Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti 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 Spalovací motory Ing. Jan Hromádko, Ph.D. Témata cvičení

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Za základní účinnosti pístového spalovacího motoru považujeme: Teoretické předpoklady z přednášky chemickou účinnost spalování tepelnou (termickou) účinnost stupeň plnosti diagramu účinnost indikovanou účinnost mechanickou účinnost celkovou účinnost objemovou a plnicí

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Chemická účinnost spalování Příklad Stanovte průběh chemické účinnosti v závislosti na dokonalosti spalování. a) Pro zážehový motor s tvorbou CO a CO 2. b) Pro vznětový motor s tvorbou CO 2 a pevných částí (C). Je dáno: Palivo: benzín C = 86 %, H u = kJ/kg nafta C = 86 %, H u = kJ/kg a) Spalování v zážehovém motoru. Za předpokladu, že x – je hmotnostní podíl uhlíku spáleného na CO a y – je hmotnostní podíl uhlíku spáleného na CO 2, pak vyjádření chemické účinnosti bude:

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Chemická účinnost spalování Pro konkrétní příklad bude vztah následující. x00,10,20,30,40,50,60,70,80,91 y1 0,80,70,60,50,40,30,20,10  ch 10,9530,9060,8590,8130,7660,7190,6730,6250,5790,532 Výsledná závislost

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Chemická účinnost spalování b) Spalování ve vznětovém motoru. Za předpokladu, že z – je hmotnostní podíl uhlíku spáleného na pevné částice (C), pak vyjádření chemické účinnosti bude: Pro konkrétní příklad bude vztah následující. Výsledná závislost z00,10,20,30,40,50,60,70,80,91  ch 10,9320,8640,7960,7280,660,5920,5240,4560,3880,32

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Chemická účinnost spalování Graficky jsou obě závislosti znázorněny na následujícím obr.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Pro naftový motor, pracující podle smíšeného cyklu, určete hodnoty tepelné účinnosti, mění-li se součinitel zvýšení tlaku  a součinitel zvětšení objemu  v mezích 1,2 – 2. Tepelná účinnost Příklad Je dáno: Kompresní poměr motoru  = 17 a adiabatický exponent  = 1,41. Tepelná účinnost smíšeného cyklu je.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Tepelná účinnost Pro konkrétní příklad bude vztah následující. \\ 1,21,31,41,51,61,71,81,92 1,20,6790,680,681 0,682 0,683 1,30,6740,676 0,6770,678 0,6796,79 1,40,6690,671,,6720,673 0,674 0,675 1,50,6640,6660,6670,6680,669 0,67 1,60,6580,66 0,6620,6630,664 0,665 1,70,6530,6550,6560,658 0,6590,66 0,661 1,80,6480,650,6510,6520,6530,6540,655 0,656 1,90,6450,6470,6480,6490,650,6510,652 0,653 20,6390,6410,6430,6440,6450,6460,647 0,648 Výsledná závislost

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Tepelná účinnost Stručný rozbor S rostoucí hodnotou  roste hodnota  t, s růstem  se tepelná účinnost. Snižuje. Vliv hodnoty  na  t je podstatně větší než vliv hodnoty . S růstem  klesne  t přibližně o 4 % růst  o stejnou hodnotu zvýší  t průměrně jen o 0,75 %. Vliv  roste s rostoucí hodnotou . Při hodnotě  = 2 má vzrůst  z 1,2 na 2 za následek zvýšení  t zhruba o 1 %, při hodnotě  = 1,2 umožňuje uvedený vzestup zvýšení  t o 0,5 %, tedy asi poloviční. Nejvyšší hodnota  t je při  = 2,  = 1,2, nejnižší hodnota je při  = 1,2 a  = 2 Je samozřejmé, že uvedený příklad je pouze teoretický rozbor. U skutečného motoru nelze obě hodnoty a jejich poměr libovolně měnit. Jejich vztah je dán tlakovými, teplotními i rychlostními parametry motoru.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Indikovaná účinnost Příklad Stanovte indikovanou účinnost pro zadané parametry. Je dáno: Palivo motorová nafta: H u kJ/kg Motor Zetor: V z = 0,78 dm 3, p i = 814 kPa, n = 33,34 s -1, M p = 8 kg/h, i = 4 1. Indikovanou účinnost můžeme stanovit ze vztahu. kde: Q p [J/oběh] množství tepla přivedené v palivu Q i [J/oběh] indikované teplo

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Indikovaná účinnost 2. Dodávka paliva pro 1 válec na 1 pracovní oběh.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Indikovaná účinnost 3. Teplo přivedené do motoru na 1 pracovní oběh.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Indikovaná účinnost 4. Teplo spotřebované na indikovanou práci jednoho válce za 1 oběh.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Indikovaná účinnost 5. Indikovaná účinnost

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Mechanická účinnost Stanovte mechanickou účinnost pro motor o ztrátovém výkonu P z = 5,45 kW. Motor má výkon 40 kW při n = 33,34 s -1. Příklad Výpočet účinnosti

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Mechanická účinnost

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Celková účinnost Příklad Stanovte celkovou účinnost motoru, jsou-li zadané následující parametry. Je dáno: Palivo motorová nafta s výhřevností H u = kJ/kg. Průběh výkonu P e a spotřeby paliva M p je dán následující tabulkou. ns -1 16,672023,3426,673033,343535,84 PePe kW17,121,32527,930,332,312,50 Mp*10 -3 kg/s1,1171,3671,61,8332,052,281,1170,45

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Celková účinnost Výpočet účinnosti

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Celková účinnost Výsledná závislost ns -1 16,672023,3426,673033,343535,84 nmin ee [-]0,3510,3570,3580,3490,3390,3250,2570,000

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Celková účinnost Výsledná grafická závislost

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Objemová účinnost Stanovte průběh objemové účinnosti, užitečného výkonu a měrné spotřeby paliva, jsou-li dány následující parametry. ns -1 16,672023,3426,673033,343535,84 nmin [-]1,691,681,651,591,491,392,86 - MtMt Nm164,80170,70 166,80161,90154,5056,900,00 Mp*10 -3 kg/s1,1171,3671,61,8332,052,281,1170,45

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Objemová účinnost 1. Výpočet průběhu výkonu 2. Výpočet průběhu měrné spotřeby paliva

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Objemová účinnost 3. Výpočet objemové účinnosti Do vzorce je nutné ještě určit střední užitečný tlak ve válci p e.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Objemová účinnost ns -1 16,672023,3426,673033,343535,84 nmin PePe kW17,2621,4525,0327,9530,5232,3612,510,00 m pe [g/kWh]232,961229,42230,1236,08241,83253,61321,36- oo [-]0,880240,89260,87920,84940,79140,73890,7095- Výsledná závislost

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Objemová účinnost Výsledná grafická závislost