25
UNIVERSITATEA TEHNICA DIN CLUJ-NAPOCA FACULTATEA DE MECANICA DEPARTAMENTUL DE AUTOVEHICULE RUTIERE SI TRANSPORTURI DISCIPLINA PROCESE SI CARACTERISTICI PROCESE SI CARACTERISTICI ALE MOTOARELOR CU ARDERE INTERNA Student: Lobontiu Alex Ioan Grupa:2433 An Universitar 2014-2015

Proiect PCMAI

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Proiect pcmai

Citation preview

UNIVERSITATEA TEHNICA DIN CLUJ-NAPOCA FACULTATEA DE MECANICA DEPARTAMENTUL DE AUTOVEHICULE RUTIERE SI TRANSPORTURI DISCIPLINA PROCESE SI CARACTERISTICI

PROCESE SI CARACTERISTICI ALE MOTOARELOR CU ARDERE INTERNA

Student: Lobontiu Alex Ioan Grupa:2433

An Universitar 2014-2015

Cuprins:

1 Motoare termice..............................................................................................................................................2

2.Simularea initiala a motorului si dimensiunile cilindrilor.............................................................................12

3.Simularea functionarii motorului cu supapele de admisie si evacuare modificat.........................................14

3.1.Simularea motorului cu supapele de admisie marite cu 10%.....................................................................14

3.2.Simularea functionarii motorului cu supapele de admisie micsorate cu 10%............................................16

3.3.Simularea functionarii motorului cu supapele de evacuare marite cu 10%...............................................18

3.4.Simularea functionarii motorului cu supapele de evacuare micsorate cu 10%..........................................20

4. Modificare temperaturii aerului aspirat........................................................................................................22

4.1 Modificare temperaturii aerului aspirat de la 20˚C la 0˚C.........................................................................22

4.2 Modificare temperaturii aerului aspirat de la 20˚C la 40˚C.......................................................................24

5. Modificarea raportului de comprimare........................................................................................................26

5.1 Reducerea raportului de comprimare.........................................................................................................26

5.2 Cresterea raportului de comprimare...........................................................................................................28

6.Simularea motorului in urma eliminarii turbinei...........................................................................................30

7. Diagrama p-φ a modelului initial..................................................................................................................31

8.Anexe.............................................................................................................................................................32

2.Simularea initiala a motorului si dimensiunile cilindrilor:

Fig.1 Modelul initial

Unghiurile de avans/intarziere la deschidere si de avans/intarziere la inchidere:

Fig.2 Unghiurile de deschidere si inchidere a supapelor

Avansul supapei de admisie la deschidere este de 10˚RAC

Intarzierea supapei de admisie la inchidere este de 60˚RAC

Avansul supapei de evacuare la deschidere este de 60˚RAC

Intarzierea supapei de evacuare la inchidere este de 20˚RAC

Fig.3 Reprezentarea grafica a principalelor caracteristici ale motorului

Fig.4 Valorile numerice ale graficelor din fig.3

Concluzii:

Puterea motorului este cu 3% mai mare deoarece s-a folosit tubulatura ideala

Momentul motor este cu 33.3% mai mica deoarece turbine motorului este cu geometrie variabila

3.Simularea functionarii motorului cu supapele de admisie si evacuare modificate

3.1.Simularea motorului cu supapele de admisie marite cu 10%

Fig.4 Reprezentare grafica a motorului cu supape de admisie marite cu 10%

Fig.5 Valorile numerice ale graficelor din fig.4

Compararea motorului simulat initial cu motorul cu supape de admisie marite

▽-Simularea initiala

Fig. 6 Suprapunerea reprezentarilor grafice din fig.3 si fig.4

Concluzii:

In urma maririi supapei de admisie cu 10% se constata urmatoarele:

1. Puterea motorului creste cu 1%

2. Momentul motor creste cu 0.9%

3. Consumul efectiv ramane neschimbat

4. Presiunea ramane neschimbata

Aceste valori sufera schimbari deoarece odata cu marirea supapei de admisie creste volumul de aer

care intra in cilindru si implicit volumul de combustibil astfel arderea este mai bogata si produce mai

mult lucru mechanic.

3.2.Simularea functionarii motorului cu supapele de admisie micsorate cu 10%

Fig.7 Reprezentare grafica a motorului cu supape de admisie micsorate cu 10%

Fig.8 Valorile numerice ale graficelor din fig.7

Compararea motorului simulat initial cu motorul cu supape de admisie micsorate

▽-Simularea initiala

Fig. 9 Suprapunerea reprezentarilor grafice din fig.3 si fig.7

Concluzii:

In urma micsorarii supapei de admisie cu 10% se constata urmatoarele:

1. Puterea motorului ramane neschimbata

2. Momentul motor scade cu 0.45%

3. Consumul efectiv scade cu 0.4%

4. Presiunea ramane neschimbata

Aceste valori sufera schimbari deoarece odata cu micsorarea supapei de admisie scade volumul de aer

care intra in cilindru si implicit volumul de combustibil astfel arderea este mai saraca si produce mai

putin lucru mecanic.

3.3.Simularea functionarii motorului cu supapele de evacuare marite cu 10%

Fig.10 Reprezentare grafica a motorului cu supape de evacuare marite cu 10%

Fig.11 Valorile numerice ale graficelor din fig.10

Compararea motorului simulat initial cu motorul cu supape de evacuare marite

▽-Simularea initiala

Fig. 12 Suprapunerea reprezentarilor grafice din fig.3 si fig.10

Concluzii:

In urma maririi supapei de evacuare cu 10% se constata urmatoarele:

1. Puterea motoare creste cu 1%

2. Momentul motor creste cu 0.4%

3. Consumul efectiv ramane neschimbat

4. Presiunea ramane neschimbata

Aceste valori sufera schimbari deoarece odata cu marirea supapei de evacuare gazele reziduale sunt

eliminate mult mai repede din cilindru si admisia poate sa inceapa mai repede.Ca urmare se va

produce mai mult lucru mecanic.

3.4.Simularea functionarii motorului cu supapele de evacuare micsorate cu 10%

Fig.13 Reprezentare grafica a motorului cu supape de evacuare micsorate cu 10%

Fig.14 Valorile numerice ale graficelor din fig.13

Compararea motorului simulat initial cu motorul cu supape de evacuare micsorate

▽-Simularea initiala

Fig. 15 Suprapunerea reprezentarilor grafice din fig.3 si fig.12

Concluzii:

In urma micsorarii supapei de evacuare cu 10% se constata urmatoarele:

1. Puterea motoare ramane neschimbata

2. Momentul motor scade cu 0.9%

3. Consumul efectiv scade cu 0.4%

4. Presiunea ramane neschimbata

4. Modificare temperaturii aerului aspirat

4.1 Modificare temperaturii aerului aspirat de la 20˚C la 0˚C

Fig.16 Reprezentare grafica a parametrilor motorului cand temperatura aspirata de acesta este de 0˚C

Fig.17 Valorile numerice ale graficelor din fig.16

Comparatie intre parametri motorului cand temperatura aspirata de acesta este de 0˚C si 20˚C

▽-Simularea initiala

Fig. 18 Suprapunerea reprezentarilor grafice din fig.3 si fig.16

Concluzii:

In urma micsorarii temperaturii aspirate de la 20˚C la 0˚Cconstatam urmatoarele efecte :

1. Puterea motoare creste cu 1%

2. Momentul motor creste cu 0.9%

3. Consumul efectiv ramane neschimbat

4. Presiunea ramane neschimbata

Aceste schimbari au loc datorita aerului care se afla la o temperatura mult mai scazuta, astfel acesta

este mai dens, cantitatea de oxigen este mai mare ,prin urmare arderea este mai buna si se produce

mai mult lucru mecanic.

4.2 Modificare temperaturii aerului aspirat de la 20˚C la 40˚C

Fig.18 Reprezentare grafica a parametrilor motorului cand temperatura aspirata de acesta este de 40˚C

Fig.19 Valorile numerice ale graficelor din fig.18

Comparatie intre parametri motorului cand temperatura aspirata de acesta este de 40˚C si 20˚C

▽-Simularea initiala

Fig. 20 Suprapunerea reprezentarilor grafice din fig.3 si fig.18

Concluzii:

In urma maririi temperaturii aspirate de la 20˚C la 40˚C constatam urmatoarele efecte :

1. Puterea motoare scade cu 11.6%

2. Momentul motor scade cu 11.8%

3. Consumul efectiv creste cu 1.2%

4. Presiunea scade cu 12.2%

Aceste schimbari au loc datorita aerului care se afla la o temperatura mult mai ridicata, astfel acesta

este mai rarefiat, cantitatea de oxigen este mai mica ,prin urmare arderea este mai proasta(incompleta)

si se produce mai putint lucru mecanic.

5 Modificarea raportului de comprimare

5.1 Reducerea raportului de comprimare

Fig.21 Reprezentarea grafica a parametrilor motorului cand raportul de comprimare e redus la 16

Fig.22 Valorile numerice ale graficelor din fig.21

Comparatie intre parametrii motorului cand raport de comprimare este 16 si 17

▽-Simularea initiala

Fig. 23 Suprapunerea reprezentarilor grafice din fig.3 si fig.21

Concluzii:

In urma scaderii raportului de comprimare constatam urmatoarele efecte :

1. Puterea motoare creste cu 1%

2. Momentul motor creste cu 0.8%

3. Consumul efectiv creste cu 1.2%

4. Presiunea creste cu 0.6%

5.2 Cresterea raportului de comprimare

Fig.24 Reprezentarea grafica a parametrilor motorului cand raportul de comprimare creste la 16

Fig.25 Valorile numerice ale graficelor din fig.24

Comparatie intre parametrii motorului cand raport de comprimare este 17 si 18

▽-Simularea initiala

Fig. 26 Suprapunerea reprezentarilor grafice din fig.3 si fig.24

Concluzii:

In urma cresterii raportului de comprimare constatam urmatoarele efecte :

1. Puterea motoare creste cu 1%

2. Momentul motor creste cu 0.8%

3. Consumul efectiv creste cu 1%

4. Presiunea creste cu 0.5%

6.Simularea motorului in urma eliminarii turbinei

Fig.27 Reprezentarea grafica a parametrilor motorului in urma eliminarii turbinei

Fig.28 Valorile numerice ale graficelor din fig.26

Comparatie intre modelul initial si cel fara turbina

▽-Simularea initiala

Fig. 29 Suprapunerea reprezentarilor grafice din fig.3 si fig.26

Concluzii:

In urma eliminarii turbinei constatam urmatoarele efecte :

1. Puterea motoare scade cu 23.3%

2. Momentul motor scade cu 23.7%

3. Consumul efectiv scade cu 23.8%

4. Presiunea scade cu 19.7%

7 Diagrama p-φ a modelului initial:

Fig.30 7 Diagrama p-ϕ

Diagrama p-V

Fig.31 Diagrama p-V

0

10

20

30

40

50

60

700

.00

E+0

0

30

60

90

12

0

15

0

18

0

21

0

24

0

27

0

30

0

33

0

36

0

39

0

42

0

45

0

48

0

51

0

54

0

57

0

60

0

63

0

66

0

69

0

72

0

Pre

siu

ne

a p

[bar

]

Rotatia arborelui cotit[º RAC]

Presiunea

0

10

20

30

40

50

60

70

0 100000 200000 300000 400000 500000

Pre

siu

ne

a [b

ar]

Volumul [mm^3]

Anexa-1 [4,5]

Marca-Model Hyundai i40

Versiune 1.7 CRDI 136 CP

Motor L4

Cilindree 1685 cmc

Putere maxima 100 KW

Turaţia maximă 4500 rpm

Moment motor 330/2000 Nm

Diametrul cilindrilor 77 mm

Cursa pistonului 90 mm

Raport de compresie 17

Numărul de supape per cilindru 4 (2 admisie, 2 evacuare)

Diametru supapa admisie 26 mm

Diametru supapa evacuare 21 mm

Tip de injectie Directa, rampa comuna

BIBLIOGRAFIE:

[1]Bataga N. si Burnete.N –Motoare cu ardere interna , Cluj-Napoca,1993

[2] Moldovan u, D., Lucrari de laborator ,Cluj-Napoca, 2015

[3]*** Biografie Nikolaus August Otto:http://www.scritub.com/tehnica-mecanica/MOTORUL-CU-ARDERE-

INTERN82391320.php

[4]***Dimensiun supape:https://egarajul.ro/supapa-accesorii/hyundai/i40/2011/8XTXJXJWON

[5]***Fisa tehnica:http://www.cars-data.com/en/hyundai-i40-1.7-crdi-i-motion-specs/17659