1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest badanie silnika spalinowego o zapłonie iskrowym oraz na pod­stawie pomiarów i obliczeń opracowanie charakterystyk silnika, sporządzenie bilansu ener­getycznego jak również pomiar niektórych szczególnie interesujących wielkości np.: jednost­kowego zużycia paliwa. Obiektem naszych badań jest silnik służący do napędu samochodu osobowego FSO 1300 (Polski Fiat).

2. 
   Schemat stanowiska pomiarowego z zaznaczeniem punktów pomiarowych

3. Krótki opis przebiegu ćwiczenia z opisem zastosowanych metod pomiarowych oraz podaniem innych metod, które ewentualnie mogłyby być zastosowane na stanowisku

Ćwiczenia składało się z kilku stanowisk pomiarowych. Stanowiska te to :

• Hamulec hydrauliczny (hamulec łopatkowy typu Frouda), który ma za zadanie obcią­żać silnik momentem oporowym, czyli zrównoważyć moment silnika, umożliwić na­stawienie i utrzymanie stałej prędkości obrotowej silnika, zapewnić pomiar momentu obrotowego na wale silnika, zapewnić szybką zmianę obciążenia i szybkie osiąganie stanu równowagi, umożliwić ciągłą pracę, zapewnić możliwe największą dokładność odczytów wielkości siły i prędkości obrotowej. Hamulec ten jest całkowicie napeł­niony wodą. Woda wypełniająca kadłub hamulca stwarza opór hydrodynamiczny, który przenosi się w postaci momentu oporowego na kadłub hamulca. Na ramieniu hamulca powstaje siła P, która przez popychacz przenosi się na układ dźwigni działa­jących na mechanizm dynamometru. Na wyskalowanej tarczy dynamometru pojawia się wskazanie siły P w kG.

• Urządzenie do pomiaru prędkości obrotowej. Bezpośredni sposób pomiaru polega na użyciu obrotomierzy (tachometrów) dających możliwość odczytania chwilowej pręd­kości kątowej w dowolnych jednostkach. Obrotomierze można podzielić na: mecha­niczne, magnetyczne, impulsowe i inne.

• Układ do pomiaru zużycia paliwa. Pomiar ten polega na zmierzeniu natężenia prze­pływu paliwa do silnika. Do pomiaru zużycia paliw ciekłych używa się tzw. miernic. Zazwyczaj zużycie wyznacza się mierząc czas spalania określonej objętości lub masy paliwa. Najprostszą miernicą objętościową użytą w doświadczeniu jest naczynie skła­dające się z jednej lub kilku szklanych kul o dokładnie znanej objętości, połączonych cienką rurką szklaną. Naczynie napełnia się paliwem i uruchamia silnik, a w momen­cie gdy poziom paliwa pokrywa się z linią skali objętości pomiarowej rozpoczyna się pomiar czasu, który kończy się w chwili osiągnięcia dolnego wskaźnika poziomu pa­liwa.

• Pomiar natężenia przepływu cieczy. W celu określenia straty chłodzenia dla silnika spa­linowego konieczna jest znajomość strumienia masy płynu przepływającego przez chłodnicę. W naszym ćwiczeniu cieczą chłodzącą była woda. Do pomiaru przepływu tej wody służyła danaida. Danaida jest urządzeniem do pomiaru strumienia objętości wypływającej cieczy składającym się z naczynia o przekroju kołowym lub prostokąt­nym, o sztywnych ściankach, w dnie którego umieszczono otwór lub otwory wypły­wowe oraz z płynowskazu umożliwiającego pomiar wysokości słupa cieczy h nad tymi otworami. W celu uspokojenia powierzchni cieczy w części pomiarowej danaida posiada szereg przegród wykonanych z blachy pełnej lub z blachy z otworami. Otwór wypływowy jest typu kryzy lub dyszy w naszym przypadku jest typu kryzy.

4. Zestawienie zasadniczej aparatury pomiarowej z uwzględnieniem zakresu pomiarowego i klasy dokładności,

Dynamometr typu HH-1 (podziałka 0,25; zakres 0-74)

Obrotomierz (klasa dokładności-2,5 ;podziałka-2; zakres 0-60x100)

miarka ilości paliwa

termometr(podziałka-0,1; zakres 0-28x100)

5. Zestawienie wyników pomiarów w tablicy,

Otwarcie przepustnicy gaźnika 25%
Obroty silnika n, obr/min.	2400	2600	2800	3000	3200	3400	3600	3800	4000
Siła na hamulcu P, kG	21,00	22,00	22,50	23,00	22,00	22,50	21,50	21,00	20,00
Czas zużycia 25cm^3 paliwa, s	13,60	13,00	12,70	11,70	11,00	10,30	10,00	9,80	9,70

Otwarcie przepustnicy gaźnika 50%
Obroty silnika n obr/min.	2400	2600	2800	3000		3200	3400	3600	3800	4000
Siła na ha­mulcu P, kG	34,0	33,0	32,5	32,42		32,0	30,5	31,5	30,0	29,5
Czas zużycia 25cm^3 pa­liwa, s	12,1	11,2	10,3	9,72		9,2	8,7	8,4	7,8	7,5
Temp. wody dopływającej				12,4
Temp. wody wypływającej											18,9
Spiętrzenie danaidy h, mm											124
Temp. spalin											470
Udział obję­tościowy CO w spalinach %											2,4
Lambda,											1,05

6. Opis metody opracowania wyników pomiarów (zestawienie stosowanych do obliczeń wzorów na liczbach ogólnych) i przykładowe pełne przeliczenia jednego przypadku na danych szczegółowych, uzyskanych podczas pomiarów.

Dla 3000obr/min. przy 25%

Dla 3000obr/min przy 50%.

Takie pomiary powtórzyliśmy 5-krotnie,a więc wyliczając śred­nią uzyskujemy:

Siła na hamulcu P=32,42[kG]

Czas zużycia 25cm^3 paliwa - 9,72[s]

Temp. wody dopływającej

Temp. wody wypływającej

Spiętrzenie danaidy h=126,2[mm]

Temp. spalin

Udział objętościowy CO w splinach 2,4%

Lambda
,05

Strata chłodzenia:

Strata odlotowa:

Strata niezupełnego spalania:

7. Zestawienie wyników obliczeń w tablicy i w postaci wykresów,

8. Analiza wyników, wnioski i spostrzeżenia.

Godzinowe zużycie paliwa jest najmniejsze przy najmniejszych obrotach silnika a mianowicie przy 2400 obr/min. Tak samo jest z jednostkowym zużyciem paliwa, które jest najmniejsze przy naj­mniejszych obrotach silnika. Zauważyć możemy również że przy 50% otwarciu przepustnicy godzi­nowe zużycie paliwa jest większe niż przy 25% otwarciu przepustnicy. Silnik pracuje najle­piej dla zakresu 2800-3600 obr/min przy 25% i 50% otwarciu przepustnicy. W tym zakresie prędkości ob­rotowych pracę silnika charakteryzują duża sprawność oraz najmniejsze obciążenie mecha­niczne i zużycie poruszających się części. Ponadto występuje wówczas małe zużycie pa­liwa.

2

---