Motores de combustión interna así como dispositivo de reglaje del motor.

Procedimiento para hacer funcionar un motor (1) estacionario de combustión interna,

con un dispositivo (2) de compresión con geometría variable del compresor, el cual comprime el gas (5, 6) alimentado al motor (1) de combustión interna, y con un dispositivo (7) de estrangulamiento instalado a continuación del dispositivo (2) de compresión, con el que se puede modificar la cantidad del gas (5, 6) comprimido alimentado al motor de combustión interna, reglándose el motor (1) de combustión interna mediante el accionamiento de al menos dos elementos de ajuste, caracterizado porque el motor (1) de combustión interna se regula en una magnitud de control del motor, y porque en caso de una desviación de la magnitud de control del motor, de un valor teórico, se modifica la cantidad de gas alimentada al motor (1) de combustión interna, mediante el accionamiento del dispositivo (7) de estrangulamiento como primer elemento de ajuste, y mediante la modificación de la geometría del dispositivo (2) de compresión, como segundo elemento de ajuste, de manera que la magnitud de control del motor siga en su valor teórico, retrasándose la modificación de la geometría del dispositivo (2) de compresión, al menos temporalmente, respecto al accionamiento del dispositivo de estrangulamiento, y/o se lleva a cabo más despacio que el accionamiento del dispositivo (7) de estrangulamiento.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08015163.

Solicitante: GE JENBACHER GMBH & CO. OHG.

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: ACHENSEESTRASSE 1-3 6200 JENBACH AUSTRIA.

Inventor/es: HIRZINGER, JOHANN, KLAUSNER, JOHANN, Greuter,Rainer.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F02B31/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION.F02B MOTORES DE COMBUSTION INTERNA DE PISTONES; MOTORES DE COMBUSTION EN GENERAL (válvulas operadas cíclicamente para este efecto F01L; lubricación de los motores de combustión interna F01M; silenciadores o dispositivos de escape para este efecto F01N; refrigeración de motores de combustión interna F01P; turbinas de combustión interna F02C; plantas motrices en las que los motores utilizan productos de combustión F02C, F02G). › Modificación de los sistemas de admisión para imprimir un movimiento de rotación a la carga en el cilindro (características estructurales de los sistemas de admisión F02M).
  • F02B31/06 F02B […] › F02B 31/00 Modificación de los sistemas de admisión para imprimir un movimiento de rotación a la carga en el cilindro (características estructurales de los sistemas de admisión F02M). › Medios móviles, p. ej. válvulas de mariposa.
  • F02D23/00 F02 […] › F02D CONTROL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION (accesorios para el control automático de la velocidad en vehículos, que actúan sobre una sola subunidad del vehículo B60K 31/00; control conjunto de subunidades del vehículo de diferente tipo o diferente función, sistemas de control de la propulsión de vehículos de carretera para propósitos distintos que el control de una sola subunidad B60W; válvulas de funcionamiento cíclico para los motores de combustión F01L; control de la lubrificación de los motores de combustión F01M; refrigeración de los motores de combustión interna F01P; alimentación de los motores de combustión con mezclas combustibles o constituyentes de las mismas, p. ej. carburadores, bombas de inyección, F02M; arranque de los motores de combustión F02N; control del encendido F02P; control de las plantas motrices de turbinas de gas, de las plantas motrices por propulsión a reacción o de las plantas motrices de productos de la combustión, ver las clases relativas a estas plantas). › Control de los motores caracterizados por ser sobrealimentados.
  • F02D29/06 F02D […] › F02D 29/00 Control de motores, siendo tal control específico de los dispositivos accionados por ellos, siendo los dispositivos distintos de las partes o accesorios esenciales para el funcionamiento del motor, p. ej. control de motores por los signos exteriores. › particular a los motores que accionan generadores eléctricos.
  • F02D31/00 F02D […] › Utilización de reguladores no eléctricos sensibles a la velocidad para controlar los motores de combustión, no previsto en otro lugar.
  • F02D41/00 F02D […] › Control eléctrico de la alimentación de mezcla combustible o de sus constituyentes (F02D 43/00 tiene prioridad).
  • F02D9/10 F02D […] › F02D 9/00 Control de los motores por estrangulamiento de los conductos de toma de aire o de la mezcla aire-combustible o por estrangulamiento de los conductos de escape. › implicando aletas que pivotan.

PDF original: ES-2380069_T3.pdf

 

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Motores de combustión interna así como dispositivo de reglaje del motor.

Fragmento de la descripción:

Motores de combustión interna así como dispositivo de reglaje del motor La invención se refiere por una parte a un procedimiento para hacer funcionar un motor estacionario de combustión interna, en especial, un motor de gas, con un dispositivo de compresión con geometría variable del compresor, el cual comprime el gas alimentado al motor de combustión interna, y con un dispositivo de estrangulamiento instalado a continuación del dispositivo de compresión, con el que se puede modificar la cantidad del gas comprimido alimentado al motor de combustión interna, reglándose el motor de combustión interna mediante el accionamiento de al menos dos elementos de ajuste. Por otra parte la invención se refiere a un dispositivo de reglaje para la regulación de al menos una magnitud de control del motor estacionario de combustión interna con un dispositivo de compresión y con un dispositivo de estrangulamiento, pudiendo influenciarse mediante el dispositivo de reglaje al menos dos elementos de ajuste. Finalmente la invención se refiere a un motor estacionario de combustión interna, en especial un motor de gas, con un dispositivo de compresión con geometría variable, para la compresión del gas alimentado al motor, y con un dispositivo de estrangulamiento instalado a continuación del dispositivo de compresión, para la limitación de la cantidad del gas comprimido alimentado al motor de combustión interna, así como a un generador con un motor semejante de combustión interna.

Para reglar en un motor de combustión interna, en especial en un motor estacionario de gas, una magnitud de control del motor, como la potencia o el número de revoluciones, hay disponibles en el motor de combustión interna, por lo general, varios elementos de ajuste. En primera línea, como elemento de ajuste se acciona la válvula de mariposa de admisión en el lado de aspiración. En el caso de un motor de combustión interna sobrealimentado, se puede influenciar la potencia o el número de revoluciones, por ejemplo, adicionalmente mediante una válvula controlable (válvula de inversión) , como segundo elemento de ajuste, que está dispuesta en paralelo con el compresor, en el lado de aspiración del motor de combustión interna. Por ejemplo, en el documento EP 0 757 169 B1 se propone una regulación en la que se regla la magnitud de control del motor en diferentes estados de funcionamiento en el caso de diferentes potencias o números de revoluciones, mediante el ajuste de cada uno de los elementos de ajuste. En este caso se ajusta siempre cada vez, tan sólo un elemento de ajuste, mediante un regulador correspondiente, mientras el otro elemento de ajuste se mantiene en una posición fija. El documento EP 0 757 169 B1 propone concretamente como respectivo elemento de ajuste para la regulación de la magnitud del motor, modificar la posición de la mariposa de admisión y la abertura de la válvula de inversión. Una regulación semejante ha resultado ventajosa durante el funcionamiento en diferentes estados de funcionamiento.

Con frecuencia se encargan motores estacionarios de combustión interna para la obtención de corriente en funcionamiento aislado, o en funcionamiento de corriente de emergencia, o para funcionamiento en paralelo con la red. En función del respectivo funcionamiento, es necesario mantener constante la potencia inicial o el número de revoluciones del motor de combustión interna. La propensión a perturbaciones y la sensibilidad creciente del equipo eléctrico accionado directa o indirectamente por un motor semejante de combustión interna, hacen necesario que la respectiva magnitud del motor se mantenga también constante en situaciones cambiantes, con la máxima precisión. Situaciones cambiantes se pueden presentar, por ejemplo, por influencias parásitas o variaciones de carga.

Por consiguiente, es misión de la presente invención crear un procedimiento, así como dispositivos del género citado al comienzo, con los que se pueda obtener una mayor exactitud de reglaje en una magnitud de control del motor, determinada !por ejemplo, constante!.

Esta misión se resuelve mediante las notas características de las reivindicaciones principales.

El procedimiento correspondiente para hacer funcionar un motor estacionario de combustión interna, en especial, un motor de gas, con un dispositivo de compresión con geometría variable del compresor, el cual comprime el gas alimentado al motor de combustión interna, y con un dispositivo de estrangulamiento instalado a continuación del dispositivo de compresión, con el que se puede modificar la cantidad del gas comprimido alimentado al motor de combustión interna, reglándose el motor de combustión interna mediante el accionamiento de al menos dos elementos de ajuste, está caracterizado porque el motor de combustión interna se regula en una magnitud de control del motor !de preferencia, en lo esencial, constante!, y porque en caso de una desviación de la magnitud de control del motor, de un valor teórico, se modifica la cantidad de gas alimentada al motor de combustión interna, mediante el accionamiento del dispositivo de estrangulamiento como primer elemento de ajuste, y mediante la modificación de la geometría del dispositivo de compresión, como segundo elemento de ajuste, de manera que la magnitud de control del motor siga en su valor teórico.

Un dispositivo correspondiente de reglaje para la regulación de al menos una magnitud de control de un motor estacionario de combustión interna con un dispositivo de compresión y con un dispositivo de estrangulamiento, pudiendo influenciarse mediante el dispositivo de reglaje al menos dos elementos de ajuste, en especial para la realización de un procedimiento del tipo precitado, está caracterizado porque un primer elemento de ajuste está previsto para modificar la posición del dispositivo de estrangulamiento, y porque un segundo elemento de ajuste está previsto para modificar la geometría del dispositivo de compresión, pudiendo regularse en estado de funcionamiento, mediante el dispositivo de reglaje, la cantidad de gas alimentada al motor de combustión interna, en caso de una desviación de reglaje, del valor teórico de la magnitud de control del motor, pudiendo modificarse la posición del dispositivo de

estrangulamiento como primer elemento de ajuste, y la geometría del dispositivo de compresión, como segundo elemento de ajuste.

El correspondiente motor estacionario de combustión interna, en especial, un motor de gas, con un dispositivo de compresión con geometría variable, para la compresión del gas alimentado al motor, y con un dispositivo de estrangulamiento instalado a continuación del dispositivo de compresión, para la limitación de la cantidad del gas comprimido alimentado al motor de combustión interna, está caracterizado por un dispositivo de reglaje, de preferencia del tipo precitado, y al menos dos elementos de ajuste, regulando el dispositivo de reglaje en el estado de funcionamiento, el motor de combustión interna en una magnitud de control del motor !de preferencia, en lo esencial, constante!, mediante la modificación de los al menos dos elementos de ajuste, accionando el dispositivo de reglaje el dispositivo de estrangulamiento como primer elemento de ajuste, y modificando la geometría del dispositivo de compresión, como segundo elemento de ajuste.

La invención se basa en la idea de recurrir para la regulación, a dos elementos de ajuste con los que se puede modificar directa y rápidamente la cantidad de gas alimentada al motor de combustión interna. Una ventaja de la invención reside también en que, en el lado de admisión no se tienen que introducir volúmenes adicionales ningunos mediante tuberías de bypass mediante las cuales se llegaría a un retardo del reglaje. Tanto mediante la modificación de la geometría en el dispositivo de compresión, como también mediante la posición de la mariposa de admisión, se actúa inmediata y directamente sobre la cantidad de gas alimentada al motor de combustión interna.

Otros detalles y ventajas de la invención, se deducen de las reivindicaciones secundarias.

Para el procedimiento puede estar previsto adicionalmente, en especial, que el motor de combustión interna accione un generador. En este caso, está previsto de preferencia !en especial en el caso de funcionamiento aislado, o en funcionamiento de corriente de emergencia!, que el generador se regule con número constante de revoluciones y, por tanto, con frecuencia fija, puesto que así se minimizan los peligros de un desperfecto en unidades terminales sensibles.

En el caso de funcionamiento en paralelo con la red, está... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para hacer funcionar un motor (1) estacionario de combustión interna, con un dispositivo (2) de compresión con geometría variable del compresor, el cual comprime el gas (5, 6) alimentado al motor (1) de combustión interna, y con un dispositivo (7) de estrangulamiento instalado a continuación del dispositivo (2) de compresión, con el que se puede modificar la cantidad del gas (5, 6) comprimido alimentado al motor de combustión interna, reglándose el motor (1) de combustión interna mediante el accionamiento de al menos dos elementos de ajuste, caracterizado porque el motor (1) de combustión interna se regula en una magnitud de control del motor, y porque en caso de una desviación de la magnitud de control del motor, de un valor teórico, se modifica la cantidad de gas alimentada al motor (1) de combustión interna, mediante el accionamiento del dispositivo (7) de estrangulamiento como primer elemento de ajuste, y mediante la modificación de la geometría del dispositivo (2) de compresión, como segundo elemento de ajuste, de manera que la magnitud de control del motor siga en su valor teórico, retrasándose la modificación de la geometría del dispositivo (2) de compresión, al menos temporalmente, respecto al accionamiento del dispositivo de estrangulamiento, y/o se lleva a cabo más despacio que el accionamiento del dispositivo (7) de estrangulamiento.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo (7) de estrangulamiento y la modificación de la geometría del dispositivo (2) de compresión, se llevan a cabo al menos temporalmente, en lo esencial sincrónicos.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en un régimen de carga !de preferencia en el régimen superior de carga!, al menos temporalmente, en el caso de una desviación de la magnitud de control del motor, inferior al 5% de un valor teórico, el dispositivo (7) de estrangulamiento se mantiene en posición constante, de preferencia en posición completamente abierta, y el seguimiento en el valor teórico de la magnitud de control del motor, se lleva a cabo mediante la modificación de la geometría del dispositivo (2) de compresión.

4. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque está prevista al menos una banda

(28) inactiva que retarda la modificación de un elemento de ajuste, estando previsto de preferencia que en caso de presentarse una desviación de la magnitud de control del motor, de un valor máximo predefinido, después de rebasar la banda (28) inactiva, esté previsto un funcionamiento de ajuste, estando previsto de preferencia que el funcionamiento de ajuste abra en lo esencial completamente, la geometría del dispositivo (2) de compresión.

5. Dispositivo de reglaje para la regulación de al menos una magnitud de control de un motor estacionario de combustión interna con un dispositivo de compresión y con un dispositivo de estrangulamiento, pudiendo influenciarse mediante el dispositivo de reglaje al menos dos elementos de ajuste, caracterizado porque está previsto un primer elemento de ajuste para modificar la posición del dispositivo (7) de estrangulamiento, y porque está previsto un segundo elemento de ajuste para modificar la geometría del dispositivo (2) de compresión, pudiendo regularse en estado de funcionamiento, mediante el dispositivo de reglaje, la cantidad de gas alimentada al motor de combustión interna, en caso de una desviación de reglaje, del valor teórico de la magnitud de control del motor, pudiendo modificarse la posición del dispositivo (7) de estrangulamiento como primer elemento de ajuste, y la geometría del dispositivo (2) de compresión, como segundo elemento de ajuste, estando asignado a cada una de las dos magnitudes de ajuste, al menos un regulador (21, 22) , estando configurados los al menos dos reguladores (21, 22) de tal manera, que la modificación de la geometría del dispositivo (2) de compresión se lleva a cabo retardada al menos temporalmente, respecto a la influencia de la posición del dispositivo (7) de estrangulamiento.

6. Dispositivo de reglaje según la reivindicación 5, caracterizado porque el dispositivo de reglaje regula la magnitud de control del motor, a un valor teórico en lo esencial constante.

7. Dispositivo de reglaje según la reivindicación 5 ó la reivindicación 6, caracterizado porque la magnitud de control del motor, es la potencia (p) y/o el número (n) de revoluciones del motor de combustión interna.

8. Dispositivo de reglaje según alguna de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque el dispositivo (20) de reglaje está configurado de tal manera que al menos temporalmente !de preferencia en el régimen superior de potencia!, en el caso de una desviación de la magnitud de control del motor, inferior al 5% de un valor teórico, el dispositivo (7) de estrangulamiento se mantiene en lo esencial en posición constante, y la regulación se lleva a cabo en lo esencial mediante la modificación de la geometría del dispositivo (2) de compresión.

9. Dispositivo de reglaje según alguna de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque el dispositivo (20) de reglaje está configurado de tal manera que, en el caso de una desviación de la magnitud de control del motor, de al menos el 5% del valor teórico, las dos magnitudes de ajuste se influencien, estando previsto de preferencia que las dos magnitudes de ajuste se influencien sincrónicamente,

10. Dispositivo de reglaje según alguna de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado porque al dispositivo (20) de reglaje está asignada una limitación (26, 27) de las magnitudes de ajuste, de manera que el accionamiento de al menos un elemento de ajuste, está limitado de tal manera que la cantidad de gas alimentada al motor de combustión interna, no rebasa un valor máximo, estando previsto de preferencia que el valor máximo se pueda predefinir.

11. Dispositivo de reglaje según alguna de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizado porque al menos un regulador presenta una banda (28) inactiva para el retardo de la modificación del elemento de ajuste, o porque al menos a un regulador está antepuesta una banda (28) inactiva para el retardo de la modificación del elemento de ajuste, estando previsto de preferencia que la banda (28) inactiva esté configurada de tal manera que permite una desviación de la magnitud de regulación, de hasta el 5% del valor teórico.

12. Dispositivo de reglaje según la reivindicación 11, caracterizado porque en caso de una desviación de la magnitud de control del motor, de un valor máximo que se puede predefinir, después de rebasar la banda (28) inactiva, está previsto un funcionamiento de ajuste, estando previsto de preferencia que el funcionamiento de ajuste modifique la geometría del dispositivo (2) de compresión de tal manera que, en lo esencial, el dispositivo (2) de compresión esté

abierto completamente.

13. Motor estacionario de combustión interna con un dispositivo de compresión con geometría variable, para la compresión del gas alimentado al motor, y con un dispositivo de estrangulamiento instalado a continuación del dispositivo de compresión, para la limitación de la cantidad del gas comprimido alimentado al motor de combustión interna, caracterizado por un dispositivo de reglaje según alguna de las reivindicaciones 5 a 12 y al menos dos elementos de

ajuste, regulando el dispositivo de reglaje en el estado de funcionamiento, el motor (1) de combustión interna en una magnitud de control del motor, mediante la modificación de los al menos dos elementos de ajuste, accionando el dispositivo de reglaje, el dispositivo (7) de estrangulamiento como primer elemento de ajuste, y modificando la geometría del dispositivo (2) de compresión, como segundo elemento de ajuste.

14. Motor de combustión interna según la reivindicación 13, caracterizado porque el motor de combustión interna 20 está configurado co motor de gas.

15. Generador con motor de combustión interna según la reivindicación 13 ó 14.


 

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