Katedra Pojazdów Samochodowych i Transportu POLITECHNIKA RZESZOWSKA	Kilian Justyna II MT-DI/ L6
				Rok akad. 2012/2013 Semestr: letni
Laboratorium Silników Spalinowych		Ćwiczenie nr 5
Temat: Pomiar sprawności mechanicznej silnika

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest określanie sprawności mechanicznej silnika metodą wyłączanych cylindrów na hamowni silnikowej.

2. Wstęp teoretyczny

Charakterystyka sprawności mechanicznej - jest to charakterystyka przedstawiająca zależność sprawności mechanicznej η_m od prędkości obrotowej n przy całkowicie otwartej przepustnicy w silniku gaźnikowym lub przy skrajnym położeniu dźwigni sterowania w silniku z zapłonem samoczynnym.

Określenie sprawności mechanicznej metodą wyłączania kolejnych cylindrów.

Metoda polega na wyznaczeniu Ne silnika z pracującymi wszystkimi i kolejno wyłączanymi cylindrami. W zależności od wyznaczonej mocy oblicza się sprawność mechaniczną , odpowiadającą założonej prędkości dla której ma nastąpić wyznaczenie sprawności mechanicznej.

W zależności od wyznaczonej wartości mocy oblicza się sprawność mechaniczną jako iloraz mocy użytecznej silnika i sumy mocy indykowanej poszczególnych cylindrów.

η_m=

N_{e śr} - średnia arytmetyczna wartość mocy użytecznej silnika z pracującymi wszystkimi

cylindrami

N_{e i} - moc użyteczna silnika z wyłączonym z pracy i-tym cylindrem

z - liczba cylindrów

Określenie sprawności mechanicznej metodą ekstrapolacji charakterystyki obciążeniowej.

Metoda polega na wyznaczeniu mocy oporów ruchu silnika na drodze ekstrapolacji charakterystyki obciążeniowej wykonanej przy założonej prędkości obrotowej dla której ma nastąpić określenie sprawności mechanicznej i odczytaniu z charakterystyki obciążeniowej mocy użytecznej przy pełnej dawce paliwa. W zależności od znalezionych wartości mocy oblicza się sprawność mechaniczną, odpowiadającą założonej prędkości obrotowej, jako iloraz mocy użytecznej i mocy indykowanej silnika, wyrażonej sumą mocy użytecznej i mocy oporów ruchu.

N_e - moc użyteczna na charakterystyce obciążeniowej przy całkowicie otwartej

przepustnicy w silniku gaźnikowym lub przy skrajnym ustawieniu dźwigni

sterowania, odpowiadającej pełnej dawce paliwa, wykonanej przy założonej

prędkości obrotowej

N_r - moc oporów ruchu wyznaczona w wyniku ekstrapolacji charakterystyki

obciążeniowej

Ekstrapolacja polega na przedłużeniu do przecięcia z osią odciętych (mocy) części krzywej G_e=f(N_e) charakterystyki obciążeniowej, która w zakresie małych mocy jest praktycznie odcinkiem linii prostej.

W przypadku, gdy w zakresie małych mocy krzywa G_e = f(N_e) nie przebiega po linii prostej, jednoznacznie wyznaczającej kierunek przedłużenia, to określenie sprawności mechanicznej metodą ekstrapolacji charakterystyki obciążeniowej jest niemożliwe.

3. Wyniki pomiarów i obliczenia

Silnik wykorzystany do ćwiczenia to FSO 1600

Przełożenie między silnikiem a hamulcem wynosi 1,308 (3. bieg)

P_ś - siła średnia na dynamometrze przy wszystkich cylindrach włączonych [kG]

n - obroty silnika [obr/min]

K - stała hamulca [(kG/kW)*(obr/min)]

N_e-i- moc po wyłączeniu i-tego cylindra

[kW]

P_i - siła na dynamometrze po wyłączeniu i-tego cylindra

N_ri - moc tracona na wyłączonym i-tym cylindrze

N_ri=N_{e śr} - N_e-i

N_r - moc tracona całkowita (suma wszystkich mocy traconych na poszczególnych cylindrach)

N_r =N_r1 +N_r2 +N_r3 +N_r4

N_i - moc indykowana

N_i = N_{e śr}+ N_r

Dla n=2550[obr/min]:

=(3,455*2550)/(197*1,308)= 32,85036247 [kW]

(2,52*2450)/(197*1,308) = 23,96032227 [kW] (analogicznie dla kolejnych wyłączonych cylindrów)

N_i1 = N_{e śr} - N_e-1 = 32,85036247 - 23,96032227 = 8,89004[kW] (analogicznie dla kolejnych)

N_i= N_i1+N_i2+N_i3+N_i4 = 35,0847576 [kW]

= 32,85036247 /35,0847576 = 0,936314363

Tabele pomiarowo-obliczeniowe:

Prędkość obrotowa	Wskazanie na hamulcu
		Dla całego silnika	Numer wyłączonego silnika
				1	2	3	4
n	P	P	P	P	P
[obr/min]	[kG]	[kG]	[kG]	[kG]	[kG]
2450	3,38	2,52	2,55	2,54	2,52
2650	3,43	2,52	2,57	2,56	2,54
2850	3,49	2,55	2,6	2,6	2,56
3050	3,54	2,6	2,64	2,59	2,57
3250	3,62	2,64	2,68	2,65	2,61
3450	3,68	2,68	2,7	2,69	2,68

Pomiar	Średnia moc efektywna całego silnika	Moc indykowana					Sprawność mechaniczna
				Cylindra nr				Silnika
				1	2	3	4
		Neśr	Ni1	Ni2	Ni3	Ni4	Ni	ηm
		[kW]	[kW]	[kW]	[kW]	[kW]	[kW]	[-]
1	32,85	8,89	8,60	8,69	8,89	35,08	0,93
2	35,58	9,66	9,15	9,25	9,46	37,53	0,947
3	38,82	10,61	10,06	10,06	10,50	41,25	0,941
4	42,07	11,30	10,83	11,42	11,65	45,21	0,93
5	45,91	12,61	12,10	12,48	12,99	50,19	0,91
6	49,60	13,72	13,45	13,58	13,72	54,49	0,87

Charakterystyka mechaniczna :

4.Wnioski

Po przeprowadzonych pomiarach, dokonywanych na stanowisku laboratoryjnym silnika FSO 1600, oraz wykonanych na nich obliczeniach, uzyskano wykres charakterystyki sprawności mechanicznej. Zgodnie z nim można określić, że jest ona zależna od obrotów silnika, to też: wraz ze wzrostem wartości prędkości obrotowej sprawność silnika maleje. Dzięki zastosowaniu metody kolejnego wyłączania cylindrów, można powiedzieć, że wykazuje ona niewielkie wahania, przez co cylindry zamieszczone w silniku mają podobną sprawność. Dodatkowo moc użyteczna również jest zachowana na podobnych poziomach, a jej wychylenia są stosunkowo małe.

---