ES2714529T3

ES2714529T3 - Sistema para el control de la temperatura de la subcámara piloto

Info

Publication number: ES2714529T3
Application number: ES14158295T
Authority: ES
Inventors: Jean Thomassin; Edwin Schulz
Original assignee: Pratt and Whitney Canada Corp
Current assignee: Pratt and Whitney Canada Corp
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2019-05-28
Anticipated expiration: 2034-03-07
Also published as: CA2845166A1; EP2775125A3; US10280830B2; EP2775125B1; PL2775125T3; US10865699B2; CA2845166C; US20190211741A1; EP2775125A2; US20140251258A1

Abstract

Un sistema para controlar una temperatura en una subcámara piloto (72) para la inyección piloto de combustible en un motor de combustión interna, comprendiendo el sistema: - una unidad receptora (202) adaptada para - recibir al menos una primera medición de al menos un parámetro de funcionamiento del motor, y - recibir una segunda medición indicativa de una temperatura actual en la subcámara (72); y - una unidad de procesamiento adaptada para - calcular a partir de la al menos una primera medición, un punto de ajuste para la temperatura en la subcámara para mantener la temperatura en la subcámara a un nivel suficiente para provocar el encendido, - generar, en respuesta a la segunda medición, al menos una señal de control indicativa de una solicitud para ajustar la temperatura actual hacia el punto de ajuste, y - enviar la al menos una señal de control al motor.

Description

DESCRIPCION

Sistema para el control de la temperature de la subcamara piloto

CAMPO TECNICO

La solicitud se refiere en general a los motores rotativos de combustion interna y, mas particularmente, al control de la temperature de una subcamara en tales motores.

ANTECEDENTES DE LA TECNICA

Los motores rotativos de combustion interna utilizan la rotacion de un piston para convertir la presion en un movimiento giratorio. En estos motores, el rotor incluye tipicamente una serie de sellos que permanecen en contacto con una pared de la cavidad del rotor del motor a lo largo del movimiento rotatorio del rotor para crear una pluralidad de camaras giratorias cuando el rotor gira. Un tipo bien conocido, el motor Wankel, tiene un rotor generalmente triangular recibido en una cavidad epitrocoide de dos lobulos. Tambien existen otros tipos de motores rotativos.

Algunos motores de combustion interna, incluidos algunos motores rotativos, incluyen una subcamara piloto para el encendido del piloto. Sin embargo, las disposiciones conocidas no estan optimizadas, en terminos de disposiciones y caractensticas de combustion y, por lo tanto, existe margen de mejora.

Una camara de gas de camara auxiliar de la tecnica anterior se describe en el documento JP 2005/240712 A.

SUMARIO

En un aspecto, se proporciona un sistema para controlar una temperatura en una subcamara piloto para la inyeccion piloto de combustible en un motor de combustion interna, comprendiendo el sistema: una unidad receptora adaptada para recibir al menos una primera medicion de al menos un parametro de funcionamiento del motor, y recibir una segunda medicion de la temperatura actual en la subcamara; y una unidad de procesamiento adaptada para calcular, a partir de la al menos una primera medicion, un punto de ajuste para la temperatura en la subcamara para mantener la temperatura en la subcamara a un nivel suficiente para provocar el encendido, generar en respuesta a la segunda medicion al menos una senal de control indicativa de una solicitud para ajustar la temperatura actual hacia el punto de ajuste, y enviar al menos una senal de control al motor.

En otro aspecto, se proporciona un procedimiento para controlar una temperatura en una subcamara piloto para la inyeccion piloto de combustible en un motor de combustion interna, comprendiendo el procedimiento: recibir al menos una primera medicion de al menos un parametro de funcionamiento del motor; recibir una segunda medicion de una temperatura actual en la subcamara; calcular, a partir de la al menos una primera medicion, un punto de ajuste de la temperatura en la subcamara para mantener la temperatura en la subcamara a un nivel suficiente para provocar el encendido; generando en respuesta a la segunda medicion al menos una senal de control indicativa de una solicitud para ajustar la temperatura actual hacia el punto de ajuste; y enviando al menos una senal de control al motor.

En un aspecto adicional, se proporciona un sistema para controlar una temperatura en una subcamara piloto para la inyeccion piloto de combustible en un motor de combustion interna, comprendiendo el sistema: medios para recibir al menos una primera medicion de al menos un parametro de funcionamiento del motor; medios para recibir una segunda medicion de una temperatura actual en la subcamara; medios para calcular, a partir de la al menos una primera medicion, un punto de ajuste de la temperatura en la subcamara para mantener la temperatura en la subcamara a un nivel suficiente para provocar el encendido; medios para generar, en respuesta a la segunda medicion, al menos una senal de control indicativa de una solicitud para ajustar la temperatura actual hacia el punto de ajuste; y medios para enviar la al menos una senal de control al motor.

DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

A continuacion, se hace referencia a las figuras adjuntas en las que:

la figura 1 es una vista esquematica en seccion transversal de un motor rotativo de combustion interna de acuerdo con una realizacion particular;

la figura 2 es un diagrama esquematico de un sistema para controlar la temperatura de una subcamara piloto de un motor rotativo tal como se muestra en la figura 1, de acuerdo con una realizacion ilustrativa;

la figura 3 es un diagrama esquematico mas detallado del sistema de control de la figura 2; y

la figura 4 es un diagrama de flujo de un procedimiento para controlar la temperature de la subcamara del motor, de acuerdo con una realizacion ilustrativa.

DESCRIPCION DETALLADA

Con referencia a la figura 1, se muestra esquematicamente un motor rotativo 10 de combustion interna conocido como motor Wankel. En una realizacion particular, el motor rotativo 10 se utiliza en un sistema de motor de ciclo compuesto, tal como se describe en la patente estadounidense n.° 7.753.036 de Lents y col., expedida el 13 de julio de 2010, como se describe en la patente estadounidense n.° 7.775.044 de Julien y col., expedida el 17 de agosto de 2010, o como se describe en las solicitudes estadounidenses de patente publicadas n.os 2014/0020380 A1 y 2014/0020381 A1. El sistema de motor de ciclo compuesto se puede utilizar como motor motriz primario, como en una aeronave u otro vehnculo, o en cualquier otra aplicacion adecuada. En cualquier caso, en dicho sistema, el aire es comprimido por un compresor antes de ingresar al motor Wankel, y el motor impulsa una o mas turbina(s) del motor compuesto. En otra realizacion, el motor rotativo 10 se usa con un turbocompresor sin estar compuesto; en otra realizacion, el motor rotativo 10 se usa sin un turbocompresor, con aire a presion atmosferica, como un motor independiente. En una realizacion, el motor rotativo 10 puede ser aplicable a sistemas de base terrestre que incluyen, pero no se limitan a, generadores.

El motor 10 comprende un cuerpo exterior 12 que tiene paredes de extremo 14 separadas axialmente con una pared periferica 18 que se extiende entre ellas para formar una cavidad 20 de rotor. La superficie interior 19 de la pared periferica 18 de la cavidad 20 tiene un perfil que define dos lobulos, que es preferiblemente un epitrocoide.

Un cuerpo interno o rotor 24 se recibe dentro de la cavidad 20, estando el eje geometrico del rotor 24 desplazado y siendo paralelo al eje del cuerpo exterior 12. El rotor 24 tiene caras de extremo 26 separadas axialmente adyacentes a las paredes de extremo 14 del cuerpo exterior, y una cara periferica 28 que se extiende entre ellas. La cara periferica 28 define tres partes de apice 30 separadas circunferencialmente y un perfil generalmente triangular con lados arqueados hacia afuera. Las partes de apice 30 estan en acoplamiento de sellado con la superficie interior de la pared periferica 18 para formar tres camaras de trabajo giratorias 32 entre el rotor interior 24 y el cuerpo exterior 12. Un hueco (no mostrado) se define en la cara periferica 28 del rotor 24 entre cada par de partes de apice adyacentes 30, para formar parte de la camara 32 correspondiente.

Las camaras de trabajo 32 estan selladas. Cada parte de apice 30 del rotor tiene un sello de apice 52 que se extiende desde una cara de extremo 26 a la otra y que sobresale radialmente desde la cara periferica 28. Cada sello de apice 52 esta sesgado radialmente hacia afuera contra la pared periferica 18 a traves de un resorte respectivo. Un sello de extremo 54 se acopla a cada extremo de cada sello de apice 52, y se sesga contra la pared de extremo respectiva 14 a traves de un resorte adecuado. Cada cara de extremo 26 del rotor 24 tiene al menos una junta axial 60 en forma de arco que se extiende desde cada parte de apice 30 a cada parte de apice 30 adyacente, adyacente a la periferia del rotor, pero hacia adentro en toda su longitud. Un resorte empuja cada junta axial 60 axialmente hacia afuera, de modo que la junta axial 60 se proyecta axialmente desde la cara de extremo 26 de rotor adyacente hacia el acoplamiento de sellado con la pared de extremo 14 adyacente de la cavidad. Cada junta axial 60 esta en acoplamiento de sellado con el sello de extremo 54 adyacente a cada extremo del mismo.

Aunque no se muestra, el rotor 24 esta colocado en una parte excentrica de un arbol e incluye un engranaje de fase coaxial con el eje del rotor, que esta engranado con un engranaje de fase del estator fijo asegurado al cuerpo exterior coaxialmente con el arbol. El arbol gira el rotor 24 y los engranajes engranados grnan al rotor 24 para realizar revoluciones orbitales dentro de la cavidad del rotor. El arbol gira tres veces por cada rotacion completa del rotor 24 a medida que se mueve alrededor de la cavidad 20 del rotor. Se proporcionan sellos de aceite alrededor del engranaje de fase para evitar el flujo de fugas de aceite lubricante radialmente hacia afuera del mismo entre la respectiva cara de extremo 26 del rotor y la pared de extremo 14 del cuerpo exterior.

Al menos un puerto de entrada 44 se define a traves de una de las paredes de extremo 14 o la pared periferica 18 para admitir aire (atmosferico o comprimido) en una de las camaras de trabajo 32, y al menos un puerto de escape 46 se define a traves de una de las paredes de extremo 14 o la pared periferica 18 para la descarga de los gases de escape de las camaras de trabajo 32. Los puertos de entrada 44 y escape 46 estan colocados uno con respecto al otro y con respecto al miembro de encendido y los inyectores de combustible (descritos mas adelante), de manera que durante cada rotacion del rotor 24, cada camara 32 se mueve alrededor de la cavidad 20 con un volumen variable para someterse a las cuatro fases de admision, compresion, expansion y escape, siendo estas fases similares a las carreras en un motor de combustion interna de tipo redproco que tiene un ciclo de cuatro carreras.

En una realizacion particular, los puertos de entrada 44 y escape 46 estan dispuestos de tal manera que el motor rotativo 10 funciona bajo el principio del ciclo de Miller o Atkinson, con su relacion de compresion volumetrica mas baja que su relacion de expansion volumetrica. En otra realizacion, los puertos de entrada 44 y escape 46 estan dispuestos de manera tal que las relaciones volumetricas de compresion y expansion son iguales o similares entre st

El motor 10 incluye una subcamara piloto 72 definida en el cuerpo exterior 12, para la inyeccion de combustible piloto y el encendido. En la realizacion mostrada, la subcamara piloto 72 se proporciona en un inserto 34 recibido en un orificio 36 correspondiente definido a traves de la pared periferica 18 del cuerpo exterior 12. El inserto 34 se retiene a la pared periferica 18 utilizando cualquier tipo de conexion adecuado, que incluye, entre otros, sujetadores, soldadura, soldadura con bronce, retencion a traves de una cubierta que se superpone con el inserto 34 y se conecta a la pared periferica 18, etc. En otra realizacion, la subcamara piloto 72 esta definida directamente en la pared periferica 18.

En la realizacion mostrada, el cuerpo de inserto 34 tiene toda la subcamara piloto 72 definida en el mismo, mostrada aqu con una seccion transversal circular. Tambien son posibles otras geometnas, que incluyen, pero no se limitan a, perfiles cilmdricos, conicos, troncoconicos, en forma de cuna, etc. El inserto 34 incluye al menos una abertura de salida 74 definida en el mismo para la comunicacion con la cavidad 20, y la subcamara 72 tiene una forma que forma una seccion transversal reducida adyacente a la/s abertura/s 74, de tal manera que la/s abertura/s 74 definen una restriccion al flujo entre la subcamara 72 y la cavidad 20. La/s abertura/s 74 puede/n tener varias formas y/o definirse por un patron de orificios multiples.

El inserto 34 particular mostrado se proporciona solo como un ejemplo, y se entiende que para el inserto 34 son posibles otras geometnas y/o posiciones dentro de la pared periferica 18. En una realizacion particular, el inserto 34 esta hecho de un material que tiene propiedades de temperatura mas altas y/o conductividad termica mas baja que la de la pared periferica 18, que puede estar hecha de aluminio, por ejemplo. En una realizacion, el inserto 34 esta hecho de una superaleacion a base de mquel o cobalto. Como alternativa, tal como se menciono anteriormente, el inserto 34 se puede omitir y la subcamara piloto 72 se definira directamente en la pared periferica 18, si la pared periferica 18 esta hecha de un material que tiene suficiente resistencia al calor y propiedades adecuadas de alta temperatura para resistir las altas temperaturas dentro de la subcamara 72.

La pared periferica 18 tiene un orificio alargado 40 del inyector principal definido a traves del mismo, en comunicacion con la cavidad 20 del rotor y separado de la subcamara piloto 72. Un inyector de combustible principal 42 es recibido y retenido dentro de este orificio 40 correspondiente, comunicandose la punta del inyector principal 42 con la cavidad 20 en un punto separado de la subcamara piloto 72. El inyector principal 42 esta ubicado hacia atras de la subcamara piloto 72 con respecto a la direccion R de la rotacion y revolucion del rotor, y esta en angulo para dirigir el combustible hacia adelante en cada una de las camaras giratorias 32 secuencialmente con un patron de orificio de punta disenado para una pulverizacion adecuada.

La pared periferica 18 tambien tiene un orificio alargado 76 de inyector piloto definido a traves del mismo en comunicacion con la subcamara 72. Un inyector de combustible piloto 78 se recibe y retiene dentro del orificio 76 correspondiente , estando la punta del inyector piloto 78 en comunicacion con la subcamara 72, por ejemplo, terminando en una abertura correspondiente definida en el inserto 34 entre la subcamara 72 y el orificio 76 del inyector piloto.

El inyector piloto 78 y el inyector principal 42 inyectan combustible, que en una realizacion particular es combustible pesado, por ejemplo, diesel, queroseno (combustible para reactores), biocombustible equivalente, etc., en las camaras 32. Como alternativa, el combustible puede ser cualquier otro tipo adecuado de combustible adecuado para la inyeccion como se describe, incluyendo combustible no pesado tal como, por ejemplo, gasolina o combustible lfquido de hidrogeno. En una realizacion particular, al menos el 0,5 % y hasta el 20 % del combustible se inyecta a traves del inyector piloto 78, y el resto se inyecta a traves del inyector principal 42. En otra realizacion particular, como maximo el 10 % del combustible se inyecta a traves del inyector piloto 78. En otra realizacion particular, como maximo el 5 % del combustible se inyecta a traves del inyector piloto 78. El inyector principal 42 inyecta el combustible de tal manera que cada camara giratoria 32, cuando esta en la fase de combustion, contiene una mezcla pobre de aire y combustible.

La pared periferica 18 y, en la realizacion mostrada, el cuerpo de inserto 34 tienen un orificio alargado 82 del elemento de encendido definido en el mismo en comunicacion con la subcamara 72. Un elemento de encendido 84 se recibe y retiene dentro del orificio 82 correspondiente y se coloca para encender el combustible dentro de la subcamara 72, por ejemplo, siendo recibida la punta del elemento de encendido 84 en la subcamara 72. En la realizacion mostrada, el elemento de encendido 84 es una bujfa incandescente. Tambien son posibles otras configuraciones, incluyendo, por ejemplo, tener el elemento de encendido 84 completamente recibido dentro del inserto 34, y/o elemento/s de encendido 84 de cualquier otro tipo adecuado, incluyendo, pero sin limitacion, encendido por plasma, encendido por laser, bujfa, microondas, otros tipos de elementos de encendido, etc.

Con referencia ahora a la figura 2, a continuacion se describira un sistema de control 100 para la temperatura de la subcamara del motor 10. El sistema 100 se puede usar para controlar el encendido del motor 10 y mas particularmente para mantener la temperatura en la subcamara 72 a un nivel suficiente para causar el encendido. Aun asf, debe entenderse que el sistema 100 puede usarse para otras aplicaciones. El sistema 100 comprende una unidad de control 102, que esta acoplada al motor 10 asf como a los sensores 104 del motor, y un sensor de temperatura 106 de la subcamara. La unidad de control 102 puede comprender un ordenador digital o una Unidad de Control del Motor (UCM) (no mostrada) usando una Unidad Central de Procesamiento (UCP) (no mostrada).

En una realizacion donde el motor 10 se usa en un motor compuesto en una aeronave donde el aire es comprimido por un compresor antes de ingresar al motor 10 y el motor 10 acciona una o mas turbinas del motor compuesto, el sistema 100 puede ademas incluir sensores 108 de aeronave. Los sensores 108 de aeronave se pueden usar para medir los parametros de operacion de la aeronave (no mostrada) a la que esta acoplado el motor 10. Los sensores 108 de aeronave pueden comprender un sensor de velocidad, un sensor de presion o cualquier otro instrumento adecuado conocido por los expertos en la tecnica para proporcionar informacion sobre la situacion de vuelo de la aeronave. En una realizacion, los sensores 108 de la aeronave pueden proporcionar una medicion de la velocidad de la aeronave (por ejemplo, el numero de Mach).

Los sensores 104 del motor se pueden usar para medir los parametros de operacion del motor y comprenden ilustrativamente al menos uno de un sensor de presion y/o un sensor de temperatura para medir respectivamente una presion y/o una temperatura cerca o en el puerto de entrada 44 del motor (por ejemplo, en un conducto que proporciona comunicacion fluida entre el compresor y el puerto de entrada 44). Tambien se puede usar un sensor de velocidad para medir una velocidad de rotacion del rotor 24 del motor 10. Debe entenderse que pueden aplicarse otros sensores.

El sensor de temperatura 106 de la subcamara se puede usar para tomar una medida indicativa de una temperatura actual en la subcamara 72 del motor 10. Para este proposito, el sensor de temperatura 106 de la subcamara puede colocarse en la subcamara piloto 72 o, como alternativa, acoplarse a la pared que delimita la subcamara 72. En una realizacion particular donde el sensor de temperatura 106 esta adaptado para medir la temperatura del gas en la subcamara 72, el sensor de temperatura 106 puede ser una parte integral de una parte del elemento de encendido 84 (por ejemplo, bujfa incandescente) recibida en la subcamara 72. En una realizacion particular donde el sensor de temperatura 106 se adapta para medir la temperatura de la pared de la subcamara 72, el sensor de temperatura 106 se puede proporcionar como un termopar acoplado a la pared de metal. Como tal, la medicion de la temperatura de la subcamara adquirida por el sensor 106 puede ser la temperatura del gas en la subcamara 72 o la temperatura del material de la pared de la subcamara. En otra realizacion, la medicion adquirida por el sensor 106 puede ser otra medicion indicativa de la temperatura de la subcamara, que incluye, pero no se limita a, la temperatura del inserto 34.

Como se describira mas adelante, al recibir las mediciones de los sensores 104, 106, 108, la unidad de control 102 puede determinar a partir de a h el valor de la temperatura de la subcamara que debe alcanzarse para el funcionamiento optimo del motor 10. La unidad de control 102 puede entonces enviar al motor 10 al menos una senal de control para hacer que la temperatura de la subcamara se ajuste hacia el valor optimo. Por ejemplo, la al menos una senal de control emitida por la unidad de control 102 puede ser representativa de un comando para ajustar una intensidad del elemento de encendido 84. Como alternativa, la senal de control puede ser una solicitud para que el inyector piloto 78 inyecte con una cierta temporizacion una cantidad dada de combustible en la subcamara 72. De esta manera, la temperatura de la subcamara 72 se puede controlar con precision.

Con referencia a la figura 3, la unidad de control 102 comprende ilustrativamente un modulo de recepcion 202, un modulo 204 de calculo de punto de ajuste, un modulo de prealimentacion opcional 206, un modulo de calculo de error 208 y un modulo 210 de control de temperatura de subcamara. Las lecturas de los sensores 104 del motor, el sensor de temperatura de la subcamara 106 y, si corresponde, los sensores 108 de la aeronave pueden ser recibidos en el modulo de recepcion 202. El modulo de recepcion 202 puede enviar entonces al modulo 204 de calculo del punto de ajuste una senal que comprende las lecturas recibidas del sensor. A partir de la senal recibida, el modulo 204 de calculo del punto de ajuste puede calcular un valor objetivo, es decir, el punto de ajuste, de la temperatura de la subcamara, que el modulo 208 de control de la temperatura de la subcamara debena alcanzar. El valor del punto de ajuste puede ajustarse de acuerdo con los parametros de operacion del motor 10 y, si corresponde, de la aeronave (no mostrada) tal como se recibio de los sensores 104 del motor y, si corresponde, los sensores 108 de la aeronave. Por ejemplo, puede ser deseable lograr un primer punto de ajuste de la temperatura de la subcamara para un primer conjunto de lecturas de presion, temperature y velocidad de rotacion del motor 10, si bien puede ser deseable lograr un segundo punto de ajuste de la temperature de la subcamara para un segundo conjunto de lecturas de presion, temperature, y velocidad de rotacion. Por ejemplo, el punto de ajuste se puede proporcionar como un mapa o tabla con relacion a una o mas de las lecturas de presion, temperature y velocidad de rotacion. Debe entenderse que el modulo 208 de control de temperature de la subcamara puede establecer como alternativa el valor del punto de ajuste en un valor predeterminado, por ejemplo, 1000 °F (538 °C).

El valor del punto de ajuste emitido por el modulo 204 de calculo del punto de ajuste se envfa luego al modulo de calculo de error 208, que puede recibir ademas del modulo de recepcion 202 una senal de temperatura de la subcamara que comprende una medicion actual del sensor de temperatura 106 de la subcamara. El modulo de calculo de error 208 puede entonces calcular una diferencia entre el punto de ajuste calculado y la medicion de temperatura actual de la subcamara. El valor de la diferencia se envfa luego al modulo 210 de control de temperatura de la subcamara, que puede generar en funcion del mismo al menos una senal de control indicativa de una solicitud para ajustar la temperatura de la subcamara. En particular, el modulo 210 de control de temperatura de la subcamara puede determinar a partir de la diferencia recibida desde el modulo de calculo de error 208 el ajuste requerido para ajustar la temperatura de la subcamara hacia el punto de ajuste.

El modulo 210 de control de temperatura de la subcamara puede entonces determinar al menos un componente del motor cuyo funcionamiento se puede modificar para lograr el ajuste deseado. El modulo 210 de control de temperatura de la subcamara puede generar en consecuencia una senal de control para ordenar al componente del motor en cuestion que realice el ajuste. En una realizacion, el modulo 210 de control de temperatura de la subcamara puede generar, de hecho, al menos una de una senal de control de intensidad, una senal de control de cantidad del inyector y una senal de control de temporizacion de inyector. La senal de control de intensidad puede enviarse al elemento de encendido 84 para provocar un ajuste deseado, por ejemplo, un aumento o una disminucion en la intensidad de calentamiento del elemento de encendido 84 cuando el elemento de encendido 84 se puede calentar (por ejemplo, una bujfa incandescente u otro elemento de calentamiento), un cambio en temporizacion y/o el tiempo de activacion del elemento de encendido 84 (por ejemplo, el encendido por plasma, encendido por laser, bujfa). Esto a su vez puede variar, es decir, aumentar o disminuir, la temperatura en la subcamara 72 hacia el punto de ajuste. La senal de control de cantidad del inyector tambien puede ser enviada al inyector piloto 78 para hacer que este ajuste la cantidad de combustible que inyecta en la subcamara 72 en cada pulso de inyeccion, modificando asf la temperatura de la subcamara en consecuencia. La senal de control de temporizacion del inyector tambien puede enviarse al inyector piloto 78 para controlar la temporizacion de la inyeccion de combustible mediante el inyector piloto 78 para modificar adicionalmente la temperatura de la subcamara. Por ejemplo, en una realizacion particular, la temperatura en la subcamara 72 puede aumentarse aumentando la cantidad de combustible inyectado por el inyector piloto 78, temporizando la inyeccion piloto para que ocurra antes en el ciclo de combustion y/o aumentando la temperatura de un elemento de encendido 84 calentable.

De esta manera, al alterar el funcionamiento del elemento de encendido 84 y/o el inyector piloto 78, la temperatura en la subcamara 72 puede controlarse con precision hacia el valor de punto de ajuste deseado. El sensor de temperatura 106 de la subcamara puede adquirir una nueva lectura de la temperatura de la subcamara y esta lectura puede retroalimentarse a la unidad de control 102. La unidad de control 102 puede entonces evaluar a partir de los datos recibidos si se ha alcanzado el punto de ajuste de temperatura deseado. Si este no es el caso, se puede/n generar nueva/s senal/es de control para un ajuste adicional. Entonces se puede lograr un control preciso en circuito cerrado de la temperatura de la subcamara.

Debe entenderse que el modulo 210 de control de temperatura de la subcamara puede determinar cuales de las senales de control mencionadas anteriormente se generaran de acuerdo con las mediciones de parametros de operacion del motor y la aeronave recibidas de los sensores 104 del motor y, si corresponde, los sensores 108 de la aeronave. Por ejemplo, si el motor 10 esta operando en un dfa fno, puede ser conveniente que la temperatura de la subcamara 72 se ajuste controlando el funcionamiento del elemento de encendido 84 en lugar de la del inyector piloto 78. En este caso, el modulo 210 de control de temperatura de la subcamara, al recibir una medicion de la temperatura en la entrada del motor desde los sensores 104 del motor, puede determinar que solo se debe generar la senal de control de intensidad para la salida al elemento de encendido 84. En otros casos, las mediciones recibidas desde los sensores 104 del motor y los sensores 108 de la aeronave pueden indicar que es deseable que la temperatura de la subcamara se controle a traves del inyector piloto 78 solo o como alternativa a traves del elemento de encendido 84 y el inyector piloto 78 para mayor precision. Por lo tanto, el modulo 210 de control de temperatura de la subcamara puede generar las senales de control correspondientes en consecuencia. Tambien debe entenderse que se pueden generar senales de control adicionales para controlar la temperatura de la subcamara. Por ejemplo, aunque no se ilustra, debe entenderse que la unidad de control 102 puede enviar la/s senal/es de control al inyector principal 42, de modo que los parametros de control de la misma puedan alterarse para alcanzar la temperatura deseada en la subcamara.

En una realizacion, el modulo de recepcion 202 tambien puede adaptarse para detectar un modo transitorio de funcionamiento del motor 10, por ejemplo, en funcion de las mediciones recibidas de los sensores 104 del motor y, si corresponde, los sensores 108 de la aeronave y/o cuando un usuario acciona un control determinado (por ejemplo, el accionamiento del acelerador en una aeronave). Cuando se detecta dicho modo, el modulo de recepcion 202 puede enviar la senal del sensor de la aeronave/motor al modulo de prealimentacion 206. Este ultimo puede entonces introducir un elemento de compensacion adicional para anticipar una respuesta del motor 10 que funciona en el modo transitorio. Por ejemplo, en el modo transitorio, un movimiento rapido del acelerador ordenado por un piloto de la aeronave puede dar como resultado que el motor 10 solicite potencia adicional. En este caso, para controlar la temperatura de la subcamara 72, puede ser conveniente anticipar la respuesta del motor. Por lo tanto, para este proposito, el modulo de prealimentacion 206 puede predecir la cantidad y la temporizacion de combustible que debe inyectar el inyector piloto 78 con el motor 10 en modo transitorio. El modulo de prealimentacion 206 puede luego enviar al modulo 210 de control de temperatura de la subcamara una senal indicativa de los valores predichos. El modulo 210 de control de temperatura de la subcamara puede tener en cuenta entonces las predicciones del modulo de prealimentacion 206 al generar la/s senal/es de control para ajustar la temperatura de la subcamara 72, logrando asf un control optimo. En particular, el modulo 210 de control de temperatura de la subcamara puede generar la/s senal/es de control para garantizar que, en el modo transitorio, la temperatura de la subcamara se mantenga lo mas cerca posible del punto de ajuste calculado por el modulo 204 de calculo del punto de ajuste.

Con referencia ahora a la figura 4, a continuacion se describira un procedimiento 300 para el control en bucle cerrado de la temperatura de la subcamara del motor 10. El procedimiento 300 comprende recibir en la etapa 302 mediciones de parametros de funcionamiento del/los sensor/es de la aeronave/motor, como se discutio anteriormente con referencia a la figura 2. El procedimiento 300 comprende ademas recibir en la etapa 304 una medicion actual de la temperatura de la subcamara desde el sensor de temperatura de la subcamara. El punto de ajuste de la temperatura de la subcamara se puede calcular en la etapa 306 en funcion de las mediciones de los parametros de funcionamiento recibidos. Una diferencia entre el punto de ajuste calculado y la medicion de la temperatura de la subcamara actual se puede calcular entonces en la etapa 308. Opcionalmente, la siguiente etapa 310 puede ser determinar luego, por ejemplo, a partir de las mediciones de los parametros de funcionamiento, si el motor esta funcionando en modo transitorio. Si este es el caso, se puede aplicar la logica de prealimentacion en la etapa 312 para anticipar la respuesta del motor en el modo transitorio y predecir la cantidad y la temporizacion de las inyecciones de combustible, como se describe anteriormente en el presente documento. Al menos una senal de control de temperatura de subcamara se puede emitir entonces en la etapa 314. Dicha/s senal/es puede/n comprender una senal de control de intensidad para controlar la intensidad del elemento de encendido, una senal de control de cantidad del inyector para controlar la cantidad de combustible inyectado por el inyector piloto y una senal de control de temporizacion de inyector para controlar la temporizacion de las inyecciones de combustible del inyector piloto. Si se determino en la etapa 310 que el motor no esta en modo transitorio, o si se omiten las etapas 310, 312, el procedimiento 300 puede fluir directamente a la etapa 314 de emitir la/s senal/es de control. Como se discutio anteriormente, al recibir la/s senal/es de control, el elemento de encendido y/o el inyector piloto del motor pueden modificar su funcionamiento para alcanzar el punto de ajuste de temperatura calculado en la etapa 306.

Las ensenanzas en el presente documento son aplicables a muchos tipos de motores rotativos, y no solo a los motores Wankel. En una realizacion particular, el motor rotativo puede ser un motor rotativo de tipo unico o excentrico donde el rotor gira alrededor de un centro de rotacion fijo. Por ejemplo, el motor rotativo puede ser un motor de paletas deslizantes, tal como se describe en la patente estadounidense n.° 5.524.587 expedida el 11 de junio de 1996 o en la patente estadounidense n.° 5.522.356 expedida el 4 de junio de 1996. En otra realizacion particular, el motor rotativo puede ser un motor giratorio oscilante, que incluye dos o mas rotores que giran a diferentes velocidades angulares, provocando que la distancia entre las partes de los rotores vane y, como tal, que el volumen de la camara cambie. En otra realizacion particular, el motor rotativo puede ser un motor giratorio planetario que tiene una geometna diferente a la del motor Wankel, como por ejemplo un motor planetario que tiene una cavidad de rotor con un perfil epitrocoide que define tres lobulos y un rotor con cuatro partes de apice. Los ejemplos de dichos motores rotativos que no son Wankel se muestran en la solicitud estadounidense n.° 13/750.523 del solicitante, presentada el 25 de enero de 2013. Tambien son posibles otras geometnas de motores rotativos.

Las ensenanzas en el presente documento tambien son aplicables a otros tipos de motores de combustion interna que tienen una subcamara piloto para encendido, tal como, por ejemplo, motores alternativos.

La descripcion anterior pretende ser solo ejemplar, y un experto en la tecnica reconocera que pueden realizarse cambios en las realizaciones descritas sin apartarse de las reivindicaciones adjuntas. Las modificaciones que caen dentro del alcance de la presente invencion seran evidentes para los expertos en la tecnica, a la luz de una revision de esta divulgacion, y se pretende que tales modificaciones entren dentro de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema para controlar una temperatura en una subcamara piloto (72) para la inyeccion piloto de combustible en un motor de combustion interna, comprendiendo el sistema:

- una unidad receptora (202) adaptada para

- recibir al menos una primera medicion de al menos un parametro de funcionamiento del motor, y

- recibir una segunda medicion indicativa de una temperatura actual en la subcamara (72); y

- una unidad de procesamiento adaptada para

- calcular a partir de la al menos una primera medicion, un punto de ajuste para la temperatura en la subcamara para mantener la temperatura en la subcamara a un nivel suficiente para provocar el encendido,

- generar, en respuesta a la segunda medicion, al menos una senal de control indicativa de una solicitud para ajustar la temperatura actual hacia el punto de ajuste, y

- enviar la al menos una senal de control al motor.

2. El sistema como se define la reivindicacion 1, en donde el motor de combustion interna es un motor rotativo acoplado a una aeronave, estando adaptada la unidad receptora (202) para recibir tambien al menos una tercera medicion de al menos un parametro de operacion de la aeronave, y la unidad de procesamiento esta adaptada para calcular, a partir de la al menos una primera medicion y la al menos una tercera medicion, el punto de ajuste de la temperatura en la subcamara.

3. El sistema como se define en la reivindicacion 2, en donde la unidad receptora (202) esta adaptada para recibir la al menos una tercera medicion representativa de una velocidad de la aeronave.

4. El sistema como se define en la reivindicacion 2 o 3, en donde la unidad de procesamiento esta adaptada para generar la al menos una senal de control como una senal de control de cantidad del inyector para modificar una cantidad de combustible inyectado en la subcamara (72) por un inyector piloto (78) del motor y como una senal de control de temporizacion de inyector para modificar una temporizacion de una inyeccion de combustible por el inyector piloto (78), y en donde la unidad de procesamiento esta ademas adaptada para detectar un modo transitorio del motor desde la al menos una primera medicion y la al menos una tercera medicion, para predecir la cantidad del combustible y la temporizacion de la inyeccion de combustible requerida para ajustar la temperatura actual hacia el punto de ajuste, y generar la al menos una senal de control en consecuencia.

5. El sistema como se define en cualquier reivindicacion precedente, en donde la unidad de procesamiento esta adaptada para calcular una diferencia entre el punto de ajuste y la temperatura actual y para generar la al menos una senal de control en funcion de la diferencia.

6. El sistema como se define en cualquier reivindicacion precedente, en donde la unidad de procesamiento esta adaptada para generar la al menos una senal de control como al menos una de una senal de control de intensidad para modificar una intensidad de un elemento de encendido (84) acoplado a la subcamara (72), una senal de control de cantidad del inyector para modificar una cantidad de combustible inyectado en la subcamara (72) por un inyector piloto (78) del motor, y una senal de control de temporizacion de inyector para modificar una temporizacion de una inyeccion de combustible por el inyector piloto (78).

7. El sistema como se define en cualquier reivindicacion precedente, en donde la unidad receptora (202) esta adaptada para recibir la segunda medicion de uno de un sensor de temperatura (106) colocado en la subcamara (72), correspondiendo la temperatura actual a una temperatura del gas en la subcamara (72), y un sensor de temperatura (106) acoplado a una pared de la subcamara (72), la segunda medicion representativa de la temperatura actual de la pared.

8. El sistema como se define en cualquier reivindicacion precedente, en donde el motor es un motor rotativo, estando adaptada la unidad receptora (202) para recibir al menos una primera medicion que comprende al menos una de una presion en un puerto de entrada (44) del motor, una temperatura en el puerto de entrada (44) del motor y una velocidad de rotacion de un rotor (24) del motor.

9. Un procedimiento para controlar una temperatura en una subcamara piloto (72) para la inyeccion piloto de combustible en un motor de combustion interna, comprendiendo el procedimiento:

- recibir (302) al menos una primera medicion de al menos un parametro de funcionamiento del motor;

- recibir (304) una segunda medicion indicativa de una temperatura actual en la subcamara (72);

- calcular (306), a partir de la al menos una primera medicion, un punto de ajuste para la temperature en la subcamara para mantener la temperature en la subcamara a un nivel suficiente para provocar el encendido;

- generar (314), en respuesta a la segunda medicion, al menos una senal de control indicativa de una solicitud para ajustar la temperatura actual hacia el punto de ajuste; y

- enviar la al menos una senal de control al motor.

10. El procedimiento como se define en la reivindicacion 9, en donde el motor de combustion interna es un motor rotativo esta acoplado a una aeronave, el procedimiento comprende ademas recibir al menos una tercera medicion de al menos un parametro de funcionamiento de la aeronave, y el punto de ajuste de la temperatura en la subcamara (72) se calcula a partir de la al menos una primera medicion y la al menos una tercera medicion.

11. El procedimiento como se define en la reivindicacion 10, en donde generar la al menos una senal de control comprende generar al menos una de una senal de control de cantidad del inyector para modificar una cantidad de combustible inyectado en la subcamara mediante un inyector piloto (78) del motor y una senal de control de temporizacion de inyector para modificar una temporizacion de una inyeccion de combustible por el inyector piloto (78), comprendiendo ademas el procedimiento detectar (310) un modo transitorio del motor a partir de la al menos una primera medicion y la al menos una tercera medicion, prediciendo la cantidad de combustible y la temporizacion de la inyeccion de combustible requerida para ajustar la temperatura actual hacia el punto de ajuste, y generar la al menos una senal de control en consecuencia.

12. El procedimiento como se define en la reivindicacion 9, 10 u 11, que comprende ademas calcular (308) una diferencia entre el punto de ajuste y la temperatura actual y generar la al menos una senal de control en funcion de la diferencia.

13. El procedimiento como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en donde generar (314) la al menos una senal de control comprende generar al menos una de una senal de control de intensidad para modificar una intensidad de un elemento de encendido (84) acoplado a la subcamara (72), una senal de control de cantidad del inyector para modificar una cantidad de combustible inyectado en la subcamara (72) por un inyector piloto (78) del motor, y una senal de control de temporizacion del inyector para modificar una temporizacion de una inyeccion de combustible por el inyector piloto (78).

14. El procedimiento como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, en donde recibir la segunda medicion comprende recibir la segunda medicion desde uno de un sensor de temperatura (106) colocado en la subcamara (72), correspondiendo la temperatura actual a una temperatura del gas en la subcamara (72), y un sensor de temperatura (106) acoplado a una pared de la subcamara (72), la segunda medicion representativa de la temperatura actual de la pared.

15. Un sistema para controlar una temperatura en una subcamara piloto para la inyeccion piloto de combustible en un motor de combustion interna, comprendiendo el sistema:

- medios (202) para recibir al menos una primera medicion de al menos un parametro de funcionamiento del motor; - medios (202) para recibir una segunda medicion indicativa de una temperatura actual en la subcamara;

- medios (204) para calcular, a partir de la al menos una primera medicion, un punto de ajuste de la temperatura en la subcamara para mantener la temperatura en la subcamara a un nivel suficiente para provocar el encendido, - medios (210) para generar, en respuesta a la segunda medicion, al menos una senal de control indicativa de una solicitud para ajustar la temperatura actual hacia el punto de ajuste, y

- medios para enviar la al menos una senal de control al motor.