A1262611843skmDf

1
C.M.T. MOTORES TÉRMICOS. GRUPO DE CONTROL
ELECTRÓNICO. Presentación del proyecto MCYT
DPI2001-3106-C02-01 OPTIMIZACIÓN DEL CONTROL DEL
AIRE EN MOTORES DIESEL TURBOALIMENTADOS. Análisis
del problema y validación experimental. Proyecto
coordinado CMT Motores Térmicos-CPOH Presupuesto
103.975,09
José Manuel Luján Martínez C.M.T. Motores
Térmicos. Universidad Politécnica de
Valencia Camino de Vera S/N. 46022 Valencia Tel
34 963 879 655 ext. 79655. Emailjlujan_at_mot.upv.e
s http//cmt.upv.es
2
CONTENIDO

• Introducción. Antecedentes.
• Características de control de los motores diesel
  actuales.
• Objetivo. Planteamiento del proyecto.
• Medios disponibles.
• Personal.
• Instalaciones.
• Programas de cálculo.
• Equipos desarrollados en este proyecto.
• Trabajos realizados. Resultados experimentales.
• Conclusiones. Trabajos futuros.

3

• Introducción. Antecedentes.

• Fuerte evolución de sistemas de los motores
  diesel de automoción, especialmente los
  turboalimentados.
• Fuerte endurecimiento de las normativas
  anticontaminantes, particularmente en esos
  motores.
• Necesidad de utilizar sistemas de control
  electrónicos.
• Necesidad de dotar a los equipos electrónicos de
  estrategias de control sobre diferentes sistemas.
• Gestión del aire (Sobrealimentación,
  recirculación de gas de escape...)
• Control de la inyección y de la combustión.
• .....
• Objetivo fabricantes Cumplir normativa
  anticontaminante sin penalizar las prestaciones
  (potencia, consumo específico)

4

• Características de control de los motores diesel
  actuales.

• Tres sistemas de control fundamentales
• Sistema de inyección.
• Sistema de turboalimentación (Turbina de
  Geometría Variable TGV ó waste-gate)
• Sistema de recirculación de gases de escape
  (E.G.R.).

• Problemática del control del aire
• Requerimientos de presión y gasto de aire de
  admisión.
• Accionamiento sobre TGV y EGR fuertemente
  acoplados.
• Actuadores complejos y no lineales.

E.C.U.
Control de inyección
Control de Sobrealimentación
Control del E.G.R.
Otros controles.

• Control actual por zonas

Control de la Presión de admisión.
Control de la Masa de aire
5

• Objetivo global

• Desarrollo de una algoritmo de control de la
  gestión del aire (sistema de sobrealimentación y
  recirculación de gases de escape) para motores
  diesel turboalimentados de nueva generación.

• Objetivos parciales.

• Desarrollo de plataformas de control abiertas
  para el control de los sistemas del motor.
• Implementación de técnicas de control avanzado de
  sistemas en dichas plataformas.
• Implementación de nuevas estrategias de control
  multivariable para la gestión del aire en motores
  sobrealimentados.
• Utilización de nuevas variables, sensores y
  actuadores.

6

• Planteamiento del proyecto.

• Grupo CMT Motores Térmicos posee alta capacidad y
  experiencia en investigación sobre motores de
  combustión interna alternativos.
• Alto equipamiento de investigación.
• Personal investigador altamente cualificado.
• Experiencia limitada en actividades de control
  electrónico.

• Creación de un equipo interdisciplinar con
  personal del grupo CPOH.
• Interés en realización de trabajos de control de
  sistemas en Motores de combustión.
• Solicitación de ayudas económicas a la
  administración.
• Consecución del primer proyecto de investigación
  conjunto.

7

• Medios disponibles.

• Instalaciones de ensayo de motores.
• Salas de ensayo altamente instrumentadas.
• Dinamómetros de alta capacidad de control de
  régimen y par.
• Equipos de control específicos.
• Equipos de adquisición de datos de alta
  capacidad.
• Sistemas de control electrónico con algoritmos de
  control fijos.
• Alto equipamiento de investigación sobre sistemas
  particulares.
• Salas de ensayo específicas (turbogrupos, bancos
  de flujo...)
• Maquetas de inyección.
• Caracterización particular de comportamiento de
  elementos.
• Programas de cálculo asistido por ordenador.

8

• Medios disponibles.

• Instalaciones de ensayo de motores.

9

• Medios disponibles.

• Desarrollo y construcción de equipos de control
  propios. (ECU UPV)

10

• Medios disponibles.

• Programas de cálculo asistido por ordenador.
• Modelado de procesos (W.A.M.)
• Integración de estrategias de control
  (W.A.M.??Simulink).
• Cálculo 3D (Fluent, Star CD)

11

• Equipos desarrollados en este proyecto.

• Equipo versátil de adquisición y control (EVAC).
• Procesador Pentium III a 850 Mhz empotrado.
• Sistema determinista con planificación de tareas
  y prioridad de ejecución.
• Operación en tiempo real. Programación en
  Lab-view.
• Recogida de señales de control.
• Actuación sobre sistemas convencionales de
  control del motor.

12

• Equipos desarrollados en este proyecto.

• Interconexión con diferentes equipos de control
  de motores.

• Alta capacidad de control particular sobre cada
  sistema específico.

13

• Trabajos efectuados (ejemplos) I.

• Caracterización de sistemas.

Comportamiento de válvulas de EGR y TGV.
Determinación de características no lineales de
actuadores.
14

• Trabajos efectuados (ejemplos) II.

• Obtención de modelos lineales.

PEM
15

• Trabajos efectuados (ejemplos) III.

• Simulación a partir del modelo (Cambio de la
  consigna de presión de admisión).
• Reglaje y mejora de controladores PID.

16

• Trabajos efectuados (ejemplos) IV.

• Comportamiento real de diferentes controladores.
• Evolución de la presión de admisión frente a un
  transitorio de carga.

17

• Trabajos efectuados (ejemplos) V.

• Comportamiento real de diferentes controladores.
• Respuesta efectiva del motor. Comparativa de
  controladores.

Zona de beneficio.
18

• Conclusiones.

• Se ha puesto a punto un sistema adecuado para el
  desarrollo de estrategias de control avanzado
  sobre el sistema de gestión del aire en motores
  turboalimentados.
• Se han efectuado ensayos de caracterización de
  elementos del sistema de renovación de la carga
  de los motores.
• Se ha diseñado y probado varios controladores
  avanzado sobre diferentes motores
  turboalimentados. Los ensayos han permitido
  obtener la bonanza comparativa de cada
  controlador.
• Los resultados obtenidos en cuanto a las
  prestaciones del motor, indican mejoras notables
  en el funcionamiento de los mismos, ante
  evoluciones de tipo transitorio.
• La colaboración entre los dos grupos de
  investigación participantes se ha efectuado de
  manera adecuada con aprovechamiento optimo de los
  recursos disponibles.

19

• Trabajos futuros.

• Extensión de los modelos lineales por zonas a
  todo el campo de funcionamiento de los motores.
• Implementación de los algoritmos dispuestos en
  una plataforma de control total del motor.
• Ensayo de prestaciones-emisiones bajo las
  condiciones de homologación del vehículo.
• Solicitado un nuevo proyecto de continuación del
  actual para la mejora específica del proceso de
  recirculación de gases de escape, con apoyo del
  personal de un grupo MCRED de esta Universidad,
  experto en métodos matemáticos de resolución de
  ecuaciones.