Pomiary ciśnienia i mocy indykowanej

Podczas przeprowadzonego ćwiczenia uzyskaliśmy słupkowe wykresy indykatorowe, które służą do pomiaru max.
ciśnienia spalania oraz sprężania ( gdy mamy do czynienia z odłączoną sekcją pompy paliwowej która nie podaje paliwa
do cylindra).

Obliczenia średniego ciśnienia polega na pomiarze wszystkich rzędnych i obliczeniu średniej arytmetycznej dla każdego
i-tego cylindra oddzielnie wg wzoru;

at

max

f

n

a

P

i

i

⋅

=

∑

Nr cyl

a mm

Pmax

a

P max

1

38

1,4

36

2,6

2

40

1,4

39

2,8

3

25

0,9

23

1,6

4

36

1,3

35

2,5

5

38

1,4

34

2,4

6

39

1,4

34

2,4

7

38

1,4

35

2,5

8

40

1,4

37

2,6

ś

r

36,8

1,3

34,1

2,4

Różnica ciśnień między cylindrami wynika z nieprawidłowej regulacji silnika.

W warunkach stałego obciążenia, moment rozwijany przez silnik jest zmienny i oscyluje w zakresie wartości
ś

redniej,zwanej momentem obrotowym silnika (M

o

), który obliczamy wg. wzoru:

M

o

=9,55

×

10

3

n

Ne

[Nm]

M

ś

r

=M

o

Zmienność funkcji M

o

jest taka sama jak średniego ciśnienia efektywnego.

M

o

≈

p

e

Pomiaru M

o

można dokonać za pomocą: hamulca wodnego (silniki małych mocy) lub hamulca olejowego (silniki

dużych mocy), bądź za pomocą torsjometru.
Zasada działania torsjometru polega na pomiarze kąta skręcania

ϕ

wału lub naprężeń stycznych

τ

powstałych w wale

w wyniku jego skręcania. Zarówno

ϕ

jak i

τ

są wprost proporcjonalne do momentu skręcającego wał, czyli do momentu

obrotowego.

]

[rad

I

G

l

M

o

o

⋅

⋅

=

ϕ

M

o

– moment skręcający

L – długość odcinka
G – moduł sprężystości postaciowej materiału
J

o

– biegunowy moment bezwładności

Zależność między momentem skręcającym a kątem skręcania wynosi

M

o

=s

ϕ

⋅

Moc efektywna N

e

jest to moc, jaką silnik w ustalonych warunkach pracy przekazuje odbiornikowi mocy. Mierzy się je na

sprzęgle wału korbowego. Jest ona mniejsza od indy kowanej o moc równoważną stratom mechanicznym.

r

i

e

N

N

N

−

=

Moc efektywną silnika mierzy się i zlicza dla całego silnika i wynosi ona:

τ

⋅

=

1000

e

e

l

N

l

e

– praca efektywna

τ

- czas wykonywania pracy

Określenie mocy efektywnej polega na wyznaczeniu jego momentu obrotowego i prędkości obrotowej.

]

[

10

55

,

9

3

kW

n

M

N

o

e

⋅

⋅

≅

Sprawność mechaniczna

m

η

jest miarą strat spowodowanych tarciem ruchomych części oraz strat wynikających z

napędów mechanizmów pomocniczych, stanowi stosunek mocy efektywnej i indy kowanej.

i

r

i

r

i

i

e

m

N

N

N

N

N

N

N

−

=

−

=

=

1

η

N

r

– moc oporów ruchu

N

i

– moc indy kowana

N

e

– moc efektywna

Najważniejszym etapem obliczania mocy indykowanej silnika jest obliczanie tzw. średniego ciśnienia indykowanego, a
to z kolei wyznaczamy z wykresu indykatorowego za pomocą wzoru:

t

l

F

p

i

i

i

⋅

=

F

i

– pole wykresu (mierzone planimetrem)

t – skala indykatora
l

i

– długość wykresu

Wzór na moc indykowaną cylindra:

c

n

p

N

i

i

⋅

⋅

=

gdzie:

C – stała indykatora

Sprawność efektywna

e

η

jest to stosunek ilości ciepła użytecznego Q

e

równoważącego pracę użyteczną do ilości ciepła

doprowadzonego Q

d

do silnika, niezbędnej do uzyskania pracy l

e

.

W

G

N

Q

l

Q

Q

e

e

d

e

d

e

e

⋅

⋅

=

=

=

3600

η

Sprawność ogólna zależy od wielu czynników konstrukcyjnych i eksploatacyjnych danego silnika, od jego stanu
technicznego i stopnia obciążenia.
Wskaźnikiem oceny ekonomiczności jest jednostkowe zużycie paliwa, zużytego przez silnik na jednostkę mocy i czasu.

]

/

[

kWh

g

N

G

g

e

e

e

=

G

e

– masa paliwa zużytego w czasie 1h przez silnik o mocy N

e