ES2886218T3 - Procedimiento para controlar la propulsión de un barco - Google Patents

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Abstract

Un procedimiento para controlar la propulsión de un barco (10), comprendiendo dicho barco (10) un motor (5) y una hélice (7) de paso controlable, comprendiendo dicho motor (5) al menos un cilindro (9), en el que el par de torsión y la velocidad del motor se ajustan para corresponder a un valor de punto de consigna de salida, en el que el ajuste es tal que dicho barco (10) se hace funcionar en una condición operativa con una velocidad del motor de dicho motor (5) y un paso de hélice de dicha hélice (7) de paso controlable de manera que el consumo de combustible de dicho barco (10) se lleve y/o se mantenga dentro de un rango de consumo de combustible deseado, caracterizado por que el procedimiento comprende: - determinar un valor de presión superior indicativo de una presión superior en dicho al menos un cilindro (9) y - reducir el par de torsión de dicho motor (5) al detectar que el valor de presión superior supera un valor umbral de presión superior.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para controlar la propulsión de un barco
Campo técnico
La presente invención se refiere a un procedimiento para controlar la propulsión de un barco. Además, la presente invención se refiere a un programa informático, un medio legible por ordenador, una unidad de control y un barco.
Antecedentes
Una hélice de barco de paso controlable está diseñada de manera que el ángulo de ataque de la pala se pueda variar continuamente. De esta manera, se puede variar el par de torsión del motor principal. Una hélice de paso controlable es común para barcos de tamaño mediano (50 - 150 m de eslora entre perpendiculares) con requisitos de maniobrabilidad de medianos a altos.
Aunque un barco con una hélice de paso controlable se puede maniobrar con la flexibilidad adecuada, los barcos contemporáneos a menudo consumen más combustible del necesario, por ejemplo, debido a una configuración de funcionamiento inadecuada del motor del barco o de la hélice de paso controlable
El documento WO 2016/169991 A1 divulga un procedimiento para controlar la propulsión de un barco que comprende un motor y una hélice de paso controlable y tener en cuenta el consumo de combustible. Sin embargo, este documento no divulga un procedimiento que tenga en cuenta la presión dentro de un cilindro. Sumario
En vista de lo anterior, de acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, un objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento para controlar la propulsión de un barco en el que el motor del barco funciona en condiciones de funcionamiento apropiadas.
El aspecto anterior se logra mediante un procedimiento según la reivindicación 1.
El primer aspecto de la presente invención se refiere a un procedimiento para controlar la propulsión de un barco. El barco comprende un motor y una hélice de paso controlable. El motor comprende al menos un cilindro. El par de torsión y la velocidad del motor se ajustan para corresponder a un valor de punto de consigna de salida, en el que el ajuste es tal que el barco funciona en una condición de funcionamiento con una velocidad de motor del motor y un paso de la hélice de la hélice de paso controlable de manera que el consumo de combustible del barco se lleva y/o se mantiene dentro de un rango de consumo de combustible deseado.
De acuerdo con el primer aspecto de la presente invención, el procedimiento comprende:
- determinar un valor de presión superior indicativo de una presión superior en al menos un cilindro y
- reducir el par de torsión del motor al detectar que el valor de presión superior supera un valor umbral de presión superior.
Las presiones superiores excesivas pueden dañar el motor. Como tal, en virtud del procedimiento anterior de acuerdo con el segundo aspecto de la presente invención, el riesgo de dañar el motor puede mantenerse apropiadamente bajo.
Opcionalmente, la velocidad de motor del motor aumenta al detectar que el valor de presión superior supera el valor umbral de presión superior.
Opcionalmente, para el primer aspecto de la presente invención, el rasgo característico de reducir el par de torsión del motor comprende reducir el paso de la hélice de la hélice de paso controlable.
Un segundo aspecto de la presente invención se refiere a un programa informático que comprende medios de código de programa para realizar los pasos del primer aspecto de la presente invención cuando el programa se ejecuta en un ordenador.
Un tercer aspecto de la presente invención se refiere a un medio legible por ordenador que lleva un programa informático que comprende medios de código de programa para realizar los pasos del primer aspecto de la presente invención cuando el producto de programa se ejecuta en un ordenador.
Un cuarto aspecto de la presente invención se refiere a una unidad de control para controlar la propulsión de un barco. El barco comprende un motor y una hélice de paso controlable. El motor comprende al menos un cilindro. La unidad de control está adaptada para recibir una señal indicativa de un valor de punto de consigna de salida. La unidad de control también está adaptada para emitir señales de control para controlar la velocidad de motor del motor y el paso de la hélice de la hélice de paso controlable en respuesta al valor del punto de consigna de salida. Las señales de control se determinan de manera que el barco se hace funcionar en una condición de funcionamiento, correspondiente al valor del punto de consigna de salida, con una velocidad de motor del motor y un paso de la hélice de la hélice de paso controlable de manera que el consumo de combustible del barco se lleva y/o se mantiene dentro de un rango de consumo de combustible deseado.
De acuerdo con el cuarto aspecto de la presente invención, la unidad de control está adaptada para:
- recibir una señal de presión superior con un valor de presión superior indicativo de una presión superior en al menos un cilindro y para
- emitir una señal de control para reducir el par de torsión del motor al detectar que el valor de presión superior supera un valor umbral de presión superior.
Opcionalmente, la unidad de control está adaptada para emitir una señal de control para aumentar la velocidad de motor del motor al detectar que el valor de presión superior supera el valor umbral de presión superior.
Opcionalmente, la unidad de control está adaptada para emitir una señal de control para reducir el paso de la hélice de la hélice de paso controlable con el fin de reducir el par del motor.
Un quinto aspecto de la presente invención se refiere a un barco que comprende una unidad de control de acuerdo con el quinto o el sexto aspecto de la presente invención.
Breve descripción de los dibujos
Con referencia a los dibujos adjuntos, a continuación, sigue una descripción más detallada de modos de realización de la invención citados como ejemplos.
En los dibujos:
la fig. 1 ilustra una curva de límite de carga típica para un motor;
la fig. 2 ilustra un cálculo de un valor de ajuste de salida para la velocidad del motor y el control del par de torsión para obtener el efecto solicitado correcto;
la fig. 3 es un diagrama de una lógica de control de ejemplo, y
la fig. 4 es un diagrama de bloques de un modo de realización de un barco.
Descripción detallada de modos de realización preferentes
La fig. 4 ilustra un modo de realización de un barco 10. El barco de la fig. 4 comprende un motor 5, que también puede denominarse motor principal, y una hélice 7 de paso controlable. El par de torsión y la velocidad de motor pueden ajustarse para corresponder a un valor de punto de consigna de salida, por ejemplo, un valor de salida de la potencia del motor deseado u objetivo. Meramente a modo de ejemplo, el valor del punto de consigna de salida puede establecerse usando la placa de usuario 1 integrada o ubicada remotamente que se ilustra en la fig.
4. En general, el valor del punto de consigna de salida es indicativo de una potencia deseada producida por el motor 5 y la hélice 7 de paso controlable.
Meramente a modo de ejemplo, y como se indica en la fig. 4, se puede enviar una señal indicativa del valor del punto de consigna de salida desde la placa de usuario 1 a una unidad de control 2 incorporada o ubicada remotamente. Como ejemplo no limitativo, la unidad de control 2 puede recibir información del motor 5, un regulador 4 de velocidad del motor, un conjunto turbo 6, la hélice 7 de paso controlable y posiblemente un sensor 8 de salida del eje. Además, aunque de nuevo únicamente a modo de ejemplo, el barco 10 puede comprender una placa de usuario adicional 3 para la configuración del sistema y la lectura de datos.
Además, la unidad de control 2 puede estar adaptada para emitir señales de control al motor 5 y a la hélice 7 -o una disposición de regulación de la hélice (no mostrada)- para controlar así la velocidad de motor del motor 5 y el paso de la hélice de la hélice 7 de paso controlable. Controlando el paso de la hélice, se puede controlar el par de torsión del motor 5.
Adicionalmente, el modo de realización de la fig. 4 del barco 10 comprende un juego de cilindros que comprende al menos un cilindro 9. Además, en la fig. 4, el modo de realización del barco 10 que se divulga en ella comprende un sensor de presión de cilindro 11 adaptado para determinar la presión en el al menos un cilindro 9. A modo de ejemplo, el sensor de presión del cilindro 11 puede adaptarse para determinar la presión superior en al menos uno de los cilindros.
La fig. 4 también ilustra como un mero ejemplo, que no es parte de la invención, que el barco 10 ilustrado en ella comprende un sistema 12 de gases de escape adaptado para guiar los gases de escape del motor 5. Además, como se indica en la fig. 4, el sistema 12 de gases de escape puede comprender un conjunto 13 de reducción de NOx . Meramente a modo de ejemplo, tal conjunto de reducción de NOx puede comprender un catalizador adaptado para reducir el contenido de NOx en los gases de escape.
Además, la fig. 4 ilustra como un mero ejemplo, que no es parte de la invención, que el barco 10 puede comprender un sensor 14 de NOx aguas arriba ubicado entre, como se ve en una dirección prevista del flujo de gas de escape, el motor 5 y el conjunto 13 de reducción de NOx . En lugar de, o además del sensor 14 de NOx aguas arriba, el barco puede comprender un sensor 15 de NOx aguas abajo ubicado aguas abajo, como se ve en la dirección prevista del flujo de gases de escape, del conjunto 15 de reducción de NOx en el sistema 12 de gases de escape.
Además, el barco 10 de la fig. 4 comprende como un mero ejemplo, que no es parte de la invención, un sensor de posición 16, que por ejemplo puede comprender un sistema de posicionamiento global, adaptado para determinar la ubicación geográfica del barco 10.
La fig. 1 ilustra una curva de límite de carga para un motor, por ejemplo, el motor 5 de la fig. 4. Como puede deducirse de la fig. 1, el gráfico ilustrado en la misma presenta la velocidad del motor (presentada como un porcentaje de la velocidad máxima del motor) en las abscisas y la potencia en las ordenadas. Además, la fig. 1 incluye isolíneas para diferentes niveles de par de torsión (también presentado como porcentaje del par de torsión máximo producible por el motor). Como puede observarse en la fig. 1, la potencia producida por el motor aumenta a medida que aumenta el par de torsión. De manera similar, la potencia producida por el motor aumenta a medida que aumenta la velocidad del motor.
Además, como puede observarse en la fig. 1, se puede obtener un cierto nivel de potencia mediante una pluralidad de combinaciones diferentes de par de torsión del motor y velocidad del motor. En general, desde el punto de vista del consumo de combustible, es beneficioso hacer funcionar el motor a un alto nivel de par de torsión.
Como tal, y con referencia a la fig. 2, al recibir un valor de punto de consigna de salida, por ejemplo, indicativo de la potencia producida por el motor, el motor se hace funcionar preferentemente en una condición con un alto nivel de par de torsión, por ejemplo, en el más alto nivel posible de par de torsión en vista del límite de carga del motor, y la velocidad del motor se controla de manera que la combinación de la velocidad del motor y el par de torsión del motor corresponda a la potencia solicitada, o al valor del punto de consigna de salida.
Sin embargo, la presente invención también propone tener en cuenta parámetros adicionales al determinar una combinación adecuada de par de torsión del motor y velocidad del motor para cumplir con la potencia solicitada, o el valor del punto de consigna de salida.
Además, la presente invención se refiere a un procedimiento para controlar la propulsión de un barco 10. El barco 10 comprende un motor 5 y una hélice 7 de paso controlable, en el que el par de torsión y la velocidad del motor se ajustan para corresponder a un valor de punto de consigna de salida. Como se ha sugerido anteriormente en el presente documento, el par de torsión del motor puede controlarse controlando el paso de la hélice de la hélice 7 de paso controlable.
El ajuste del par de torsión y de la velocidad del motor es tal que el barco 10 funciona en una condición de funcionamiento con una velocidad de motor del motor 5 y un paso de la hélice de la hélice 7 de paso controlable de manera que el consumo de combustible del barco se lleva y/o se mantiene dentro de un rango de consumo de combustible deseado. Como tal, con referencia a la fig. 2, la velocidad del motor y el paso de la hélice se controlan, en general, de manera que el par motor sea lo más alto posible en vista de la curva de límite de carga del motor y también en vista de otras condiciones límite, como se explicará a continuación.
Como tal, un primer aspecto de la presente invención se refiere a un procedimiento para controlar la propulsión de un barco en el que el procedimiento comprende determinar un valor de presión superior indicativo de una presión superior en al menos un cilindro 9 (ver la fig. 4). Meramente a modo de ejemplo, el valor de presión superior puede determinarse usando un sensor de presión de cilindro, tal como el sensor de presión de cilindro 11 presentado anteriormente en el presente documento en relación con la fig. 4. Además, el procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto de la presente invención comprende reducir el par de torsión del motor 5 tras la detección de que el valor de presión superior supera un valor umbral de presión superior.
Meramente a modo de ejemplo, el valor umbral de presión superior puede determinarse para reducir el riesgo de cargas excesivas y/o desgaste excesivo del motor 5. Sin embargo, en lugar de, o además de, lo anterior, el valor umbral de presión superior puede determinarse de modo que, por ejemplo, las emisiones del motor se mantengan dentro de los intervalos deseados. Meramente a modo de ejemplo, se puede generar una correlación entre las presiones superiores y las emisiones de NOx y se puede usar una presión superior correspondiente a un nivel de emisión de NOx máximo deseable como valor umbral de presión superior.
En el caso de que un motor comprenda una pluralidad de cilindros, la presión superior puede medirse en uno de los cilindros. De forma alternativa, la presión superior puede medirse en dos o más de los cilindros y la presión superior máxima medida en el uno o más cilindros puede usarse como valor de presión superior que, en consecuencia, se compara con el valor umbral de presión superior.
Además, la velocidad de motor del motor 5 puede aumentarse tras la detección de que el valor de presión superior supera el valor umbral de presión superior.
Independientemente de la condición límite que se use al controlar la propulsión del barco 10, el rasgo característico de reducir el par de torsión del motor 5 puede comprender reducir el paso de la hélice de la hélice 7 de paso controlable.
Además, debe observarse que el modo de realización del procedimiento presentado anteriormente en el presente documento puede llevarse a cabo mediante una o más unidades de control, tales como la unidad de control 2 presentada anteriormente en el presente documento en relación con la fig. 4. Como tal, la unidad de control 2 puede adaptarse para recibir señales indicativas de un valor de punto de consigna de salida, por ejemplo, utilizando la placa de usuario 1 ilustrada en la fig. 4. Además, como se ha sugerido anteriormente en el presente documento, la unidad de control 2 también puede estar adaptada para recibir señales indicativas de la velocidad de motor del motor 5 y el paso de la hélice de la hélice 7 de paso controlable. Además, la unidad de control 2 también puede estar adaptada para recibir señales indicativas de la condición límite pertinente, por ejemplo, el valor de presión superior, y para comparar la señal así recibida con un valor umbral correspondiente. Además, la unidad de control 2 puede estar adaptada para emitir señales de control indicativas de la velocidad de motor del motor y el paso de la hélice de la hélice de paso controlable en respuesta al valor del punto de consigna de salida, teniendo en cuenta la condición límite anterior.
Como tal, la unidad de control 2 del barco 10 puede adaptarse para realizar el procedimiento del procedimiento presentado anteriormente.
La fig. 3 ilustra un ejemplo de una lógica de control para una unidad de control 2. Como se puede deducir de la fig. 3, la lógica de control puede comprender un regulador para controlar la velocidad de motor del motor y el paso de la hélice de la hélice de paso controlable. La lógica de control de la fig. 3 también puede comprender medios para tener en cuenta una o más de las condiciones límite analizadas anteriormente cuando se controla la velocidad del motor y el paso de la hélice. Como tal, el regulador puede adaptarse para recibir señales de sensor, tales como señales del sensor 11 de presión de cilindro analizado previamente, y usar información en las señales al determinar valores de ajuste para la velocidad y el par de torsión del motor, es decir, el paso de la hélice de la hélice de paso controlable.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un procedimiento para controlar la propulsión de un barco (10), comprendiendo dicho barco (10) un motor (5) y una hélice (7) de paso controlable, comprendiendo dicho motor (5) al menos un cilindro (9), en el que el par de torsión y la velocidad del motor se ajustan para corresponder a un valor de punto de consigna de salida, en el que el ajuste es tal que dicho barco (10) se hace funcionar en una condición operativa con una velocidad del motor de dicho motor (5) y un paso de hélice de dicha hélice (7) de paso controlable de manera que el consumo de combustible de dicho barco (10) se lleve y/o se mantenga dentro de un rango de consumo de combustible deseado, caracterizado por que el procedimiento comprende:
    - determinar un valor de presión superior indicativo de una presión superior en dicho al menos un cilindro (9) y
    - reducir el par de torsión de dicho motor (5) al detectar que el valor de presión superior supera un valor umbral de presión superior.
  2. 2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la velocidad del motor de dicho motor (5) se incrementa al detectar que el valor de presión superior supera dicho valor umbral de presión superior.
  3. 3. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho rasgo característico de reducir el par de dicho motor (5) comprende reducir el paso de la hélice de dicha hélice (7) de paso controlable.
  4. 4. Un programa informático que comprende medios de código de programa para realizar todos los pasos de cualquiera de las reivindicaciones precedentes cuando el programa se ejecuta en un ordenador.
  5. 5. Un medio legible por ordenador que lleva un programa informático que comprende medios de código de programa para realizar los pasos de cualquiera de las reivindicaciones 1 - 4 cuando el producto de programa se ejecuta en un ordenador.
  6. 6. Una unidad de control (2) para controlar la propulsión de un barco (10), comprendiendo dicho barco (10) un motor (5) y una hélice (7) de paso controlable, comprendiendo dicho motor (5) al menos un cilindro (9), en la que dicha unidad de control (2) está adaptada para recibir una señal indicativa de un valor de punto de consigna de salida, estando adaptada también dicha unidad de control (2) para emitir señales de control para controlar la velocidad del motor de dicho motor (5) y el paso de la hélice de dicha hélice (7) de paso controlable en respuesta a dicho valor de punto de consigna de salida, en la que las señales de control se determinan de manera que dicho barco (10) se hace funcionar en una condición de funcionamiento, correspondiente a dicho valor de punto de consigna de salida, con una velocidad del motor de dicho motor (5) y un paso de la hélice de la hélice (7) de paso controlable de manera que el consumo de combustible de dicho barco (10) se lleve y/o se mantenga dentro de un rango de consumo de combustible deseado, caracterizada por que dicha unidad de control (2) está adaptada para:
    - recibir una señal de presión superior con un valor de presión superior indicativo de una presión superior en dicho al menos un cilindro (9) y
    - emitir una señal de control para reducir el par de torsión de dicho motor (5) al detectar que dicho valor de presión superior supera un valor umbral de presión superior.
  7. 7. La unidad de control (2) de acuerdo con la reivindicación 6, en la que dicha unidad de control (2) está adaptada para emitir una señal de control para aumentar dicha velocidad del motor de dicho motor (5) al detectar que dicho valor de presión superior supera dicho valor umbral de presión superior.
  8. 8. La unidad de control (2) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 - 7, en la que dicha unidad de control (2) está adaptada para emitir una señal de control para reducir el paso de la hélice de dicha hélice (7) de paso controlable con el fin de reducir el par de torsión de dicho motor (5).
  9. 9. Un barco (10) que comprende una unidad de control (2) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
ES18739504T 2017-07-14 2018-07-05 Procedimiento para controlar la propulsión de un barco Active ES2886218T3 (es)

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