Obraz2 (6)

144

cieplnych zachodzących w cylindrze, a także dla określenia wartości pracy indyko-wanej L, wykonanej przez tłok. Umożliwia również wyznaczenie strat cieplnych i sprawności cieplnej silnika (r)_c = L/Q). Porównanie zmierzonych parametrów' obiegu z obiegiem teoretycznym pozwala na określenie sprawności indykowanej r|„ a przez porównanie L, ze zmierzoną na w'ale korbowym pracą użyteczną uzyskuje się wartość sprawności mechanicznej r|_m = L/L_e. Możliwa jest także dokładna ocena strat wymiany ładunku.

Wprawdzie pomiar temperatury uwzględniający jej nierównomierny rozkład w przestrzeni spalania dostarczyłby więcej informacji o przebiegu tego procesu w' poszczególnych jej punktach, jednak w praktyce można go zrealizować jedynie w nielicznych miejscach na powierzchni komory i jest on obciążony znacznym błędem wynikającym z bezwładności cieplnej czujników. Pewne możliwości w tym zakresie stwarzają ostatnio rozwdjane metody optyczne i laserowe, lecz ich złożoność stanowi poważną barierę w upowszechnieniu.

Łatwiejszy do zrealizowania oraz pewniejszy i dokładniejszy jest pomiar ciśnienia, którego rozkład w obrębie przestrzeni spalania jest praktycznie równomierny, a lokalne różnice wynikające z ruchu czynnika są pomijalnie małe. Także sama technika pomiarów ciśnienia jest znacznie lepiej opanowana, a bezwładność czujników ciśnienia istotnie mniejsza od bezwładności czujników' temperatury. Pomiary' szybkozmiennego ciśnienia p_c w cylindrze silnika w funkcji czasu lub kąta obrotu wału korbowego nazywane są indykowaniem silnika, a uzyskany w ten sposób wykres zależności p_cod kąta OWK lub od objętości cylindra - wykresem indykatorowym. Pomiary takie umożliwiają, obok podstawowej analizy termodynamicznej obiegu, także ocenę maksymalnych wartości ciśnienia w cylindrze, prędkości jego narastania, nierównomiemości pracy oraz wynikających stąd obciążeń mechanicznych.

Wartości ciśnienia w cylindrze zmierzone w poszczególnych chwilach procesu (At) pozwalają na określenie średniej obliczeniowej temperatury panującej w przestrzeni spalania; określa się ją przy założeniu, że masa czynnika w cylindrze jest stała lub znane jest praw'o ubytku masy w wyniku przedmuchów do skrzyni korbowej, że właściwości termodynamiczne czynnika roboczego nie zmieniają się w sposób istotny, a także, że zmiana objętości przestrzeni roboczej jest opisana znaną funkcją zależną od kąta obrotu walu korbowego. Wyznaczenie temperatury czynnika w cylindrze pozwala na oszacowanie obciążeń cieplnych silnika.

Znacznym utrudnieniem pomiarów ciśnienia w cylindrze roboczym silnika jest szybkość jego zmian. Współczesne silniki szybkoobrotowe mogą pracować z prędkościami maksymalnymi rzędu n = 8000-1-12000 obr/min; dokonanie pomiarów z rozdzielczością Aa równą l°OWK, a nawet zwiększoną do 0,5°OWK, wymaga zastosowania aparatury pomiarowej z czasem próbkowania rzędu 7-KłO ps (At = Aa/360 • 60/n), co może stanowić pewną barierę techniczną