บทที่ 2 - Suranaree University of Technologyeng.sut.ac.th/me/meold/2_2552/425307/Chapter2(print)[2].pdf) ท ได จากการอ นท เกรดโดยรอบกราฟระหว

บทท 2พารามเตอรทใชกาหนดการออกแบบและการทางานของเครองยนต

(Engine Design and Operating Parameters)(Engine Design and Operating Parameters)– เขาใจคาจากดความและคานวณหาอตราสวนการอดของเครองยนตได

ใ ไ – เขาใจคาจากดความและคานวณหากาลงของเครองยนตได

– เขาใจคาจากดความและคานวณหาประสทธภาพเชงกลของเครองยนตได

ใ ไ – เขาใจคาจากดความและคานวณหาความดนยงผลเฉลยของเครองยนตได

– เขาใจคาจากดความและคานวณหาการสนเปลองเชอเพลงจาเพาะของเครองยนตได

– เขาใจคาจากดความและคานวณหาอตราสวนระหวางอากาศตอเชอเพลงของเครองยนตได – เขาใจคาจากดความและคานวณหาอตราสวนระหวางอากาศตอเชอเพลงของเครองยนตได

– เขาใจคาจากดความและคานวณหาประสทธภาพเชงปรมาตรของเครองยนตได

– เขาใจคาจากดความของนาหนกจาเพาะและปรมาตรจาเพาะของเครองยนตได เขาใจคาจากดความของนาหนกจาเพาะและปรมาตรจาเพาะของเครองยนตได

– เขาใจคาจากดความของการปลอยมลพษจาเพาะและดรรชนมลพษของเครองยนตได

– เขาใจวธการเพมสมรรถนะของเครองยนตได

– เขาใจวธแยกประเภทขอมลการออกแบบและขอมลแสดงสมรรถนะได

บทนา

ปจจยทมความสาคญตอผใช

• สมรรถนะของเครองยนตตลอดชวงการทางาน

• การสนเปลองเชอเพลงของเครองยนตภายในชวงการทางานและราคา

ของเชอเพลง

• ใ • เสยงและมลพษทางอากาศทออกมาจากเครองยนตภายในชวงการ

ทางาน

• ราคาของเครองยนตและการตดตง

• ความนาเชอถอและความคงทนของเครองยนต กาบารงรกษา• ความนาเชอถอและความคงทนของเครองยนต กาบารงรกษา

สมรรถนะของเครองยนตสมรรถนะของเครองยนต

• กาลงสงสด หรอทอรกสงสด ทใหออกมาทอตราเรวรอบๆหนง

‐กาลงทกาหนดสงสด เปนกาลงสงสดของเครองยนตทใหออกมาได

ในชวงการทางานสนๆ

‐กาลงทกาหนดปกตเปนกาลงสงสดของเครองยนตทใหออกมาไดกาลงทกาหนดปกตเปนกาลงสงสดของเครองยนตทใหออกมาได

ในชวงการทางานอยางตอเนอง

อตราเรวทกาหนด เปนอตราเรวรอบการหมนของเพลาขอเหวยงซง‐อตราเรวทกาหนด เปนอตราเรวรอบการหมนของเพลาขอเหวยงซงกาลงทกาหนดถกใหออกมา

• ชวงอตราเรวเครองยนต และกาลงทเครองยนตทางานไดด

สมบตทางเรขาคณตของเครองยนตแบบลกสบ

(Geometrical Properties of Reciprocating Engines)

พารามเตอรทใชกาหนดสมบตทางเรขาคณตของเครองยนตแบบลกสบ พารามเตอรทใชกาหนดสมบตทางเรขาคณตของเครองยนตแบบลกสบ มดงตอไปน

อตราสวนการอด อตราสวนการอด rc

cvdv

ป ดบอกสบสงสปรมาตรกระ

cr+==

โดย Vd เปนปรมาตรกระจด

cvดบอกสตาสปรมาตรกระc

Vc เปนปรมาตรชองวาง

คาทวไปของ rc สาหรบเครองยนตจดระเบดดวยประกายไฟ

จะมคา 8 ถง 12 และสาหรบเครองยนตจดระเบดดวยการอดจะมคา 12 ถง 24


(Geometrical Properties of Reciprocating Engines) (ตอ)

อตราสวนของเสนผานศนยกลางกระบอกสบกบระยะชก Rbs

B

ไ

LB

bsR =

คาทวไปของ Rbs สาหรบเครองยนตขนาดเลกและขนาดกลางจะมคา 0.8 ถง 1.2 และจะลดลงเหลอประมาณ 0.5 สาหรบเครองยนตจดระเบดดวยการอดรอบตาขนาดใหญตาขนาดใหญ



อตราสวนของความยาวกานสบกบรศมขอเหวยง R

la

Rl=

คาทวไปของ R สาหรบเครองยนตขนาดเลกและขนาดกลาง จะมคา 3 ถง

4 และจะเพมเปน 5 ถง 9 สาหรบเครองยนตจดระเบดดวยการอดรอบตา4 และจะเพมเปน 5 ถง 9 สาหรบเครองยนตจดระเบดดวยการอดรอบตา

ขนาดใหญ



ความสมพนธระหวางระยะชกและรศมขอเหวยง

L=2a

ปรมาตรกระบอกสบ V ทตาแหนงขอเหวยงใด ๆ θ

s)a(4

2B

cVV −++= lπ

โดยท s = a cos θ + (l2- a2 sin2 θ )1/2 ดงนนจะไดวา

⎤⎡⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −−−+−+= 1/2

)2

sin2

(Rcos1R1)c(r2

11

cV

V θθ



ไ ใ θพนทผวหองเผาไหม A ทตาแหนงขอเหวยงใด ๆ θA = Ach + Ap + πB (l+ a – s)

โดย Ach เปนพนทผวในสวนของฝาสบ

Ap เปนพนทผวดานบนของลกสบp

สาหรบลกสบทมดานบนแบบ Ap = πB2/4 และแทนคา s ลงในสมการจะไดวาไดวา

⎥⎤

⎢⎡ +++ 1/2

)2

i2

(R1RBL

AAA θθπ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −−−+++= )sin(Rcos1R

2pAchAA θθ



อตราเรวลกสบเฉลย (mean piston) speed) pS

LNS 2=

โดย N เปนอตราเรวรอบการหมนของเพลาขอเหวยง

LNS p 2=

ความตานทางการไหลของแกสทเขาไปในเครองยนตหรอความดน เนองจากความเฉอยของชนสวนทเคลอนทของเครองยนตจะจากด

อตราเรวลกสบเฉลยสงสดใหอยในชวง 8-15 m/s ซงเครองยนตทใชกบ ใ รถยนตจะทางานทคาสงของชวงดงกลาว สวนเครองยนตดเซลลทใชกบ

เรอจะทางานทคาตาของชวงดงกลาว



ใ ความเรวลกสบทขณะใดขณะหนง (instantaneous piston velocity)

dsS

จากคา s = a cos θ + (l2- a2 sin2 θ )1/2 ดงนนจะไดวา

dtS p =

⎥⎤

⎢⎡+=

cos1sin θθπS p⎥⎦

⎢⎣ −+ 2/122 )sin(

1sin2 θ

θRS p

ป ใ ซงความเรวของลกสบจะเปนศนยทจดเรมตนของระยะชก มคาสงสดทบรเวณใกล

กงกลางของระยะชกและลดลงเปนศนยอกทจดสนสดของระยะชก



กาลง (Power)กาลง (Power)

ช (I di d P P ) กาลงบงช (Indicated Power , Pi )

กาลงเบรก (Brake Power, Pb)

กาลงเสยดทาน (Friction Power P ) กาลงเสยดทาน (Friction Power, Pf)

กาลงขบเคลอนบนถนน (Road-Load Power, Pr)

กาลงบงช (Indicated Power , P )กาลงบงช (Indicated Power , Pi )

ช ( )กาลงบงช (indicated power , Pi ) เปนกาลงทถายทอดจากแกสภายในกระบอกสบไปสลกสบ กาลงบงชหา

ไดจากงานทแกสถายทอดไปสลกสบ (เปนงานบงช ) ตอวฎจกรการทางาน ( ) ฎ(indicated work per cycle , Wc,i) ทไดจากการอนทเกรดโดยรอบกราฟระหวางความดน และปรมาตรกระบอกสบ (P-V diagram ) ตลอดวฏจกรการทางานของเครองยนต ทาใหไดเปนพนททลอมลอมรอบดวยเสนกราฟ คอของเครองยนต ทาใหไดเปนพนททลอมลอมรอบดวยเสนกราฟ คอ

∫= pdVW ic ,โดย N เปนอตราเรวรอบการหมนของเพลาขอเหวยง

R

i,ci n

NWP =

nR เปนจานวนรอบการหมนของเพลาขอเหวยงทใหจงหวะกาลง 1 จงหวะตอสบ

สาหรบเครองยนต สองจงหวะ nR = 1

และสาหรบเครองยนตสจงหวะ nR = 2R R

กาลงบงช (Indicated Power , Pi ) (ตอ)i

กราฟระหวางความดนและปรมาตรกระบอกสบ

ตวอยางกราฟระหวางความดนและปรมาตรของกระบอกสบของเครองยนต 4 จงหวะ

กาลงบงช (indicated power , P ) (ตอ)กาลงบงช (indicated power , Pi ) (ตอ)

เครองมอวาดอนดเคเตอร

อนดเคเตอรทางกล swf อนดเคเตอรทางกล swfอนดเคเตอรทางกล.swf อนดเคเตอรทางกล.swf

แสดงลกษณะของเครองมอวาดอนดเคเตอรทางกล แสดงลกษณะของเครองอนดเคเตอรแบบอเลกทรอนกสแสดงลกษณะของเครองมอวาดอนดเคเตอรทางกล แสดงลกษณะของเครองอนดเคเตอรแบบอเลกทรอนกส

กาลงเบรก (Brake Power, P )กาลงเบรก (Brake Power, Pb)

กาลงเบรก (brake power, Pb)เปนกาลงทวดไดทเพลาขอเหวยงหรอทลอตนกาลงของเครองยนต

ซ ป ไปใช ไ ใช ซงเปนกาลงทนาไปใชงานได การวดกาลงเบรกจะใชเครองมอทเรยกวา ไดนาโมมเตอร (dynamometer) ซงมอยหลายชนด โดยจะวดออกมาในรปของทอรกและรอบการหมนของเครองยนต ซงจะไดทอรกรปของทอรกและรอบการหมนของเครองยนต ซงจะไดทอรก

T = Fb

และกาลงเบรก

Pb = 2πTN

ไ ไ โดย N เปนรอบการหมนของเพลาขอเหวยงซงในหนวยเอสไอจะได

Pb (kW ) = 2πN(rev/s) T (N-m) x 10-3

กาลงเบรก (Brake Power, P ) (ตอ)กาลงเบรก (Brake Power, Pb) (ตอ)

การวดแรงมาเบรก

การวดแรงมาเบรกสามารถกระทาไดหลายวธ เชน

ใชโพรนเบรก (Prony Brake)

ใชสายพานหรอเชอก (R B k ) ใชสายพานหรอเชอก (Rope Brake)

ไฮดรอลคไดนาโมมเตอร (Hydraulic Dynamometer)

ไดนาโมมเตอรแบบไฟฟา (Electrical Dynamometer)

แซสซสไดนาโมมเตอร (Chassis Dynamometer)( y )


การวดแรงมาเบรก

ใชโพรนเบรก (Prony Brake) วธการวด ทาการปรบกามปใหชดกบลอชวยแรงเปนผลทาใหเครองยนต

รบโหลดมาขนรอบเครองยนตจะตกลงใหทาการเรงเครองยนต

พรอมกบเพมนาหนกในถาดเพอรกษาระดบของแขนใหขนาน

กบพนเสมอทาการเรงจนถงรอบสงสด จากนนกนานาหนกทได

ไปคานวณหาแรงมาตามสมการตอไปน

8 swf

T =WR

เมอ

T คอ ทอรกทเครองยนตสงได ;N-m 8.swf T คอ ทอรกทเครองยนตสงได ;N-m

W คอ นาหนกทแขวนทถาด ;N

R คอ ระยะจากศนยกลางลอชวยแรงถงนาหนกทแขวน ;m


การวดแรงมาเบรก (ตอ)

ใชสายพานหรอเชอก (Rope Brake)วธการวดมหลกการทางานและการวดคลาย ๆ กบ โพรนเบรกโดยอาศยมหลกการทางานและการวดคลาย ๆ กบ โพรนเบรกโดยอาศย

ความฝดของสายพานซงลกษณะของไดนาโมมเตอรแบบสาย

พานดานหนงจะถกยดกบถาดรองรบกอนนาหนกสาหรบปรบ

ภาระของเครองยนต ปลายดานหนงจะยดอยกบตาชงสปรง ภาระของเครองยนต ปลายดานหนงจะยดอยกบตาชงสปรง

หลกการวดและการเพมนาหนกกกระทาคลายๆ กบโพรนเบรก

สาหรบสตรการคานวณหาคาของทอรกดงนคอ

T =( W-w) R

เมอ

T คอ ทอรกทเครองยนตสงได ;N-m


w คอ คาแรงทอานไดจากตาชงสปรง ; N

R คอ รศมของลอชวยแรง ;m

กาลงเบรก (brake power, P ) (ตอ)กาลงเบรก (brake power, Pb) (ตอ)

การวดแรงมาเบรก (ตอ)

ไฮดรอลคไดนาโมมเตอร (Hydraulic Dynamometer)วธการวดหลกการของไดนาโมมเตอรแบบไฮดรอลคน จะอาศยหลกการ

ความฝดของของเหลว เปนเปนตวสงถายกาลงระหวางตวโรเตอร ความฝดของของเหลว เปนเปนตวสงถายกาลงระหวางตวโรเตอร

(rotor) ไปยงเรอนเปลอกนอก หรอตวถง ซงเรอนนจะมแขนตอไป

เพอไวถวงนาหนกไวดงรปท 3 เพอใหระดบของแขนอยในแนว

ใ ระดบเสมอ ในการคานวณหาแรงมาเบรกเรากจะนาหนก

ทถวงไปคานวณหาทอรก

T = WR

เมอ

T คอ ทอรกทเครองยนตสงได ;N-m


R คอ ระยะจากศนยกลางลอชวยแรงถงนาหนกทแขวน ;m

กาลงเบรก (brake power, P ) (ตอ)กาลงเบรก (brake power, Pb) (ตอ)

การวดแรงมาเบรก(ตอ)


วธการวดหลกการทดสอบโดยการนาเอาเยนเนอเรเตอร

มาตดตงบนเพลาซงมแบรงรองรบขณะเดยวกน

จะตอเพลาของอารเมเจอรเขากบเครองยนต

เมอเครองหมนทนอารเมเจอรกจะหมนไปดวย

สนามแมเหลกทอยระหวางขาแมเหลกซงอยกบทสนามแมเหลกทอยระหวางขาแมเหลกซงอยกบท

กบทนอารเมเจอร จะบงคบใหตวเรอนของอาร

เมเจอรหมนตามในทศทางเดยวกน ตวเรอนจะตด

ป ไ โ

13 swf

ตงตราชงสปรงซงสามารถหาแรงไดโดยการนาคา

ทอานไดไปคานวณหาแรงมา สาหรบวธการ

คานวณหาสามารถทาได 2 กรณคอ 13.swf

T = (W-w) R หรอ T=VI




Chapter6 12 swfChapter6_12.swf

แสดงสวนประกอบของไดนาโมมเตอรแบบไฟฟาอยางงาย



แซสซสไดนาโมมเตอร (Chasis Dynamometer)วธการวดป ปเปนเครองทดสอบแรงมาเครองยนตทประกอบ

เปนรถยนตทงคนแลว โดยทรถยนตจะวงอย

บนลกกลงของไดนาโมมเตอรทตออปกรณวด

และควบคมไวแลว

กาลงเสยดทาน (Friction Power , P )กาลงเสยดทาน (Friction Power , Pf)

กาลงเสยดทาน(friction Power , Pf)

เปนกาลงทรวมเอากาลงทใชในการนาไอดเขาและนาไอดเสยออก

กาลงทเอาชนะความเสยดทานของชนสวนตาง ๆ ของเครองยนต และ

กาลงทใชในการขบอปกรณตาง ๆ ทจาเปนตอการทางานของเครองยนต

ดงนนจากนยามของกาลงบงชและกาลงเบรก จะได

fbig PPP +=

ซงในอตราสวนระหวางกาลงเบรกกบกาลงบงชจะเรยกวา

ประสทธภาพเชงกล (Mechanical efficiency , )η

fbig

ประสทธภาพเชงกล (Mechanical efficiency , )mη

fbm P

PPP

−== 1ηigig PP

กาลงเสยดทาน(Friction Power , P ) (ตอ)กาลงเสยดทาน(Friction Power , Pf) (ตอ)

กาลงเสยดทาน(friction Power , Pf)

คาทวไปของประสทธภาพเชงกลสาหรบเครองยนตทใชกบรถยนต

ใน ปจจบนทตาแหนงเปดลนเรงเตมท (Wide-open throttle, WOT) จะ

มคาประมาณรอยละ 90 ทอตราเรวตากวา 30-40 rev/s และจะลดลง

เปนรอยละ 70 ทอตราทกาหนดสงสด เมอเปดลนเรงบางสวน

ประสทธภาพเชงกลจะลดลงและจะมคาเปนศนยในขณะเดนเบา (idle)

กาลงขบเคลอนบนถนน (Road –Load power , P )กาลงขบเคลอนบนถนน (Road Load power , Pr)

( )กาลงขบเคลอนบนถนน(road –load power , Pr)เปนกาลงทตองการใชในการขบเคลอนรถยนต ไปบนถนนระดบท

ความเรวคงตว ซงกคอกาลงเพอเอาชนะความตานทานของการกลงของลอ (rolling resistance) และแรงดานอากาศพลวด (aerodymic drag) นนเอง กาลงขบเคลอนบนถนนสามารถหาไดจากสมการโดยประมาณ คอ

1 2

โดยท CR = สมประสทธความตานทานการกลงของลอ มคาทวไปคอ 0.012 < CR < 0.015

Mv = มวลของรถยนต (สาหรบรถยนตนงเทากบมวลของตวรถบวกมวลของผโดยสาร คดเทากบ 68 kg ตอคน)

vvvDavRr SSACgMCP )21( 2ρ+=

v ( g )

g = ความเรงเนองจากความโนมถวงของโลก

= ความหนาแนนของอากาศโดยรอบ

CD = สมประสทธแรงตานทานอากาศพลวด มคาทวไปสาหรบรถยนตนงอยในชวง 0.3-0.5

A = พนทดานหนาของรถ

aρ

Av = พนทดานหนาของรถ

Sv = อตราเรวของรถยนต

ความดนยงผลเฉลย (Mean Effective Pressure)ความดนยงผลเฉลย (Mean Effective Pressure)

ใ ป ใ ในขณะททอรกเปนการวดความสามารถในการทางานของ

เครองยนต แตทอรกจะขนอยกบขนาดของเครองยนต (เครองยนตใหญ

ใ ใ ใหทอรกสง เครองยนตเลกใหทอรกตา ) จงมการกาหนดการวด

สมรรถนะของเครองยนตทใชในการเปรยบเทยบขนโดยไดจากการหาร

ป ไ ป งานตอวฏจกรดวยปรมาตรกระจดตอวฏจกรคาทไดมหนวยเปนแรงตอ

พนท จงเรยกวา ความดนเฉลย (mead effective pressure , mep) ซงจากPสมการ

งานตอวฏจกรN

PnW Ric =)( ,

NVPnmep R=

จะไดความดนยงผลเฉลยเปนNV

pd

ความดนยงผลเฉลย (Mean Effective Pressure) (ตอ)ความดนยงผลเฉลย (Mean Effective Pressure) (ตอ)

ไป ไป คาทวไปของความดนยงผลเฉลยเบรก (bmep) จะมดงตอไปน

สาหรบเครองยนตจดระเบดดวยประกายไฟแบบนาไอดเขาโดยธรรมชาตจะมคา

ใ ไ ปbmep อยในชวง 850 ถง 1050 kPaทอตราเรวเครองยนตทไดทอรกสงสด (ประมาณ

3000 rev/min) และจะตาลงรอยละ 10 ถง 15 เมอกาลงกาหนสงสด

ส ป ไฟ โ ช ใช สาหรบเครองยนตจดระเบดดวยประกายไฟแบบเทอรโบชารจทใชกบเครองยนตจะ

มคา bmep สงสดอยในชวง 1250 ถง 1700 kPa และทกาลงทกาหนดสงสดจะมคาอย

ในชวง 900 ถง 1400 kPaในชวง 900 ถง 1400 kPa

สาหรบเครองยนตดเซลสจงหวะแบบนาไอดเขาโดยธรรมชาตจะมคา bmep สงสด

อยในชวง 700 ถง 900 kPa และทกาลงทกาหนดสงสดจะมคาประมาณ 700 kPa

ความดนยงผลเฉลย (Mean Effective Pressure) (ตอ)ความดนยงผลเฉลย (Mean Effective Pressure) (ตอ)

ไป ไป คาทวไปของความดนยงผลเฉลยเบรก (bmep) จะมดงตอไปน

สาหรบเครองยนตดเซลสจงหวะแบบเทอรโบชารจ จะมคา bmep สงสดอย

ใ ป โ ในชวง 1000 ถง 1200 kPa และถาเปนเครองยนตเทอรนโบชารจทมการหลอเยนหลงการ

อด (turbocharged aftercooled engine) คาสงสดนสามารถเพมนถง 1400 kPa และทกาลง

ทกาหนดสงสดจะมคาอยในชวง 850 ถง 950 kPa)ทกาหนดสงสดจะมคาอยในชวง 850 ถง 950 kPa)

สาหรบเครองยนตดเซลสองจงหวะจะมคา bmep เทยบเคยงไดกบเครองยนตส

จงหวะ แตถาเปนเครองยนตดเซลสองจงหวะหมนชาขนาดใหญอาจมคา bmep สงสดจงหวะ แตถาเปนเครองยนตดเซลสองจงหวะหมนชาขนาดใหญอาจมคา bmep สงสด

ประมาณ 1600 kPa

การสนเปลองเชอเพลงจาเพาะและประสทธภาพ

(Specific Fuel Consumption and Efficiency)

ป การสนเปลองเชอเพลงจาเพาะ (Specific fuel consumption)

msfc f&=

ประสทธภาพการเปลยนพลงงานเชอเพลง ( fuel conversion efficiency)

Psfc =

ประสทธภาพการเปลยนพลงงานเชอเพลง ( fuel conversion efficiency)

Rcf

PNPnW===

)/(η

HVfHVRfHVff QmQNnmQm && )/

η

อตราสวนระหวางอากาศตอเชอเพลงและเชอเพลงตออากาศ

(Air/Fuel and Fuel/Air Efficiency)

อตราสวนอากาศ/เชอเพลง (A/F)

am&

อตราสวนเชอเพลง/อากาศ (F/A) f

a

m&

f

mm&

&

ในชวงการทางานปกตสาหรบเครองยนตจดระเบดดวยประกายไฟทวไปทใชนามนเบนซนจะมอตราสวนทงสอง คอ 12 < A/F < 18 ( 0.056 < F/A <

am

0.083 ) และสาหรบเครองยนตจดระเบดดวยการอดทใชนามนดเซลจะมอตราสวนทงสอง คอ 18 < A/F < 70 (0.014< F/A < 0.056)

ประสทธภาพเชงปรมาตร

(Volumetric Efficiency)

ป ป ประสทธภาพเชงปรมาตร(volumetric efficiency)

ma2η

&

โดย เปนความหนาแนนของอากาศทเขา หรอ

NVdiav

,ρη =

iρโดย เปนความหนาแนนของอากาศทเขา หรอ

di

av V

mρ

η =

ia ,ρ

คาทวไปของคาประสทธภาพเชงปรมาตรสงสดสาหรบเครองยนตทนา

dia V,ρ

ไอดเขาโดยธรรมชาตจะอยในชวงรอยละ 80 ถง 90 โดยประสทธภาพเชง

ปรมาตรของเครองยนตดเซลจะสงกวาเครองยนตจดระเบดดวยประกายไฟ

นาหนกและปรมาตรจาเพาะของเครองยนต

(Engine Specific Weight and Specific Volume)

ป นาหนกและปรมาตรจาเพาะของเครองยนต (engine specific weight and

specific volume) เปนนาหนกและปรมาตรของเครองยนตตอหนวยกาลงท

กาหนด

นาหนกจาเพาะ = นาหนกเครองยนต กาลงทกาหนด

ปรมาตรจาเพาะ = ปรมาตรเครองยนต กาลงทกาหนด

ตวปรบแกสาหรบกาลงและประสทธภาพเชงปรมาตร

(C i f i ffi i )(Correction Factors for Power and Volumetric Efficiency)

โ โโดยปกตแลว ความดน ความชน และอณหภมของอากาศโดยรอบ

จะมผลตออตราการไหลของมวลอากาศ และกาลงทเครองยนตใหออกมา

ได ดงนนการกาหนดสภาวะอากาศมาตรฐานขนเพอใหการเปรยบเทยบ

ระหวางเครองยนตตางๆ เชนมาตรฐาน SAE (Society of Automotive ระหวางเครองยนตตางๆ เชนมาตรฐาน SAE (Society of Automotive

Engineers)

ความดนอากาศแหง = 736.6 mm-Hg

ความดนไอนา = 9.65 mm-Hg

อณหภม = 29.4 oC


(C i f i ffi i ) ( )(Correction Factors for Power and Volumetric Efficiency) (ตอ)

โ ใ ป ซงถาสภาวะอากาศโดยรอบในขณะทาการวดกาลง และประสทธภาพ

เชงปรมาตรมคาผดไปจากมาตรฐานกจะตองใชตวแกเพอใหคาทวดไดเปน

คาตามสภาวะมาตรฐาน ซงตวปรบแกจะมพนฐานมาจากสมการการไหล

แบบอดตวไดคงตวในหนงมตผาน orifice ดงน2/1/)1(

0

/2

00

0E

pp

pp

12

RTpAm

⎪⎭

⎪⎬⎫

⎪⎩

⎪⎨⎧

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−γγ

=γ+γγ

&

⎭⎩ ⎦⎣

reaa effective Arate flow mass m

E ==&เมอ

upstreampressuretotalp

heat) specific of γ(ratio/ccconstance gas R

vp

=

==

nrestrictio the of throttle the at pressure pupstream emperaturet total T

upstreampressuretotal p

0

0

===



m,iFs,i PCP =2/1

s

m

m,vm

d,sF T

TPP

PC ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

=เมอ

i di t dt d dPเมอ

powerindicatedmeasure Pfactor correction C

power indicatedstandard P

mi

F

si,

==

=เมอ

pressure absoluteair -ambieant measure ppressure absoluteair -dry standard p

p

m

ds,

mi,

=

=

K,emperatureambieant tmeasureTnrestrictio the of throttle the at pressure p

pressurepartialur water vapo-ambieantmeasure p mv,

==

=

K ,emperatureambieant t standard TK,emperatureambieant tmeasure T

s

m

=



2/1

ss,vF T

TC ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

η=′

′

mm,vF T ⎟

⎠⎜⎝η

เมอ

Kbid dTK ,emperatureambieant t measure T

reaaeffective C

m

F

==′เมอ

efficiency ic volumetrstandard K,emperatureambieant tstandard T

sv,

s

=η=

efficiencyic volumetrsmeaasure m.v =η

การปลอยมลพษจาเพาะและดรรชนมลพษ

(Specific Emissions and Emissions Index)

การปลอยมลพษจาเพาะ (specific emission)

คอ อตราการไหลของมวลมลพษตอหนวยกาลงทใหออกมา

P

mNO xNO

xs

&=

PmCO COs &

=

PmHC HCs &

=

Pm

part parts &=

การปลอยมลพษจาเพาะและดรรชนมลพษ

(Specific Emissions and Emissions Index) (ตอ)

ดรรชนการปลอยมลพษ (emission index, EI)

คอ อตราการไหลของมลพษตอหนวยอตราการไหลของมวลเชอเพลง

)/()/(

skgmsgm

EI NONO

x

x &

&=

)/( skgm f

)/()/(

skgmsgmEI

f

COCO &

&=

f

)/()/(

skgmsgmEI

f

HCHC &

&=

)/()/(

skgmsgm

EIf

partpart &

&=

ความสมพนธของพารามเตอรทใชกาหนดสมรรถนะเครองยนต

(Relationships Between Performance Parameters)

ป ใ ป ไ จากสมการของประสทธภาพในการเปลยนพลงงานเชอเพลงจะได

cf Q

W=η

HVff Qm

HVffc QmW η=

และจากสมการของกาลง และสมการของอตราสวนเชอเพลง/อากาศ จะไดAFNQm )/(η

สาหรบเครองยนตสจงหวะจากสมการของประสทธภาพเชงปรมาตร จะไดR

HVaf

nAFNQm

P)/(η

=

2)/(, AFQNV

P iaHVdvf ρηη=


( )(Relationships Between Performance Parameters) (ตอ)

ไ

ρηη )/(, AFQVT iaHVdvf=

และจากสมการกาลงและทอรก จะไดทอรก

π4T

จากสมการของความดนยงผลเฉลยกบทอรก จะได

)/(, AFQmep iaHVvf ρηη=

กาลงจาเพาะ (specific power) เปนการวดความสาเรจของผออกแบบเครองยนตกาลงจาเพาะ (specific power) เปนการวดความสาเรจของผออกแบบเครองยนต

ในการใชพนทลกสบทมอยโดยไมคานงถงขนาดของกระบอกสบ

2)/(, AFNLQ

AP iaHVvf ρηη=

4)/(, AFQS

AP iaHVpvf ρηη=และจากสมการของอตราเรวลกสบเฉลย จะได


( ) ( )(Relationships Between Performance Parameters) (ตอ)จากความสมพนธระหวางพารามเตอรทใชกาหนดสมรรถนะของจากความสมพนธระหวางพารามเตอรทใชกาหนดสมรรถนะของ

เครองยนตตามทแสดงในสมการตาง ๆ ขางตนจะเหนวาเพอใหได

สมรรถนะของเครองยนต (กาลงและทอรก) สงจะตองคานงถงปจจยดงนสมรรถนะของเครองยนต (กาลงและทอรก) สงจะตองคานงถงปจจยดงน

มประสทธภาพการเปลยนพลงงานเชอเพลงสง

มประสทธภาพเชงปรมาตรสง (สาหรบเครองยนตสจงหวะ)มประสทธภาพเชงปรมาตรสง (สาหรบเครองยนตสจงหวะ)

มการเพมความหนาแนนของอากาศทเขา

มอตราสวนเชอเพลง/อากาศสงสดทสามารถเผาไหมไดในเครองยนตมมอตราสวนเชอเพลง/อากาศสงสดทสามารถเผาไหมไดในเครองยนตม

อตราเรวลกสบเฉลยสง

ขอมลการออกแบบและสมรรถนะของเครองยนต

( i i f )(Engine Design and Performance Data)

ขอมลการออกแบบ ไดแก ชนด ประเภท วฎจกรการทางาน อตราสวนขอมลการออกแบบ ไดแก ชนด ประเภท วฎจกรการทางาน อตราสวน

การอด เสนผานศนยกลางของกระบอกสบ ระยะชก จานวนสบ และ

ปรมาตรกระจด เปนตน มประสทธภาพการเปลยนพลงงานเชอเพลงสงปรมาตรกระจด เปนตน มประสทธภาพการเปลยนพลงงานเชอเพลงสง

ขอมลแสดงสมรรถนะ ไดแก กาลงสงสดทความเรวรอบทกาหนด

ทอรกสงสดทความเรวรอบทไดและอตราการสนเปลองเชอเพลงทอรกสงสดทความเรวรอบทไดและอตราการสนเปลองเชอเพลง

จาเพาะ เปนตน

Documents

บทที่ 2 - Suranaree University of Technologyeng.sut.ac.th/me/meold/2_2552/425307/Chapter2(print)[2].pdf) ท ได จากการอ นท เกรดโดยรอบกราฟระหว