Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Ing. Jan Hromádko, Ph.D. Témata cvičení 1. Úvod, bezpečnost a protipožární ochrana. 2. Charakteristiky motorových paliv. 3. Pracovní oběhy zážehových motorů. 4. Pracovní oběhy vznětových motorů. 5. Účinnosti spalovacích motorů. 6. Charakteristiky vznětových motorů. 7. Objemová účinnost vznětových motorů. 8. Charakteristiky zážehových motorů. 9. Ztrátový moment zážehových motorů. 10. Chlazení spalovacích motorů 11. Mazání spalovacích motorů 12. Zápočet

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Teoretické předpoklady z přednášky Diagram ideálního oběhu vznětového motoru Tabulka vztahů pro výpočet tlaků a teplot:

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Příklad: Spalovací motory Vypočtěte ideální pV diagram vznětového motoru. Je dáno: Výpočet: 1. tlaky

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory 2. teploty 3. objemy

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Příklad: Vypočtěte teoretický pV diagram vznětového motoru. Spalovací motory Je dáno: parametry vznětového motoru: parametry vzduchu: složení paliva:

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Výpočet: 1. Vypočtené hodnoty konstantní v otáčkách 1.1 Charakteristika paliva 1.2 Hmotnostní výhřevnost paliva

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory 1.3 Molový objem 1.4 Teoretické množství kyslíku molové 1.5 Teoretické množství kyslíku objemové 1.6 Teoretické množství kyslíku hmotnostní

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory 1.7 Teoretické množství vzduchu molové 1.8 Teoretické množství vzduchu objemové 1.9 Teoretické množství vzduchu hmotnostní 1.10 Zdvihový objem válce

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory 1.11 Kompresní objem válce 1.12 Celkový objem válce Dále jsou zadané parametry proměnné v otáčkách 2. Vypočtené hodnoty proměnné v otáčkách 2.1 Střední tlak ve výfuku

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory 2.2 Tlak na konci sání 2.3 Teplota na konci sání

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory 2.5 Tlak na konci komprese 2.6 Teplota na konci komprese 2.4 Exponent kompresní polytropy 2.5 Exponent expanzní polytropy

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory 2.7 Tlak na konci hoření – maximální tlak 2.8 Informační teplota na konci hoření – pouze ideální, skutečná bude uvedená dále 2.10 Informační teplota na konci expanze 2.9 Tlak na konci expanze

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory 2.11 Střední indikovaný teoretický tlak 2.12 Střední indikovaný tlak skutečný 2.13 Střední užitečný tlak

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory 2.14 Efektivní výkon při otáčkách 2.15 Točivý moment při otáčkách 2.16 Součinitel přebytku vzduchu

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory 2.17 Množství čerstvé náplně 2.18 Součinitel zbytků spalin 2.19 Množství zbylých spalin ve válci

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory 2.20 Množství pracovní náplně 2.21 Množství zplodin hoření 2.22 Celkové množství zplodin na konci hoření 2.23 Molová teplota zduchu na konci komprese

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory 2.24 Skutečná teplota na konci hoření vycházející z rovnice tepelné rovnováhy. Do výše uvedené rovnice je nutné dosadit hodnoty v upravených rozměrech, viz následující dosazení. Poté doporučuji rovnici zpracovat v programu Mathcad Postup je následující: označí se proměnná v tomto případě T 3 a použije se v hlavní nabídce funkce Symbolics dále variable a na konec solve. Výsledkem jsou dvě hodnoty jedna záporná, která nemůže odpovídat řešení a jedna kladná, která představuje hledanou T 3 skutečnou. Níže je uveden výsledek.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory 2.25 Skutečná teplota na konci expanze 2.26 Tepelná účinnost 2.27 Celková účinnost motoru

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory 2.28 Přehled výsledků

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory 2.29 pV diagram

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Diskuse Výše uvedený příklad uvádí postup výpočtu teoretického pV diagramu. Zajímavé je níže uvedené porovnání vypočteného středního indikovaného výkonu se stejným výkonem vypočteným z plochy pV diagramu. Moderní programy umožňují stanovení ploch diagramů např. součtem relativně malých obdélníků. Níže je uveden pouze výsledek vycházející z pV diagramu znázorněného na předchozím snímku.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Diskuse Rozdíl mezi výslednými hodnotami je téměř neznatelný

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Zadání protokolu Každý student vytvoří protokol s vlastním zadáním. Úkolem protokolu bude vypočtení a znázornění pV diagramu. Vstupní parametry paliva si student zvolí dle vlastního uvážení. V zadání dále změní T 0 tak, že studenti s pořadovým číslem si hodnotu zvýší o počet kelvinů připadající jejich pořadí, studenti s pořadovým číslem 11 – 20 si hodnotu sníží o počet kelvinů připadající jejich pořadí snížením o 10. Hodnoty proměnné v otáčkách si studenti změní obdobným způsobem uvedeným výše a to o hodnoty: otáčky motoru +- 50,  o +-0,01,  m +-0,01 a m pe +- 3