Motory a pohony

Cvičení 1:Zkoušení pístových spalovacích motorů

Ing. David Svída

Zkoušení pístových spalovacích motorů

Důvody zkoušení pístových spalovacích motorů :

vývoj,v současné době podle druhu a účelu zkoušky stanovit výkonové, ekologické a životnostní parametry motoru.

Které parametry se stanovují ?

Pe [kW] - efektivní výkon motoru,Mk [Nm] - krouticí (točivý) moment motoru,mpe [g.kWh-1] - měrná efektivní spotřeba paliva,Mp [l.h-1] - hodinová spotřeba paliva objemová,exhalace - CO, CH, NOx , u naftových motorů částice,kouřivost naftových motorů (HARTRIDGE [%], BOSCH [ o ]),měrný objemový výkon (litrový výkon) [kW.l-1],měrná výkonová hmotnost [kg.kW-1].

Zkoušení pístových spalovacích motorů

V tabulkovém vyjádření a technických datech motoru jsou tyto veličiny uváděny pro plné zatížený a pro otáčkový režim :

maximálního výkonu motoru,maximálního krouticího momentu motoru,minimální měrné spotřeby paliva.

Zkoušení pístových spalovacích motorů

Zkoušení pístových spalovacích motorů

Druhy zkoušek :zkoušky vývojové - vývoj motorů,zkoušky typové - ověření parametrů motoru dle metodiky EHK, OECD, ISO případně národních zkušeben ,zkoušky ověřovací - ověřují deklarované parametry motoru v průběhu výroby

(zkoušky 100, 500 hodinové),zkoušky technologické - kontrolují kvalitu výroby a montáže motoru

( UŘ III - 50 minut).Normy :

názvoslovné - názvosloví, veličiny, jednotky, značky,definující postup měření základních charakteristik a parametrů motorů,definující základní parametry motorů

Uváděné parametry stejného motoru zjištěné při stejném seřízení se mohou poměrně výrazně lišit podle toho

jaká norma byla pro měření použita např. :DIN - hrubý výkon,ISO, SAE - čistý výkon.

Normalizace zkoušek a vyhodnocení výsledků zkoušek

ČSN 30 2008 „ Motory automobilové, zkoušky na brzdovém stanovišti „ :

čistý výkon - plné vybavení motoru tak jak je zastavěn do automobilu,hrubý výkon - bez tlumiče hluku výfuku, čističe nasávaného vzduchu, chladiče, ventilátoru ......

ON 30 0410 „ Zkoušky na brzdovém stanovišti, Zemědělské traktory.“

vychází z ISO 2288

Poznámka : je nutno dávat pozor protože jiné normy platí pro zkoušky vozidlových motorů, jiné pro traktorové nebo motory stacionární

Zkušební stanoviště

spalovacího motoru,příslušenství

karburátorůvstřikovacích čerpadelelektro příslušenství (zdrojová soustava, startér....)elektronických systémů (řídící počítače, zapalování, vstřikování......)

Zkušební stanoviště spalovacích motorů

Zkušební stanoviště spalovacích motorů musí zabezpečit :normou požadovanou přesnost stanovení základních měřených parametrů (n, Mk , t....)stabilitu a opakovatelnost měřeníteplota chladící kapaliny, oleje a výfukových plynů motoruochranu motoru a dynamometru

motor - tlak oleje,- teplota chladící kapaliny na výstupu z motoru,- teplota oleje v motoru,- maximální dovolené otáčky,

dynamometr- odvod tepla teplota chladící kapaliny (vzduchu) na

výstupu z dynamometru, tlak vody na vstupu do

dynamometru,- mazání ložisek dynamometru (tlak mazacího oleje),- maximální dovolené otáčky rotoru dynamometru .

Akustická a optická signalizace mezního stavu + automatické STOP systémy.

Dynamometry

Vzorec pro výpočet výkonu motoru:

230e k k k

nP M M n M W

1n s 1minn

Dynamometry

Mk dynamometry (brzdy)třecí,hydraulické (vodní, olejové),elektrovířivé,asynchronní elektrické dynamometry (rekuperace el. energie do sítě),vrtulové

lodní charakteristika,letecké motory.

Odečet Mk pomocí sklonných vah, nebo tensometrických snímačů.

Historie – první brzdy

Elektrovířivé

Hydraulické dynamometry

Asynchronní dynamometry

Dynamometry – měření veličin

n – otáčkoměry:mechanické odstředivé,tachodynama, tachogenerátory,čitače impulzů (součást dynamometru (60 zubů),stroboskopy.

Teplota:teploměry dilatační kapalinové (rtuťové, lihové)

kapilárové,tlakové,

bimetalickéodporové teploměry

Pt 100, termistorytermočlánky

Fe-Ko, Fe-CuNi, NiCr-Ni, PtRh-Pt,(použití určuje maximální teplota)

Dynamometry – měření veličin

Tlak :deformační tlakoměry mechanické,elektrické se snímačem :

odporovým (tensometrickým),kapacitním,indukčním,piezoelektrickým,

kapalinové

Kouřivost :opacimetry (Hartridge),reflexní kouřoměry (Bosch).

Dynamometry – měření veličin

Spotřeba paliva :objemově [l.h-1] odměrné baňky,hmotnostně [g.h-1]vážením.

Poznámka : hustota paliva - Mohrovy vážky.

Zkoušení leteckých motorů

Zkoušení leteckých motorů

Zkoušení leteckých motorů

Zkoušení motorů na vozidle

Charakteristiky spalovacích motorů

Charakteristikami pístového spalovacího motoru se nazývají grafická znázornění vzájemných závislostí vybraných provozních veličin motoru v soustavě pravoúhlých souřadnic.Podle volby nezávislé proměnné rozeznáváme:

Otáčková (rychlostní) charakteristika – nezávislou proměnnou jsou otáčky klikového hřídele motoru n [min-1].Zatěžovací charakteristika – nezávislou proměnnou může být točivý moment motoru Mk [Nm], efektivní tlak pe [MPa], efektivní výkon Pe [kW].

Vnější otáčková charakteristika spalovacího motoru

zážehový motor vznětový motor

Úplná charakteristika spalovacího motoru