POLITECHNIKA RZESZOWSKA

ZPSiSS

Sprawozdanie z laboratorium silników spalinowych

Pomiar stopnia napełnienia cylindrów.

I.Wstęp teoretyczny.

                  Wielkością charakteryzującą stopień  napełniania cylindra podczas suwu dolotu jest współczynnik napełniania. W praktyce przyjęto odnosić wartości me  i  mt nie do mieszanki, lecz do powietrza, dzięki czemu wyniki pomiarów są niezależne od sposobu zasilania silnika i składu mieszanki. Współczynnik napełniania zależy od wielu czynników. Najważniejsze z nich  to stopień podgrzania świeżego ładunku, ciśnienie pd gazów przy końcu suwu dolotu oraz ciśnienie ps pozostałych w cylindrze spalin. Współczynnik hv może być odniesiony do poszczególnych cylindrów lub do całego silnika. Jednak badania wykonuje się zwykle dla całego silnika porównując natężenie przepływu powietrza pobieranego przez silnik me z natężeniem teoretycznym, wynikającym z pojemności skokowej silnika i jego prędkości obrotowej. Tak określony współczynnik napełniania przedstawia wartość średnią dla czasu, w którym mierzono natężenie przepływu powietrza (jednocześnie prędkość obrotową silnika).Pomiary zasysanego powietrza sprawiają znaczne trudności z uwagi na pulsujący charakter przepływu, dlatego stosuje się zbiorniki wyrównawcze o znacznej pojemności, umieszczone między urządzeniem pomiarowym a silnikiem. Pomiarów dokonuje się za pomocą zwężek lub kryz pomiarowych oraz manometrów o dużej dokładności. Zarówno zbiornik wyrównawczy, zmieniający częstotliwość drgań własnych słupa powietrza w całym układzie dolotowym, jak i zwężki, powodujące wzrost oporów ssania, wprowadzają dodatkowe błędy. Można je oszacować porównując charakterystyki prędkościowe silnika z oryginalnym układem dolotowym oraz z układem pomiarowym. Natężenie przepływu zasysanego powietrza można także mierzyć za pomocą przepływomierzy. Najczęściej są to urządzenia elektryczne, działające na zasadzie pomiaru zmiany oporności rozgrzanego elementu oporowego umieszczonego w strudze przepływającego powietrza . Zmiana oporności jest proporcjonalna do intensywności chłodzenia elementu, a więc do natężenia przepływu powietrza . Buduje się też przepływomierze wykorzystujące również pomiar różnicy temperatury wskazywanej przez dwa termometry oporowe umieszczone w strudze przepływającego powietrza, pomiędzy którymi jest wstawiony element grzejny. Różnica temp. jest tym mniejsza, im większe jest natężenie przepływu powietrza. Metody manometryczne są dokładniejsze od metod wykorzystujących przepływomierze.

II. Obliczenia i wykresy.

Do badań użyto silnika samochodu FSO 1500.

Dane do obliczeń:

- objętość skokowa silnika: Vss=1481 [cm3]

- stała gazowa: R=287 [J/kg*K] 

- ciśnienie otoczenia: po=731 [mm Hg] = 97458,6 [Pa]

- - liczba ekspansji: e=1

- liczba przepływu: a=0,992

- średnica dyszy: d=40 [mm]

r= 97458,6 / 287*294=1,155 [kg/m3]

rH2O= 1000 [kg/m3]

g= 9,81 [m/s2]

a= 0,992

e=1

d=40 [mm]

A = p*d2/4= 0,00125 [m2]

rp= 1,155 [kg/m3]

hv= me/mt

III. Wnioski

Największą wartość stopnia napełnienia cylindrów silnik osiągną przy 2000 obr/min a najniższą wartość przy 4000 obr/min.