LABORATORIUM OCHRONY ŚRODOWISKA
Imię i nazwisko:			Specjalność: Silniki Spalinowe	Semestr: VI	Grupa: 2
Nr ćw.: 10.12	Temat ćwiczenia: Badanie wpływu kąta wyprzedzenia wtrysku na emisję wybranych składników toksycznych spalin.	Nazwisko prowadzącego: mgr inż. M. Bajerlein		Data wyk. ćw.: 16.05.2006	Ocena:

1. Szkic stanowiska badawczego

1 - badany silnik, 2 - płyta fundamentowa, 3 - lawa fundamentowa, 4 - rowki do mocowania, 5 - przekładki, 6 - wspornik, 7 - hamulec, 8 - wał z przegubami, 9 - osłona wału, 10 - miernica paliwa, 11 - układ wydechowy, 12 - wlot instalacji nawiewnej, 13 - wlot instalacji wywiewnej, 14 - dźwignia sterowania silnikiem 15 - przyciski sterowania hamulcem, 16 - miernik momentu obrotowego i prędkości obrotowej, 17 - układ chłodzenia

2. Dane silnika:

Nazwa: Silnik badawczy AVL 5804 Liczba cylindrów: i= 1

Rodzaj zapłonu: ZS Pojemność skokowa: V_ss=500 cm³

Rodzaj zasilania: wtrysk bezpośredni Rodzaj pracy: 4-suwowy

3. Wstęp teoretyczny

Spalanie zupełne i całkowite:

Ze spalaniem zupełnym mamy do czynienia gdy substancja utlenia się do końca. Charakteryzuje się ono brakiem CO w spalinach. Spalanie całkowite natomiast zachodzi wtedy gdy w spalinach nie występuje ani tlenek węgla ani cząstki stałe (sadza).

Kąt wyprzedzenia zapłonu jest ważnym parametrem, decydującym o przebiegu procesu spalania. Wielkość ta informuje, z jakim wyprzedzeniem lub opóźnieniem (wówczas wartość kąta jest poprzedzona znakiem minus), mierzonym w stopniach obrotu wału korbowego względem punktu GMP tłoka, na elektrodach świecy zapłonowej ma pojawić się iskra, aby zapoczątkować proces spalania.

Nawet w najnowocześniejszych układach zapłonowych kąty wyprzedzenia zapłonu mogą przyjąć nieprawidłowe wartości, jeśli sterownik otrzyma sygnały o nieprawidłowych wartościach (uszkodzenie czujnika, niepewne połączenia elektryczne i inne) lub uszkodzeniu ulegnie sterownik. 

Wpływ wartości kąta wyprzedzenia zapłonu na emisję toksycznych składników spalin i wielkości charakterystyczne dla pracy silnika, a więc również na skuteczność pracy układów oczyszczających spaliny, jest znaczny. Niestety ocena wartości kąta wyprzedzenia zapłonu, czy jest ona prawidłowa czy nie, z wykorzystaniem warsztatowych analizatorów spalin, nie jest praktycznie możliwa. Można tylko ocenić, czy proces spalania przebiega z wypadaniem zapłonów czy bez.

4. Wyniki pomiarów

p_ot = 101,2 kPa

t_ot = 22°C

Tabela 1. Wyniki pomiarów

Lp.	n [obr/min]	Mo [Nm]	Ge [g/s]	Gp [kg/h]	 [^o]	O2 [%]	[ppm]	[ppm]	[ppm]	[%]	[%]
1.	1417	5,0	0,37	20	0	16	23	135	382	3,9	0,047
2.			5,0		0,38		-1	16,2	30	135	335	3,9	0,046
3.			5,0		0,39		-2	16,2	24	139	304	3,9	0,046
4.			5,2		0,4		-3	16,1	35	151	287	4	0,046
5.			5,2		0,4		-4	16,2	36	161	273	3,8	0,046
6.			5,2		0,39		-5	16,2	39	175	256	3,9	0,044
7.			5,2		0,39		-6	16,2	41	189	246	4	0,043
8.			5,2		0,39		-7	16,2	43	205	230	3,9	0,043
9.			5,3		0,39		-8	16,2	46	225	230	3,9	0,043
10.			5,2		0,39		-9	16,2	49	253	217	3,8	0,041
11.			5,2		0,39		-10	16,3	52	280	218	3,9	0,042

6. Wnioski

Jak widać na wykresie otrzymane przez nas wyniki zgadzają się z teoretycznymi przebiegami emisji związków toksycznych w zależności od kąta wyprzedzenia wtrysku, tzn. zawartość NO_x (zarówno NO jak i NO₂) rośnie wraz ze zwiększaniem kąta wyprzedzenia wtrysku, natomiast zawartość węglowodorów i tlenku węgla maleje, gdyż czas przeznaczony na reakcję spalania wraz ze zwiększaniem kąta wyprzedzenia wtrysku rośnie.

---