Dízelmotor kagylógörbéinek felvétele

Dízelmotor kagylógörbéinek felvétele

Összeállította: Szűcs Gábor Dr. Németh Huba Budapest, 2013

MŰEGYETEM GÉPJÁRMŰVEK TANSZÉK

Tartalom 1.

Mérés célja ............................................................................................................................ 3

2.

A méréshez áttanulmányozandó anyag ................................................................................. 3

3.

A mérőrendszer leírása .......................................................................................................... 3

3.1 A vizsgálandó motor adatai ................................................................................................. 3 3.2 A mérőberendezés ismertetése ............................................................................................ 4 3.3 A mérés végrehajtása ........................................................................................................... 8 4.

Az értékeléséhez szükséges alapvető összefüggések ............................................................ 8

4.1 Az effektív teljesítmény ...................................................................................................... 8 4.2 Az effektív középnyomás .................................................................................................... 9 4.3 Az időegységre eső tüzelőanyag-fogyasztás ....................................................................... 9 4.4 Az effektív fajlagos tüzelőanyag-fogyasztás ..................................................................... 10 5.

Értékelés, jegyzőkönyv tartalma ......................................................................................... 10

MŰEG YET EM GÉPJ ÁRMŰVEK T ANS ZÉK

2


1. Mérés célja A gyakorlat célja egy dízelmotor kagylógörbéinek (fajlagos fogyasztás a terhelés és a fordulatszám függvényében) felvétele, számítógéppel vezérelt motorfékpadi mérés gyakorlása.

2. A méréshez áttanulmányozandó anyag Ajánlott irodalom: Dezsény-Emőd-Finichiu: Belsőégésű motorok tervezése és vizsgálata, Budapest, Tankönyvkiadó, 1992. Áttanulmányozandók a 3.2, 3.5, 4.2, 16.1 és a 16.3 fejezetek.

3. A mérőrendszer leírása 3.1 A vizsgálandó motor adatai BMW M51D típusú, soros hathengeres, közvetett befecskendezésű, turbófeltöltéses dízelmotor töltőlevegő visszahűtővel, elektronikus vezérlésű axiáldugattyús, forgóelosztós befecskendező szivattyúval (Bosch E-VE), kipufogógáz visszavezetéssel és katalizátorral. A motort a BMW 325TDS (E36) és 525 TDS (E34) autóiba építették be és 4 különböző teljesítményszintű és emissziós osztályú típusait 1991-től 2000-ig gyártották.

1. ábraA BMW M51D motor


3


A motor főbb paraméterei:

Motor típus:

BMW M51D25 OL

Azonosító:

25 6T 1-L

Hengerek száma:

6

Szelepek száma/típusa:

12/OHC

Égéstér:

Örvénykamrás

Ütemszám:

4 2498 cm3

Lökettérfogat: Furat/Löket:

80/82.8 mm

Kompresszióviszony:

22:1

Névleges teljesítmény:

105 (143) /4800 kW(LE) / 1/min

Névleges nyomaték:

260 /2200 Nm / 1/min

Motorvezérlő gyártó:

Bosch

A befecskendező típusa:

E-VE

Alapjárati fordulatszám:

750±50 rpm

Maximális fordulatszám:

5300±100 rpm

Befecskendezési sorrend:

1-5-3-6-2-4

1. táblázat A mért motor főbb adatai

3.2 A mérőberendezés ismertetése A turbótöltésű, töltőlevegő-visszahűtésű dízelmotor örvényáramú fékpadra van kapcsolva. A fékgép és a motor vezérlését, a munkapont beállítását az Energotest-MF számítógépes merőrendszer segítségével végezzük el. A berendezés elvi vázlata az 2. ábrán látható.


4


2. ábra A mérőberendezés felépítése

A villamos örvényáramú fékgép jellemzője, hogy a fékezőnyomaték-fordulatszám görbe gyakorlatilag tetszőlegesen szabályozható, ezen kívül ezek a fékpadok egyszerűen automatizálhatók. A villamos örvényáramú fékpad állórésze és forgórésze között mágneses hatás hozza létre a fékezőnyomatékot. Az állórészben gerjesztő tekercsek vannak, amelyekben egyenáram folyik. A fogazott tárcsa alakú forgórész forgatáskor a forgórészben örvényáramok indukálódnak. Ezek az örvényáramok a tárcsát fékező mágneses erőtereket hoznak létre, és a motor mechanikai munkáját hőenergiává alakítják át. Ezért az állórészt vízzel hűteni kell. A gerjesztőáram a fékgép szabályozóegysége által állítható, amely által különböző terhelési karakterisztikákat tud megvalósítani. A felhasznált visszacsatolt jelek a motorfordulatszám és a nyomaték. A Schenck W230 fékpad legfontosabb üzemmódjai a következők: - Fordulatszámtartó üzemmód (α-n) - Nyomatéktartó üzemmód (α-M) - Munkaponttartó üzemmód (M-n) MŰEG YET EM GÉPJ ÁRMŰVEK T ANS ZÉK

5


- Fordulatszámmal négyzetes nyomaték karakterisztika (járműellenállás) - Külső gerjesztő-jel feldolgozása A Schenck fékpad szabályozóegysége egy mérésadatgyűjtő egységen keresztül kapcsolódik a mérő/vezérlő számítógéphez. Ez az egység további vezérlő és mért jeleket dolgoz fel.

3. ábra A fékpad határgörbéi

A motor terhelési szintjének beállításához az állandó fordulatú üzemben a gázpedál pozíciója szolgál. A gázpedál működtetését egy léptetőmotor végzi, valamint a beállított pozíció visszamérésre kerül. Így az %-os lépésekben állítható be. Ezen túl a tüzelőanyagfogyasztás-mérő berendezés vezérlése és mérése is a mérőszámítógép által irányított. A tüzelőanyagfogyasztás-mérés alapja az, hogy meghatározott térfogatú tüzelőanyag-mennyiség elfogyasztásának az idejét mérjük. A mennyiségekből és az időből számítható a fogyasztás. A fogyasztásmérő a vezérlőjel hatására előre feltöltött kalibrált mérőgömbökből táplálja a motort, amelyeknek választható térfogatai 50, ill. 150 cm3. A műszer a mérőgömb kiürülését optikai jeladó segítségével ellenőrzi. Mivel az elfogyasztott tüzelőanyag tömegére van szükség a mérés során, ezért a tüzelőanyag sűrűségét a mérés megkezdése előtt meg kell határozni egy merülőpálcás sűrűségmérővel (areométer). MŰEG YET EM GÉPJ ÁRMŰVEK T ANS ZÉK

6


4. ábra A vizsgálandó dízelmotor

5. ábra Villamos örvényáramú fékpad és vezérlő-számítógépe MŰEG YET EM GÉPJ ÁRMŰVEK T ANS ZÉK

7


3.3 A mérés végrehajtása A mérés során a következő mennyiségeket kell mérni: -

egy alkalommal: p a környezeti levegő nyomása [Pa] t

a környezeti levegő hőmérséklete [C]

ϕ

a környezeti levegő relatív páratartalma [%]

ρt a tüzelőanyag sűrűsége [kg/dm3] -

minden munkapontban: n a motor fordulatszáma [1/min] M a motor nyomatéka [Nm]

ϕap a gázpedál pozíciója [%] tt

a tüzelőanyag elfogyasztásának ideje [s]

A motort indítás után 10-20% gázpedálállás mellett kb. 1500 1/min fordulat mellet bemelegítjük, amíg a hűtővíz és a kenőolaj el nem éri az üzemi hőmérsékletet. Ezután a megadott részterhelési karakterisztika eléréséhez beállítjuk a gázpedál pozíciót, majd egyesével végigmérjük az állandó fordulatszámú pontokat a legmagasabb

fordulatszámtól a

legalacsonyabbig. Ez alatt a mérőszámítógép rögzíti a fordulatszámot, a nyomatékot és a tüzelőanyag elfogyasztásának idejét.

4. Az értékeléséhez szükséges alapvető összefüggések A mért értékek segítségével meghatározzuk a motor effektív jellemzőit.

4.1 Az effektív teljesítmény A motor mérési körülmények melletti teljesítménye a következő összefüggéssel számítható a mért nyomaték és fordulatszám segítségével:

Pe = 2πnM .

(1)

Ez a teljesítmény függ a környezeti jellemzőktől, ezért át kell számítani a szabványos normálteljesítményre a következő összefüggéssel: MŰEG YET EM GÉPJ ÁRMŰVEK T ANS ZÉK

8


Pe 0 = Pe

p0 − ϕ 0 p g 0 p − ϕ pg

t + 273 , t0 + 273

(2)

ahol az indexben a 0 a motorikus normálkörülményekre utal, amelyek p0=100 kPa, t0=15 C és

ϕ0=50%, valamint a pg az adott hőmérsékleten érvényes telítési gőznyomást jelöli, ami a 2. táblázatban megadott értékek alapján számolható.

2. táblázat A vízgőz tenziógörbéi t [oC] 0 1 2 3 4 5 6 7

p_g [Pa] 611 656 705 757 813 872 935 1001

t [oC] 8 9 10 11 12 13 14 15

p_g [Pa] 1072 1147 1227 1312 1401 1497 1597 1704

t [oC] 16 17 18 19 20 21 22 23

p_g [Pa] 1817 1936 2012 2196 2237 2485 2642 2808

t [oC] 24 25 26 27 28 29 30 31

p_g [Pa] 2982 3167 3360 3564 3779 4004 4241 4498

4.2 Az effektív középnyomás A motor effektív középnyomása a normálteljesítmény és a motorfordulat alapján a következő összefüggéssel határozható meg:

pe =

Pe 0i , 2VH n

(3)

ahol az i az ütemek száma, a VH pedig a motor lökettérfogata.

4.3 Az időegységre eső tüzelőanyag-fogyasztás Az időegységre eső tüzelőanyag-fogyasztás a térfogat- és sűrűségmérés alapján:

Be =

Vt ρ t , tt

(4)

ahol Vt a mérőedény térfogata, ρt a tüzelőanyag sűrűsége, tt pedig a tüzelőanyag elfogyasztásához szükséges idő.


9


4.4 Az effektív fajlagos tüzelőanyag-fogyasztás Az

effektív

fajlagos

tüzelőanyag-fogyasztás

az

időegységre

eső

fogyasztás

és

a

normálteljesítmény hányadosa:

be =

Be . Pe 0

(5)

5. Értékelés, jegyzőkönyv tartalma 1. A mérés körülményeinek és elrendezésének leírása.

2. A mért értékek és a 4. fejezet összefüggései segítségével táblázatosan meghatározzuk az effektív jellemzőket, ahol a görbék paramétere a gázpedál pozíciója: - az effektív fajlagos tüzelőanyag fogyasztás az effektív középnyomás függvényében, be=f(pe), - az effektív középnyomás a fordulatszám függvényében, pe=f(n),

6. ábra Kiértékelendő jelleggörbék (illusztráció)

3. A fenti jellemzők ábrázolása diagramban külön-külön kirajzolandó. 4. Rövid szöveges értékelést, az elméletileg várt és a mért értékek összevetését, az esetleges eltérések okainak magyarázatát.


10

Dízelmotor kagylógörbéinek felvétele

Recommend Documents