POLITECHNIKA ÅšL
SKA
WYDZIAA

INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI
Instytut Techniki Cieplnej
Laboratorium Techniki Cieplnej
SPRAWOZDANIE
Z laboratorium z przedmiotu
Silniki Spalinowe
Temat ćwiczenia: Badanie głównych parametrów eksploatacyjnych silnika o
zapłonie iskrowym na stanowisku hamownianym wyposażonym w hamulec
elektrowirowy
Nazwa grupy studenckiej: MiBM
Dzień tygodnia i godzina rozpoczęcia ćwiczeń: środa 1400 P
Data wykonania ćwiczenia: 28.10.2015
Skład sekcji: Nr sekcji: 1
1. Bajerski Krzysztof 7. GÄ…sior Wioleta 13. Rusek Szymon
2. Borkowski Patryk 8. Kempny Marcin 14. Skolik Mateusz
3. Brachaczek Sandra 9. Król Mateusz 15. Staś Maciej
4. Buczkowski Jakub 10. Krysztofiak Marek 16. Żydek Justyna
5. Dzierżawski Mateusz 11. Pala Magdalena
6. GabryÅ› Dominika 12. Piekarski Jakub
Rok akademicki 2015/2016, semestr zimowy/letni
GLIWICE
Ćwiczenie przeprowadzone zostało na hamowni, stanowisku do pomiaru głównych
parametrów eksploatacyjnych silnika. Hamownia umożliwia stworzenie warunków
podobnych do rzeczywistych podczas pracy silnika w układzie napędowym. Obiektem badań
był czterosuwowy silnik z zapłonem iskrowym (ZI) o jednopunktowym wtrysku paliwa
pochodzący z Cinquecento 900. Schemat układu przedstawiono na Rys. 1. Wielkościami
mierzonymi był rzeczywisty moment obrotowy, strumień zużytego paliwa, temperatura oraz
ciśnienie w pomieszczeniu z badanym silnikiem, a także wilgotność powietrza. W Tab.1
przedstawiono wyniki pomiarów. Badanie polegało na zadaniu stałej wartości prędkości
obrotowej na poziome 4500 obr/min. Następnie ustawiano moment obrotowy kolejno od 0 do
50Nm/rad co 10Nm/rad. Podczas każdej z nastawionych wartości sczytywano rzeczywisty
moment obrotowy. Dodatkowo trzykrotnie co minutę odczytywano wielkość masowego
strumienia zużytego paliwa. Zanotowano także temperaturę, ciśnienie oraz wilgotność
powietrza. Po osiągnięciu wartości 50Nm/rad nastąpiło pełne otwarcie przepustnicy
i odczytanie wszystkich wielkości. W Tab. 2 przedstawiono wyniki obliczeń mocy, zużycia
paliwa oraz sprawności dla każdej z zadanych wartości momentu obrotowego.
Rys.1 Stanowisko do badań silnika ZI.
Tab.1
Parametr Jednostka Wartość
obr/min 4500
5Ø_Ü0
M Nm/rad 0 10 20 30 40 50
zad
M Nm/rad 1,9 10 20 30 40 50 54
o,e
5ØZÜ
g/s 0,813 0,910 1,093 1,330 1,603 1,913 2,150
5Ø]Ü
p kPa 99 99 99 99 99 99 99
ot
t p C 23 24 24 25 26 27 29
ot
Õ % 40 39 37 36 35 33 31
Tab.2
N kW 0,895 4,712 9,425 14,137 18,850 23,562 25,447
e
b g/kWh 3270,215 695,189 417,623 338,682 306,214 292,336 257,006
e
· - 0,026 0,120 0,200 0,247 0,273 0,286 0,326
e
Poniżej przedstawiono sposób obliczenia kolejnych wielkości dla 20Nm/rad.
Na początku obliczono wartość prędkości kątowej w rad/s.
25Øß5Ø_Ü0
5Øß =
60
2 " 5Øß " 4500 5Ø_Ü5ØNÜ5ØQÜ
5Øß = = 471,239
60 5Ø`Ü
Następnie, aby obliczyć moc efektywną pomnożono prędkość kątową przez wartość
rzeczywistÄ… zadanego momentu obrotowego.
5ØAÜ5ØRÜ = 5Øß " 5Ø@Ü5Ø\Ü,5ØRÜ
5ØAÜ5ØRÜ = 471,239 " 20 = 9,425 5ØXÜ5ØJÜ
Do obliczenia jednostkowego zużycia paliwa podzielono średnią z trzech otrzymanych
wyników pomiarów masowego zużycia paliwa przez poznaną wyżej moc efektywną.
Jednocześnie wartość pomnożono przez 3600, aby otrzymany wynik podać w jednostce
g/kWh.
5ØZÜ
5Ø]Ü
5ØOÜ5ØRÜ = " 3600
5ØAÜ5ØRÜ
1,093 5ØTÜ
5ØOÜ5ØRÜ = " 3600 = 417,623
9,425 5ØXÜ5ØJÜ!
Ostatnim krokiem jest poznanie wartości sprawności silnika spalinowego. Do obliczeń
przyjęto wartość opałową na poziomie 43MJ/kg. Moc efektywna odniesiona do masowego
zużycia paliwa oraz wartości opałowej daje sprawność silnika spalinowego.
5Ø@Ü5Ø=Ü
dla 5ØJÜ5ØQÜ = 43
5ØXÜ5ØTÜ
5ØAÜ5ØRÜ
5Øß5ØRÜ =
5ØZÜ " 5ØJÜ5ØQÜ,5Ø[Ü
5Ø]Ü
9,425
5Øß5ØRÜ = " 100% = 20%
1,093
" 43000
1000
Charakterystyka jednostkowego zużycia paliwa od momentu efektywnego
750 3500
700
3000
650
2500
600
550
2000
500
1500
450
400
1000
350
500
300
250 0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
Mo,e, Nm/rad
e
b , g/kWh
Charakterystyka sprawności silnika spalinowego od momentu efektywnego
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
Me,o, Nm/rad
e
·
Chrakterystyka strumienia zużywanego paliwa momentu efektywnego
2,1
1,9
1,7
1,5
1,3
1,1
0,9
0,7
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
Me,o, Nm/rad
p
m , g/s
WNIOSKI
W trakcie ćwiczenia ciśnienie w pomieszczeniu, w którym znajdował się silnik miało stałą
wartość na poziomie 99kPa. Na skutek pracy silnika temperatura wzrastała, a wilgotność
powietrza spadała. Wartości rzeczywistego momentu obrotowego odpowiadały wartościom
zadanym, za wyjÄ…tkiem pomiaru pierwszego dla 0Nm/rad. Wraz ze wzrostem momentu
obrotowego, rosła także moc efektywna, powodując wzrost sprawności i jednoczesny spadek
jednostkowego zużycia paliwa. Najwyższą sprawność, będącą na poziomie 32,6%, obliczono
dla pełnego otwarcia przepustnicy. Charakterystyki sporządzono dla pierwszych sześciu
pomiarów.