Spalovací motory 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 Ing. Jan Hromádko, Ph.D. Email: janhromadko@tf.czu.cz

Teoretické předpoklady z přednášky Spalovací motory Teoretické předpoklady z přednášky Podle volby nezávisle proměnné rozdělujeme charakteristiky na: otáčkové charakteristiky (dříve nazývané rychlostní) - nezávislou proměnnou jsou otáčky klikového hřídele motoru n [min-1] zatěžovací charakteristiky - nezávislou proměnnou může být Mt [Nm], pe [MPa], Pe [kW] seřizovací charakteristiky - nezávislou proměnnou může být úhel předstihu zážehu α [°], otvírací tlak trysky p [MPa] a další Samostatnou skupinu tvoří celkové (úplné, univerzální) charakteristiky

Cíl laboratorního měření Spalovací motory Cíl laboratorního měření Cílem laboratorního měření je seznámit se s měřením samostatných motorů na výkonových brzdách. Výstupem z cvičení budou zpracované otáčkové a zatěžovací charakteristiky naměřeného motoru.

Spalovací motor a dynamometr Spalovací motory Spalovací motor a dynamometr

Popis brzdového stanoviště Spalovací motory Popis brzdového stanoviště Měření spotřeby paliva Měření spotřeby paliva se provádí pomocí přesných vah a časového měřiče. Zaznamenává se čas spotřeby 100g paliva. Ze zaznamenaného času se vypočte spotřeba dle jednoduchého vzorce. kde: t = čas [s] Mp = spotřeba [ kg ∙h-1]

Spalovací motory Popis brzdového stanoviště Měření plynných emisí Měřená složka Rozsah Rozlišení Přesnost měření CO 0 - 10 % vol 0,01 % vol 0 - 0,67%: 0,02% absolutně, 0,67- 10%: 3% z naměřené hodnoty CO2 0 - 16 % vol 0,1 % vol 0 - 10%: 0,3% absolutně, 10 - 16%: 3% z n.h. HC 0 - 20 000 ppm 1 ppm 10 ppm nebo 5% z n.h. NOX 0 - 5 000 ppm 0 - 1000 ppm: 25 ppm, 1000 - 4000 ppm: 4% z n.h. O2 0 - 22 % vol 0 - 3%: 0,1% 3 - 21%: 3% z n.h.

Popis brzdového stanoviště Popis brzdového stanoviště Spalovací motory Spalovací motory Popis brzdového stanoviště Popis brzdového stanoviště Měření Měření kouřivosti motoru K měření byl použit opacimetr HARTRIDGE MK 3 Výrobce: Leslie Hartridge, Coventry, GB

Popis brzdového stanoviště Spalovací motory Popis brzdového stanoviště Dynamometr VD 250 Dynamometr Typ V250 Provedení IP23/ICW37 Otáčky (1/min) 300 - 2500 – 8000 Točivý moment (Nm) 268 - 956 - 299 Výkon (kW) 8,4 - 250 – 250 Průtok vody (l/s) 1,8 Budící napětí (V) 91 Budící proud (A) 3,4 Tlak vody (kPa) 90 Hmotnost (kg) 950 ČSN 350 000 Rok výroby 1986

Popis brzdového stanoviště výkonnostní regulátor Spalovací motory Popis brzdového stanoviště Motor Zetor Parametr počet válců 4 zdvihový objem 3922 cm3 vrtání 102 mm zdvih 120 mm kompresní poměr 17 : 1 max. výkon 55 kW max. točivý moment 280 Nm jmenovité otáčky 2200 min-1 předvstřik paliva 25° před HÚ vstřikovací tlak 18,7 ± 0,1 MPa vstřikovací čerpadlo PP 4 M 3137 S 0164 výkonnostní regulátor RV M 900 1100 3300 trysky DOP 160 S 430 – 1436

Popis brzdového stanoviště Spalovací motory Popis brzdového stanoviště Měření hltnosti motoru Nasávané množství vzduchu do motoru se měří pomocí bezztrátové dýzy (lemniskaty). Při laminárním proudění plynu (vzduchu) v potrubí kruhového průřezu vzniká v mezní vrstvě statický tlak, úměrný rychlosti proudění. Zjištění tohoto tlaku dává podklad pro určení hmotnostního toku vzduchu, tzv. hltnosti motoru.

Příklad naměřených hodnot Spalovací motory Příklad naměřených hodnot moment [N•m] otáčky [min-1] čas [s] dýza [mm] CO [ppm] CO2 [%] HC [%] NOx [ppm] N [%] 11,2 1016 321 14 2400 1,34 150 1,5 100,3 998 110 13 2100 5,18 16 350 197,3 1007 62,9 12 3300 9,60 44 550 6,5 247,8 1011 46,5 14000 12,05 204 9,9 26,0 1552 173 30 700 2,10 22 220 2,0 70,0 1553 102 3,70 300 4,0 136,0 63,4 6,10 28 480 206,0 1554 43,7 1300 9,10 34 570 6,0 273,0 30,2 14100 12,45 50 520 9,5 21,0 2202 121 57 800 2,20 18 180 53,0 2204 87,4 55 3,24 230 3,0 108,0 54,5 53 500 5,28 360 3,5 160,0 41,3 52 600 7,05 24 440 7,0 215,0 30,1 1200 10,00 18,0

Spalovací motory Příklad zpracování Zatěžovací charakteristiky pro otáčky motoru 1550 min-1

Spalovací motory Příklad zpracování Zatěžovací charakteristiky pro otáčky motoru 1550 min-1

Spalovací motory Příklad zpracování Zatěžovací charakteristiky pro otáčky motoru 1550 min-1

Spalovací motory Příklad zpracování Zatěžovací charakteristiky pro otáčky motoru 1550 min-1

Spalovací motory Příklad zpracování Zatěžovací charakteristiky pro otáčky motoru 1550 min-1

Spalovací motory Příklad zpracování Zatěžovací charakteristiky pro otáčky motoru 1550 min-1

Spalovací motory Příklad zpracování Vnější otáčková charakteristika

Spalovací motory Příklad zpracování Celková charakteristika Výše uvedená naměřená data nejsou vhodná pro sestrojení celkových charakteristik, protože obsahují relativně málo měřených bodů. Získání celkových charakteristik je tedy uvedeno na jiném měření. Měřeným motorem byl motor z vozidla Avia A70 s označením D432.100 . Měření obsahuje celkem 117 měřených bodů a má tak relativně vysokou vypovídací schopnost. Schéma naměřených bodů je na následujícím snímku.

Spalovací motory Příklad zpracování Celková charakteristika

Spalovací motory Příklad zpracování Celková charakteristika Postup zpracování Nejdříve se sestrojí zatěžovací charakteristiky pro jednotlivé otáčky motoru. Poté se definuje 21 bodů stejného točivého momentu motoru a v nich se definují interpolované parametry. Pro 21 interpolovaných parametrů se sestrojí závislost kolmé na točivý moment, a opět se definují v 21 bodech. Výsledkem je čtvercová matice 21x21 bodů, která se dá dále zpracovávat. Níže je uveden možný postup zpracování v programu Mathcad.

Spalovací motory Příklad zpracování Celková charakteristika Sestrojí zatěžovací charakteristiky pro otáčky motoru 1000 min-1. Obdobným způsobem se definují závislosti i pro ostatní otáčky.

Spalovací motory Příklad zpracování Celková charakteristika Definování rozsahu interpolace a definování kolmé závislosti.

Spalovací motory Příklad zpracování Celková charakteristika Definování jednotlivých otáček motoru pro interpolaci a definování výsledné čtvercové matice P.

Spalovací motory Příklad zpracování Celková charakteristika Příklad celkové charakteristiky spotřeby paliva

Spalovací motory Příklad zpracování Celková charakteristika Příklad celkové charakteristiky měrné spotřeby paliva.

Spalovací motory Zadání protokolu Na daném motoru naměřte a výše uvedeným způsobem sestrojte zatěžovací charakteristiky a vnější otáčkovou charakteristiku motoru.