Zakład Pojazdów Samochodowych i Silników Spalinowych Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa POLITECHNIKA RZESZOWSKA	Hołota Krzysztof Grupa L-2 II MTD
				Rok akad. 2009/2010 Semestr: letni
Laboratorium Silników Spalinowych		Ćwiczenie nr 6
Temat: Pomiar stopnia napełniania.

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodyką pomiarów podstawowych parametrów silnika na hamowni silnikowej oraz nabycie umiejętności wykonania i opracowania charakterystyki stopnia napełniania silnika spalinowego.

2. Wiadomości ogólne

Stopień napełniania jest to masa świeżego ładunku zamkniętego w cylindrze przed spalaniem masy świeżego ładunku odpowiadający objętości skokowej cylindra, przy ciśnieniu i w temperaturze świeżego ładunku w przewodzie dolotowym. Wyznaczając stopień napełniania wykorzystuje się natężenie przepływu zasysanego powietrza przez silnik

i teoretyczne natężenie powietrza.

Rzeczywisty strumień powietrza należy zmierzyć przepływomierzem, przy czym

ze względu na pulsujący charakter przepływu powietrza dopływającego do silnika, koniecznie może być zastosowanie układu wyrównawczego.

Określony w ten sposób współczynnik napełniania η_V, przedstawia wartość średnią dla okresu, w którym badano natężenie przepływu powietrza.

Współczynnik napełniania w znamionowych warunkach pracy silnika zawiera się

w granicach :

- czterosuwowe silniki ZI η_V=0,60- 0,85

- czterosuwowe silniki ZS

• wolnoobrotowe η_V=0,80- 0,90

• szybkoobrotowe η_V=0,75- 0,90

Na wartość stopnia napełniania η_V wypływają czynniki konstrukcyjne i eksploatacyjne. Najważniejszymi czynnikami eksploatacyjnymi są prędkość obrotowa oraz stan układu ssącego i wydechowego, a w szczególności stan filtrów powietrza, katalizatorów, tłumika spalin itp. Wpływ prędkości obrotowej na wielkość współczynnika napełniania η_V pokazuje charakterystyka. Charakterystyka przedstawia zależność współczynnika napełniania η_V

od prędkości obrotowej n, przy całkowicie otwartej przepustnicy w silniku ZI lub przy skrajnym ustawieniu dźwigni sterowania odpowiadającym pełnej dawce paliwa w silniku ZS.

Do czy czynników konstrukcyjnych mających wpływ na wielkość współczynnika napełniania należy zaliczyć parametry takich układów funkcjonalnych silnika jak:

- układu dolotowego

- układu rozrządu

- układu tłokowo-korbowego

- układu chłodzenia

- układu paliwowego ( w silnika ZI )

- układu wylotowego

Jednym z istotnych parametrów układu dolotowego jest jego ukształtowanie

z wykorzystaniem występujących w nim zjawisk dynamicznych, a także konstrukcja filtru

i związane z nim opory przepływu. Inne parametry to średnica i długość kanałów dolotowych, a także chropowatość powierzchni wewnętrznej kolektora.

Pomiar w lab. przeprowadza się za pomocą przepływomierza który przeprowadzony jest za pomocą czujnika z płytką grzaną umieszczonego w prostoliniowym rurociągu. Odczyt dokonywany jest na wyświetlaczu elektronicznego urz. pomiarowego.

W przypadku przepływomierza laminarnego i dyszy dopływowej pomiar natężenia przepływu polega na pomiarze spadku ciśnienia na elemencie pomiarowym. Pomiar współczynnika napełniania, który charakteryzuje sprawność napełniania powinien odbywać się przy pełnym obciążeniu silnika w zachowaniu podobnych warunków cieplnych.

3. Schemat i opis stanowiska badawczego.

Rys. 3.1. Schemat układu pomiarowego współczynnika napełniania

4. Przebieg ćwiczenia

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

• uruchomić silnik

• ustalić odpowiednią prędkość obrotową

• powoli zwiększać obciążenie do maksymalnego

• doprowadzić silnik do stanu równowagi cielnej

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

• zmienić prędkość obrotową silnika, powtórzyć pomiar

• po zakończeniu pomiarów ustalić pracę hamowni na biegu jałowym

( obroty min.) w celu schłodzenia silnika i hamulca

• wyłączyć silnik i hamownię

5. Obliczenia i wyniki

Gęstość powietrza :

ρ_pow=739mmHg*133,325/287J/kgK*288K=1,20 [kg/m³]

Strumień teoretyczny powietrza :

mt=2*1,589dm³*2000obr/min*1,20kg/m³=0,03178[kg/s]

Różnica ciśnień na zwężce

∆p=0,023m*9,81m/s²*998kg/m³=270,76[Pa]

Prędkość czynnika

w=(2*270,76[Pa]/1,2kg/m³)^(1/2)=21,2[m/s]

Strumień rzeczywisty powietrza:

mr=0,992*1*0,00126m^2*21,2m/s*1,2kg/m³=0,0319[kg/s]

Stopień napełniania:

η_v=0,0319[kg/s]/0,03178[kg/m³]=1,0026

6. Wnioski

Po przeprowadzonych obliczeniach z uzyskanych wyników można stwierdzić że badany silnik ma większy współczynnik napełniania niż podany jest w literaturze. Spowodowane może być to jakąś niesprawnością.

---