MOTORJI Z NOTRANJIM ZGOREVANJEM - Študentski.net · 2019-03-20 · izohora in izobara: motor z užarjeno glavo izohora in izoterma: Stirling motor Dvotaktni Štititaktni. Energetski

Energetski stroji

UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo

MOTORJI Z NOTRANJIM ZGOREVANJEM

Motorji z notranjim zgorevanjem Motorji z zunanjim zgorevanjem

izohora: Otto motor

izobara: Diesel motor

izohora in izobara: motor z užarjeno glavo

izohora in izoterma: Stirling motor

DvotaktniŠtititaktni

Energetski stroji


komprimiranje delovne snovi

velika toplotna obremenitevenostavna konstrukcija

ugodno razmerje med močjo in maso motorja

enakomernejši vrtilni moment

težave z mazanjem

Dvotaktni motorji

1. takt

ekspanzija, izpuh + polnjenje2. taktvžig

Lastnosti:

izpiranje valja s svežo mešanico

Uporaba:

Otto motorji majhnih moči in veliki, počasitekoči ladijski motorji (odvod toplote!)

Energetski stroji


Dvotaktni Otto motor Dvotaktni Diesel motor

Energetski stroji


komprimiranje delovne snovi

neenakomeren vrtilni momentmanjša toplotna obremenitev

dobro izpiranje valja, ekologija

mazanje valja iz kartrja

večje število sestavnih delov

Štiritaktni motorji

1. takt

ekspanzija2. taktvžig

Lastnosti:

majhno razmerje med močjo in maso motorja

Uporaba:stacionarni pogonski stroji (pogon generatorjev ali strojev)pogonski stroji za vozila

izpuh zgorelih plinov3. takt

sesanje4. taktvžig

Energetski stroji


Štiritaktni Otto motor Štiritaktni Diesel motor

Energetski stroji


Štiritaktni motor

Dvotaktni motor

α / rad

1. takt 2. takt 4. takt3. takt

1. vrtljaj gredi 2. vrtljaj gredi

0 π 2π 3π 4π

0

F t

/ N

Ft1

Ft2

Ft1+Ft2Ft =

0Ft1

Ft2

Ft1+Ft2Ft =

Energetski stroji


Teoretični krožni proces

VŠ VG

Qdo

Qdo

Qod Qod

s = konst.

s = kosnt.s = konst.

V = konst.

p = konst.V = konst.

p = konst.

Qdo

Qdo

Energetski stroji


Osnovni pojmi teoretičnega popisa

Kompresijsko razmerje:2

1

VV

=ε

Tlačno razmerje:2

3

pp

=ψ

Vbrizgovalno razmerje:3

4

VV

=ϕ Otto motor: 1=ϕ

Izentropna kompresija: 112

−⋅= κεTTIzohorni dovod toplote: 1

13−⋅⋅= κεψTT

Izobarni dovod toplote:1

14−⋅⋅⋅= κεϕψTT

Izentropna ekspanzija:κϕψ ⋅⋅= 15 TT

Diesel motor: 1=ψ

Energetski stroji


Delo krožnega procesa

oddotKtEt QQWWW −=−=

V proces dovedena toplota: iGodo HmQ ⋅=

Kurilnost zmesi:

Go

Z

i

ZGo

do

Zm

doZmi,

1mm

Hmm

QmQH

+=

+≈=

Dejansko delo motorja

tmie WW ⋅⋅= ηη

Energetski stroji


Termični izkoristek krožnega procesa

( )( ) ( )

( )( ) ( )11

111

1

1

3423

15

do

oddot

−⋅⋅+−−⋅

⋅−=

=−⋅⋅+−⋅⋅

−⋅⋅−=

−=

− ϕψκψϕψ

ε

η

κ

κ

TTcmTTcmTTcm

QQQ

pv

vSplošni zapis:

Otto motor (ϕ = 1):

Diesel motor (ψ = 1):

1t11 −−= κε

η

( )( )1

111 1t −⋅−

⋅−= − ϕκϕ

εη

κ

κ

Pri enakem kompresijskem razmerju ima Otto motor boljši termični izkoristek kot Diesel motor.Diesel motor dopušča (zahteva) večja kompresijska razmerja. Primerjati je potrebno primerjalne procese pri najvišjih temperaturah in tlakih.

Energetski stroji


Termični izkoristek teoretičnega krožnega procesa

veliko kompresijsko razmerje ε

vbrizgovalno razmerje ϕ = 1

0 5 10 15 20 25

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

0,6

0,7

ηt

ε

A = 1,0ϕB = 1,5 = 1,5ϕ ψC = 1,5 = 1,0ϕ ψČ = 2,5 = 1,5ϕ ψD = 2,5 = 1,0ϕ ψ

ABCČD

Otto

Diesel

Energetski stroji


VŠ VG

A + B

C Č

D

E

pO

Primerjava med teoretičnim in dejanskim krožnim procesom

Energetski stroji


Regulacija z dušenjem

pO

VD

VD'

Δp

5'

Δp

Energetski stroji


Tlačno polnjenje motorja

VGV'D

1

2'

3' 4'

5'

6

6'

8

7'8'

9'

10'1T

V'D,T

1, 1T

1'

1'

1T'

1T'1'

9'

1'

5'

10'

pO

VŠ V

Energetski stroji


Otto motor

Energetski stroji


Primerjava dejanskih indikatorskih diagramovštiritaktni motor

Energetski stroji


Wanklov motor

9

10

11

12

9 65

1 2

10

312

11

7

4

8

Energetski stroji


Wankel motor: delovanje in izvedba

Energetski stroji


Wankel motor

kompleksna goemetrija delov (valj, bat)enakomernejši vrtilni moment (tlačne in masne sile); 3 cikli na vrtljaj

težavno tesnenje

Lastnosti:

neugodne zgorevalne razmere

Uporaba:

pogonski stroji za vozila

enostavno polnjenje in praznjenje(ni ventilov) visoke emisije škodljivih plinov; ekologija

miren tek

Energetski stroji


DieselOttoVrsta

14-257-12KompresijskoRazmerje

0,28-0,500,20-0,36Indiciraniizkoristek

Lahka in srednje težka olja

Kurilnost: 40-43 MJ/kg

Bencin, bencin-bencol,bencin-alkohol, zem. plinKurilnost: 33-43 MJ/kg

Gorivo

V zgor. prostoru; vstop zraka skozi ses.ventil, vstop goriva skozi šobo 85-150 bar

Tlak pred vžigom: 25-65 barTemperatura pred vžigom 600-800°C

Vplinjač, neposredni vbrizg

Tlak pred vžigom: 10-30 barTemperatura pred vžigom 300-500°C

Pripravazmesi

samovžigEl. vžigalna napravaVžig

Počasno (izobara)Zgorevalni tlak: 60-90 bar

Zgorevalna temp.: 1.500-2.200°C

Hitro (izohora)Zgorevalni tlak: 30-50 bar

Zgorevalna temp.: 1.500-2.200°C

Zgorevanje

Regulacije količine vbrizga goriva,ne pa tudi količine zraka

Spreminjanje količine zmesi z dušenjem; regulacija neposrednega

vbrizga

Regulacija

Energetski stroji


STIRLINGOV MOTOR

A

B

C

Qdo

Qod

Č

D

1 2izotermnakompresija

2 3izohorni dovod

toplote iz regenerativne-ga prenosnika toplote

3 4izotermnaekspanzija

4 1izohorni odvod

toplote v regenerativniprenosnik toplote

T T3R 4R= T4RQR T1R T2R T3RQRT T1R 2R=

Energetski stroji


STIRLINGOV MOTOR

Documents

MOTORJI Z NOTRANJIM ZGOREVANJEM - Študentski.net · 2019-03-20 · izohora in izobara: motor z užarjeno glavo izohora in izoterma: Stirling motor Dvotaktni Štititaktni. Energetski