Zakład Pojazdów Samochodowych i Silników Spalinowych Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa POLITECHNIKA RZESZOWSKA	Damian Lewandowski Grupa L1 II MTDI
				Rok akad. 2009/2010 Semestr: letni
Laboratorium Silników Spalinowych		Ćwiczenie nr 10
Temat: Wyznaczanie charakterystyki ogólnej.

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest nabycie umiejętności wykonania i opracowania charakterystyki ogólnej silnika spalinowego.

2. Wiadomości ogólne

Charakterystyka ogólna (uniwersalna) - charakterystyka prędkościowa przedstawiająca w układzie współrzędnych średnie ciśnienie użyteczne pe (moment obrotowy Mo) - prędkość obrotową n, krzywe stałej mocy użytecznej Ne (mocy jednostkowej Ne/Vss) i stałego jednostkowego zużycia paliwa ge oraz krzywą średniego ciśnienia użytecznego pe (momentu obrotowego Mo), odpowiadającą charakterystyce zewnętrznej. Charakterystyka może dodatkowo przedstawić krzywe stałych wartości innych parametrów pracy silnika, a w szczególności temperatur tsp i zadymienia spalin D oraz krzywą średniego ciśnienia użytecznego (momentu obrotowego) odpowiadającą charakterystyce granicy dymienia silnika z zapłonem samoczynnym.

Charakterystykę ogólną opracowuje się na podstawie kompletu charakterystyk obciążeniowych lub charakterystyk mocy częściowej oraz charakterystyki zewnętrznej, przy czym ze względu na bardziej regularne pokrycie pola pracy silnika zaleca się posługiwanie charakterystykami obciążeniowymi. Najpierw przeprowadza się krzywe stałej mocy użytecznej Ne, które stanowią rodzinę hiperbol o równaniu:

pe*n=3*10⁴*τ/Vss*Ne=C

w którym:

pe - średnie ciśnienie użyteczne, kPa

n - prędkość obrotowa silnika, obr/min

τ - liczba suwów silnika,

Vss - pojemniść skokowa silnika, dm³

Ne - moc użyteczna, kW

C - stała przybierająca dla poszczególnych hiperbol różne wartości, uzależnione od przyjmowanych kolejno wartości mocy użytecznej Ne

Charakterystykę ogólną wykonuje się na podstawie charakterystyk obciążeniowych. Pomiary przeprowadza się przy założonych ustawieniach przepustnicy lub urządzenia sterującego dawką paliwa przy stałej prędkości obrotowej. Pomiar zaczyna się przy najmniejszej wartości obciążenia. Następnie po ustaleniu stanu cieplnego silnika i odczytaniu wskazań zmienia się obciążenie silnika przez zwiększenie dawki paliwa. Pomiary niezbędne obejmują

• prędkość obrotową n

• siłę obciążającą P lub moment obrotowy Mo

• godzinowe zużycie paliwa

• temperaturę spalin tsp

• parametry zasysanego powietrza

3. Przebieg ćwiczenia

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

• uruchomić silnik

• ustalić odpowiednie obciążenie

• ustalić odpowiednie obroty

• doprowadzić silnik do stanu równowagi cielnej

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

• zmienić obciążenie silnika, 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

wyłączyć silnik i hamownię

4. Obliczenia i wyniki

Do wyznaczenia charakterystyki silnika SB 3.1 CR zostały wykorzystane obliczenia i wyniki

z ćwiczeń 8 i 9.

Krzywe stałej mocy użytecznej Ne

Krzywe stałego jednostkowego zużycia paliwa:

Przykładowe obliczenie dla n= 1300 [obr/min] i ge=260[g/kWh] na podstawie charakterystyk obciążeniowych

Ne odpowiadające zużyciu ge=260[g/kWh], Ne₁=7,33[kW] i Ne₂=11,53[kW]

Krzywa średniego ciśnienia użytecznego dla n= 1300 [obr/min], Ne₂=11,53[kW]

Tabelki z wynikami:

Prędkość obrotowa n	Moc użyteczna Ne [kW]
[obr/min]	2	4	6	8	10	12	14
		[kPa]
900	144,14	288,29	432,43	576,58	720,72	864,86	1009,01
1000	129,73	259,46	389,19	518,92	648,65	778,38	908,11
1100	117,94	235,87	353,81	471,74	589,68	707,62	825,55
1200	108,11	216,22	324,32	432,43	540,54	648,65	756,76
1300	99,79	199,58	299,38	399,17	498,96	598,75	698,54
1400	92,66	185,33	277,99	370,66	463,32	555,98	648,65
1500	86,49	172,97	259,46	345,95	432,43	518,92	605,41
1600	81,08	162,16	243,24	324,32	405,41	486,49	567,57

Obroty silnika n	Moc efektywna silnika Ne	pe
[obr/min]	[kW]	[kPa]
900	11,25	810,8108
1000	10,05	651,8919
1100	11,3	666,3391
1200	11,8	637,8378
1300	11,5	573,8046
1400	10,9	505,0193
1500	10,6	458,3784
1600	12,7	514,8649

ge[g/kWh]	236	238	240	245	250	255	260	265	270	280	290	300	310	320	330	340	360
n[obr/min]
900	644,32	624,86 663,06	614,78 696,94	590,99 696,94	526,16 812,97	441,8	408,65	370,45	345,95	312,07	278,92	255,41	231,35	221,26	214,17	201,8	178,02
1000					523,46 678,49	475,46	441,08	402,16	367,78	319,78	285,95	272,43	254,92	238,05		207,57
1100					412,78 603,20	365,60 668,11	334,45 727,08	306,63	297,17	251,79	235,87	228,71	216,41	208,15	201,08
1200							450,27 504,32	403,78 580	371,35 630,81	328,11	297,3	284,86	263,24	252,43	235,14	216,22
1300					449,06 518,92	395 548,86	365,74 575,30	342,79	322,93	299,38	279,42	225,95	249,48	233,5
1400									426,25 409,65	479,61	308,03	287,26	268,73	256,22	244,63
1500											344,22	302,7	276,76
1600	578,11	570,41	576,57	554,19	532,3	518,92	502,7	346,86 486,49

Charakterystyka ogólna dla silnika SB3.1 CR (1/6 silnika SW680)

5. Wnioski

Podstawowym zadaniem wykonywanego ćwiczenia, było wyznaczenie charakterystyki ogólnej dla silnika SB3.1 CR. Dzięki wynikom pomiarów charakterystyk obciążeniowych, mogliśmy narysować wykres, który zobrazował nam między innymi stałe mocy użytecznej, jednostkowe zużycie paliwa w funkcji prędkości obrotowej.

---