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 Diagram ideálního oběhu zážehového motoru Tabulka vztahů pro výpočet tlaků a teplot:

Spalovací motory Příklad: Vypočtěte ideální pV diagram benzínového motoru. Je dáno: Výpočet: 1. tlaky

Spalovací motory 2. teploty 3. objemy

Spalovací motory Příklad: Vypočtěte teoretický pV diagram benzínového motoru. Je dáno: parametry benzínového motoru: parametry vzduchu: složení paliva:

Spalovací motory Výpočet: 1. Vypočtené hodnoty konstantní v otáčkách 1.1 Charakteristika paliva 1.2 Hmotnostní výhřevnost paliva

Spalovací motory 1.3 Molový objem 1.4 Teoretické množství kyslíku molové 1.5 Teoretické množství kyslíku objemové 1.6 Teoretické množství kyslíku hmotnostní

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

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

Spalovací motory 2.2 Tlak na konci sání 2.3 Teplota na konci sání

Spalovací motory 2.4 Exponent kompresní polytropy 2.5 Exponent expanzní polytropy 2.5 Tlak na konci komprese 2.6 Teplota na konci komprese

Spalovací motory 2.7 Tlak na konci hoření – maximální tlak 2.8 Informační teplota na konci hoření – pouze ideální, skutečná bude uvedená dále 2.9 Tlak na konci expanze 2.10 Informační teplota na konci expanze

Spalovací motory 2.11 Střední indikovaný teoretický tlak 2.12 Střední indikovaný tlak skutečný 2.13 Střední užitečný tlak

Spalovací motory 2.14 Efektivní výkon při otáčkách 2.15 Točivý moment při otáčkách 2.16 Součinitel přebytku vzduchu

Spalovací motory 2.17 Množství čerstvé náplně 2.18 Součinitel zbytků spalin 2.19 Množství zbylých spalin ve válci

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

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 T3 a použije se v lavní 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 T3 skutečnou. Níže je uveden výsledek.

Spalovací motory 2.25 Skutečná teplota na konci expanze 2.26 Tepelná účinnost 2.27 Celková účinnost motoru

Spalovací motory 2.28 Přehled výsledků

Spalovací motory 2.29 pV diagram

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.

Spalovací motory Diskuse Rozdíl mezi výslednými hodnotami je téměř neznatelný

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 shodné s předchozím protokolem. V zadání dále změní T0 tak, že studenti s pořadovým číslem 0 - 10 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 +- 100, ho +-0,01, hm +-0,01 a mpe +- 3