Katedra Silników Spalinowych i Transportu POLITECHNIKA RZESZOWSKA	Brożyna Dariusz II MT-DI/ L1
				Rok akad. 2012/2013 Semestr: IV
Laboratorium Silników Spalinowych		Ćwiczenie nr 7
Temat: Wyznaczanie charakterystyki zewnętrznej silnika

1. Cel ćwiczenia

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

2. Wiadomości ogólne

Charakterystyka zewnętrzna - charakterystyka prędkościowa przedstawiająca zależność mocy użytecznej Ne, momentu obrotowego Mo,(średniego ciśnienia użytecznego pe),godzinowego Ge i jednostkowego zużycia paliwa ge od prędkości obrotowej n przy całkowicie otwartej przepustnicy w silniku ZI lub przy skrajnym ustawieniu dźwigni sterowania, odpowiadającym pełnej dawne paliwa w silniku ZS. Charakterystyka może dodatkowo przedstawiać zależność innych parametrów pracy silnika od prędkości obrotowej, w szczególności temperatury tsp i zadymienia D silnika ZS.

Pomiary niezbędne do wykreślenia charakterystyki obejmują:
- prędkość obrotową n,
- siłę obciążającą P,
- zużycie paliwa Ge,
- temperatury spalin tsp,
- temperatury zasysanego powietrza.
Na podstawie wyników oblicza się dla poszczególnych prędkości obrotowych n, moment obrotowy Mo i godzinowe zużycie paliwa Ge oraz wykreśla się krzywe Mo=f(n) i Ge=f(n). Następnie na podstawie wykreślonych krzywych oblicza się parametry pochodne- moc użyteczną Ne i jednostkowe zużycie paliwa ge oraz przeprowadza się krzywe Ne=f(n) i ge=f(n).
Pomiary powinny być prowadzone przy zachowaniu następujących warunków, jeżeli ze specyfiki badać nie wynikają inne wymagania:
a) temperatura zasysania i ciśnienia otoczenia powinny być maksymalnie zbliżone do wartości normalnych wg PN-ISO 15550:2009 w celu uzyskania współczynnika korekcji zbliżonego do 1;
b) pomiary poszczególnych wielkości powinny być prowadzone w ustabilizowanych warunkach pracy silnika, to jest gdy moment obrotowy(siła obciążająca), prędkość obrotowa, temperatura cieczy chłodzącej, powietrza chłodzącego, oleju i spalin są w zasadzie stałe przez co najmniej 1 min;
c) prędkość obrotowa wału korbowego nie powinna zmieniać się w czasie pomiarów więcej niż w granicach +-1%lub+-10 obr/min od wartości założonej, przy czym przyjmuje się większą z tych granic 
d) pomiary prędkości obrotowej i zużycie paliwa powinny trwać co najmniej 30 s przy pomiarze sterowania automatycznie
e) pomiary momentu obrotowego (siły obciążającej), zużycie paliwa i temp. zasysania powinny być przeprowadzane jednocześnie, przy czym za wynik przyjmuje się średnią z dwóch stabilnych wartości różniących się od siebie nie więcej niż o 2% 
f) l. punktów pomiarowych powinna być dostateczna dla uzyskania przy wykreślaniu charakterystyk, właściwego kształtu i charakteru przebiegu poszczególnych wykresów, w okolicy ekstremów i innych charakterystycznych krzywych punkty pomiarowe powinny być zagęszczone

3. Przebieg ćwiczenia

* wyłączyć hamulec i ustawić tryb pracy na „n=const”,
* uruchomić silnik,
* ustalić odpowiednią prędkość obrotową,
* powoli zwiększać obciążenie do maksymalnego,
* doprowadzić silnik do stanu równowagi cieplnej
* dokonać pomiaru, po uzyskaniu stabilnych wartości parametrów silnika dla ustalonego punktu pracy,
* zmienić prędkość obrotową silnika, powtarzać pomiary dla uzyskania wystarczającej liczby punktów pomiarowych na charakterystyce,
* po zakończeniu pomiarów ustalić pracę hamowni na biegu jałowym w celu schłodzenia  silnika i hamulca,
* wyłączyć silnik i hamownię.

4. Tabela pomiarowo-wynikowa silnik FSO 1600

Prędkość obrotowa n [obr/min]	Temperatura zasysanego powietrza [K] [◦C]		Temperatura spalin [◦C]		P [Kg]	Moc użyteczna	Moment obrotowy	Jednostkowe zużycie paliwa
2500	297	23,9	602	7,06	4,20	26,73	102,10	264,12
3000	298	24,7	611	8,02	4,00	30,55	97,24	262,53
3500	299	25,6	638	9,04	3,80	33,86	92,38	267,00
4000	300	26,7	654	9,71	3,47	35,33	84,35	274,80
4500	300	27,4	679	10,14	3,16	36,20	76,82	280,11
5000	301	28,0	684	10,42	2,75	35,05	66,85	297,68
Współczynnik korelacji ∝	Moc efektywna skorygowana			Jednostkowe zużycie paliwa skorygowane		Moment obrotowy skorygowany
[-]	[kW]			[g/kWh]		[obr/min]
0,9938	26,56			262,49		101,47
0,9954	30,41			261,33		96,79
0,9972	33,76			266,26		92,12
0,9994	35,31			274,64		84,31
1,0008	36,23			280,34		76,88
1,0020	35,07			298,29		66,99

5. Obliczenia dla prędkości obrotowej n=3000 [obr/min]

Hamulec K=197 [
]

Przełożenie i=1,944

Ciśnienie otoczenia Pb=745[mmHg]= 99 325,16[Pa]=99,33 [kPa]

Wilgotność: 32,5%

Normalne ciśnienie atmosferyczne odniesienia:

Temperatura powietrza odniesienia: To=298,15 [K]
Ciśnienie pary wodnej:
=0,88 [kPa]
Moc użyteczna:







Moment obrotowy:


[Nm]




Jednostkowe zużycie paliwa:


[



[


Współczynnik korekcji:




Moment obrotowy skorygowany


[Nm]




Moc efektywna skorygowana:







Jednostkowe zużycie paliwa skorygowane:







Wnioski:

Przeprowadzone pomiary, dokonane na urządzeniu typu na silnik spalinowy ZI FSO 1600 pozwalają wyznaczyć wykresy charakterystyki zewnętrznej badanego elementu. Z wykresów tych wynika, że wraz ze wzrostem prędkości obrotowych, w warunkach określonych proceduralnie, maleje moment obrotowy (którego wartość wynosiła ponad 30% dla pierwszego pomiaru). Moc efektywna, osiągnęła najwyższą wartość przy obrotach silnika równych 4500 obr/min. Zauważyć więc można równoczesny wzrost zapotrzebowania paliwowego, ponieważ linia wykresów zużycia paliwa, , zwiększa swoje wartości przy coraz wyższych wartościach obrotowych badanego silnika.

---