GUNT CT152-4 ütemű benzinmotor bemutatása és a hallgatói mérések leírása

Átírás

1 Miskolci Egyetem, Áramlás- és Hőtechnikai Gépek tanszéke GUNT CT152-4 ütemű benzinmotor bemutatása és a hallgatói mérések leírása Készült: február "A tanulmány a TÁMOP B-10/2/KONV jelű projekt részeként az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg"

2 1. GUNT CT152-4 ütemű benzinmotor A motor főbb adatai: hengerek száma: egy lökettérfogat: 148 cm 3 maximális fordulatszám:~ 2800 fordulat/perc maximális teljesítmény: ~ 1500 W maximális nyomaték: ~ 4,4 Nm A motor részei: 1- tartólemez 2- rezgéscsillapító 3- gyújtótranszformátor 4- megszakító 5- bütyök 6- előgyújtásszög állító 7- olajbetöltő nyílás 8- hengerfej 9- szondanyílás 10- kipufogógáz hőmérő 11- kipufogócső borítás 12- gyújtás csatlakozó 1. ábra: a motor részei-1

3 13- kipufogócső csatlakozó 14- henger 15- főtengely 16- forgattyúház 2. ábra: a motor részei lendkerék 18- behúzó kötél 19- gyújtókábel 20- szűrő 21- üzemanyag cső 22- levegő csatlakozó 23- fojtás 24- karburátor 25- kipufogó csatlakozó 26- kipufogó ház 27- hőmérő 28- ékszíjtárcsa A motor kompresszió-viszonya változtatható a hengerfejbe szerelhető betétek cseréjével. A lehetséges értékek: ε=4 ε=5,5 ε=7 ε=8,5 ε=10 A különböző kompresszió-viszonyú, cserélhető hengerfejbetétek:

4 cserélhető betétek gyújtógyertya helye hengerfej 3. ábra: a hengerfejek és azok kialakítása A motor előgyújtási szöge változtatható, a lehetséges értékek: A beállítási lehetőségek: Az előgyújtásszög állító és részei: 4. ábra: az előgyújtási szög értékek

5 5. ábra: az előgyújtási szög állító 1- főtengely 2- alaplemez 3- tárcsa 4- bütyök 5- osztásköz 6- állító kar 7- jelölő tű 8- megszakító 9- állítócsavar A motor a CT 151 típusú egységgel vizsgálandó és összekapcsolandó. Ennek részei: 6. ábra: CT 151 típusú vizsgáló egység

6 1- üzemanyag szivattyú 2- üzemanyag cső 3- levegő cső 4- üzemanyag szűrő 5- rezgéscsillapító 6- szabályozó elemek 7- üzemanyag feltöltő/leengedő 8- üzemanyag mérőcső 9- visszatérő üzemanyag cső 10- levegőfogyasztás kijelző 11- levegő hőmérséklet kijelző 12- üzemanyag hőmérséklet kijelző 13- kipufogógáz hőmérséklet kijelző 14- üzemanyag vezeték 15- adatkapcsolat csatlakozó 16- levegőszűrő 17- mérési adatgyűjtők A CT 159 program a mérés adatok megjelenítésére és rögzítésére szolgál. A program által mérhető paraméterek: mérés ideje nyomaték fordulatszám kipufogógáz hőmérséklet levegő hőmérséklet tüzelőanyag hőmérséklet levegő térfogatárama üzemanyag nyomás mechanikai teljesítmény tüzelőanyag fogyasztás fajlagos tüzelőanyag fogyasztás hatásfok volumetrikus hatásfok légviszony Mérési előkészületek: ellenőrizni a tüzelőanyag összeköttetést ellenőrizni a kipufogógáz elvezetést ellenőrizni az ékszíjhajtást felkapcsolni a főkapcsolót felkapcsolni a motor start gombot felkapcsolni az üzemanyag szivattyút feltölteni a tüzelőanyag tartályt fékberendezés forgásirányát beállítani potenciométereket beállítani összekötni a fékberendezést a számítógéppel A motor indítása

7 A motor indítására két lehetőség van: a, kézi indítás A fékberendezés forgásirányát balra kell állítani. Nyomaték és fordulatszám potenciométer 0 értéken legyen. A gázkart maximumra, a fojtószelep állító kart maximum nyitásra kell állítani. A motort a kézi behúzókarral be kell húzni. Elindulás után a két állító karral a motort stabil üzemállapotba kell hozni. A mérés ez után kezdhető meg. b, fékpaddal történő indítás A fékberendezés forgásirányát balra kell állítani. A fordulatszám potenciométert 5-re állítjuk, ez kb fordulatszám/perc értéknek felel meg. A fékpadot bekapcsoljuk. Ez indítja be a motort. Ekkor a fékpad kikapcsolható. A levegő szabályozó kar: Beállítási lehetőségei a két szélső: indító és működési állapot között szabályozhatóak. 7. ábra: a levegő szabályozó kar Az üzemanyag szabályozó kar: Beállítási lehetőségei a két szélső: alacsony és magas fordulatszám között szabályozhatóak. 8. ábra: az üzemanyag szabályozó kar A karburátor beállítása A karburátor által szállított üzemanyag mennyisége a karburátorház alján található állító kar segítségével szabályozható. Az alapbeállítás értéke 2,5 fordulat.

8 9. ábra: a karburátor és részei 1- fúvókacső 2- karburátorház 3- állító kar 4- légtorok A motor fékezése A motor fékezése CT 159 típusú, univerzális fékező és meghajtó egységgel történik. Az erőátvitel ékszíjon keresztül valósul meg. A motor leállítása Lekapcsoljuk a motor start kapcsolót. Olajszint mérés A forgattyúházban az olajszint a nívópálca segítségével mérhető. A pálcán a minimum és maximum állás jelölve van. Az olajszintnek a két jelölés között kell lennie. 10. ábra: az olajszint mérése

9 2. Az elvégezhető mérések: Mérés közben fültok használata kötelező! A motor egyes részei forróvá válnak, érintésük tilos! 2.1. Teljesítménymérés A mérés során nyomaték fordulatszám értékpárokat állítunk be. Elindítjuk a motort. Be kell kapcsolni a fékpadot és be kell állítani a kívánt nyomatékot a potenciométer segítségével, közben a motort az előírt fordulatszámra hozzuk. Ha a kívánt fordulatszám nyomatékpárt beállítottuk, a CT 159 programban fel kell venni az adott mérési pontot. Tetszőleges számú mérési pár beállítható, minden pont a programban rögzíthető. Példa a mérési pontokra és a kapott görbére: 11. ábra: a teljesítmény- fordulatszám diagram A motor teljesítmények a következő képlettel számítható: P= M*2*π*n ahol: M a beállított terhelőnyomaték [Nm] n a motorfordulatszám [1/s] A mérési eredmények kiértékelése a mérés utáni adatfeldolgozással történik. Az adatok táblázatos formában állnak rendelkezésre, melyek tetszőlegesen alakíthatóak. Felrajzolandó a teljesítmény fordulatszám diagram.

10 A mérések a különböző kompresszió-viszonyú hengerfejekkel és több fokozatban állítható előgyújtási szögekkel számos változatban elvégezhetőek Fogyasztásmérés A mérés állandó 2500 fordulat/perc motorfordulatszámon történik. A motort egyre növekvő nyomatékkal fékezzük, miközben mérjük a tüzelőanyag fogyasztást. A mérést a legkisebb nyomatékkal kezdjük. A fogyasztásmérő csőben 1 cm tüzelőanyag szint csökkenés 4,4 cm 3 tüzelőanyagnak felel meg. A 1 cm magas tüzelőanyag oszlop elfogyasztásához szükséges időt leírjuk. Ez után növeljük a nyomatékot és újra beállítjuk a 2500-as fordulatszámot, majd mérjük a tüzelőanyag fogyasztás idejét. Tetszőleges számú mérési pont vehető fel. Példa a mérési pontokra és a kapott görbére: 12. ábra: a fajlagos fogyasztás teljesítmény diagram Kiszámítjuk a tüzelőanyag tömegáramát m B -t, melynek mértékegysége [kg/h] m B =V*ρ ta ahol: V a tüzelőanyag térfogatárama [cm 3 /t] (mely képletben t az 1 cm magas tüzelőanyag oszlop elfogyasztásához szükséges idő másodpercben) ρ ta 0,77 g/ cm 3 Kiszámítjuk a motor teljesítményét P-t, mértékegysége [W] P= M*2*π*n ahol: M a beállított terhelőnyomaték [Nm] n a motorfordulatszám [1/s]

11 Kiszámítjuk a teljesítményre vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag fogyasztást b e -t, mértékegysége [g/kwh] b e =m B /P A számításokat minden mérési pontra elvégezzük, a mérést kiértékeljük. Felrajzolandó a teljesítmény - teljesítményre vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag fogyasztás diagram Kompresszió viszont változás hatása a teljesítményre vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag fogyasztásra A 2-es mérést végezzük el különböző kompresszió-viszonyokon és minden esetben kiszámítjuk a teljesítményre vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag fogyasztást b e -t. A beállítandó fordulatszám minden esetben 2500 fordulat/perc, a terhelőnyomaték 2 Nm. A mérendő kompresszió-viszonyok: ε=4 ε=5,5 ε=7 ε=10 Példa a mérési pontokra és a kapott görbére: 13. ábra: a fajlagos fogyasztás kompresszió-viszony diagram Felrajzoljuk a teljesítményre vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag fogyasztás kompresszióviszony diagramot. Vigyázat: működés közben a motor hengerfeje felmelegszik. Meg kell várni annak visszahűlését!

12 2.4. Az előgyújtási szög változás hatása A 2-es mérést végezzük el 2500 fordulat/perc fordulatszámon, 2 Nm terhelőnyomatékkal az ε=7 kompresszió-viszonyú hengerfejjel, különböző előgyújtási szögek mellett. A mérendő előgyújtási szögek: Példa a mérési pontokra és a kapott görbére: 14. ábra: a fajlagos fogyasztás előgyújtási szög diagram Minden esetben kiszámítjuk a teljesítményre vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag fogyasztást b e -t. Felrajzolandó a teljesítményre vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag fogyasztás előgyújtási szög diagram.

13 Miskolci Egyetem, Áramlás- és Hőtechnikai Gépek tanszéke GUNT CT151-4 ütemű dízelmotor bemutatása és a hallgatói mérések leírása Készült: február "A tanulmány a TÁMOP B-10/2/KONV jelű projekt részeként az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg"

14 1.GUNT CT151-4 ütemű dízelmotor A motor főbb adatai: hengerek száma: egy lökettérfogat: 232 cm 3 kompresszió-viszony: 21 maximális fordulatszám:~ 2800 fordulat/perc maximális teljesítmény: ~ 1500 W maximális nyomaték: ~ 4,4 Nm A motor részei: 1- alaplemez 2- forgattyúház 3- rezgéscsillapító 4- főtengely 5- lendkerék borítólemez 6- kipufogógáz hőmérő 7- kipufogócső borítás 8- kipufogócső csatlakozó 9- levegőszűrő ház 10- levegő csatlakozó 11- sebesség szabályozó 1. ábra: a motor részei-1

15 15- hőmérő 16- elektromos csatlakozó 17- üzemanyag vezeték 18- visszatérő üzemanyag vezeték 19- kézi behúzó 20- olajbetöltő nyílás 21- olaj leeresztő csavar 2. ábra: a motor részei-2 A motor a CT 151 típusú egységgel vizsgálandó és összekapcsolandó. Ennek részei:

16 1- üzemanyag szivattyú 2- üzemanyag cső 3- levegő cső 4- üzemanyag szűrő 5- rezgéscsillapító 6- szabályozó elemek 7- üzemanyag feltöltő/leengedő 8- üzemanyag mérőcső 9- visszatérő üzemanyag cső 10- levegőfogyasztás kijelző 11- levegő hőmérséklet kijelző 12- üzemanyag hőmérséklet kijelző 13- kipufogógáz hőmérséklet kijelző 14- üzemanyag vezeték 15- adatkapcsolat csatlakozó 16- levegőszűrő 17- mérési adatgyűjtők 3. ábra: CT 151 típusú vizsgáló egység A vezetékek csatlakoztatása A motor vezetékeit (hőmérsékletmérő, üzemanyag vezeték, visszatérő üzemanyag vezeték, elektromos csatlakozó) az alapmodul megfelelő helyére be kell kötni a mérés megkezdése előtt.

17 visszatérő üzemanyag vezeték üzemanyag vezeték elektromos csatlakozó hőmérő 4. ábra: a motor vezetékeinek csatlakozási helye A CT 159 program a mérés adatok megjelenítésére és rögzítésére szolgál. A program által mérhető paraméterek: mérés ideje nyomaték fordulatszám kipufogógáz hőmérséklet levegő hőmérséklet tüzelőanyag hőmérséklet levegő térfogatárama üzemanyagnyomás mechanikai teljesítmény tüzelőanyag fogyasztás fajlagos tüzelőanyag fogyasztás hatásfok volumetrikus hatásfok légviszony Mérési előkészületek: ellenőrizni a tüzelőanyag összeköttetést ellenőrizni a kipufogógáz elvezetést ellenőrizni az ékszíjhajtást felkapcsolni a főkapcsolót felkapcsolni a motor start gombot felkapcsolni az üzemanyag-szivattyút feltölteni a tüzelőanyag tartályt fékberendezés forgásirányát beállítani potenciométereket beállítani összekötni a fékberendezést a számítógéppel

18 A motor indítása A motor indítására két lehetőség van: a, kézi indítás A fékberendezés forgásirányát balra kell állítani. Nyomaték és fordulatszám potenciométer 0 értéken legyen. A fékpadot be kell kapcsolni. A gázkart maximumra kell állítani. A motort a kézi behúzókarral be kell húzni. b, fékpaddal történő indítás A fékberendezés forgásirányát balra kell állítani. A fordulatszám potenciométert 6,66-ra állítjuk, ez kb fordulatszám/perc értéknek felel meg. A fékpadot bekapcsoljuk. Ez indítja be a motort. Ez után a fékpad kikapcsolható. A motor szabályozása Beindítás után a motor kézi gázkarral szabályozható. Beállítási lehetőségei a két szélső: alacsony és magas fordulatszám között változtathatóak. 5. ábra: az üzemanyag szabályozó kar A motor fékezése A motor fékezése CT 159 típusú, univerzális fékező és meghajtó egységgel történik. Az erőátvitel ékszíjon keresztül valósul meg. A motor leállítása A sebesség szabályozó kart stop állásba kapcsoljuk. Az olajszint mérése A forgattyúházban az olajszint a nívópálca segítségével mérhető. A pálcán a minimum és maximum állás jelölve van. Az olajszintnek a két jelölés között kell lennie. 6. ábra: az olajszint mérése

19 2.Az elvégezhető mérések: Mérés közben fültok használata kötelező! A motor egyes részei forróvá válnak, érintésük tilos! 2.1. Teljesítménymérés A mérés során nyomaték fordulatszám értékpárokat állítunk be. Elindítjuk a motort. A fékpadon sorra beállítjuk az előre meghatározott terhelőnyomatékot fordulatszám párokat, majd a CT 159 programmal felvesszük a mérési pontokat. Példa a mérési pontokra és a kapott görbére:

20 7. ábra: a teljesítmény fordulatszám diagram A motor teljesítményét minden mérési pontban kiszámítjuk: P= M*2*π*n ahol: M a beállított terhelőnyomaték [Nm] n a motorfordulatszám [1/s] Felrajzolandó a teljesítmény fordulatszám diagram Fogyasztásmérés A mérést kb fordulat/perc fordulatszámon végezzük el. A motort egyre növekvő nyomatékkal fékezzük, miközben mérjük a tüzelőanyag fogyasztást. A mérést a legkisebb nyomatékkal kezdjük. A fogyasztásmérő csőben 1 cm tüzelőanyag szint csökkenés 4,4 cm 3 tüzelőanyagnak felel meg. A 1 cm magas tüzelőanyag oszlop elfogyasztásához szükséges időt leírjuk. Ez után növeljük a nyomatékot és újra beállítjuk a 2500-as fordulatszámot, majd mérjük a tüzelőanyag fogyasztás idejét. Tetszőleges számú mérési pont vehető fel. Példa a mérési pontokra és a kapott görbére:

21 8. ábra: fajlagos fogyasztás teljesítmény diagram Kiszámítjuk a tüzelőanyag tömegáramát m B -t, melynek mértékegysége [kg/h] m B =V*ρ ta ahol: V a tüzelőanyag térfogatárama [cm 3 /t] (mely képletben t az 1 cm magas tüzelőanyag oszlop elfogyasztásához szükséges idő másodpercben) ρ ta 0,83 g/ cm 3 Kiszámítjuk a motor teljesítményét P-t, mértékegysége [W] P= M*2*π*n ahol: M a beállított terhelőnyomaték [Nm] n a motorfordulatszám [1/s] Kiszámítjuk a teljesítményre vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag fogyasztást b e -t, mértékegysége [g/kwh] b e =m B /P A számításokat minden mérési pontra elvégezzük, a mérést kiértékeljük. Felrajzolandó a teljesítményre vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag fogyasztás - teljesítmény diagram.