9965379455

WYDZIAŁ MECHANICZNY POLITECHNIKI GDAŃSKIEJ KATEDRA SILNIKÓW SPALINOWYCH I SPRĘŻAREK Kierownik katedry: prof. dr hab. inż. Andrzej Balcerski, prof. zw. PG LABORATORIUM PODSTAW SILNIKÓW I NAPĘDÓW SPALINOWYCH

Dr inż. Sławomir Makowski

Ćwiczenie 2

POMIARY PODSTAWOWYCH PARAMETRÓW PRACY SILNIKÓW SPALINOWYCH

1. Parametry pracy silników spalinowych

Silnik spalinowy przekształca energię cieplną uzyskaną ze spalania paliwa na pracę mechaniczną przekazywaną odbiornikowi energii. Przykładem odbiornika energii może być samochód (rys. 1). Do silnika pojazdu dopływa strumień energii paliwa E_pai. Silnik generuje moc użyteczną N_e, która, pomniejszona o moc strat mechanicznych w układzie przeniesienia napędu, może być wykorzystana do poruszania samochodu.

Rys. 1. Silnik spalinowy napędzający samochód: N_slr - moc strat cieplnych i mechanicznych, N_k - moc na kotach, P_k - siła na kolach, V - prędkość samochodu, W_d - wartość opałowa paliwa, i_B - przełożenie w skrzyni biegów, ctk - kąt skręcenia kół kierowanych samochodu (pozostałe oznaczenia w tekście)

Operator (w tym przypadku kierowca) steruje silnikiem poprzez parametr, od którego zależy ilość energii dostarczonej do silnika w paliwie - w silnikach o zapłonie iskrowym (ZI) jest to zwykle kąt otwarcia przepustnicy a_p a w silnikach o zapłonie samoczynnym (ZS) położenie organu sterującego układem zasilania paliwem. Kierowca może też wpływać na własności pojazdu jako odbiornika energii poprzez zmianę przełożenia w skrzyni biegów, skręcenie kół kierowanych i włączenie hamulca.

Przekształcanie energii w silniku spalinowym zależy od wielu czynników, które można podzielić na parametry konstrukcyjne, nastawy i zakłócenia.

Nastawami nazywa się parametry, które mogą być zmieniane przez użytkownika podczas eksploatacji silnika. We współczesnych silnikach, sterowanych za pomocą mikrokomputera, ilość takich parametrów jest przez konstruktorów ograniczana i dąży do zera. Typowymi nastawami są, na przykład, kąt wyprzedzenia wtrysku i ciśnienie otwarcia wtryskiwacza w silnikach ZS.

Zakłócenia to wielkości wejściowe, które działają na silnik w sposób losowy. Za zakłócenia przyjmuje się najczęściej parametry otaczającego powietrza: ciśnienie p„, temperaturę T„ i wilgotność 0„.

Niezwykle istotne dla użytkownika silnika są wyjściowe wielkości energetyczne:

•    moment obrotowy silnika M„,

•    sprawność ogólna silnika rj_e, której miarą jest jednostkowe zużycie paliwa g_e.

Duże znaczenie mają także wielkości charakteryzujące oddziaływanie silnika na środowisko:

•    emisja przebiegowa toksycznych składników spalin euo-, eutc, eu/o. (w przypadku silników samochodów osobowych i dostawczych),

•    poziom emitowanego hałasu L_pą.