Katedra Silników Spalinowych i Transportu Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa POLITECHNIKA RZESZOWSKA	Wojtuś Homik :D Grupa 4 II MT-DI
		Rok akad. 2012/2013 Semestr: letni
Laboratorium Silników Spalinowych	Ćwiczenie nr 11
Temat: Wyznaczanie charakterystyki kąta wyprzedzenia zapłonu (wtrysku paliwa).

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodyką pomiarów podstawowych parametrów silnika na hamowni silnikowej oraz nabycie umiejętności wykonania i opracowania charakterystyki regulacyjnej kąta wyprzedzenia zapłonu (wtrysku).

2. Wiadomości ogólne

Charakterystyka kąta wyprzedzania zapłonu (wtrysku) – charakterystyka regulacyjna przedstawiająca zależność mocy użytecznej Ne (momentu obrotowego Mo średniego ciśnienia użytecznego pe) i jednostkowego zużycia paliwa ge od kąta wyprzedzenia zapłonu α_wz (wtrysku α_ww) przy założonym godzinowym zużyciu paliwa Ge i założonej prędkości obrotowej n. Charakterystyka może dodatkowo przedstawiać zależność innych parametrów pracy silnika od kąta wyprzedzenia zapłonu (wtrysku),
a w szczególności temperatury tsp i zadymienia spalin D silnika z zapłonem samoczynnym.

Pomiary przeprowadza się dla różnych kątów wyprzedzenia zapłonu (wtrysku), przy położeniu przepustnicy w silniku z zapłonem iskrowym (dźwigni sterowania w silniku z zapłonem samoczynnym) odpowiadającym założonemu godzinowemu zużyciu paliwa i różnych obciążeniach silnika, przy których występuje założona prędkość obrotowa.

Niezbędne pomiary do wykreślenia charakterystyki:

• Prędkość obrotowa n

• siła obciążająca P lub moment obrotowy Mo

• godzinowe zużycie paliwa Ge

• temperaturę spalin tsp

• parametry zasysanego powietrza

3. Przebieg ćwiczenia

• wyłączyć hamulec i ustawić tryb pracy na „n=const”

• uruchomić silnik

• ustalić założone obciążenie

• ustalić założone obroty

• wyregulować kąt wyprzedzenia zapłonu lub wtrysku na żądaną wartość

• doprowadzić silnik do stanu równowagi cieplnej

• dokonać pomiaru, po uzyskaniu stabilnych wartości parametrów silnika dla ustalonego punktu pracy

• zmienić kąt wyprzedzenia zapłonu lub wtrysku, powtarzać pomiary dla uzyskania wystarczającej liczby punktów pomiarowych na charakterystyce

• po zakończeniu pomiarów ustalić pracę hamowni na biegu jałowym

( obroty min.) w celu schłodzenia silnika i hamulca

4. Obliczenia i skorygowane wyniki mocy Ne, momentu obrotowego Mo oraz jednostkowego zużycia paliwa ge.

Dane do obliczeń:

• Badany silnik SB3.1 CR

• Ciśnienie otoczenia p=749[mmHg]=99858[Pa]

• Wilgotność φ=48,9%

• Silnik czterosuwowy, wolnossący z=120000, r_r=1

• Pojemność skokowa Vh=1,85[dm³]

• Stała hamulca K=10000[N*obr/kW*min]

• Prędkość obrotowa n=1300[obr/min]

sila na hamulcu	t. spalania	godz. z. paliwa	t. pow.	kąt wyprzedzenia wtrysku	jedn. z. paliwa	moc ef.	wsp. Korekcji	moc korygowana
P	Tsp	Ge	Tpow	αww	ge	Ne	KC	Ne'
[N]	[K]	[kg/h]	[K]	[˚OWK]	[g/kWh]	[kW]	[-]	[kW]
59	468	2,073	295	7	270,274	7,670	0,9996	7,667
60	578	2,045	295	10	262,179	7,800	0,9996	7,797
62	574	2,047	295	13	253,970	8,060	0,9996	8,057
63	571	2,102	295	16	256,654	8,190	0,9996	8,187
62	568	2,083	295	19	258,437	8,060	0,9996	8,057
61	569	2,120	295	22	267,339	7,930	0,9996	7,927

moment obrotowy korygowany	godzinowe zużycie paliwa korygowane	jedn. zużycie paliwa korygowane	natężenie przepływu	jedn. dawka paliwa	wsp. silnika	wsp. atmosferyczny
Mo'	Ge'	ge'	V.	q	fm	fa
[Nm]	[kg/h]	[g/kWh]	[g/s]	[mg/(l*cykl)]	[-]	[-]
56,347	2,072	270,166	0,576	28,732	0,200	0,998
57,302	2,044	262,075	0,568	28,344	0,200	0,998
59,212	2,046	253,869	0,569	28,371	0,200	0,998
60,167	2,101	256,552	0,584	29,134	0,200	0,998
59,212	2,082	258,333	0,579	28,870	0,200	0,998
58,257	2,119	267,232	0,589	29,383	0,200	0,998

Przykładowe obliczenia: (dla P=59N)

• Moc efektywna

Ne=(P*n)/K

Ne=(59[N]*1300[obr/min])/10000[N*obr/kW*min]=7,67 [kW]

• Jednostkowe zużycie paliwa

ge=(Ge/Ne)*1000

ge=(2,073 [kg/h]/7,67[kW])*1000=270,274 [g/kW]

• Współczynnik korekcji

-Natężenie przepływu ładunku:

V.=(1000*Ge)/3600

V.=(1000*270,274 [kg/h])/3600=0,576 [g/s]

-Jednostkowa dawka paliwa:

q=(z*V.)/(Vh*n)

q=(120000*0, 0,576 [g/s])/(1,85[dm³]*1300[obr/min])= 28,732 [mg/(l*cykl)]

r_r=1 q_c=q

-Współczynnik silnika

fm=0,2 bo q_c<37,2

-Współczynnik atmosferyczny

f_a= ( p_r-Φ_rp_śr/ p_y-Φ_yp_sy)*( T_y/ T_r)^0,7

f_a= (100[kPa]-0,94/99,858[kPa]-1,30)*(295 [K]/298[K])^0,7=0,998

-Współczynnik korekcji:

α=(fa)^fm

α=0,998^0,2=0,9996

• Moc efektywna silnika korygowana Ne:

Ne’=7,67 [kW]*0,9996 =7,667[kW]

• Jednostkowe zużycie korygowane paliwa:

ge’=270,274 [g/kWh]* 0,9996 =271,80 [g/kWh]

• Moment obrotowy korygowany Mo

Mo’= ((P*30)/(3,14*K))*1000*Kc

Mo’=((59[N]*30)/(3,14*10000[(N*obr)/(kW*min)]))*1000*0,9996=56,347[Nm]

• Korekta do kąta wtrysku:

1300*360[˚] => 60[s]

X[˚]=> 400[us]

X=(1300*360[˚]*0,0004[s])/60[s]

X= 3,12[˚]

Wartości skorygowane kątów wyprzedzenia wtrysku paliwa:

kąt założony	kąt korygowany
[˚OWK]	[˚OWK]
7	3,88
10	6,88
13	9,88
16	12,88
19	15,88
22	18,88