Politechnika Warszawska

Samochody i Maszyny Robocze

Instytut Pojazdów

Laboratorium Silników spalinowych

Ćwiczenie 2:

Charakterystyka szybkościowa silnika spalinowego o zapłonie iskrowym.

SPRAWOZDANIE

Grupa 3.8; zespół D8:

1. Piotr Wereszczyński

2. Andrzej Witczyński

3. Michał Tkaczuk

4. Przemysław Wojtasiak

5. Grzegorz Szularz

6. Krzysztof Światłowski

7. Magdalena Wielgolaska

Data wykonania ćwiczenia:

8.01.2014

Opis charakterystyki szybkościowej oraz zewnętrznej

Charakterystyka szybkościowa to charakterystyka przedstawiająca zależność mocy użytecznej Ne, momentu obrotowego Mo, godzinowego zużycia paliwa Ge, jednostkowego zużycia paliwa ge oraz sprawności od prędkości obrotowej n.
Jeżeli pomiarów dokonamy przy całkowitym otwarciu przepustnicy otrzymamy charakterystykę zewnętrzną silnika spalinowego o zapłonie iskrowym.

Opis stanowiska badawczego

Stanowisko składało się z silnika o zapłonie iskrowym, do którego paliwo dostarczane było z naczynia pomiarowego, hamulca oraz urządzeń pomiarowych prędkości obrotowej wału silnika, obciążenia i czasu spalania określonej dawki paliwa.

Rysunek 1 Schemat blokowy stanowiska

Tabela z pomiarami oraz wynikami obliczeń

Pomiary	Obliczenia
n [obr/min]	M [Nm]
1500	106
1800	110
2100	108
2400	115
2700	120
3000	118
3300	113
3600	117
3900	120
4200	123
4500	125
4800	127
5100	128

Tok obliczeń dla wybranego punktu

Obliczenia zostaną przeprowadzone dla punktu nr 1.

$${Dane:\backslash n}{n = 1500\ \frac{\text{obr}}{\min}\backslash n}{M = 106\ Nm\backslash n}{V = {50\ cm}^{3} = {50 \bullet 10}^{- 6}m^{3}\backslash n}{t = 33,53\ s = 9,31 \bullet 10^{- 3}h\backslash n}$$

$${Moc\ N:\backslash n}{N = M \bullet \omega,\backslash n}{gdzie\ :\ \ \omega = \frac{\pi \bullet n\left\lbrack \frac{\text{obr}}{\min} \right\rbrack}{30} = \frac{\pi \bullet 1500\left\lfloor \frac{\text{obr}}{\min} \right\rfloor}{30} = 157,08\frac{\text{rad}}{s}\backslash n}{N = 106\ Nm \bullet 157,08\frac{\text{rad}}{s} = 16650W = 16,650kW}$$

$$\backslash n{Godzinowe\ zuzycie\ paliwa\ G_{e}:\backslash n}{G_{e} = \frac{V \bullet \rho}{t}\ ,\backslash n}{gdzie\ \rho - gestosc\ benzyny;\ \rho = 700\frac{\text{kg}}{m^{3}}\backslash n}{G_{e} = \frac{50 \bullet 10^{- 6}m^{3} \bullet 700\frac{\text{kg}}{m^{3}}}{9,31 \bullet 10^{- 3}h} = 3,76\frac{\text{kg}}{h}}$$

∖nJednostkowe zuzycie paliwa g_e: ∖ n

$${Sprawnosc\ ogolna\ \eta:\backslash n}{\eta = \frac{3600}{g_{e} \bullet W_{u}} \bullet 100\%,\backslash n}{\text{gdzie\ }W_{\text{u\ }} - wartosc\ opalowa\ paliwa;\ W_{u} = 43\frac{\text{MJ}}{\text{kg}}\backslash n}\backslash n{\ \ Sprawnosc\ ostatecznie\ wynosi:\backslash n}{\eta = \frac{3600}{0,226\frac{\text{kg}}{\text{kWh}} \bullet 43\frac{\text{MJ}}{\text{kg}}} \bullet 100\% = 37,10\%\backslash n}$$

Aby wykres był bardziej czytelny wartość godzinowego zużycia paliwa została pomnożona

5-krotnie.

2. Charakterystyka szybkościowa

4. Wnioski

Na podstawie charakterystyki szybkościowej można stwierdzić, że sprawność badanego silnika wynosi ok. 35-40 %, co jest zgodne ze sprawnością teoretyczną silnika spalinowego o zapłonie iskrowym, która powinna wynosić ok. 35%.
Można również zauważyć, że moc silnika zależy bezpośrednio od momentu, ponieważ obie charakterystyki mają taki sam przebieg.

Godzinowe zużycie paliwa rośnie wraz ze zwiększaniem prędkości obrotowej silnika.

Podczas pomiarów zaobserwowaliśmy , że podczas zwiększania prędkości obrotowej silnika, czas zużywanej dawki paliwa bardzo szybko malał oraz mogliśmy obserwować zmieniający się kolor kolektora, który z każdym pomiarem stawał się coraz bardziej czerwony.