Zakład Pojazdów Samochodowych i Silników Spalinowych Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa POLITECHNIKA RZESZOWSKA	Mądziel Maksymilian Grupa L3 II MTD
		Rok akad. 2010/2011 Semestr: letni
Laboratorium Silników Spalinowych	Ćwiczenie nr 5
Temat: : Pomiar sprawności mechanicznej

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodyką pomiarów podstawowych parametrów silnika na hamowni silnikowej oraz nabycie umiejętności określania sprawności mechanicznej silnika.

1. Wstęp teoretyczny:

Sprawność mechaniczna jest to stosunek mocy użytecznej do mocy indykowanej i wyrażana jest wzorem:

$$\mathbf{\eta}_{\mathbf{m}\mathbf{=}\frac{\mathbf{N}_{\mathbf{e}}}{\mathbf{N}_{\mathbf{i}}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{p}_{\mathbf{e}}}{\mathbf{p}_{\mathbf{i}}}}$$

Moc użyteczna (efektywna) jest to moc lub suma mocy na końcówce wału korbowego lub

jej odpowiedniku, z uwzględnieniem zamontowanych urządzeń łącznie z urządzeniami

pomocniczymi (wg wymagań normy). Moc efektywna mierzona jest poprzez pomiar momentu

obrotowego i prędkości obrotowej bezpośrednio na stanowisku badawczym.

Moc indykowana silnika jest to całkowita moc rozwijana w cylindrach silnika w wyniku

działania czynnika roboczego na tłoki.

1. Metoda kolejnego wyłączania cylindrów

W tej metodzie pomiary przeprowadza się na pracującym silniku na stanowisku hamownianym. Przyjmuje się założenie, że po wyłączeniu z pracy jednego z cylindrów silnika i utrzymaniu nie zmienionej prędkości obrotowej, straty mechaniczne nie zmieniają się, a spadek mocy użytecznej silnika równy jest mocy indykowanej wyłączonego cylindra. Wówczas:

N_iii= N_e- N_ei

Gdzie:

N_ii - moc indykowana i-tego wyłączonego cylindra,

N_e - moc użyteczna silnika przy pracujących wszystkich cylindrach,

N_ei - moc użyteczna silnika po wyłączeniu i-tego cylindra.

Wyłączając kolejno z pracy wszystkie cylindry można określić moc indykowaną, jaką daje każdy z nich. Dla silnika o liczbie cylindrów l_c moc indykowana wynosi:

$N_{i} = \sum_{i = 1}^{l_{c}}{N_{\text{ii}} = \sum_{i = 1}^{l_{c}}{(N_{e} - N_{\text{ei}})}}$
Uwzględniając wzór sprawność mechaniczną obliczyć można korzystając ze wzoru:

$$\mathbf{\eta}_{\mathbf{m}\mathbf{=}\frac{\mathbf{N}_{\mathbf{e}}}{\sum_{\mathbf{i}\mathbf{=}\mathbf{1}}^{\mathbf{\text{lc}}}{\mathbf{(}\mathbf{N}_{\mathbf{e}}\mathbf{-}\mathbf{N}_{\mathbf{\text{ei}}}\mathbf{)}}}}$$

1. Metoda ekstrapolacji charakterystyki obciążeniowej

Metoda ta w pierwszej kolejności wymaga sporządzenia charakterystyki obciążeniowej dla

prędkości obrotowej, dla której chcemy określić sprawność mechaniczną.

Ekstrapolacja polega na przedłużeniu do przecięcia z osią odciętych (mocy lub ciśnienia użytecznego) części krzywej G_e = f (N_e). Punkt przecięcia wyznacza na osi odciętych ujemną wartość mocy (ciśnienia użytecznego) równoznaczną z mocą oporów mechanicznych (ciśnieniem strat mechanicznych).

Moc indykowaną silnika określa się z wzoru:

N_i= N_e+ N_r

Skąd sprawność mechaniczna określona jest wzorem:

$$\mathbf{\eta}_{\mathbf{m}\mathbf{=}\frac{\mathbf{N}_{\mathbf{e}}}{\mathbf{N}_{\mathbf{e}}\mathbf{+}\mathbf{N}_{\mathbf{r}}}}$$

Gdzie:

N_e - moc użyteczna silnika,

N_r - moc strat mechanicznych.

Metoda ekstrapolacji może być zastosowana do wyznaczenia sprawności mechanicznej

tylko wówczas, gdy w zakresie małych mocy charakterystyka G_e = f(N_e) jest zbliżona do liniowej

umożliwiając jednoznacznie wyznaczyć kierunek przedłużenia.

1. Dane, tabele i obliczenia:

Bieg 3

Przełożenie między silnikiem, a hamulcem 1.307

Obroty silnika na stałym poziomie n=2500obr/min

Stała hamulca k=197$\frac{\text{kG}*\text{obr}}{\text{kW}*\min}$

Prędkość obrotowa	Wskazania na hamulcu	Średnia moc efektywna całego silnika	Moc indykowana	Sprawność mechaniczna
	Dla całego silnika	1	2	3
n	P	P	P	P
[obr/min]	[kG]	[kG]	[kG]	[kG]
2500	2,65	2	1,96	1,97

Ne =$\ \frac{P*n}{k}$

Ni = $\sum_{i = 1}^{\text{lc}}{\text{Ni}i}$

η_m $= \frac{N_{e}}{N_{i}}$

N_iii= N_e- N_ei

Dane do narysowania ekstrapolacji :

P[kG]	Ge	Ni[kW]
1,95	6,97	17,48
1,5	5,68	14,08
1,2	4,71	11,17
0,85	3,77	6,8

Równanie ogólne prostej po aproksymacji

y=0,02x+0,3

η=$\frac{\text{Ne}}{\text{Ne} + \text{Nr}}$= 0,68

Nr= 18,25-16,72=8,34

Ne= 27,09-18,25=17,48

Ni= Ne+Nr= 25,82

1. Wnioski:

WYpierdoliście. Koleś GIT .