Click here to load reader

UNIVERZITET U SARAJEVU FAKULTET ZA SAOBRAĆAJ I KOMUNIKACIJE

  • View
    96

  • Download
    1

Embed Size (px)

DESCRIPTION

UNIVERZITET U SARAJEVU FAKULTET ZA SAOBRAĆAJ I KOMUNIKACIJE. PREDMET: CESTOVNA VOZILA TEMA: STVARNI CIKLUS MOTORA SUI MENTORI: STUDENTI: Red.Prof.dr Ivan Filipović Daniela Arapović - PowerPoint PPT Presentation

Text of UNIVERZITET U SARAJEVU FAKULTET ZA SAOBRAĆAJ I KOMUNIKACIJE

  • UNIVERZITET U SARAJEVUFAKULTET ZA SAOBRAAJ I KOMUNIKACIJE

    PREDMET:CESTOVNA VOZILA

    TEMA:STVARNI CIKLUS MOTORA SUI

    MENTORI: STUDENTI:Red.Prof.dr Ivan Filipovi Daniela ArapoviDoc.dr Suada Daci Valentina Mandi

  • UvodStroj koji preobraava bilo koji vid energije u mehaniku energiju naziva se motor

    Motori sa unutarnjim izgaranjem (motori sui) spadaju u grupu toplotnih motora, jer se toplotna energija sadrana u gorivu, posredstvom sagorijevanja pretvara u potencijalnu energiju radnog fluida, a zatim, putem ekspanzije radnog fluida u korisnu mehaniku energiju

    Procesi u motoru su tako komplikovani da se uticaj pojedinih fizikalnih i hemijskih procesa na odvijanje radnog ciklusa motora u cjelini moe veoma teko obuhvatiti raunom

  • Stvarni ciklus motora SUINa odstupanje stvarnog ciklusa od teorijskog utie niz faktora:

    radni fluid nije idealni gas, ve smjea zraka, goriva i produkata sagorijevanja

    u toku odvijanja procesa vri se prenos toplote sa radnog fluida na okolinu i obrnuto, to znai sabijanje i irenje nije izotropski proces

    vrijeme sagorijevanja je konano i produava se u taktu irenja sa dodatnim oslobaanjem dijela toplote

    uslijed nepotpunog sagorijevanja i pojave disocijacije dolazi do manjeg iskoritenja toplote

    uslijed proputanja gasa u korito motora, strujnih otpora, prisustva zaostalih gasova u cilindru motora i dr. dolazi do gubitaka to utie na smanjenje korisnog rada koji daje motor

    pri izmjeni radne materije nastaju energetski gubici uslijed strujnih otpora, prenosa toplote, prisustva zaostalih gasova u cilindru, itd

  • Parametri koji karakteriu odvijanje pojedinih procesa u ciklusu kao i ciklusa u cjelini mogu se dobiti eksperimentalnim putem snimanjem indikatorskog diagrama

    Indiciranje motora daje grafiki prikaz promjene pritiska u cilindru u zavisnosti od:promjene zapremine, (diagram p V)ugla koljena koljenastog vratila (diagram p ) ilivremena (diagram p )

  • Indikatorski dijagram etvorotaktnog motora

  • Indikatorski dijagram etvorotaktnog oto motora

  • Kod oto motora usisni ventil se otvara prije nego to je klip u taktu izduvavanja doao u SMT (1) i proces usisavanja smjee goriva i zraka tee do zatvaranja usisnog ventila (2), koje nastaje iza UMT

    U toku takta usisavanja svjea smjea, koja je ula u cilindar motora, mijea se sa produktima sagorijevanja, koji su ostali u cilindru nakon obavljenog prethodnog ciklusa i na taj nain tvori radnu smjeu

    Homogena radna smjea kod oto motora pali se elektrinom varnicom nakon zatvaranja usisnog ventila i procesa sabijanja

    Specifinost procesa sagorijevanja u oto motoru je poetak sagorijevanja homogene smjee i brzo prostiranje fronta plamena od izvora upalenja po itavoj zapremini iznad ela klipa

    Proces izduvavanja poinje prilikom otvaranja izduvnog ventila, prije nego to je klip doao u UMT, a zavrava se neto iza SMT, znai u taktu usisavanja

  • Indikatorski dijagram etvorotaktnog dizel motora

  • Kod etvorotaktnog dizel motora nakon otvaranja usisnog ventila (1) u cilindar ulazi samo ist zrak

    Kao i kod oto motora, nakon zatvaranja usinog ventila (2) pri kretanju klipa ka SMT vri se proces sabijanja uz razmjenu toplote izmeu zraka i stjenki cilindra

    Za razliku od oto motora u datom sluaju sabija se ist zrak, a ubrizgavanje goriva u cilindar poinje kada se klip nalazi blizu SMT (3)

    U tom trenutku temperatura sabijenog zraka mora biti via od temperature, pri kojoj se ostvaruje samopaljenje ubrizganog goriva

    Kod dizel motora se sagorijevanje produava u procesu irenja pri istovremenoj razmjeni toplote izmeu produkata sagorijevanja i zidova cilindra

  • Procesi izmjene radne materijeProces izmjene radne materije obuhvata proces odstranjivanja produkata sagorijevanja iz cilindra i proces punjenja cilindra svjeom radnom materijom

    Osnovna tenja je da se proces izmjene radnog fluida obavi to kvalitetnije, tj. da masa svjeeg punjenja u cilindru bude to vea, a masa zaostalih produkata sagorijevanja to manja, ali da se za izmjenu radne materije utroi to manje energije

    Proces izduvavanja prethodi procesu usisavanja i na izvjestan nain utie na njega, obzirom da u veoj ili manjoj mjeri ovi procesi teku istovremeno, pa se zbog toga analiza procesa usisavanja i izduvavanja provodi jedinstveno

  • Indikatorski kruni dijagram razvoda etvorotaktnog usisnog motora

  • Take 1 i 2 oznaavaju poetak i kraj izduvavanja

    Take 3 i 4 poetak i kraj usisavanja

    Povrina na indikatorskom dijagramu, koja se nalazi izmeu linije usisavanja i izduvavanja odgovara izgubljenom radu u toku jednog ciklusa Lus, a predstavlja razliku izmeu rada, koji se gubi na izduvavanje sagorijelih gasova, i rada koji ostvaruje atmosferski pritisak prilikom usisavanja svjee radne materije

    Poslije otvaranja usisnog ventila (3), kada pritisak u cilindru postane manji od pritiska zraka ispred usisnog ventila pk za veliinu pa koja obezbjeuje potrebnu energiju za ubrzanje mase svjeeg punjenja i savlaivanje strujnih gubitaka, dolazi do punjenja motora svjeim radnim fluidom

  • Skica nadpunjenog etvorotaktnog motora sa dijagramom pritiska u cilindru u toku izmjene radne materije i krunim dijagramom izvoda

  • Kod motora sa nadpunjenjem svjei radni fluid uvodi se u cilindar nakon prethodnog sabijanja u kompresoru

    Pod dejstvom kompresora svjea radna materija ulazi u cilindar pod pritiskom pk > po

    U fazi prekrivanja ventila, obzirom da je pk > po , dolazi do ispiranja cilindra svjeim radnim fluidom to poboljava odstranjivanje sagorjelih gasova, a takoe utie i na sniavanje toplotnog optereenja povrina koje formiraju komoru sagorijevanja (elo klipa, cilindar i glava motora)

    Linija usisavanja je iznad linije izduvavanja, a povrina koja se nalazi izmeu linije usisavanja i izduvavanja daje pozitivan rad (Liz), koji predstavlja dio rada, koga kompresor predaje radnoj materiji, a koji je dobijen ekspanzijom izduvnih gasova u turbini

  • Osnovni parametri procesa izmjene radne materijeZa proces izmjene radne materije kod motora je osnovno da se dobije odgovarajue punjenje motora svjeom radnom smjeom

    Ovaj kriterij se uglavnom vrednuje pomou tzv. stepena punjenja motora (v). Na njegovu veliinu direktno utiu:

    hidraulini otpori u usisnom sistemu

    koliina zaostalih produkata sagorijevanja u cilindru motora nakon izduvavanja

    promjena temperature (T) usisne smjee uslijed prenosa toplote sa zagrijanih stjenki usisnog voda i cilindra

    stepen punjenja motora

  • Hidraulini otpori usisaZa ocjenu hidraulikih otpora uzima se veliina pritiska u taki a (klip u UMT) u odnosu na pritisak ispred usisnog kanala (pk)

    wk - brzina strujanja na ulazu ispred UVwp - srednja brzina strujanja na UVwa = wp - brzina strujanja fluida u presjeku a a - koeficijent strujnih otpora u presjeku UV -koeficijent smanjenja brzine strujanja svjeeg punjenja u cilindru

  • Ako se uvedu pretpostavke za zk, a k, wk 0 iz prethodne jednaine se moe napisati da je razlika pritisaka:

    Veliina pritiska u cilindru (pa), prema iskustvenim podacima, kree se u granicama: kod etvorotaktnih usisnih motora pa = (0,80,9) po kod etvorotaktnih nadpunjenih motora pa = (0,90,96) pk kod dvotaktnih motora sa istosmjernim ispiranjem pa = (0,851,05) pk

  • Koliina zaostalih gasovaU procesu usisavanja zaostali gasovi se ire i mijeaju sa svjeom smjeom umanjujui na taj nain punjenje svjeom radnom materijom

    Koliina zaostalih gasova definie se koeficijentom zaostalih gasova , koji predstavlja odnos mase zaostalih gasova u cilindru (mr) prema ukupnoj masi, koja se nalazi u cilindru nakon punjenja (m1), tj.:

  • U nekoj literaturi ovaj koeficijent se definie i kao odnos broja molova zaostalih produkata sagorijevanja (Mr) prema broju molova svjeeg punjenja (Mk), tj:

    Ako se ovdje pored koeficijenta zaostalih gasova () definie i stepen ispiranja (s) kao:

    Moze se uspostaviti zavisnost izmeu s i kao:

  • Temperatura zagrijavanja svjeeg punjenjaSvjee punjenje, prilikom kretanja u usisnom sistemu i u unutranjosti cilindra, dolazi u dodir sa toplim stjenkama i zagrijava se za veliinu T

    Visina zagrijavanja svjeeg punjenja zavisi od brzine kretanja svjeeg punjenja i razlike temperature stjenki i svjeeg punjenja

    Tk -porast temperature svjeeg punjenja uslijed prenosa toplote Tis -pad temperature svjeeg punjenja zbog isparavanja goriva

  • Kod oto usinih motora T = 0 20C Kod dizel usisnih motora T = 20 40C

    Jednaina bilansa toplota je

    Koristei razliita pojednostavljenja, moe se odrediti Ta :

  • Stepen (koeficijent) punjenja (v) Ovaj koeficijent karakterie koliinsko punjenje cilindra svjeom radnom materijom

    Definie se odnosom koliine svjeeg punjenja (mk), koje se nalazi u cilindru na poetku procesa sabijanja, (u momentu zatvaranja usisnog ventila), prema koliini svjeeg punjenja (Vh k ), koja bi mogla ispuniti radnu zapreminu cilindra u odnosu na parametre smjee na usisu (pk, Tk)

    Ako se sa Vk oznai zapremina, koju bi popunila masa mk gustine k, onda se jednaina moe napisati kao:

  • Proces sabijanja (kompresija)Nakon zavrenog procesa izmjene radne materije nastaje proces sabijanja u kojem se poveava pritisak i temperatura radnog fluida

    Kod oto motora, radna materija se sastoji iz smjee isparenog goriva, zraka, tenog goriva i zaostalih sagorjelih gasova, a prilikom sabijanja produava se proces isparavanja goriva i njegovo mijeanje sa zrakom

    Kod dizel motora proces obrazovanja smjee izvodi se u cilindru motora, kada se klip nalazi u bli

Search related