Dízelmotor kagylógörbéinek felvétele

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Dízelmotor kagylógörbéinek felvétele"

Zita Tamás
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Dízelmotor kagylógörbéinek felvétele Összeállította: Szűcs Gábor Dr. Németh Huba Budapest, 2013

2 Tartalom 1. Mérés célja A méréshez áttanulmányozandó anyag A mérőrendszer leírása A vizsgálandó motor adatai A mérőberendezés ismertetése A mérés végrehajtása Az értékeléséhez szükséges alapvető összefüggések Az effektív teljesítmény Az effektív középnyomás Az időegységre eső tüzelőanyag-fogyasztás Az effektív fajlagos tüzelőanyag-fogyasztás Értékelés, jegyzőkönyv tartalma MŰEG Y E T E M G É P J Á R MŰVEK T A N S Z É K 2

.. 8 4.2 Az effektív középnyomás... 9 4.3 Az időegységre eső tüzelőanyag-fogyasztás... 9 4.4 Az effektív fajlagos tüzelőanyag-fogyasztás.

3 1. Mérés célja A gyakorlat célja egy dízelmotor kagylógörbéinek (fajlagos fogyasztás a terhelés és a fordulatszám függvényében) felvétele, számítógéppel vezérelt motorfékpadi mérés gyakorlása. 2. A méréshez áttanulmányozandó anyag Ajánlott irodalom: Dezsény-Emőd-Finichiu: Belsőégésű motorok tervezése és vizsgálata, Budapest, Tankönyvkiadó, Áttanulmányozandók a 3.2, 3.5, 4.2, 16.1 és a 16.3 fejezetek. 3. A mérőrendszer leírása 3.1 A vizsgálandó motor adatai BMW M51D típusú, soros hathengeres, közvetett befecskendezésű, turbófeltöltéses dízelmotor töltőlevegő visszahűtővel, elektronikus vezérlésű axiáldugattyús, forgóelosztós befecskendező szivattyúval (Bosch E-VE), kipufogógáz visszavezetéssel és katalizátorral. A motort a BMW 325TDS (E36) és 525 TDS (E34) autóiba építették be és 4 különböző teljesítményszintű és emissziós osztályú típusait 1991-től 2000-ig gyártották. 1. ábraa BMW M51D motor MŰEG Y E T E M G É P J Á R MŰVEK T A N S Z É K 3

1 és a 16.3 fejezetek. 3. A mérőrendszer leírása 3.

4 A motor főbb paraméterei: Motor típus: BMW M51D25 OL Azonosító: 25 6T 1-L Hengerek száma: 6 Szelepek száma/típusa: Égéstér: 12/OHC Örvénykamrás Ütemszám: 4 Lökettérfogat: 2498 cm 3 Furat/Löket: 80/82.8 mm Kompresszióviszony: 22:1 Névleges teljesítmény: Névleges nyomaték: Motorvezérlő gyártó: A befecskendező típusa: Alapjárati fordulatszám: Maximális fordulatszám: 105 (143) /4800 kw(le) / 1/min 260 /2200 Nm / 1/min Bosch E-VE 750±50 rpm 5300±100 rpm Befecskendezési sorrend: A mérőberendezés ismertetése 1. táblázat A mért motor főbb adatai A turbótöltésű, töltőlevegő-visszahűtésű dízelmotor örvényáramú fékpadra van kapcsolva. A fékgép és a motor vezérlését, a munkapont beállítását az Energotest-MF számítógépes merőrendszer segítségével végezzük el. A berendezés elvi vázlata az 2. ábrán látható. MŰEG Y E T E M G É P J Á R MŰVEK T A N S Z É K 4

260 /2200 Nm / 1/min Bosch E-VE 750±50 rpm 5300±100 rpm Befecskendezési sorrend: 1-5-3-6-2-4 3.2 A mérőberendezés ismertetése 1.

5 2. ábra A mérőberendezés felépítése A villamos örvényáramú fékgép jellemzője, hogy a fékezőnyomaték-fordulatszám görbe gyakorlatilag tetszőlegesen szabályozható, ezen kívül ezek a fékpadok egyszerűen automatizálhatók. A villamos örvényáramú fékpad állórésze és forgórésze között mágneses hatás hozza létre a fékezőnyomatékot. Az állórészben gerjesztő tekercsek vannak, amelyekben egyenáram folyik. A fogazott tárcsa alakú forgórész forgatáskor a forgórészben örvényáramok indukálódnak. Ezek az örvényáramok a tárcsát fékező mágneses erőtereket hoznak létre, és a motor mechanikai munkáját hőenergiává alakítják át. Ezért az állórészt vízzel hűteni kell. A gerjesztőáram a fékgép szabályozóegysége által állítható, amely által különböző terhelési karakterisztikákat tud megvalósítani. A felhasznált visszacsatolt jelek a motorfordulatszám és a nyomaték. A Schenck W230 fékpad legfontosabb üzemmódjai a következők: - Fordulatszámtartó üzemmód (α-n) - Nyomatéktartó üzemmód (α-m) - Munkaponttartó üzemmód (M-n) MŰEG Y E T E M G É P J Á R MŰVEK T A N S Z É K 5

A fogazott tárcsa alakú forgórész forgatáskor a forgórészben örvényáramok indukálódnak.

6 - Fordulatszámmal négyzetes nyomaték karakterisztika (járműellenállás) - Külső gerjesztő-jel feldolgozása A Schenck fékpad szabályozóegysége egy mérésadatgyűjtő egységen keresztül kapcsolódik a mérő/vezérlő számítógéphez. Ez az egység további vezérlő és mért jeleket dolgoz fel. 3. ábra A fékpad határgörbéi A motor terhelési szintjének beállításához az állandó fordulatú üzemben a gázpedál pozíciója szolgál. A gázpedál működtetését egy léptetőmotor végzi, valamint a beállított pozíció visszamérésre kerül. Így az %-os lépésekben állítható be. Ezen túl a tüzelőanyagfogyasztás-mérő berendezés vezérlése és mérése is a mérőszámítógép által irányított. A tüzelőanyagfogyasztás-mérés alapja az, hogy meghatározott térfogatú tüzelőanyag-mennyiség elfogyasztásának az idejét mérjük. A mennyiségekből és az időből számítható a fogyasztás. A fogyasztásmérő a vezérlőjel hatására előre feltöltött kalibrált mérőgömbökből táplálja a motort, amelyeknek választható térfogatai 50, ill. 150 cm 3. A műszer a mérőgömb kiürülését optikai jeladó segítségével ellenőrzi. Mivel az elfogyasztott tüzelőanyag tömegére van szükség a mérés során, ezért a tüzelőanyag sűrűségét a mérés megkezdése előtt meg kell határozni egy merülőpálcás sűrűségmérővel (areométer). MŰEG Y E T E M G É P J Á R MŰVEK T A N S Z É K 6

ábra A fékpad határgörbéi A motor terhelési szintjének beállításához az állandó fordulatú üzemben a gázpedál pozíciója szolgál.

7 4. ábra A vizsgálandó dízelmotor 5. ábra Villamos örvényáramú fékpad és vezérlő-számítógépe MŰEG Y E T E M G É P J Á R MŰVEK T A N S Z É K 7

8 3.3 A mérés végrehajtása A mérés során a következő mennyiségeket kell mérni: - egy alkalommal: p a környezeti levegő nyomása [Pa] t a környezeti levegő hőmérséklete [C] ϕ a környezeti levegő relatív páratartalma [%] ρ t a tüzelőanyag sűrűsége [kg/dm 3 ] - minden munkapontban: n a motor fordulatszáma [1/min] M a motor nyomatéka [Nm] ϕ ap a gázpedál pozíciója [%] t t a tüzelőanyag elfogyasztásának ideje [s] A motort indítás után 10-20% gázpedálállás mellett kb /min fordulat mellet bemelegítjük, amíg a hűtővíz és a kenőolaj el nem éri az üzemi hőmérsékletet. Ezután a megadott részterhelési karakterisztika eléréséhez beállítjuk a gázpedál pozíciót, majd egyesével végigmérjük az állandó fordulatszámú pontokat a legmagasabb fordulatszámtól a legalacsonyabbig. Ez alatt a mérőszámítógép rögzíti a fordulatszámot, a nyomatékot és a tüzelőanyag elfogyasztásának idejét. 4. Az értékeléséhez szükséges alapvető összefüggések A mért értékek segítségével meghatározzuk a motor effektív jellemzőit. 4.1 Az effektív teljesítmény A motor mérési körülmények melletti teljesítménye a következő összefüggéssel számítható a mért nyomaték és fordulatszám segítségével: P e = 2πnM. (1) Ez a teljesítmény függ a környezeti jellemzőktől, ezért át kell számítani a szabványos normálteljesítményre a következő összefüggéssel: MŰEG Y E T E M G É P J Á R MŰVEK T A N S Z É K 8

ideje [s] A motort indítás után 10-20% gázpedálállás mellett kb. 1500 1/min fordulat mellet bemelegítjük, amíg a hűtővíz és a kenőolaj el nem éri az üzemi hőmérsékletet.

9 P e0 = P e p 0 ϕ p 0 p ϕ p g0 g t + 273, (2) t ahol az indexben a 0 a motorikus normálkörülményekre utal, amelyek p 0 =100 kpa, t 0 =15 C és ϕ 0 =50%, valamint a p g az adott hőmérsékleten érvényes telítési gőznyomást jelöli, ami a 2. táblázatban megadott értékek alapján számolható. 2. táblázat A vízgőz tenziógörbéi t [ o C] p_g [Pa] t [ o C] p_g [Pa] t [ o C] p_g [Pa] t [ o C] p_g [Pa] Az effektív középnyomás A motor effektív középnyomása a normálteljesítmény és a motorfordulat alapján a következő összefüggéssel határozható meg: p e Pe 0i =, (3) 2V n H ahol az i az ütemek száma, a V H pedig a motor lökettérfogata. 4.3 Az időegységre eső tüzelőanyag-fogyasztás Az időegységre eső tüzelőanyag-fogyasztás a térfogat- és sűrűségmérés alapján: B e V ρ t t t =, (4) t ahol V t a mérőedény térfogata, ρ t a tüzelőanyag sűrűsége, t t pedig a tüzelőanyag elfogyasztásához szükséges idő. MŰEG Y E T E M G É P J Á R MŰVEK T A N S Z É K 9

táblázatban megadott értékek alapján számolható. 2.

10 4.4 Az effektív fajlagos tüzelőanyag-fogyasztás Az effektív fajlagos tüzelőanyag-fogyasztás az időegységre eső fogyasztás és a normálteljesítmény hányadosa: B e b e =. (5) Pe0 5. Értékelés, jegyzőkönyv tartalma 1. A mérés körülményeinek és elrendezésének leírása. 2. A mért értékek és a 4. fejezet összefüggései segítségével táblázatosan meghatározzuk az effektív jellemzőket, ahol a görbék paramétere a gázpedál pozíciója: - az effektív fajlagos tüzelőanyag fogyasztás az effektív középnyomás függvényében, b e =f(p e ), - az effektív középnyomás a fordulatszám függvényében, p e =f(n), 6. ábra Kiértékelendő jelleggörbék (illusztráció) 3. A fenti jellemzők ábrázolása diagramban külön-külön kirajzolandó. 4. Rövid szöveges értékelést, az elméletileg várt és a mért értékek összevetését, az esetleges eltérések okainak magyarázatát. MŰEG Y E T E M G É P J Á R MŰVEK T A N S Z É K 10

fejezet összefüggései segítségével táblázatosan meghatározzuk az effektív jellemzőket, ahol a görbék paramétere a gázpedál pozíciója: - az effektív fajlagos tüzelőanyag fogyasztás az effektív

Hasonló dokumentumok

Optimális előgyújtás meghatározása

Optimális előgyújtás meghatározása Összeállította: Vass Sándor Dr. Németh Huba Budapest, 2013 Tartalom 1. A mérés célja... 3 2. A méréshez áttanulmányozandó anyag... 3 3. A mérés leírása... 3 3.1 A mérőberendezés