NL2004001C2 - Regelinrichting en regelwerkwijze voor het besturen van een otto-gasmotor op gasvormige brandstoffen. - Google Patents

Regelinrichting en regelwerkwijze voor het besturen van een otto-gasmotor op gasvormige brandstoffen. Download PDF

Info

Publication number
NL2004001C2
NL2004001C2 NL2004001A NL2004001A NL2004001C2 NL 2004001 C2 NL2004001 C2 NL 2004001C2 NL 2004001 A NL2004001 A NL 2004001A NL 2004001 A NL2004001 A NL 2004001A NL 2004001 C2 NL2004001 C2 NL 2004001C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
engine
temperature
gas
control
lambda
Prior art date
Application number
NL2004001A
Other languages
English (en)
Other versions
NL2004001A (nl
Inventor
Remco Hellingman
Original Assignee
Remco Hellingman
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 Remco Hellingman filed Critical Remco Hellingman
Priority to NL2004001A priority Critical patent/NL2004001C2/nl
Publication of NL2004001A publication Critical patent/NL2004001A/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL2004001C2 publication Critical patent/NL2004001C2/nl

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02—Controlling 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
    • F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/023—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0027—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
    • F02D41/1447—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures with determination means using an estimation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497—With detection of the mechanical response of the engine
    • F02D41/1498—With detection of the mechanical response of the engine measuring engine roughness
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0215—Mixtures of gaseous fuels; Natural gas; Biogas; Mine gas; Landfill gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0414—Air temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0611—Fuel type, fuel composition or fuel quality
    • F02D2200/0612—Fuel type, fuel composition or fuel quality determined by estimation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1015—Engines misfires
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2454—Learning of the air-fuel ratio control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/05—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using mechanical means
    • F02P5/10—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using mechanical means dependent on fluid pressure in engine, e.g. combustion-air pressure
    • F02P5/103—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using mechanical means dependent on fluid pressure in engine, e.g. combustion-air pressure dependent on the combustion-air pressure in engine
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use 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)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

Regelinrichting en regelwerkwijze voor het besturen van een Otto-gasmotor op gasvormige brandstoffen.
De uitvinding heeft betrekking op een regelinrichting en 5 -werkwijze voor het besturen van een Otto-gasmotor (al dan niet met drukvulling). Hoewel de uitvinding toepasbaar is voor toevoeren van relatief rijke gassen van vrijwel constante samenstelling zoals aardgas of LPG-damp, is deze bijzonder geschikt voor arme en/of in samenstelling fluctuerende gassen 10 zoals biogas.
De uitvinding vervangt bij voorkeur een eventueel aanwezige conventionele lambdaregeling. In een voordelige uitvoering van de uitvinding ontbreekt daarom een lambdasensor.
In het bijzonder wordt met de uitvinding een werkwijze en 15 inrichting beschikbaar gesteld waarmee het ontstekingstijdstip van een Otto-gasmotor eenvoudig kan worden aangepast aan de samenstelling van de daaraan toegevoerde gasvormige brandstof.
De uitvinding kan worden gerealiseerd in een besturingseenheid, die de benodigde parameters inleest, 20 volgens een bepaald protocol verwerkt en vervolgens de benodigde sturing uitlevert. De uitvinding kan ook toegepast worden door integratie van het protocol in een reeds bestaande techniek, zoals een PLC of dergelijke.
De uitvinding kan worden toegepast op een Otto-gasmotor 25 met natuurlijke carburatie, maar kan tevens worden toegepast op een Otto-gasmotor met gas-injektie.
Deze uitvinding kan worden toegepast voor beweeglijke opstelling (bijvoorbeeld op een vrachtwagen), of voor vaste opstelling (bijvoorbeeld een warmte-kracht installatie voor bij-30 voorbeeld de glastuinbouw).
De stand van de techniek bevat reeds veel basiskennis die gebruikt is voor de onderhavige uitvinding. Bij wijze van voorbeeld wordt verwezen naar DE3830687 (MAN) en DE102004060893 (MDE).
35 DE3830687 beschrijft het kalibreren van de zuurstof sensor in het uitlaatgassensysteem. Dit type sensor heeft een groot meetspanningsverloop en een korte levensduur, met name met agressieve brandstoffen. Daarnaast is deze methode niet geschikt voor sterk variërende brandstoffen zoals biogas, omdat 2 voor iedere gassamenstelling een andere lambda nodig is.
DE10 2004 060893 Al beschrijft het verstellen van de ontsteking op basis van temperatuurverschil. De referentietemperatuur wordt hier bepaald uit het 5 generatorvermogen. Een koppeling naar actuele lambda, actueel motorrendement en actuele koelwatertemperatuur en mengseltemperatuur ontbreekt waardoor variatie in koelwatertemperatuur en mengseltemperatuur foutief gecorrigeerd wordt. Bij het verlagen van de lambdawaarde, zal 10 de gemeten uitlaatgassentemperatuur toenemen, waardoor uiteindelijk de ontsteking vervroegd gaat worden. Een verlaging van de lambdawaarde en vervroeging van de ontsteking zal echter meestal tot motorschade leiden. Bij oplopende mengseltemperatuur, zal de uitlaatgassentemperatuur ook 15 toenemen, waardoor uiteindelijk de ontsteking vervroegd gaat worden. Een toename van mengseltemperatuur en vervroeging van de ontsteking zal echter meestal tot motorschade leiden.
US 6 189 523 BI is gebaseerd op mapping in open loop en closed loop. Dit is een methode die alleen optimaal 20 functioneert, als je de eigenschappen van de brandstof weet en de motor zich theoretisch gedraagt, dus wanneer er geen mechanische afwijkingen zijn. Om in de praktijk bruikbaar te zijn, moet een reserve (safety margin) worden toegepast, waardoor de motor echter niet meer op zijn beste 25 instellingen draait. Desondanks blijft de kans op motorschade groot, omdat de besturing immers niet signaleert dat er wat in aan de motor mankeert.
Het artikel van John B. Heywood, "International combustion engine Fundamentals" in 1988, McGraw Hill international editions, 30 New York, XP007913233, ISBN 0071004998, blz. 673-697, is alleen relevant wanneer de eigenschappen van de brandstof bekend zijn en de motor op de bijbehorende instellingen draait. Bij biogas echter veranderen deze parameters continu
In het onderhavige vakgebied wordt voortdurend getracht 35 om over het gehele vermogensgebied van de gasmotor de juiste motorinstellingen te creëren. Daarbij moet, rekening houdend met de van overheidswege gestelde eisen aan de 3 uitlaatgassamenstelling, een telkens optimaal verbran-dingsrendement worden nagestreefd onder vermijding van factoren als oneenparigheid van het motorbedrijf, detonatie, overslaan, enz. Met de uitvinding wordt een bijdrage geleverd aan dit 5 streven.
Gebleken is dat de uitvinding kan worden gerealiseerd in combinatie met geschikte besturingprotocollen die voor de vakman zonder meer proefondervindelijk zijn te ontwikkelen en die bijvoorbeeld met een eenvoudige PLC of equivalent kunnen worden 10 uitgevoerd. De benodigde apparatieve inspanning is daarbij zeer beperkt, zodat de investerings- en onderhoudskosten laag zijn, en de regeling storingongevoelig en dus bijzonder betrouwbaar is.
Ook is gebleken dat een reeds bestaande regelinrichting 15 van een gasmotor gemakkelijk kan worden omgebouwd tot de regelinrichting volgens de uitvinding.
Daarnaast is gebleken dat de uitvinding geschikt is voor op biogas lopende motoren, waarbij het gebruikte biogas een hoeveelheid methaangas (CH4) tussen 40 en 70 vol.% en een 20 aandeel C02-gas tussen 30 en 60 vol.% kan bevatten.
Hierna wordt de uitvinding nader beschreven aan de hand van een op een arm biogasmengsel (overmaat zuurstof ten opzichte van de brandstof) werkende motor (zgn. lean burn gasmotor). Het moet echter duidelijk zijn dat de uitvinding niet beperkt 25 is tot deze toepassing.
Eerst wordt enige achtergrond informatie gegeven voor een goed begrip van de uitvinding.
Het werkgebied van een lean burn gasmotor ligt tussen de klopgrens en de misfiregrens. Wordt de klopgrens overschreden, 30 dan zal spontane ontsteking van het gasmengsel optreden. De verbranding is dan ongecontroleerd, zodat motorschade kan optreden. Wordt de misfiregrens overschreden, dan zal ontstekingsuitval optreden. De daardoor ontstane mechanische onbalans in de motor kan eveneens tot motorschade lijden.
35 Het werkpunt van de motor wordt bepaald door de verhouding van het gasmengsel (lambda) en de gemiddelde effectieve verbrandingsdruk. De grafiek van fig. 1 (verticaal de druk, 4 horizontaal de lambda) laat deze relatie (tussen lambda, verbrandingsdruk en motorwerking) zien. Bij een rijker mengel (lagere lambda) zal het werkpunt richting de klopgrens schuiven (horizontaal). Bij een hogere effectieve verbrandingsdruk zal 5 het werkpunt eveneens richting klopgrens schuiven (verticaal) .
De optimale werkingslijn is een lijn (in fig. 1 gestippeld getekend), parallel en links van de misfiregrens. Het optimale werkpunt van de motor leidt tot het optimale rendement, de laagste thermische belasting en de laagste uitlaatemissies. 10 Deze uitvinding betreft de regelwerkwijze en -inrichting voor het vinden van het optimale werkingspunt van de gasmotor. De uitvinding corrigeert de motorinstellingen naar aanleiding van verandering in de bedrijfsparameters.
Om het optimale werkingspunt van de motor te vinden, 15 gebruikt de uitvinding twee regelprocedures (zie fig. 3 die een blokdiagram toont van de inventieve regeling). De primaire procedure (de bovenste vier blokken in fig. 3) moet de ideale lambda vinden, de secundaire procedure (de overige blokken in fig. 3) moet de ideale verbrandingsdruk vinden.
20 De ideale lambda wordt gevonden door middel van een onrustmeting: Bij parallelbedrijf wordt het generatorvermogen gemeten. Tijdens ontstekingsuitval zal het generatorvermogen tijdelijk iets afnemen; de mate van afwijking is de mate van onrust. Bij eilandbedrijf wordt het toerental gemeten. Tijdens 25 ontstekingsuitval zal het toerental tijdelijk iets afnemen; de mate van afname is eveneens de mate van onrust. De besturing regelt het gasdebiet door middel van een gestuurde regelklep in de gastoevoer. De lambdameting/onrustmeting vindt plaats in voorgeprogrammeerde meetperioden. De besturing stuurt de 30 gestuurde regelklep met een voorgeprogrammeerde snelheid naar de dicht stand. Wordt de misfiregrens bereikt, dan zal de fluctuatie in het vermogen (parallelbedrijf) of het toerental (eilandbedrijf) optreden. De besturing stuurt vervolgens de gestuurde regelklep met een voorgeprogrammeerde snelheid naar 35 de open stand, totdat de fluctuatie in vermogen of toerental verdwenen is. De bijbehorende positie van de gestuurde regelklep levert de juiste lambdawaarde.
5
De ideale druk wordt indirect gevonden door middel van een temperatuurmeting: De optimale uitlaatgassentemperatuur van de gasmotor wordt bepaald door het motorvermogen, de mengseltemperatuur en de motorwatertemperatuur. Deze optimale 5 uitlaatgassentemperatuur is alleen juist, als eerst de optimale lambdawaarde bereikt is. Deze drie parameters worden gemeten en vervolgens in de besturingseenheid vergeleken in een voorgeprogrammeerde tabel en leiden tot een referentietemperatuur. De mengseltemperatuur wordt bij 10 voorkeur gemeten in het gezamenlijke deel van het inlaatspruitstuk, dus na een eventuele intercooler. De uitlaatgassentemperatuur wordt bij voorkeur gemeten in het gezamenlijke deel van het uitlaatspruitstuk, dus voor een eventuele turbolader. Bij een lijn-motor (die immers beschikt 15 over een enkele uitlaatbank) kan worden volstaan met een enkele meetsensor voor de uitlaatgassentemperatuur; bij een V-motor (die immers beschikt over een dubbele uitlaatbank, zie fig.
2 die een V-motor in bovenaanzicht toont, met de positie van sensoren bij dit motortype) wordt bij voorkeur gemeten met twee 20 meetsensoren (een in elke uitlaatbank), en uit de twee meetsignalen wordt een gemiddelde waarde bepaald. De gemeten uitlaatgassentemperatuur wordt door de besturingseenheid vergeleken met de referentietemperatuur. Als de gemeten uitlaatgassentemperatuur hoger is dan de ref erentietemperatuur, 25 zal de besturingseenheid met een voorgeprogrammeerde snelheid het ontstekingstijdstip vervroegen, totdat beide temperaturen gelijk zijn. Is de gemeten uitlaatgassentemperatuur lager dan de referentietemperatuur, zal de besturingseenheid met een voorgeprogrammeerde snelheid het ontstekingstijdstip verlaten, 30 totdat beide temperaturen gelijk zijn.
Het verdient aanbeveling de totale procedure toe te passen in de juiste volgorde. Het juiste ontstekingstijdstip kan pas gevonden worden nadat de juiste lambda gevonden is. Wordt slechts een deel van de totaalprocedure toegepast, dan kan dit 35 tot motorschade leiden.
Aldus wordt voor de uitvinding gebruik gemaakt van een combinatie van motorkoelwatertemperatuur, mengseltemperatuur 6 en uitlaatgassentemperatuur. Bij voorkeur wordt geen gebruik gemaakt van een zuurstofsensor-spanning als referentie (zoals bij DE3830687), maar een stand van de gasklep wordt gebruikt.
5 VOORBEELD
Toepassing van de uitvinding op een Otto-gasmotor met natuurlijke carburatie is als volgt:
De gasmotor zuigt via een carburateur de lucht en het gas aan; in de carburateur worden deze gassen gemengd. In de 10 gastoevoer bevindt zich een gestuurde regelklep, die het gasdebiet naar de carburateur regelt. Het nu ontstane gasmengsel wordt, eventueel via een turbolader en een intercooler, via de inlaatspruitstukken aan de cilinders van het motorblok toegevoerd. Een temperatuuropnemer voor het meten 15 van de mengseltemperatuur bevindt zich in het gezamenlijke deel van het inlaatspruitstuk, dus na een eventuele intercooler (zie figuur 2). De cilinders van het motorblok voeren de uitlaatgassen na de verbranding af via de uitlaatspruitstukken naar een eventuele turbolader en het uitlaatgassensysteem.
20 Een temperatuuropnemer voor het meten van de uitlaatgassentemperatuur bevindt zich in het gezamenlijke deel van het uitlaatspruitstuk, dus voor een eventuele turbolader.
Een temperatuuropnemer voor het meten van de temperatuur van het motorkoelwater bevindt zich in de uittredende 25 koelwaterleiding, zo dicht mogelijk bij het motorblok. De gasmotor beschikt over een elektronisch ontstekingssysteem, dat de ontstekingspanning en het ontstekingstijdstip regelt. Deze ontstekingsspanning wordt door middel van de bougies van de gasmotor in een vonk omgezet, waardoor de verbranding in 30 de cilinders geïnitieerd wordt. Het elektronische ontstekingssysteem beschikt over een stuuringang, waarmee het ontstekingstijdstip beïnvloed kan worden.
De gasmotor beschikt over een tandenkrans, die wordt gebruikt voor de mechanische koppeling naar de startmotor. Een 35 magnetische opnemer wordt op een vaste positie ten opzichte van deze tandenkrans gemonteerd en met deze magnetische opnemer kan het toerental en de toerentalonrust bepaald worden.
7
Het generatorvermogen wordt gemeten door middel van reeds bestaande omvormers. Deze omvormers bepalen aan de hand van gemeten generatorspanning, generatorstroom en cosphi het geleverde generatorvermogen. Het uitgangssignaal van deze 5 omvormers is een analoge spanning in relatie met het geleverde generatorvermogen. Uit deze spanning kan het generatorvermogen en de onrust van het generatorvermogen bepaald worden.
Een lambdasonde ontbreekt.
10 Fig. 4 toont een voorbeeld van de inventieve besturingseenheid met de ingangen en uitgangen voor de gebruikte signalen. De zes ingangen betreffen het toerental, vermogen, de temperatuur van het mengsel, het koelwater, de uitlaat links en de uitlaat rechts. De twee uitgangen betreffen 15 de positie van de gasklep en het tijdstip van de ontsteking
Betekenis van de cijfers in de tekening:
Fig. 1 1 kloppen 20 2 NOx 3 optimale werkingslijn 4 niet ontsteken
Fig. 2 25 Tu uitlaattemperatuur Tm mengseltemperatuur

Claims (8)

1. Werkwijze voor het met behulp van een besturingseenheid met een elektronisch ontstekingssysteem, dat de 5 ontstekingspanning en het ontstekingstijdstip regelt, bedrijven van een verplaatsbare of vast opgestelde Otto-gasmotor met gas-injectie of natuurlijke carburatie om het ontstekingstijdstip van de Otto-gasmotor aan te passen aan de samenstelling van de daaraan toegevoerde, bijvoorbeeld arme, 10 gasvormige brandstof, bijvoorbeeld biogas, met bijvoorbeeld fluctuerende samenstelling, welke besturingseenheid de benodigde parameters inleest, volgens een bepaald protocol verwerkt en vervolgens de benodigde sturing voor het ontstekingssysteem uitlevert om over in hoofdzaak het gehele 15 vermogensgebied van de gasmotor de juiste motorinstellingen te creëren voor optimaal verbrandingsrendement zonder motorschade, waarbij de besturingseenheid twee regelprocedures toepast, een primaire procedure voor het vinden van de ideale lambda, een secundaire procedure voor het vinden van de ideale 20 verbrandingsdruk, en uit het resultaat van beide procedures het ontstekingssysteem aanstuurt, waarbij de primaire procedure een motoronrustmeting, en de secundaire procedure een bepaling of benadering van een referentietemperatuur omvat door meten van het motorvermogen, 25 de mengseltemperatuur en de motorwatertemperatuur of uitlaatgassentemperatuur, welke meetresultaten worden vergeleken in een voorgeprogrammeerde tabel die de referentietemperatuur levert, en waarbij een gemeten temperatuur, zoals de 30 uitlaatgassentemperatuur door de besturingseenheid vergeleken wordt met de referentietemperatuur zodat, wanneer deze temperatuur, zoals de gemeten uitlaatgassentemperatuur, hoger is dan de referentietemperatuur, de besturingseenheid met een voorgeprogrammeerde snelheid het ontstekingstijdstip 35 vervroegen zal, totdat beide temperaturen gelijk zijn terwijl wanneer deze temperatuur, zoals de gemeten uitlaatgassentemperatuur, lager dan de referentietemperatuur is, de besturingseenheid met een voorgeprogrammeerde snelheid het ontstekingstijdstip verlaten zal, totdat beide temperaturen gelijk zijn, en waarbij het juiste ontstekingstijdstip pas bepaald en/of toegepast 5 wordt nadat de juiste lambda gevonden is met de primaire procedure.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, welke wordt uitgevoerd zonder gebruikmaking van een zuurstofsensor-spanning als 10 referentie en/of zonder gebruikmaking van een lambdasensor
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de precieze samenstelling van de daaraan toegevoerde arme gasvormige brandstof biogas onbekend is en voortdurend fluctueert. 15
4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij de brandstof een hoeveelheid methaangas (CH4) bevat die fluctueert tussen 40 en 70 vol.% en/of een aandeel C02-gas bevat dat fluctueert tussen 30 en 60 vol.%. 20
5. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-4, waarbij één of meer van de volgende wordt toegepast: - de mengseltemperatuur wordt gemeten in het inlaatspruitstuk, bij voorkeur in het gezamenlijke deel ervan, stroomafwaarts 25 van de eventuele intercooler; - de uitlaatgassentemperatuur wordt gemeten in het uitlaatspruitstuk, bij voorkeur in het gezamenlijke deel ervan, stroomopwaarts van de eventuele turbolader; - de motorwatertemperatuur wordt gemeten in de uittredende 30 koelwaterleiding, bij voorkeur direct waar die uit het motorblok komt.
6. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij tijdens de primaire procedure de ideale lambda wordt 35 gevonden door middel van een onrustmeting, waarbij in parallelbedrijf de variatie in het generatorvermogen wordt gemeten en in eilandbedrijf de variatie in het toerental wordt gemeten, welke variatie in generatorvermogen resp. toerental een maat is voor de motoronrust, en bij voorkeur de besturing het gasdebiet door middel van een gestuurde regelklep in de gastoevoer regelt. 5
7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarbij de lambdameting/onrustmeting plaats vindt in voorgeprogrammeerde meetperioden en/of de besturing tijdens een meetperiode van de primaire procedure de gestuurde regelklep met een 10 voorgeprogrammeerde snelheid naar de dicht stand stuurt totdat fluctuatie in vermogen of toerental optreedt waarna de besturing de regelklep met een voorgeprogrammeerde snelheid naar de open stand stuurt, totdat de fluctuatie in vermogen of toerental verdwenen is en de besturing de bijbehorende 15 positie van de gestuurde regelklep als de ideale lambdawaarde beschouwt.
8. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, welke omvat: een 20 besturingseenheid met een elektronisch ontstekingssysteem, dat de ontstekingspanning en het ontstekingstijdstip regelt van een verplaatsbare of vast opgestelde Otto-gasmotor met gas-injectie of natuurlijke carburatie, welke besturingseenheid is ingericht voor het inlezen van de 25 benodigde parameters, deze volgens een bepaald protocol te verwerken en vervolgens de benodigde sturing voor het ontstekingssysteem uit te leveren om over in hoofdzaak het gehele vermogensgebied van de gasmotor de juiste motorinstellingen te creëren voor optimaal verbran-30 dingsrendement zonder motorschade, waarbij de besturingseenheid is ingericht voor het toepassen van twee regelprocedures, een primaire procedure voor het vinden van de ideale lambda, en een secundaire procedure voor het vinden van de ideale verbrandingsdruk, en uit het resultaat van beide procedures 35 het ontstekingssysteem aanstuurt; en voor het pas bepalen en/of toepassen van het juiste ontstekingstijdstip nadat de juiste lambda gevonden is met de primaire procedure.
NL2004001A 2008-12-22 2009-12-22 Regelinrichting en regelwerkwijze voor het besturen van een otto-gasmotor op gasvormige brandstoffen. NL2004001C2 (nl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2004001A NL2004001C2 (nl) 2008-12-22 2009-12-22 Regelinrichting en regelwerkwijze voor het besturen van een otto-gasmotor op gasvormige brandstoffen.

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2002358 2008-12-22
NL2002358 2008-12-22
NL2004001A NL2004001C2 (nl) 2008-12-22 2009-12-22 Regelinrichting en regelwerkwijze voor het besturen van een otto-gasmotor op gasvormige brandstoffen.
NL2004001 2009-12-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NL2004001A NL2004001A (nl) 2010-06-23
NL2004001C2 true NL2004001C2 (nl) 2010-08-26

Family

ID=42170821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2004001A NL2004001C2 (nl) 2008-12-22 2009-12-22 Regelinrichting en regelwerkwijze voor het besturen van een otto-gasmotor op gasvormige brandstoffen.

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL2004001C2 (nl)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
WO2000065215A1 (fr) * 1999-04-21 2000-11-02 Institut Français Du Petrole Methode de correction a l'avance a l'allumage d'un moteur a combustion interne
DE102004060893B4 (de) * 2004-12-17 2006-07-27 Mde Dezentrale Energiesysteme Gmbh Verfahren und Einrichtung zur Steuerung eines Zündzeitpunkts bei einem Otto-Gasmotor

Also Published As

Publication number Publication date
NL2004001A (nl) 2010-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4755155B2 (ja) ガスエンジンの統合制御方法及び装置
EP2708722B1 (en) Control apparatus and method for an internal combustion engine
JP4476317B2 (ja) ガスエンジンの統合制御方法及び装置
JP4599378B2 (ja) ガスエンジンの統合制御方法及び装置
CN102216598A (zh) 气体燃料发动机进气密度控制系统
JP2004218432A (ja) 圧縮比と空燃比と過給状態とを切り換えながら運転される内燃機関
US7177752B2 (en) Method of regulating an internal combustion engine
CN111868358B (zh) 用于运行尤其是机动车的奥托发动机的方法以及机动车
JP2005307759A (ja) 予混合圧縮自着火機関の運転方法及び予混合圧縮自着火機関
WO2004072561A3 (en) Fuel regulator for natural gas fired co-generation unit
JP2009057871A (ja) ガスエンジンの始動制御方法及び装置
CN112105808B (zh) 内燃机、内燃机的控制方法及内燃机的控制系统
CA2891084C (en) Internal combustion engine and method for operating the same
JP2005220916A (ja) 内燃機関の制御方法、これを実施するための制御装置、及びこれらを用いた内燃機関
AU2017202563A1 (en) Controller for internal combustion engine
CN105408605A (zh) 用于运行内燃机的方法
ES2942567T3 (es) Procedimiento y dispositivo de control para operar un motor de gas de encendido por chispa
JP2019183801A (ja) 内燃機関及び内燃機関の制御方法
NL2004001C2 (nl) Regelinrichting en regelwerkwijze voor het besturen van een otto-gasmotor op gasvormige brandstoffen.
KR101986275B1 (ko) 연료 가스의 특성 측정 시스템을 갖춘 내연기관
KR20100129126A (ko) 오토 엔진의 작동 방법
GB2564906A (en) Enhanced combustion engine
CN210033646U (zh) 一种应用于发电机组的双节气门发动机控制系统
JP6485129B2 (ja) 天然ガスエンジン及びその運転方法
JP6488776B2 (ja) 天然ガスエンジン及びその運転方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20170101