Zakład Pojazdów Samochodowych i Silników Spalinowych Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa POLITECHNIKA RZESZOWSKA	Hołota Krzysztof Grupa L-2 II MTD
				Rok akad. 2009/2010 Semestr: letni
Laboratorium Silników Spalinowych		Ćwiczenie nr 11
Temat: Wyznaczanie charakterystyki kąta wyprzedzenia zapłonu (wtrysku).

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodyką pomiarów podstawowych parametrów silnika na hamowni silnikowej oraz nabycie umiejętności wykonania i opracowania charakterystyki regulacyjnej kąta wyprzedzenia zapłonu (wtrysku).

2. Wiadomości ogólne

Charakterystyka kąta wyprzedzania zapłonu (wtrysku) - charakterystyka regulacyjna przedstawiająca zależność mocy użytecznej Ne (momentu obrotowego Mo średniego ciśnienia użytecznego pe) i jednostkowego zużycia paliwa ge od kąta wyprzedzenia zapłonu α_wz (wtrysku α_ww) przy założonym godzinowym zużyciu paliwa Ge i założonej prędkości obrotowej n. Charakterystyka może dodatkowo przedstawiać zależność innych parametrów pracy silnika od kąta wyprzedzenia zapłonu (wtrysku), a w szczególności temperatury tsp i zadymienia spalin D silnika z zapłonem samoczynnym.

Pomiary przeprowadza się dla różnych kątów wyprzedzenia zapłonu (wtrysku), przy położeniu przepustnicy w silniku z zapłonem iskrowym (dźwigni sterowania w silniku z zapłonem samoczynnym) odpowiadającym założonemu godzinowemu zużyciu paliwa i różnych obciążeniach silnika, przy których występuje założona prędkość obrotowa.

Niezbędne pomiary do wykreślenia charakterystyki:

• Prędkość obrotowa n

• siła obciążająca P lub moment obrotowy Mo

• godzinowe zużycie paliwa Ge

• temperaturę spalin tsp

• parametry zasysanego powietrza

3. Przebieg ćwiczenia

• wyłączyć hamulec i ustawić tryb pracy na „n=const”

• uruchomić silnik

• ustalić założone obciążenie

• ustalić założone obroty

• wyregulować kąt wyprzedzenia zapłonu lub wtrysku na żądaną wartość

• doprowadzić silnik do stanu równowagi cieplnej

• dokonać pomiaru, po uzyskaniu stabilnych wartości parametrów silnika dla ustalonego punktu pracy

• zmienić kąt wyprzedzenia zapłonu lub wtrysku, powtarzać pomiary dla uzyskania wystarczającej liczby punktów pomiarowych na charakterystyce

• po zakończeniu pomiarów ustalić pracę hamowni na biegu jałowym

( obroty min.) w celu schłodzenia silnika i hamulca

• wyłączyć silnik i hamownię

4. Obliczenia i wyniki

Moc efektywna silnika Ne:

Ne= F[N]*n[obr/min]/10000=[kw]

Ne=67[N]*1500[obr/min]/10000[N*obr/kW*min]=10,05[kW]

Jednostkowe zużycie paliwa:

ge=Ge[kg/h]/Ne[kW]=[g/kWh]

ge=2,825[kg/h]/ 10,05[kW]= 281,09 [g/kWh]

Ciśnienie atmosferyczne:

735[mmHg]*133,325=98793,825[Pa]=>97,99[kPa]

Moment obrotowy korygowany Mo

Mo=(Ne[kW]* 30/II*n[obr/min])*1000=[Nm]

Mo=(10,05[kW]*30/3,14*1500[obr/min])*1000=64,01[Nm]

Współczynnik korekcji Ka:

f_a= p_r-Φ_rp_śr/ p_y-Φ_yp_sy)*( T_y/ T_r)^0,7

f_a= (100[kPa]-0,94/97,99[kPa]-1,30)*(294,9K/298K)^0,7=1,01691

q=z*V/V_H*n

V=2,825[kg/h]*1000/3600=0,78472[g/s]

q=120000*0,78472 [g/s]/1,85[dm³]*1500[obr/min]= 33,9339[mg/(1*cykl)]

q_c=q/r_r

q_c=33,9339 [mg/(1*cykl)]/1=33,9339 [mg/(1*cykl)]

f_m=0,2

α_c=(f_a)^fm

α_c=(1,01691) ^0,2=1,003361

Moc efektywna silnika korygowana Ne:

Ne=10,05 [kW]*1,003377=10,0839[kW]

Jednostkowe zużycie korygowane paliwa:

ge=247,13[g/kWh]* 1,003361=282,0415[g/kWh]

Moment obrotowy korygowany Mo

Mo=64,01[Nm]* 1,003361=64,2284[Nm]

Korekta do kąta wtrysku:

• -350µs

5. Wnioski

W przeprowadzonym doświadczeniu za zadanie było wyznaczyć charakterystykę kąta wyprzedzenia wtrysku dla silnika CBR 3.1 CR. Po przeprowadzonych obliczeniach wynika że najlepszy kąt wtrysku mieści się w granicy 19 a 22°. Występuje wtedy największa moc oraz najmniejsze zużycie paliwa. Wraz ze zwiększającym się kątem wtrysku spada temperatura spalin.