Ispitivanje Motora_lab Vezba

  • View
    23

  • Download
    4

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Instructions for internal combustion engines

Text of Ispitivanje Motora_lab Vezba

  • http://motori.mas.bg.ac.rs 1

    CENTAR ZA MOTORE MFB

    Predmet: Motori SUS semestar 5 pozicija: 5.5_OAS, 1.5_MAS ifra: 0866 motori sus M, 0849 motori sus

    Tema: Ispitivanje motora

  • http://motori.mas.bg.ac.rs 2

    1 ISPITIVANJE MOTORA

    1.1 CILJ ISPITIVANJA MOTORA

    Osnovni i cilj eksperimentalnog ispitivanja motora je odreivanje osnovnih pogonskih veliina motora. Poznavanje pogonskih veliina neophodno je za:

    1. razvoj konstrukcije motorskih sklopova i motora kao celine 2. definisanje i razvoj algoritma upravljanja procesom u motoru 3. pravilnu eksploataciju motora

    Osnovne i najvanije pogonske veliine su:

    1. efektivni obrtni moment (Me) 2. efektivna snaga (Pe) 3. efektivni pritisak (pe) 4. srednji broj obrtaja (n) 5. srednji protok goriva - asovna potronja goriva (Gh) 6. srednji protok vazduha (GA)

    7. specifina efektivna potronja goriva (ge), odnosno efektivni stepen korisnosti (e) Zavisno od cilja i namene eksperimentalnog ispitivanja motora, mere se i odreuju i sledei parametri:

    1. koeficijent vika vazduha 2. odnos masenog protoka vazduha i goriva (A/FR, AFR) 3. sastav izduvnih gasova (koncentracije toksinih komponenata izduvnih gasova HC, CO, NOx, dim,

    partikulati) 4. emisija buke

    1.2 RADNI REIM MOTORA

    Radni reim motora definisan je dvema nezavisnim veliinama - brojem obrtaja motora i optereenjem motora. Kao reprezent optereenja najee se koristi jedan od sledeih parametara:

    efektivni obrtni moment (Me)

    efektivna snaga (Pe)

    efektivni pritisak (pe) Zavisno od cilja, namene ispitivanja, organizacije eksperimenta i raspoloive merne opreme, kao reprezent

    optereenja moe se pratiti, meriti i prikazati poloaj regulacionog organa ( - poloaj prigunog leptira, zupaste letve, APP - Accelerator Pedal Position, vreme ubrizgavanja...) ili srednji maseni protok vazduha kroz motor (GA). Optereenje motora zadaje se poloajem regulacionog organa motora - poloajem prigunog leptira kod benzinskih motora, odnosno poloajem zupaste letve ili odmeravajueg ventila kod dizel motora sa sistemima sa mehanikom regulacijom. Kod motora sa akumulatorskim sistemima za ubrizgavanje (Common Rail - CR) kao mera optereenja uzima se koliina ubrizganog goriva, odnosno trajanje elektrinog impulsa za otvaranja brizgaa.

    1.3 PRIKAZ INSTALACIJE ZA ISPITIVANJE MOTORA

    Eksperimentalno ispitivanje motora obavlja se na posebno pripremljenim instalacijama. Osnovni elemnti instalacije su:

    1. ispitivani motor 2. motorska konica kojom se simulira spoljno optereenje koje motor savlauje 3. ureaj za merenje broja obrtaja motora 4. set osnovnih mernih lanaca za praenje stanja motora tokom ispitivanja (temperatura rashladnog sredstva,

    temperatura sredstva za podmazivanje, pritisak sredstva za podmazivanje, temperatura izduvnih gasova) 5. ureaj za merenje srednjeg protoka goriva 6. ureaj za merenje srednjeg protoka vazduha 7. ureaj za merenje osnovnih termodinamikih parametara vazduha u prostoriji za ispitivanje motora

    (temperatura vazduha, barometarski pritisak, relativna vlanost vazduha)

  • http://motori.mas.bg.ac.rs 3

    Na slici 1 prikazana je instalacija za osnovno eksperimentalno ispitivanje motora.

    Sl. 1 - prikaz osnovne instalacije za ispitivanje motora

    1. preista za vazduh 2. ureaj za merenje protoka usisnog vazduha 3. rezervoar za umirivanje pulzacija 4. sistem za formiranje smee 5. usisni sistem motora 6. senzor temperature rashladne tenosti 7. hladnjak rashladne tenosti 8. termostatski upravljan EM ventili hladnjaka

    rashladne tenosti 9. runo upravljan ventili hladnjaka rashladne

    tenosti 10. hladnjak sredstva za podmazivanje 11. termostatski upravljan EM ventili hladnjaka

    sredstva za podmazivanje 12. runo upravljan ventili hladnjaka sredstva za

    podmazivanje 13. glavni ventil za prikljuenje sistema hlaenja

    motora na mreu 14. senzor temperature sredstva za

    podmazivanje 15. pumpa rashladnog sredstva 16. oslonci motora na probnom stolu 17. pumpa sredstva za podmazivanje motora 18. adapter za prikljuenje hladnjaka sredstva za

    podmazivanje

    19. senzor pritiska sredstva za podmazivanje 20. izduvna grana motora 21. vratilo za povezivanje motora i motorske

    konice 22. glavni zduvni kolektor sa sistemom za

    evakuaciju izduvnih gasova 23. motorska konica 24. sistem za regulaciju optereenja konice 25. glavni ventil za prikljuenje konice na mreu 26. upravljaki sistem motorske konice 27. kontrola optereenja motora 28. trokraka slavina 29. merna bireta (sistem za merenje potronje

    goriva) 30. dnevni rezervoar za gorivo 31. U-cev za merenje depresije na venturiju 32. U-cev za merenje depresije ispred venturija 33. sabirni kolektor za gorivo (gorivo iz birete +

    gorivo iz povratnog voda) 34. senzor broja obrtaja motora 35. sistem za merenje sile koenja motora 36. pumpa za gorivo 37. senzor temperature izduvnih gasova 38. kombinovani modul za merenje temperature,

    pritiska i vlanosti spoljne sredine

    Tv

    Tg

    Tu

    pu

    ta

    dpv dp1

    pa

    n

    F

    KM

    KK

    3

    2

    1

    7

    8

    10

    13

    4

    11

    6

    14 15 22

    26

    27

    20

    28

    37 36

    31

    32

    5

    38

    9

    12

    23

    ha

    35 34 33

    29

    30

    16 17 21 24 2518 19

  • http://motori.mas.bg.ac.rs 4

    1.4 MERENJE OBRTNOG MOMENTA MOTORA - MOTORSKA KONICA (DINAMOMETAR)

    Obrni moment ispitivanog motora prenosi se na motorsku konicu pomou vratila. Minimalna dozvoljena dezaksijalnost kolenastog vratila motora i vratila rotora motorske konice kompenzuje se elastinim spojnicama ili kardanskim zglobovima na vratilu. Motorska konica ima osnovni zadatak da simulira spoljno optereenje koje motor treba da savlada i da apsorbuje mehaniku energiju koju daje motor (apsorbovana energija se pretvara u toplotnu ili elektrinu). Simulirano spoljno optereenje koje motor treba da savlada zadaje se posredstvom regulacionog organa motorske konice. Motorska konica, zavisno od konstrukcije moe biti mehanika, vazduna (sa elisom poznatih karakteristika, koristi se za ispitivanje avionskih klipnih motora), hidraulika i elektrina. Najee se koriste hidraulike konice sa profilisanim kolom rotora i statora i elektrine konice sa vihornim strujama. Najpoznatiji proizvoai su Schenck-Horiba, AVL-Zoellner, Froude-Consine i Borghi & Saveri.

    1.4.1 Hidraulina motorska konica

    Na slici 2 prikazan je presek tipinog izvoenja jedne hidraulike konice sa profilisanim kolom rotora i statora (primer AVL-Zoellner, princip Foettinger). Konica se napaja vodom (vodovodna mree ili zatvoreni kruni tok sa sistemom za hlaenje) pod konstantnim pritiskom. Potreban protok vode odreuje se prema maksimalnoj dozvoljenoj temperaturi u statoru konice (podatak koji deklarie proizvoa konice). Optereenje koje motor treba da savlada javlja se kao posledica hidraulikog trenja koje se javlja pri prestrujavanju vode izmeu profilisanih lopatica rotora i statora konice. Pod dejstvom centrifugalne sile koja se javlja pri obrtanju rotora motorske konice (direktno povezan sa kolenastim vratilom ispitivanog motora), voda koja se nalazi u konici rasporeuje se po obodu u vidu prstena. Simulirano optereenje koje motor savlauje zavisi, pored konstruktivnih parametara samog hidraulikog kola motorske konice (prenik, oblik kola, broj lopatica, napadni ugao i sl.), od radijalne debljine vodenog prstena koji se zadaje pomou regulacionog organa konice. Poveanjem radijalne debljine prstena poveava se ukupni hidrauliki otpor i optereenje koje motor savlauje.

    Sl. 2 - Presek hidraulike konice sa profilisanim kolom rotora i statora (AVL-Zoellner)

    SENZOR SILE

    ROTOR

    STATOR

    LEAJ ROTORA

    LEAJ STATORA

    VENTILI ZA REGULACIJU

    PROTOKA VODE

    PRITUBNICA

    VRATILO

  • http://motori.mas.bg.ac.rs 5

    1.4.2 Motorska konica sa vihornim strujama

    Tip motorske konice sa vihornim strujama je trenutno najzastupljniji u laboratorijama za ispitivanje motora. Princip rada ovakvih konica zasniva se na teoriji vihornih struja koje se indukuju unutar rotirajueg diska izraenog od elektro-provodnog materijala posredstvom delovanja elekromagnetnog polja generisanog od strane namotaja u statoru konice. Kontrolisanjem veliine struje i napona u namotaju statora konice, kontrolie se jaina magnetnog polja koje deluje na obrtni disk (rotor) koji se nalazi u tom magnetnom polju, a time se posredno deluje na moment koenja. Zbog visokih mehanikih i termikih optereenja, rotor se najee izrauje od elika, ali postoje ovakve konice sa aluminijumskim i bakarnim rotorima. Ovakav tip konice omoguava relativno brzu promenu spoljanjeg optereenja motora, odnosno momenta koenja motora, koja moe da prati promenu optereenja motora sa upravljake strane (promena poloaja regulacionog oragana optereenja motora). Moderne konice sa vihornim strujama pored odravanja stabilnog momenta koenja motora, odnosno simuliranja stacionarnog radnog reima, poseduju mogunost precizne kontrole prelaznih reima, odnosno reima ubrzavanja i usporavanja motra.

    1.4.3 Merenje sile koenja

    Rotor motorske konice oslonjen je u kuitu statora preko leajeva. Da bi merenje obrtnog momenta bilo mogue, motorska konica se izvodi sa tzv. labilnim uleitenjem statora, to znai da je i stator oslonjen preko para leajeva na nosau konice. Hidrauliko trenje koje se javlja u konici dovodi do pojave reaktivnog momenta koji tei da zakrene kuite statora, a koji je jednak aktivnom, odnosno, obrtnom momentu motora. Taj efekat se koristi za odreivanje sile koenja. Posredstvom poluge poznate duine lK, moment se prenosi do sistema (ureaja) za merenje sile koenja FK, i na osnovu ta dva parametra mogue