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

Prezentace na téma: "Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Ing. Jan Hromádko, Ph.D. Témata cvičení."— Transkript prezentace:

1 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Ing. Jan Hromádko, Ph.D. Email: janhromadko@tf.czu.cz 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

2 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Teoretické předpoklady z přednášky Ztrátový výkon (točivý moment) motoru Ztrátový výkon je výkon potřebný k přemáhání pasivních odporů motoru. Jeho hodnota se pohybuje mezi 10 - 30 % P i. Zahrnuje ztráty vzniklé třecími odpory, prací k pohonu pomocných mechanizmů jako např. rozvodové ústrojí, čerpadel palivové, mazací a chladicí soustavy apod., ventilačními ztrátami v klikové skříni a prací potřebnou k výměně náplně válce. Ztrátový výkon má úzkou vazbu na mechanickou účinnost motoru

3 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Teoretické předpoklady z přednášky Mechanická účinnost Hodnotu mechanické účinnosti  m udává poměr užitečného a indikovaného výkonu motoru Vyjádříme-li užitečný výkon jako rozdíl výkonu indikovaného P i a ztrátového P z ‚ můžeme pro  m napsat vztah

4 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Teoretické předpoklady z přednášky Mechanická účinnost - charakteristika Závislost na otáčkách Závislost na kompresním poměru Závislost na výkonu

5 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Cíl laboratorního měření Cílem laboratorního měření je seznámit se s možnostmi určení ztrátového výkonu motoru. Výstupem z cvičení bude zpracovaný protokol ze stanovení ztrátového momentu motoru pro zážehový motor.

6 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Možnosti stanovení ztrátového výkonu motoru Indikací motoru (zjistíme indikovaný výkon motoru, po odečtení efektivního výkonu určíme ztrátový výkon motoru). Protáčením motoru cizím zdrojem (např. elektromotorem protáčíme motor a zjišťujeme jaký výkon odebírá). Decelerací motoru (bude popsáno dále). Postupným vypínáním válců (bude popsáno dále). Určením z křivky hodinové spotřeby paliva (bude popsáno dále).

7 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Možnosti stanovení ztrátového výkonu motoru Decelerace motoru Princip je obdobný stanovení točivého momentu volnou akcelerací motoru, viz př. 11 Ztrátový moment se stanový jako součin momentu setrvačnosti a decelerace motoru. M z = I ·  Nevýhodou metody je nutnost znát moment setrvačnosti motoru, což není lehce zjistitelná věc. Výhody metody jsou obdobné s metodou volné akcelerace motoru.

8 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Možnosti stanovení ztrátového výkonu motoru Decelerace motoru Vpravo je uvedeno grafické zpracování ztrátového momentu motoru při opako- vaných akcelerací a decelerací.

9 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Možnosti stanovení ztrátového výkonu motoru Decelerace motoru Průběh ztrátového momentu lze proložit křivkou, čímž získáme spojitý průběh ztrátového momentu. Spalovací motory

10 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Možnosti stanovení ztrátového výkonu motoru Postupné vypínání válců Nejdříve se naměří výkon motoru na všechny válce. Poté dojde k odpojení jednoho válce a naměří se výkon na zbývající válce. Z rozdílů výkonů nebo momentů je patrné, že zjistíme indikovaný výkon jednoho, právě odpojeného válce. Postup opakujeme se všemi válci motoru. Součtem indikovaných výkonů jednotlivých válců zjistíme indikovaný výkon celého motoru. Ztrátový výkon motoru se určí jako rozdíl indikovaného výkonu motoru a efektivního výkonu motoru, naměřeného v prvním kroku.

11 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Možnosti stanovení ztrátového výkonu motoru Určením z křivky hodinové spotřeby paliva Princip metody je založen na získání závislosti efektivního výkonu, respektive točivého momentu motoru na hodinové spotřebě paliva. Měření se provádí při konstantních otáčkách, pro které chceme zjistit ztrátový výkon nebo moment motoru. V prvém kroku se stanový spotřeba paliva při maximálním výkonu nebo momentu motoru, poté se dle stanovených intervalů snižuje zátěž motoru a měří spotřeba paliva až do bodu ideálně odpovídající volnoběžným otáčkám motoru (většinou se, ale vlivem vlastních ztrát dynamometru nedostaneme až na volnoběžné otáčky). Takto získanou závislost výkonu, prodloužíme do hodnoty nulové spotřeby paliva a odečteme hodnotu výkonu, která odpovídá ztrátové hodnotě.

12 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Zadání protokolu Pro naměřené hodnoty z předchozího laboratorního cvičení zpracujte závislost ztrátového momentu motoru.

13 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Postup zpracování V programu MS Excel se sestrojí závislosti spotřeby paliva na točivém momentu motoru pro jednotlivé konstantní otáčky. Pro závislosti se určí rovnice trendu. Z rovnic závislosti lze určit hodnotu x (točivý moment) při nulové hodnotě y (spotřeba paliva)

14 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Příklad zpracování Určení ztrátového momentu motoru pro otáčky 1500 min -1

15 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Příklad zpracování Určení ztrátového momentu motoru pro otáčky 2000 min -1

16 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Příklad zpracování Určení ztrátového momentu motoru pro otáčky 3000 min -1

17 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Příklad zpracování Určení ztrátového momentu motoru pro otáčky 4000 min -1

18 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Příklad zpracování Určení ztrátového momentu motoru pro otáčky 5000 min -1

19 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Příklad zpracování Průběh ztrátového momentu motoru

20 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Příklad zpracování Diskuse Při zpracování vzniká problém s volbou druhu regrese, který je využit pro prodloužení průběhu spotřeby paliva do nulové hodnoty. Při volbě různých způsobů regrese lze dojít k různým výsledkům. Pro zpřesnění zpracování by bylo potřeba naměřit i spotřebu paliva pro nižší momenty, což je však špatně realizovatelné, protože nejnižší zatěžovací bod je dán ztrátami brzdy. Do budoucna je možné zlepšit měření o volnoběžné měření (nulovém zatížení) při vystavené spojce motoru.