Zadania - osiągi

I – liczba liter w imieniu
N – liczba liter w nazwisku

UWAGA!
1. Maksymalna liczba punktów: 15
2. Forma pracy: papierowa, pismo odręczne, NUMER INDEKSU na 1 stronie
3. Prace należy dostarczyć do pokoju T320 do 10 grudnia do godz. 16:00
5. PRACE NIE BĘDĄ PRZYJMOWANE PO TERMINIE!

P1. Silnik ZI o objętości skokowej 1,4 dm3 i stopniu sprężania N ma moc maksymalną 70

kW przy prędkości obrotowej I*1000 obr/min. Jednostkowe zużycie paliwa (o wartości
opałowej 43 MJ/kg) wynosi 262 g/kWh. Obliczyć sprawność cieplną obiegu Otto,
sprawność efektywną i średnie ciśnienie efektywne.

P2. Silnik cztero-suwowy ZI Rover M16 ma objętość skokową 2,0 dm3. Po zainstalowaniu w

samochodzie Polonez punkt pracy silnika przy prędkości 120 km/h odpowiada obrotom
I*1000 obr/min i momentowi obrotowemu 71,85 Nm, przy których zużycie paliwa wynosi
298 g/kWh. Obliczyć średnie ciśnienie efektywne w tym punkcie pracy, sprawność ogólną
i zużycie paliwa (w litrach na 100 km). Stosunek masowy powietrza do paliwa wynosi
N:1. Obliczyć sprawność objętościową silnika. Wartość opałowa paliwa wynosi 43 MJ/kg,
gęstość paliwa wynosi 795 kg/m3. Warunki zewnętrzne: temperatura - 27

°C, ciśnienie –

1,05 bar.

P3. Obliczyć średnią prędkość tłoka, średnie ciśnienie efektywne i moc właściwą dla dwóch

silników ZI przy ich mocy maksymalnej:
a) Silnik Chrysler; 4s; objętość skokowa 2,2 dcm3; średnica cylindra 87,5 mm; skok tłoka

92 mm; stopień sprężania N; moc maksymalna 65 kW przy I*1000 obr/min;

b) Silnik GM V-6; 4s; objętość skokowa 2,8 dcm3; średnica cylindra 89 mm; skok tłoka

76 mm; stopień sprężania N; moc maksymalna 86 kW przy I*1000 obr/min;

P4. Wykonujesz projekt wstępny turbodoładowanego silnika ZS 4s. Moc maksymalna silnika

jest ograniczona przez wymagania wytrzymałościowe przez zadanie średniego ciśnienia
efektywnego 1200 kPa i maksymalnej wartości średniej prędkości tłoka N m/s.

a) Dla tego punktu maksymalnej mocy wyprowadzić zależność na ciśnienie dolotowe do
silnika (ciśnienie w kanale dolotowym, na wylocie ze sprężarki) w funkcji stosunku
stechiometrycznego paliwa do powietrza. Pozostałe parametry silnika (tj. sprawność
objętościowa, sprawność konwersji paliwa, średnie ciśnienie efektywne) muszą również
wystąpić w tej zależności.

b) Maksymalna moc efektywna tego silnika wynosi I*100 kW. Określić rozsądną liczbę
cylindrów, średnicę cylindra, skok i maksymalną prędkość obrotową silnika dla
wybranych wartości parametrów.
c) Dla sprężu sprężarki 2 określić stosunek stechiometryczny paliwa do powietrza przy
mocy maksymalnej. Założyć odpowiednie wartości potrzebnych parametrów.

P5. Twoim zadaniem jest skonstruowanie 4s wolnossącego silnika ZS o mocy I*100 kW przy

obrotach maksymalnych. W oparciu o typowe wartości średniego efektywnego ciśnienia
użytecznego (dla silników samochodów ciężarowych pe = 6-9 bar i Vp = 12 m/s) oszacuj

wymaganą objętość skokową silnika, skok tłoka i średnicę cylindra dla sensownej
geometrii cylindra i liczby cylindrów. Jaka jest maksymalna prędkość obrotowa silnika w
Twoim projekcie? Jaki jest moment obrotowy użyteczny i godzinowe zużycie paliwa (g/h)
przy tej maksymalnej prędkości?

P6. Silnik ZI o objętości skokowej 1,2 dm3 i stopniu sprężania N ma moc maksymalną 50

kW przy prędkości obrotowej I*1000 obr/min. Jednostkowe zużycie paliwa (o wartości
opałowej 43 MJ/kg) wynosi 262 g/kWh. Obliczyć sprawność cieplną obiegu Otto,
sprawność efektywną i średnie ciśnienie efektywne.

P7. Silnik cztero-suwowy ZI Rover M16 ma objętość skokową 2,0 dm3. Po zainstalowaniu w

samochodzie punkt pracy silnika przy prędkości 120 km/h odpowiada obrotom I*1000
obr/min i momentowi obrotowemu 70,0 Nm, przy których zużycie paliwa wynosi 292
g/kWh. Obliczyć średnie ciśnienie efektywne w tym punkcie pracy, sprawność ogólną i
zużycie paliwa (w litrach na 100 km). Stosunek masowy powietrza do paliwa wynosi N:1.
Obliczyć sprawność objętościową silnika. Wartość opałowa paliwa wynosi 43 MJ/kg,
gęstość paliwa wynosi 795 kg/m3. Warunki zewnętrzne: temperatura - 27

°C, ciśnienie –

1,05 bar.

P8. Obliczyć średnią prędkość tłoka, średnie ciśnienie efektywne i moc właściwą dla dwóch

silników ZI przy ich mocy maksymalnej:
a) Silnik Chrysler; 4s; objętość skokowa 2,2 dcm3; średnica cylindra 87,5 mm; skok tłoka

92 mm; stopień sprężania N; moc maksymalna 75 kW przy I*1100 obr/min;

b) Silnik GM V-6; 4s; objętość skokowa 2,8 dcm3; średnica cylindra 89 mm; skok tłoka

76 mm; stopień sprężania N; moc maksymalna 96 kW przy I*1200 obr/min;

P9. Wykonujesz projekt wstępny turbodoładowanego silnika ZS 4s. Moc maksymalna silnika

jest ograniczona przez wymagania wytrzymałościowe przez zadanie średniego ciśnienia
efektywnego I*1050 kPa i maksymalnej wartości średniej prędkości tłoka N m/s.
a) Dla tego punktu maksymalnej mocy wyprowadzić zależność na ciśnienie dolotowe do

silnika (ciśnienie w kanale dolotowym, na wylocie ze sprężarki) w funkcji stosunku
stechiometrycznego paliwa do powietrza. Pozostałe parametry silnika (tj. sprawność
objętościowa, sprawność konwersji paliwa, średnie ciśnienie efektywne) muszą
również wystąpić w tej zależności.

b) Maksymalna moc efektywna tego silnika wynosi 3800 kW. Określić rozsądną liczbę

cylindrów, średnicę cylindra, skok i maksymalną prędkość obrotową silnika dla
wybranych wartości parametrów.

c) Dla sprężu sprężarki 1,9 określić stosunek stechiometryczny paliwa do powietrza przy

mocy maksymalnej. Założyć odpowiednie wartości potrzebnych parametrów.

P10. Twoim zadaniem jest skonstruowanie 4s wolnossącego silnika ZS o mocy I*60 kW przy

obrotach maksymalnych. W oparciu o typowe wartości średniego efektywnego ciśnienia
użytecznego (dla silników samochodów ciężarowych p

e

= 6-9 bar i V

p

= 12 m/s) oszacuj

wymaganą objętość skokową silnika, skok tłoka i średnicę cylindra dla sensownej
geometrii cylindra i liczby cylindrów. Jaka jest maksymalna prędkość obrotowa silnika
w Twoim projekcie? Jaki jest moment obrotowy użyteczny i godzinowe zużycie paliwa
(g/h) przy tej maksymalnej prędkości?

P11. Silnik ZI o objętości skokowej 1,3 dm

3

i stopniu sprężania N ma moc maksymalną 66

kW przy prędkości obrotowej I*1200 obr/min. Jednostkowe zużycie paliwa (o wartości

opałowej 43 MJ/kg) wynosi 262 g/kWh. Obliczyć sprawność cieplną obiegu Otto,
sprawność efektywną i średnie ciśnienie efektywne.

P12. Silnik cztero-suwowy ZI ma objętość skokową 2,2 dm

3

. Po zainstalowaniu w

samochodzie punkt pracy silnika przy prędkości 130 km/h odpowiada obrotom I*980
obr/min i momentowi obrotowemu 75,85 Nm, przy których zużycie paliwa wynosi 296
g/kWh. Obliczyć średnie ciśnienie efektywne w tym punkcie pracy, sprawność ogólną i
zużycie paliwa (w litrach na 100 km). Stosunek masowy powietrza do paliwa wynosi
(N*1,5):1. Obliczyć sprawność objętościową silnika. Wartość opałowa paliwa wynosi
43 MJ/kg, gęstość paliwa wynosi 795 kg/m3. Warunki zewnętrzne: temperatura - 27

°C,

ciśnienie – 1,05 bar.

P13. Obliczyć średnią prędkość tłoka, średnie ciśnienie efektywne i moc właściwą dla dwóch

silników ZI przy ich mocy maksymalnej:
a) Silnik Chrysler; 4s; objętość skokowa 2,2 dcm3; średnica cylindra 87,5 mm; skok

tłoka 92 mm; stopień sprężania N; moc maksymalna 85 kW przy I*1000 obr/min;

b) Silnik GM V-6; 4s; objętość skokowa 2,8 dcm3; średnica cylindra 89 mm; skok tłoka

76 mm; stopień sprężania N; moc maksymalna 96 kW przy I*1000 obr/min;

P14. Wykonujesz projekt wstępny turbodoładowanego silnika ZS 4s. Moc maksymalna

silnika jest ograniczona przez wymagania wytrzymałościowe przez zadanie średniego
ciśnienia efektywnego 1250 kPa i maksymalnej wartości średniej prędkości tłoka N m/s.
a) Dla tego punktu maksymalnej mocy wyprowadzić zależność na ciśnienie dolotowe do

silnika (ciśnienie w kanale dolotowym, na wylocie ze sprężarki) w funkcji stosunku
stechiometrycznego paliwa do powietrza. Pozostałe parametry silnika (tj. sprawność
objętościowa, sprawność konwersji paliwa, średnie ciśnienie efektywne) muszą
również wystąpić w tej zależności.

b) Maksymalna moc efektywna tego silnika wynosi 390 kW. Określić rozsądną liczbę

cylindrów, średnicę cylindra, skok i maksymalną prędkość obrotową silnika dla
wybranych wartości parametrów.

c) Dla sprężu sprężarki 2 określić stosunek stechiometryczny paliwa do powietrza przy

mocy maksymalnej. Założyć odpowiednie wartości potrzebnych parametrów.

P15. Twoim zadaniem jest skonstruowanie 4s wolnossącego silnika ZS o mocy I*90 kW przy

obrotach maksymalnych. W oparciu o typowe wartości średniego efektywnego ciśnienia
użytecznego (dla silników samochodów ciężarowych pe = 6-9 bar i Vp = 12 m/s)
oszacuj wymaganą objętość skokową silnika, skok tłoka i średnicę cylindra dla
sensownej geometrii cylindra i liczby cylindrów. Jaka jest maksymalna prędkość
obrotowa silnika w Twoim projekcie? Jaki jest moment obrotowy użyteczny i
godzinowe zużycie paliwa (g/h) przy tej maksymalnej prędkości?

P16. Silnik ZI o objętości skokowej 1,5 dm

3

i stopniu sprężania N ma moc maksymalną 50

kW przy prędkości obrotowej I*1100 obr/min. Jednostkowe zużycie paliwa (o wartości
opałowej 43 MJ/kg) wynosi 262 g/kWh. Obliczyć sprawność cieplną obiegu Otto,
sprawność efektywną i średnie ciśnienie efektywne.

P17. Silnik cztero-suwowy ZI ma objętość skokową 1,8 dm

3

. Po zainstalowaniu w

samochodzie punkt pracy silnika przy prędkości 140 km/h odpowiada obrotom I*1300
obr/min i momentowi obrotowemu 65,0 Nm, przy których zużycie paliwa wynosi 282
g/kWh. Obliczyć średnie ciśnienie efektywne w tym punkcie pracy, sprawność ogólną i
zużycie paliwa (w litrach na 100 km). Stosunek masowy powietrza do paliwa wynosi

N:1. Obliczyć sprawność objętościową silnika. Wartość opałowa paliwa wynosi 43
MJ/kg, gęstość paliwa wynosi 795 kg/m3. Warunki zewnętrzne: temperatura - 27

°C,

ciśnienie – 1,05 bar.

P18. Obliczyć średnią prędkość tłoka, średnie ciśnienie efektywne i moc właściwą dla dwóch

silników ZI przy ich mocy maksymalnej:
a) Silnik Chrysler; 4s; objętość skokowa 1,9 dcm

3

; średnica cylindra 87,5 mm; skok

tłoka 90 mm; stopień sprężania N; moc maksymalna 68 kW przy I*1200 obr/min;

b) Silnik GM V-6; 4s; objętość skokowa 2,6 dcm3; średnica cylindra 89 mm; skok tłoka

76 mm; stopień sprężania N; moc maksymalna 100 kW przy I*1100 obr/min;

P19. Wykonujesz projekt wstępny turbodoładowanego silnika ZS 4s. Moc maksymalna

silnika jest ograniczona przez wymagania wytrzymałościowe przez zadanie średniego
ciśnienia efektywnego 1300 kPa i maksymalnej wartości średniej prędkości tłoka N*1,2
m/s.
a) Dla tego punktu maksymalnej mocy wyprowadzić zależność na ciśnienie dolotowe do

silnika (ciśnienie w kanale dolotowym, na wylocie ze sprężarki) w funkcji stosunku
stechiometrycznego paliwa do powietrza. Pozostałe parametry silnika (tj. sprawność
objętościowa, sprawność konwersji paliwa, średnie ciśnienie efektywne) muszą
również wystąpić w tej zależności.

b) Maksymalna moc efektywna tego silnika wynosi 4200 kW. Określić rozsądną liczbę

cylindrów, średnicę cylindra, skok i maksymalną prędkość obrotową silnika dla
wybranych wartości parametrów.

c) Dla sprężu sprężarki 2,2 określić stosunek stechiometryczny paliwa do powietrza

przy mocy maksymalnej. Założyć odpowiednie wartości potrzebnych parametrów.

P20. Twoim zadaniem jest skonstruowanie 4s wolnossącego silnika ZS o mocy I*110 kW

przy obrotach maksymalnych. W oparciu o typowe wartości średniego efektywnego
ciśnienia użytecznego (dla silników samochodów ciężarowych p

e

= 6-9 bar i V

p

= 12

m/s) oszacuj wymaganą objętość skokową silnika, skok tłoka i średnicę cylindra dla
sensownej geometrii cylindra i liczby cylindrów. Jaka jest maksymalna prędkość
obrotowa silnika w Twoim projekcie? Jaki jest moment obrotowy użyteczny i
godzinowe zużycie paliwa (g/h) przy tej maksymalnej prędkości?