DetCon20 - Motortech GmbH

DetCon20
Anti-Klopfregelung
DetCon20
MOTORTECH DETONATION CONTROL SYSTEM
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REV.10/2013
DetCon20
MOTORTECH DETONATION CONTROL SYSTEM
DetCon20 − Anti-Klopfregelung
Betreiber von Gasmotoren verlangen immer mehr Leistung
von ihren Motoren. Mehr Last bedeutet höhere Temperaturen und Druckverhältnisse sowie härtere Betriebsbedingungen. Das endet meistens in schweren Motorenschäden
aufgrund von Klopfen oder verfrühten Zündungen.
MOTORTECH beweist seit vielen Jahren, dass Klopfen
professionell mit der DetCon Anti-Klopfregelung erkannt
werden kann. Klopfsensoren an jedem Zylinder überwachen konstant den Geräuschpegel der Verbrennung. Wenn
Klopfgeräusche erkannt werden, leitet das System sofort
Schritte zur Behebung des Problems ein.
Schützen Sie Ihren Motor vor Klopfschäden!
Technische Daten & Funktionen
Schnittstellen
• Schützt den Motor vor Schäden durch klopfende
Verbrennung
• USB 1.1 Schnittstelle
• Überwachung von Zweitakt- und Viertaktmotoren mit
bis zu 20 Zylindern
• Frequenzbereich der Klopfsensoren: 1 bis 20 kHz
• Einfache Montage und Konfiguration über USB-Schnittstelle
• Die Software DenEdit ermöglicht die Visualisierung und
Anpassung der Zündsequenzen sowie Visualisierung der
tatsächlichen Klopfintensität und des Verlaufs
• Erhältlich als Einbaugerät für Schaltschränke oder in einem
CSA-zertifiziertem Gehäuse
• Montage auf DIN-Schiene
2
• CAN Bus-Schnittstelle
Lieferumfang
• DetCon Anti-Klopfregelung
• CD-ROM mit Software zum Konfigurieren des Gerätes
• USB-Kabel für den Anschluss des Gerätes an einen
PC/ Laptop
• Betriebsanleitung
• Montagesatz (nur im Modell mit Gehäuse)
• Versorgungsspannung: 9 bis 36 VDC
Empfohlenes Zubehör
• Auch für Motoren mit zwei verschiedenen Brennstofftypen
geeigent (Dual Fuel und Bi-Fuel)
• PowerView3 zur Visualisierung der Klopfdaten
• AlphaRail-Verkabelungsschienen für die einfache Montage
Funktionsprinzip
Normaler Verbrennvorgang
DetCon20
Grafik 1 stellt die gewünschte Art der Verbrennung des
Durch die Geometrie des Brennraums ergeben sich bei einer
klopfenden Verbrennung motorspezifische Spektralanteile.
Die Anti-Klopfregelung DetCon20 misst das Frequenzspektrum jedes einzelnen Arbeitsspiels des Motors über Körperschallsensoren und vergleicht dieses mit den motorspezifischen Kennwerten.
Gas-/ Luftgemisches im Brennraum dar. Der Zündfunke entflammt das Gas-/ Luftgemisch. Die Flammenfront breitet sich
gleichmäßig im Brennraum, mit der spezifischen laminaren
Flammengeschwindigkeit des Gas-/ Luftgemisches aus. Der
Zylinderdruck steigt während der Verbrennung moderat an.
Klopfende Verbrennung
Eine klopfende Verbrennung entsteht durch die Selbstentzündung des Gas-/ Luftgemisches vor der eigentlichen Flammenfront 2 . Ursächlich ist ein unzulässig starker Druck- und
Temperaturanstieg des noch unverbrannten Gemisches
durch die Druck- und Temperaturfronten, die der regulären
Flammenfront vorauseilen. Die durch die Selbstentzündung
entstehenden Druck- und Temperaturfronten begünstigen
wiederum weitere Selbstentzündungen.
Im Brennraum entstehen hochfrequente Druckwellen, die
über die Brennraumwände in die Motorstruktrur eingeleitet
und als Luftschall an die Umgebung abgegeben werden. Damit wird das Klopfen akustisch wahrnehmbar 3 – 5 .
Wird bei einem Arbeitsspiel eines Zylinders Klopfen detektiert, versucht die DetCon20 Anti-Klopfregelung zunächst,
den Motor über einen späteren Zündzeitpunkt aus dem Klopfen heraus zu bringen. Wenn kein Klopfen mehr auftritt, wird
der Zündzeitpunkt langsam wieder in Richtung früh verstellt.
Tritt stärkeres Klopfen auf oder ist die Spätverstellung des
Zündzeitpunktes ohne Ergebnis, wird das Signal zur Lastreduzierung an eine übergeordnete Motorsteuerung gesendet.
Ist die Lastreduzierung nicht geeignet das Klopfen zu beenden, wird als dritte Maßnahme das Signal zur Motorabschaltung an die übergeordnete Motorsteuerung übermittelt.
Insgesamt wird der Motor so sicher vor Klopfschäden geschützt.
Im Vergleich zur regulären Verbrennung entstehen stark erhöhte Spitzendrücke, die neben der höheren thermischen Belastung einen kapitalen Motorschaden zur Folge haben können.
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Systemübersicht
ALL-IN-ONE
MOTORTECH GAS ENGINE MANAGEMENT
PowerView3
MIC4
MOTORTECH ENGINE INFORMATION MONITOR
MOTORTECH IGNITION CONTROLLER
C
D
CAN
E
A
Steuerung des Zündzeitpunktes
(0-5 VDC / 4-20 mA)
USB
B
Spannungsversorgung 9-36 VDC
Binäre Ausgänge
Alarm
Lastreduzierung
2
Motorstop
1
USB
CAN
DetCon20
MOTORTECH DETONATION CONTROL SYSTEM
Erforderliches Zubehör
Zubehör
1 DetCon20
A Zündsteuergerät
2 Klopfsensorverkabelung
B Verkabelungsschiene (Zündung)
3 Klopfsensor
C PowerView3*
D ALL-IN-ONE*
E Laptop
4
3
* Visualisierung über MOTORTECH PowerView3,
alternativ per MOTORTECH ALL-IN-ONE
Software
DenEdit – DetCon Software
Die zugehörige Software „DenEdit“ dient zur Parametrisierung des DetCon und zur Visualisierung der tatsächlichen Werte
sowie zur Festlegung der Werte im Offline-Betrieb.
Tatsächlicher Klopfwert
In diesem Beispiel wird der tatsächliche
Klopfwert der einzelnen Kanäle dargestellt. Die farblichen Unterscheidungen
im Hintergrund basieren auf den zuvor
konfigurierten Klopfgrenzen (Gelber
Bereich – Zündzeitpunkt-Verstellung ->
Lastreduzierung, Roter Bereich – MotorAbschaltung).
Klopf-Historie
Dieses Register bietet eine Übersicht
aller Sensoraktivitäten der letzten
Minute. Hierbei können einzelne Kanäle
oder, wie im Beispiel, alle Kanäle angezeigt werden. Damit lassen sich abweichende Messungen leicht erkennen und
analysieren.
Zündsequenzen
Über dieses Menü besteht die Möglichkeit, eine frei definierte Zündsequenz
einzugeben.
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Mechanische Daten
Eigenschaft
Wert
Abmessungen des Gerätes
DetCon20
(inkl. DIN-Schienenklemmen)
160 x 187 x 52 mm (6.3 x 7.37 x 2.05“)
Gehäuse-Variante
400 x 300 x 125 mm (15.75 x 11.81 x 4.92“)
(Länge x Breite x Höhe)
Montage der elektrischen Einheit
DIN-Schienenmontage
Gewicht
0,74 kg (1.63 lbs)
Mechanische Umgebungsbedingungen
Schutzart: IP 20
Umgebungsbedingungen
Betrieb
-10° C bis 60° C max. (14° F bis 140° F)
Lagerung
-40° C bis 70° C max. (-40° F bis 158° F)
max. 95 % Luftfeuchtigkeit ohne Betauung
Zubehör
Klopfsensoren
Kann auf allen Zylinderkopfschrauben oder Zylinderkopfstehbolzen montiert werden. Misst das Verbrennungsgeräusch und überträgt das Signal an die Steuerung.
ISU – Ignition Sensor Unit (Zündimpulssensor)
Bei Verwendung von Zündsteuergeräten, die nicht der MIC3/
MIC4/ MIC5/ MIC850 Familie angehören, wird ein zusätzlicher
Zündimpulssensor benötigt.
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Zubehör
PowerView3
MOTORTECH ENGINE INFORMATION MONITOR
PowerView3 – HMI-Modul
Die Betriebsdaten der DetCon Anti-Klopfregelung werden
vollständig im HMI-Modul (Human-Maschine-Interface) visualisiert. Die Übersichtsseite zeigt wichtige Informationen
wie Klopfen, Klopfintensität und den Status der aktivierten
Lastreduzierung oder eine Notabschaltung des Motors.
Der Touchscreen ermöglicht eine einfache Navigation durch
die verschiedenen Menüs und Anzeigeelemente. Somit
ermöglicht das PowerView3 auch ohne Computer eine Fehleranalyse vor Ort.
Beispielseiten
DetCon-Übersicht
Anzeige der wichtigsten Betriebsdaten der angeschlossenen DetCon Anti-Klopfregelung
Klopfintensität
Visualisierung der Klopfintensität aller überwachten
Zylinder. Unterschiedliche Farben informieren über
den Systemstatus (Normal – Lastreduzierung – Kritisch)
Verlauf der Klopfintensität
Visualisierung des Verlaufs der Klopfintensität
jedes einzelnen Zylinders
AlphaRail
MOTORTECH WIRING RAIL SYSTEM
MOTORTECH AlphaRail-Verkabelungsschienen für die Anti-Klopfregelung
Die vibrationsbeständigen Verkabelungsschienen aus Edelstahl
sind für härteste Bedingungen geeignet, wie sie typischerweise in der Öl- und Gasindustrie vorherrschen. Unsere bewährte
Konstruktion eignet sich für Motorenhersteller und den weltweiten Zubehörmarkt. Verwenden Sie keine billige Technik
und riskieren damit einen Motorenausfall, weil die Ausrüstung
repariert werden muss. Beugen Sie ständiger Neuverkabelung
und Steckerwechseln sowie Zurechtbiegen von schwachen,
verbogenen Aluminiumschienen vor.
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Wenn's brennt, ist unser Service-Team schnell bei Ihnen vor Ort!
Egal, in welchen Teil der Erde wir dafür reisen müssen.
Wir wissen genau, es geht um viel
– und leisten deshalb auch mehr als Andere.
Denn wir wollen, dass bei Ihnen alles glatt läuft.
Immer und überall. Ganz nach unserer Maxime:
Let us drop everything and work on your problem.
MOTORTECH empfiehlt DENSO Zündkerzen
MOTORTECH GmbH
Hogrevestr. 21-23
29223 Celle
Telefon: +49 5141 93 99 0
Telefax: +49 5141 93 99 99
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