Nazwa przedmiotu:	Laboratorium samochodowych silników spalinowych
Politechnika Świętokrzyska Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn Katedra Mechatroniki Zakład Silników Cieplnych Laboratorium Silników Cieplnych	Stacjonarne
	Studia
	Samochody i Ciągniki
	Specjalność
Ćwiczenie nr:	4
10.01.2014	17.01.2014
Data wykonania ćwiczenia	Data oddania sprawozdania
Nazwisko i imię studenta	Podpis studenta
Suchenia Mariusz
Paweł Remion
Michał Jałocha

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było wyznaczenie charakterystyki dawkowania pompy wtryskowej oraz obliczenie wartości rozieżności dawkowania paliwa przez poszczególne sekcje.

1. Wstęp

Układ zasilania tłokowych silników spalinowych możemy podzielić na:

Układ zasilania silników ZI:

- gaźnikowe;

- Wtryskowe: wtrysk pośredni (jednopunktowy SPI i wielopunktowy MPI) i wtrysk bezpośredni.

Układ zasilania silników ZS:

- z rzędową pompą wtryskową;

- rozdzielaczową pompą wtryskową;

- z pompowtryskiwaczami;

- z zasobnikiem Comman Rail;

- z jednocylindrowymi pompami wtryskowymi.

Układ zasilający silnika spalinowego - część silnika spalinowego, której zadaniem jest doprowadzenie do komory spalania mieszanki paliwowo-powietrznej. Jego zadaniami są:

- doprowadzić paliwo do cylindra silnika;

- dostosować ilość doprowadzonego paliwa do obciążenia i prędkości obr. silnika oraz innych warunków pracy silnika;

- umożliwić rozruch silnika w różnych warunkach;

- wytworzenie mieszanki paliwowow-powietrznej o wymaganym składzie i strukturze;

- zapewnić długotrwałą eksploatacje silnika;

- umożliwić prawidłową pracę innych układów silnika;

- zapewnić szybką reakcję silnika na zmieniające się warunki pracy;

- minimalizować zużycie paliwa;

- zapewnić bezpieczeństwo eksploatacji silnika przy zasilaniu go odpowiednim paliwem.

Układ z wielosekcyjną pompą wtryskową – paliwo jest odmierzane i tłoczone do każdego cylindra przez sekcje tłoczącą, połączoną z nim przewodem wysokiego ciśnienia. Kąt wyprzedzenia wtrysku oraz natężenie przepływu paliwa jest określane prze pompę. Wtryskiwacz otwiera się pod wpływem ciśnienia paliwa. Pompa jest napędzana mechanicznie. Kierowca naciskając na pedał przyspieszania w samochodzie zmienia dawkę paliwa na cykl. Pompa jest wyposażona w regulator prędkości obrotowej i niekiedy przestawiacz kąta wyprzedzenia wtrysku.

Układ z pompą rozdzielaczową – paliwo jest tłoczone przez pojedynczą pompę i trafia do cylindrów za pośrednictwem rozdzielacza. Pompa określa wielkość dawki paliwa na cykl, ciśnienie wtrysku, przebieg wtryskiwania i kąt wyprzedzenia wtrysku.

Układ z zasobnikiem paliwa wspólnym dla wszystkich cylindrów (Common Rail)
i wtryskiwaczami sterowanymi elektronicznie – pompa tłoczy paliwo do zasobnika, w którym utrzymywane jest pożądane ciśnienie, niezależne od prędkości obrotowej
i obciążenia silnika. Sterownik silnika określa wielkość dawki paliwa na cykl i kąt wyprzedzenia wtrysku. Paliwo doprowadzają do cylindrów wtryskiwacze elektromagnetyczne, których chwila i czas otwarcia zależą od sygnałów elektrycznych wysyłanych przez jednostkę serującą silnika.

Układ z pompowtryskiwaczami – sekcja tłocząca pompy tworzy jedną całość
z wtryskiwaczem i zajmuje jego miejsce w głowicy silnika. Popmpowtryskiwacz otrzymuje napęd od wałka rozrządu silnika. Sekcja tłocząca pompowtryskiwacz pracuje w podobny sposób jak sekcja pompy wtryskowej typu Bosch.

Pompa zasilająca – służy do doprowadzania pod określonym nadciśnieniem oleju napędowego ze zbiornika paliwa od urządzenia wtryskowego. Powszechnie stosowane są
w układach zasilania tłoczkowe pompy zasilające. Tłoczkowa pompa zasilająca zwykle jest wyposażona w dodatkową pompę ręczną , umożliwiającą napełnianie układu paliwem
i odpowietrzanie przy nie pracującym silniku. Pompa tłoczkowa daje duże podciśnienie ssania, co jest bardzo potrzebne zwłaszcza w zimie, gdy lepkość paliwa wzrasta.

Rodzaje rozpylaczy:
Ze względu na zasadę działania:
- zamknięte,
- otwarte
Ze względu na zastosowanie:
- czopikowe,
- otworkowe: jednootworowe, dwuotworowe, wielootworowe

1. Przebieg ćwiczenia

Podczas zajęć laboratoryjnych z tłokowych silników spalinowych zapoznaliśmy się z budową oraz zasadą działania powszechnie stosowanych układów zasilania tłokowych silników spalinowych. Poznaliśmy między innymi wielosekcyjną rzędową pompę wtryskową, rozdzielaczową pompę firmy BOSCH. Ponadto omówiliśmy zasadę działania pompowtryskiwaczy oraz układ zasilania z zasobnikiem Comman Rail, jak i podstawowe elementy układu paliwowego typu magistrala paliwa, przewody wysokiego ciśnienia, wtrysk.

W części praktycznej mogliśmy sprawdzić podstawowe parametry sześciosekcyjnej rzędowej pompy wtryskowej pochodzącej z pojazdu STAR200. Pomiaru wydajności dokonywaliśmy na stole pobierczym. Określaliśmy dawkowanie sekcji tłoczących. Nasze pomiary polegały na określaniu dawek paliwa wtryskiwanych przez poszczególne sekcje w zależności od obrotów wałka krzywkowego. Dokonaliśmy 9 pomiarów, zwiększając obroty od 300 obr/min aż do 1100 obr/min. Otrzymane wyniki z pomiarów zapisywaliśmy do tabeli i na podstawie ich wykonaliśmy charakterystykę prędkościową wydatku pompy wtryskowej.

4. Wyniki pomiarów i obliczenia

Tabela 1. Wyniki pomiarów pompy wtryskowej oraz dokonanych obliczeń.

Lp.	n $\lbrack\frac{\text{obr}}{\min}\rbrack$	1 $$\lbrack\frac{\text{cm}^{3}}{100\ wtryskow}\rbrack$$	2 $$\lbrack\frac{\text{cm}^{3}}{100\ wtryskow}\rbrack$$	3 $$\lbrack\frac{\text{cm}^{3}}{100\ wtryskow}\rbrack$$	4 $$\lbrack\frac{\text{cm}^{3}}{100\ wtryskow}\rbrack$$	5 $$\lbrack\frac{\text{cm}^{3}}{100\ wtryskow}\rbrack$$	6 $$\lbrack\frac{\text{cm}^{3}}{100\ wtryskow}\rbrack$$	Qśr $$\lbrack\frac{\text{cm}^{3}}{100\ wtryskow}\rbrack$$	[%]
1	300	9,8	9,6	9,8	10	10,3	10,1	9,9	7
2	400	5,6	3,3	5,3	5,5	6,6	3,9	5	66
3	500	5,3	4,8	5,2	5,5	5,0	6	5,3	22
4	600	5,6	5,3	5,3	5,8	6,2	5,9	5,6	15
5	700	5,8	5,5	5,5	5,6	6,5	6,1	5,8	16
6	800	6	5,7	5,8	6	6,6	6,4	6	14
7	900	6	5,7	5,8	6,1	6,6	6,4	6	14
8	1000	6,1	5,9	5,9	6,2	6,9	6,5	6,2	15
9	1100	6,2	5,9	6	6,3	6,9	6,5	6,3	15

Rozbieżność dawkowania pompy wtryskowej określa się ze wzoru:

$$= \frac{2(Qmax - Qmin)}{Qmax + Qmin}*100\%$$

Qmax – dawka paliwa w sekcji, która najwięcej tłoczy w czasie pomiaru [cm³];19,96

Qmin - dawka paliwa w sekcji, która najmniej tłoczy w czasie pomiaru [cm³]

$$\mathbf{=}\frac{\mathbf{2(10,3 - 9,6)}}{\mathbf{10,3 + 9,6}}\mathbf{*100\%}$$

=0, 0708100 %=7%

Dopuszczalna wartość rozbieżności dawkowania dla prędkości znamionowej:

Δn_zn=5%

Dopuszczalna wartość rozbieżności dawkowania na biegu jałowym:

Δn_bj=25%

5. Wnioski

Z przeprowadzonego badania sporządziliśmy wykres średniej wartości ilości wtryskiwanego paliwa od prędkości obrotowej wału pompy. Jak możemy zauważyć z uzyskanych pomiarów i obliczeń największa dawka paliwa jest wtryskiwana przy 300 obr/min i wynosi 9,9 $\lbrack\frac{\text{cm}^{3}}{100\ wtryskow}\rbrack$. Wraz ze zwiększaniem się prędkości obrotowej wału pompy dawka paliwa maleje do wartości minimalnej wynoszącej 5,3 $\lbrack\frac{\text{cm}^{3}}{100\ wtryskow}\rbrack$ przy prędkości obrotowej równej 500 obr/min. Powyżej tej prędkości dawka tłoczącego paliwa stopniowo rośnie osiągając wartość 6,3 $\lbrack\frac{\text{cm}^{3}}{100\ wtryskow}\rbrack$ przy prędkości 1100 obr/min. Porównując dopuszczalne wartości dawkowania Δn_bj=25% z naszym wynikiem na biegu jałowym wynoszącym 7% wynika ze pompa przy niskich prędkościach obrotowych wynoszących do 300 obr/min działa prawidłowo. Natomiast przy prędkości znamionowej dawkowanie znacznie przekracza dopuszczalne wartości Δn_zn=5% , co jednoznacznie oznacza, że badana pompa kwalifikuje się do regulacji lub w ostateczności do regeneracji. Pomiar ten mógł być obarczony błędem paralaksy i złym odczytem ilości dawki paliwa, która znajdowała się w zlewce. Skala na zlewkach nie była czytelna.