Politechnika Wrocławska

Wydział Mechaniczny

SPRAWOZDANIE

Układy napędowe 2 - laboratorium

Badanie zużycia paliwa w silnikach spaliowych.

1. Wstęp teoretyczny.

• Silnik spalinowy

Czasie laboratorium badaliśmy zużycie paliwa w funkcji obciążenia. Badania przeprowadzaliśmy na silniku czterosuwowym. Silnik spalinowy jest to maszyna cieplna (termodynamiczna), która zamienia energię chemiczną paliwa na energię cieplną, która z kolei jest zamieniana na energię mechaniczną, np. w postaci momentu obrotowego.

Istnieje wiele kryteriów podziałów silników spalinowych. My jednak skupimy się na silnikach tłokowych o zapłonie iskrowym (ZI) i o zapłonie samoczynnym (ZS). Zapłon paliwa w silniku o ZI następuje od iskry, która generowana jest przez układ zapłonowy. Natomiast w silnikach o ZS paliwo zapala się samo po osiągnięciu odpowiedniej temperatury i ciśnienia w cylindrze. W omawianych silnikach tłok wykonuje ruch posuwisto-zwrotny. Silniki te dzieli się również ze względu na liczbę suwów: 2-suwowe i 4-suwowe.

Silnik czterosuwowy jest to silnik spalinowy , którego tłok wykonuje cztery ruchy posuwiste

-Suw ssania tłok (1) przesuwa się w dół z górnego do dolnego skrajnego położenia, - otwarcie zaworu dolotowego, zassanie powietrza.
-Suw sprężania tłok przesuwa się w górę, do górnego skrajnego położenia, powietrze lub mieszanka paliwo-powietrze zostaje sprężona do wymaganego ciśnienia. Oba zawory ssawny (2) i wydechowy (3) są zamknięte.

-Suw pracy przed osiągnięciem górnego skrajnego położenia w silnikach wysokoprężnych i tych z elektronicznym wtryskiem paliwa następuje wtrysk paliwa i zapłon samoczynny lub wymuszony iskrą. Spalające się paliwo powoduje gwałtowny wzrost ciśnienia co wymusza ruch tłoka do dolnego skrajnego położenia. Oba zawory ssawny i wydechowy są zamknięte.-Suw wydechowy tłok porusza się w górę do górnego skrajnego położenia podczas gdy zawór wydechowy jest otwarty, Gazowe produkty spalania paliwa zostają wypchnięte z przestrzenie roboczej silnika

• Charakterystyka obciążeniowa

Charakterystyka obciążeniowa przedstawia wykreślnie zależność jednostkowego zużycia paliwa od mocy użytecznej lub średniego ciśnienia użytecznego, przy stałej prędkości obrotowej. W celu umożliwienia bardziej dokładnej oceny silnika, zależnie od potrzeby charakterystyki obciążeniowej uzupełnia się różnymi innymi krzywymi a mianowicie: godzinowego zużycia paliwa, sprawności mechanicznej, temperatury spalin, najwyższego ciśnienia spalania itp. Charakterystyki w funkcji obciążenia służą głównie do oceny tych silników które cechuje stałość prędkości obrotowej. Wielkościami odkładanymi na osi odciętych, tj. określającymi obciążenie, są moc użyteczna N_e lub średnie ciśnienie użyteczne p_e.

Charakterystyki w funkcji N_e służą do oceny danego silnika w ściśle określonych warunkach pracy, a charakterystyki w funkcji p_e do wzajemnego porównania właściwości różnych silników

• Część praktyczna.

Naszym zadaniem było wyznaczenie zużycia paliwa w funkcji obciążenia silnika dla stałej prędkości obrotowej n = 1600 obr/min.

Badany silnik to polskiej produkcji silnik SW400/ŁA o zapłonie samoczynnym na licencji Leylanda, pojemność skokowa: 6,5 dm³, moc maksymalna P_max = 115 KM,liczba cylindrów i = 6.

Pomiar wykonaliśmy metodą objętościową: mierzyliśmy czas w jakim silnik zużyje 50 ml paliwa przy różnym obciążeniu.

Tabela pomiarowa:

Czas	Moment obrotowy	Godzinowe zużycie paliwa	Jednostkowe zużycie paliwa	c	Ne	n
[s]	[Nm]	[g/kWh]	[g/kWh]	-	[%]	[obr/min]
32,5	60,0	5,6	559,8	9554,0	10,0	1600
27,0	100,0	6,7	398,0				16,7
17,5	200,0	10,3	307,1				33,5
11,9	300,0	15,1	301,1				50,2
9	395	20	302,3				66,2

3. Wnioski

Godzinowe spalanie paliwa rośnie nieliniowo. W miarę wzrostu obciążenia silnika, a tym samym wzrostu sprawności, gradient zużycia paliwa rośnie. Natomiast jednostkowe zużycie paliwa maleje wraz z zwiększeniem sprawności aż do wartości minimalnej. Następnie zaczyna rosnąć co jest skutkiem spadku nadmiaru powietrza. Powoduje to niecałkowite spalanie (zakres zadymienia), dopalanie podczas rozprężania i wzrost strat na chłodzenie. Następnie co nie zostało ukazane na wykresie, mamy wzrost zużycia jednostkowego aż do osiągnięcia max sprawności po czym następuje dalszy wzrost zużycia paliwa przy zmniejszeniu sprawności. Czyli tracimy na całej lini.

---