de la cantidad de mezcla 19 se calculan, a partir del caudal teorico VSL y en dependencia del numero de revoluciones real nIST y de la magnitud de entrada E, el primer angulo de valvula de estrangulacion de mezcla DKW1 y el segundo angulo de valvula de estrangulacion de mezcla DKW2. La unidad de la cantidad de mezcla 19 se explica mas detalladamente en combinacion con la figura 3. Con el primer angulo de valvula de estrangulacion de mezcla DKW1 se activa la primera valvula de estrangulacion de mezcla 10. Por medio de la primera valvula de estrangulacion de mezcla 10 se regula un primer caudal de mezcla V1 y la primera presion de mezcla real p1(IST). Con el segundo angulo de valvula de estrangulacion de mezcla DKW2 se activa la segunda valvula de estrangulacion de mezcla 11 a traves de la cual se regula un segundo caudal de mezcla V2 y la segunda presion de mezcla real p2(IST). Con el caudal teorico VSL se activa igualmente la valvula de estrangulacion de gas 6. En la misma se integra un sistema electronico de procesamiento 20 a traves del cual se asignan al valor del caudal teorico VSL una superficie de seccion transversal correspondiente y un angulo correspondiente. Por medio de la valvula de estrangulacion de gas 6 se regula un caudal de gas VG como porcentaje de gas de la mezcla de aire y gas.
Como se representa en la figura 2, las dos valvulas de estrangulacion de mezcla 10 y 11 y la valvula de estrangulacion de gas 6 se activan paralelamente en dependencia de la misma magnitud especificada, en este caso en funcion del caudal teorico VSL. Frente al estado de la tecnica con accionamiento secuencial y regulacion posterior lambda, el procedimiento segun la invencion ofrece las ventajas de un tiempo de reaccion mas corto y de un cebado mas preciso con una mejor regulabilidad del sistema general. Como consecuencia del accionamiento paralelo tampoco es necesario un seguimiento lambda. En conjunto, la invencion permite una regulacion uniforme de la potencia del motor.
La figura 3 muestra un primer circuito de regulacion 21 para la regulacion de la primera presion de mezcla real p1(IST) en el primer tubo receptor y un segundo circuito de regulacion 22 para la regulacion de la segunda presion de mezcla real p2(IST) en el segundo tubo receptor. Con la referencia 23 se identifica una unidad de calculo para el calculo de la presion de mezcla teorica pSL. la magnitud de entrada del primer circuito de regulacion 21 es la presion de mezcla teorica pSL. La magnitud de salida del primer circuito de regulacion 21 corresponde a la primera presion de mezcla real p1(IST). El primer circuito de regulacion 21 comprende un punto de comparacion A, un primer regulador de presion de mezcla 24, una primera lmea caractenstica 25 y, como tramo de regulacion, la primera valvula de estrangulacion de mezcla 10 para la determinacion del caudal de mezcla aportado y de la primera presion
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
de mezcla real p1(IST). La magnitud de entrada del segundo circuito de regulation 22 es tambien la presion de mezcla teorica pSL. La magnitud de salida del segundo circuito de regulacion 22 es la segunda presion de mezcla real p2(IST). El segundo circuito de regulacion comprende un punto de comparacion B, un segundo regulador de presion de mezcla 26, una segunda lmea caractenstica 27 y, como tramo de regulacion, la segunda valvula de estrangulacion de mezcla 11 para la determination del caudal de mezcla aportado y de la segunda presion de mezcla real p2(IST). La unidad de calculo 23, los dos puntos de comparacion (a, B), los dos reguladores de mezcla (24, 26) y las dos lmeas caractensticas (25, 27) se integran en la unidad de cantidad de mezcla 19, tal como se representa con una lmea de puntos y rayas.
A partir del caudal VSL especificado se calcula, por medio de la unidad de calculo 23, la presion de mezcla teorica pSL segun la formula siguiente:
pSL = {VSL- 2 [1+LMIN ■ LAM(SL)] ■ T1- pNORM} / [nIST ■ VH LG • TNORM]
siendo
pSL
presion de mezcla teorica
VSL
caudal teorico
LMIN
caractenstica de carburante
LAM(SL)
lambda teorico
T1
temperatura en el primer tubo receptor
pNORM
presion de aire normal en NN (1013 mbar)
nIST
numero de revoluciones real actual
VH
cilindrada del motor
LG
grado de suministro (llenado de cilindro)
TNORM
temperatura normal 273,15 K
La presion de mezcla teorica pSL es la magnitud piloto para los dos circuitos de regulacion 21 y 22. En el punto de comparacion A la presion de mezcla teorica pSL se compara con la primera presion de mezcla real p1(IST). El resultado corresponde a la primera desviacion de regulacion de presion de mezcla dp1. A partir de la misma el primer regulador de presion de mezcla 24, normalmente un regulador PIDT1, calcula, como magnitud de regulacion, una primera superficie de section transversal QF1. A traves de la primera lmea caractenstica 25 se asigna a la misma el primer angulo de valvula de estrangulacion de mezcla DKW1. Con el primer angulo de valvula de estrangulacion DKW1 se activa despues la primera valvula de estrangulacion de mezcla 10, que corresponde al tramo de regulacion. La magnitud de salida de la primera valvula de estrangulacion de mezcla 10 es la primera presion de mezcla teorica p1(IST), que corresponde a la magnitud de regulacion. La primera presion de mezcla real p1(IST) se reconduce, a traves de un filtro opcional (no representado), al punto de comparacion A. Con ello se cierra el primer circuito de regulacion 21.
En el punto de comparacion B se comparan la presion de mezcla teorica pSL y la segunda presion de mezcla real p2(IST). El resultado corresponde a la segunda desviacion de regulacion de la presion de mezcla dp2. A partir de la misma el segundo regulador de presion de mezcla 26 calcula, como magnitud de regulacion, una segunda superficie de seccion transversal QF2 a la que se asigna, a traves de la segunda lmea caractenstica 27, el segundo angulo de valvula de estrangulacion de mezcla DKW2. Con el segundo angulo de valvula de estrangulacion de mezcla DKW2 se activa despues la segunda valvula de estrangulacion de mezcla 11, que corresponde al tramo de regulacion. La magnitud de salida de la segunda valvula de estrangulacion de mezcla 11 es la segunda presion de mezcla teorica (p2(IST), que corresponde a la magnitud de regulacion. La segunda presion de mezcla teorica p2(IST) se reconduce, a traves de un filtro opcional (no representado), al punto de comparacion B. Con ello se cierra el segundo circuito de regulacion 22.
En la figura 4 se representa un diagrama de flujo del programa que forma parte del programa ejecutable implementado en el sistema electronico de control de motor 14. En S1 se introducen el numero de revoluciones teorico nSL asf como el numero de revoluciones real nIST, y en S2 se calcula la desviacion de regulacion del numero de revoluciones dn. Por medio de la desviacion de regulacion del numero de revoluciones dn el regulador del numero de revoluciones determina, como magnitud de regulacion, el par teorico MSL, S3. Posteriormente el par teorico MSL se limita a un lfmite superior y a otro inferior. El valor inicial corresponde a un par teorico limitado MSLB. Si el valor del par teorico MSL se encuentra dentro de los lfmites admisibles, el valor del par teorico limitado MSLB corresponde al valor del par teorico MSL. En S5 se asigna al par teorico limitado MSLB, a traves de la unidad de rendimiento (figura 2: referencia 18), en dependencia del numero de revoluciones real nIST, por medio de un diagrama caractenstico, un caudal teorico VSL. A continuation se introducen en S6 el valor del caudal teorico VSL, el numero de revoluciones real nIST, la temperatura T1 en el primer tubo receptor y las constantes del sistema. En S7 se calcula, a traves de la unidad de calculo (figura 3: referencia 23) la presion de mezcla teorica pSL, por medio de la formula antes descrita. En S8 se determinan la primera desviacion de regulacion de la presion de mezcla dp1 y
5
10
15
20
25
30
35
40
45
la segunda desviacion de regulacion de la presion de mezcla dp2. A continuacion se calculan y transmiten en S9A, en dependencia de la primera desviacion de regulacion de la presion de mezcla dpi asf como de la segunda desviacion de regulacion de la presion de mezcla dp2, el primer angulo de valvula de estrangulacion de mezcla DKW1 y el segundo angulo de valvula de estrangulacion de mezcla DKW2. Al mismo tiempo se transmite en S9B el valor del caudal teorico VSL a la valvula de estrangulacion de gas. En S10 se comprueba si existe una parada del motor. Si este no es el caso, resultado de consulta S10: no, se vuelve al punto A y se continua con el programa en Si. Si se detecta en S10 una parada del motor, resultado de consulta S10: sf, el programa ha terminado.
Lista de referencias
1 Motor de gas
2 Arbol
3 Embrague
4 Arbol
5 Generador
6 Valvula de estrangulacion de gas
7 Mezclador
8 Compresor
9 Radiador
10 Primera valvula de estrangulacion de mezcla
11 Segunda valvula de estrangulacion de mezcla
12 Primer tubo receptor
13 Segundo tubo receptor
14 Sistema electronico de control de motor (GECU)
15 Regulador del generador
16 Regulador del numero de revoluciones
17 Limitacion del par
18 Rendimiento
19 Cantidad de mezcla
20 Sistema electronico de procesamiento
21 Primer circuito de regulacion
22 Segundo circuito de regulacion
23 Unidad de calculo
24 Primer regulador de presion de mezcla
25 Primera lmea caractenstica
26 Segundo regulador de presion de mezcla
27 Segunda lmea caractenstica

Claims (7)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para la regulacion de un motor de gas (1) estacionario, en el que se calcula una desviacion de regulacion del numero de revoluciones (dn) a partir de un numero de revoluciones teorico (nSL) as^ como de un numero de revoluciones real (nIST), determinandose a partir de la desviacion de regulacion del numero de revoluciones (dn), por medio de un regulador del numero de revoluciones (16), como magnitud de regulacion, un par teorico (MSL), fijandose por medio del par teorico (MSL) un caudal teorico (VSL), con el que se establece un angulo de valvula de estrangulacion de mezcla (DKW1, DKW2) para la determinacion de un caudal de mezcla (V1, V2) asf como de una presion de mezcla real (p1(IST), p2(IST)) en un tubo receptor (12, 13) delante de las valvulas de admision del motor de gas (1), en dependencia del caudal teorico (VSL) y con el que se establece un angulo de valvula de estrangulacion de gas para la determinacion de un caudal de gas (VG) como porcentaje de gas de una mezcla de aire y gas, igualmente en dependencia del caudal teorico (VSL).
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el caudal teorico (VSL) se calcula limitando el par teorico (MSL) y asignando al par teorico limitado (MSLB), a traves de un diagrama caractenstico y en dependencia del numero de revoluciones real (nIST), el caudal teorico (VSL).
  3. 3. Procedimiento segun la reivindicacion 2, caracterizado por que le limitacion se establece en dependencia del numero de revoluciones real (nIST).
  4. 4. Procedimiento segun la reivindicacion 3, caracterizado por que la limitacion se fija adicionalmente en funcion de un estado de error detectado del sistema (FM) y de un par maximo mecanico admisible.
  5. 5. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el angulo de valvula de estrangulacion de mezcla (DKW1, DKW2) se determina calculando, a partir del caudal teorico (VSL), una presion de mezcla teorica (pSL), determinando a partir de la presion de mezcla teorica (pSL) y de la presion de mezcla real (p1(IST), p2(IST)) en el tubo receptor (12, 13) una desviacion de regulacion de la presion de mezcla (dp1, dp2) y calculando a partir de la desviacion de regulacion de mezcla (dp1, dp2), por medio de un regulador de presion de mezcla (24, 26), una magnitud de regulacion (QF1, QF2) para la determinacion del angulo de valvula de estrangulacion de mezcla (DKW1, DKW2).
  6. 6. Procedimiento segun la reivindicacion 5, caracterizado por que en el calculo de la presion de mezcla teorica (pSL) se consideran tambien el numero de revoluciones real (nlST), un lambda teorico constante (LAM(SL)), una cilindrada del motor (VH), un grado de suministro (LG) correspondiente a un llenado del cilindro, una temperatura de mezcla (T1) en el tubo receptor (12), una presion de aire normal (pNORM), una temperatura normal (TNORM) y una caractenstica de carburante (LMIN).
  7. 7. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que en un motor de gas con disposicion en V se calculan un primer angulo de valvula de estrangulacion de mezcla (DKW1) para el lado A para la determinacion de un primer caudal de mezcla (V1) asf como de una primera presion de mezcla real (p1(IST)) en un primer tubo receptor (12) y un segundo angulo de valvula de estrangulacion de mezcla (DKW2) para el lado B para la determinacion de un segundo caudal de mezcla (V2) asf como de una segunda presion de mezcla real (p2(IST)) en un segundo tubo receptor (13).
ES08802401.3T 2007-09-21 2008-09-19 Procedimiento para la regulación de un motor de gas estacionario Active ES2612762T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007045195 2007-09-21
DE102007045195A DE102007045195B3 (de) 2007-09-21 2007-09-21 Verfahren zur Regelung eines stationären Gasmotors
PCT/EP2008/007891 WO2009040058A1 (de) 2007-09-21 2008-09-19 Verfahren zur regelung eines stationären gasmotors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2612762T3 true ES2612762T3 (es) 2017-05-18

Family

ID=40279845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES08802401.3T Active ES2612762T3 (es) 2007-09-21 2008-09-19 Procedimiento para la regulación de un motor de gas estacionario

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8340885B2 (es)
EP (1) EP2205845B1 (es)
JP (1) JP5469603B2 (es)
KR (1) KR101380283B1 (es)
CN (1) CN101868606B (es)
AU (1) AU2008303820B2 (es)
DE (1) DE102007045195B3 (es)
ES (1) ES2612762T3 (es)
WO (1) WO2009040058A1 (es)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007056623B3 (de) 2007-11-23 2009-05-20 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur Regelung eines stationären Gasmotors
DE102008006708B3 (de) * 2008-01-30 2009-08-20 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur Regelung eines stationären Gasmotors
DE102009033082B3 (de) * 2009-07-03 2011-01-13 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur Regelung eines Gasmotors
CN102493884A (zh) * 2011-12-23 2012-06-13 重庆潍柴发动机厂 一种大功率气体发动机进气控制方法
DE102013203741B4 (de) 2013-03-05 2017-12-14 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie entsprechende Antriebseinrichtung
JP6130696B2 (ja) * 2013-03-26 2017-05-17 田中貴金属工業株式会社 半導体装置
DE102013213351B4 (de) * 2013-03-28 2018-03-22 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Gas-Brennkraftmaschine, Regelung für eine Gas-Brennkraftmaschine und Gas-Brennkraftmaschine
AT514811B1 (de) 2013-10-30 2015-04-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og Verfahren zum Betreiben einer mit einem elektrischen Generator, insbesondere Synchrongenerator, verbundenen Brennkraftmaschine
DE102013021523A1 (de) * 2013-12-13 2015-07-02 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur Drehzahlregelung einer Brennkraftmaschine
JP2015132206A (ja) * 2014-01-14 2015-07-23 三菱重工業株式会社 ガスエンジンの制御装置および制御方法ならびに制御装置を備えたガスエンジン
US9719445B2 (en) * 2015-08-11 2017-08-01 General Electric Company Lambda virtual sensor systems and methods for a combustion engine
CN106837566A (zh) * 2017-01-20 2017-06-13 新奥科技发展有限公司 一种天然气发动机电控系统及热电联产系统
CN114901934A (zh) 2019-12-31 2022-08-12 卡明斯公司 用于发动机起动的旁路系统
US11359557B2 (en) * 2020-05-27 2022-06-14 Caterpillar Inc. Method and system for load control in an internal combustion engine
CN113250834B (zh) * 2021-06-29 2023-03-21 潍柴动力股份有限公司 发动机的控制方法及设备

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS639641A (ja) * 1986-06-27 1988-01-16 Hitachi Ltd 内燃機関の負荷トルク制御装置
JPH0714135U (ja) * 1993-08-24 1995-03-10 日産ディーゼル工業株式会社 圧縮天然ガスエンジンの空燃比制御装置
US5864770A (en) * 1996-03-14 1999-01-26 Ziph; Benjamin Speed and power control of an engine by modulation of the load torque
US6189523B1 (en) 1998-04-29 2001-02-20 Anr Pipeline Company Method and system for controlling an air-to-fuel ratio in a non-stoichiometric power governed gaseous-fueled stationary internal combustion engine
US6021755A (en) * 1998-07-23 2000-02-08 Caterpillar Inc. Method and apparatus for determining a fuel command for a fuel system
US6340005B1 (en) 2000-04-18 2002-01-22 Rem Technology, Inc. Air-fuel control system
EP1158149B1 (de) * 2000-05-26 2006-04-05 Jenbacher Aktiengesellschaft Einrichtung zum Einstellen des Verbrennungsgas-Luft-Verhältnisses eines vorzugsweise stationären Gasmotors
US6876097B2 (en) * 2001-02-22 2005-04-05 Cummins Engine Company, Inc. System for regulating speed of an internal combustion engine
JP4365553B2 (ja) * 2001-12-26 2009-11-18 株式会社日立製作所 エンジンの燃料制御装置及びアイドリング時の空燃比制御方法
DE10205375A1 (de) * 2002-02-09 2003-08-21 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere zur Regelung der Drehzahl der Brennkraftmaschine
DE10346983B4 (de) * 2003-10-09 2010-09-09 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs einer mit gasförmigem Kraftstoff betriebenen Brennkraftmaschine
DE102005056519A1 (de) * 2005-11-28 2007-06-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
JP4476317B2 (ja) * 2007-08-30 2010-06-09 三菱重工業株式会社 ガスエンジンの統合制御方法及び装置
JP4755155B2 (ja) * 2007-08-30 2011-08-24 三菱重工業株式会社 ガスエンジンの統合制御方法及び装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20100256890A1 (en) 2010-10-07
AU2008303820B2 (en) 2011-12-08
EP2205845A1 (de) 2010-07-14
CN101868606A (zh) 2010-10-20
JP2010539383A (ja) 2010-12-16
KR20100085050A (ko) 2010-07-28
EP2205845B1 (de) 2016-11-16
DE102007045195B3 (de) 2009-03-12
WO2009040058A1 (de) 2009-04-02
KR101380283B1 (ko) 2014-04-01
AU2008303820A1 (en) 2009-04-02
US8340885B2 (en) 2012-12-25
JP5469603B2 (ja) 2014-04-16
CN101868606B (zh) 2013-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2612762T3 (es) Procedimiento para la regulación de un motor de gas estacionario
KR101910294B1 (ko) 조절 장치를 갖는 내연기관
CN104420981B (zh) 用于退化测量的废气门阀控制
CN103670763B (zh) 用于车辆起动的发动机控制系统和方法
CN105422297B (zh) 用于车辆、尤其用于商用车的内燃机、尤其燃气发动机
CN103628970A (zh) 用于控制可变增压空气冷却器的方法
CN105804861A (zh) 排气控制阀分支连通和废气门
CN101586500A (zh) 用于控制发动机运转的方法和系统
JP2011504562A (ja) 固定式のガスエンジンを調整する方法
SE528175C2 (sv) Förfarande och anordning för drivning av en förbränningsmotor med en kompressor
CN103282628B (zh) 内燃机的控制装置
US10760479B2 (en) Turbocharger surge management control techniques to eliminate surge valve
SE1350509A1 (sv) Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotorgenom reglering av förbränningen i en förbränningskammare under pågående förbränningscykel
CN105041495A (zh) 用于控制动力传动系的方法和系统
US8401763B2 (en) Control device for internal combustion engine
US20030221669A1 (en) Method for regulating the fuel injection of an internal combustion engine
SE526009C2 (sv) Förfarande och anordning för reglering av laddningstrycket hos åtminstone två kompressorer till en förbränningsmotor
CN105649796B (zh) 用于运行内燃机的方法
ES2532111T3 (es) Sistema y procedimiento de mando de un motor de combustión interna para vehículo automóvil en funcionamiento transitorio
DE102020208865A1 (de) Verfahren zum Einstellen einer Drosselklappe, Motorsteuergerät und ein Fahrzeug
US10132254B2 (en) Controlling camshaft adjustment for the combustion processes taking place in the cylinders of an internal combustion engine
DE102020110482A1 (de) Verfahren zur Anpassung einer Steuerung eines Heizgeräts
CN105612311B (zh) 用于具有直流扫气的对置活塞发动机的捕集的已燃烧气体分数控制
RU2241972C1 (ru) Стенд для настройки и испытания регулятора дизеля
CN105649790B (zh) 用于运行内燃机的方法