GUNT CT152-4 ütemű benzinmotor bemutatása és a hallgatói mérések leírása

Miskolci Egyetem, Áramlás- és Hőtechnikai Gépek tanszéke

GUNT CT152 - 4 ütemű benzinmotor bemutatása és a hallgatói mérések leírása

Készült: 2012. február

"A tanulmány a TÁMOP-4.2.1.B-10/2/KONV-2010-0001 jelű projekt részeként – az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében – az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg"

1. GUNT CT152 - 4 ütemű benzinmotor A motor főbb adatai:  hengerek száma: egy  lökettérfogat: 148 cm3  maximális fordulatszám:~ 2800 fordulat/perc  maximális teljesítmény: ~ 1500 W  maximális nyomaték: ~ 4,4 Nm

A motor részei:

1. ábra: a motor részei-1 1- tartólemez 2- rezgéscsillapító 3- gyújtótranszformátor 4- megszakító 5- bütyök 6- előgyújtásszög állító 7- olajbetöltő nyílás 8- hengerfej 9- szondanyílás 10- kipufogógáz hőmérő 11- kipufogócső borítás 12- gyújtás csatlakozó

13- kipufogócső csatlakozó 14- henger 15- főtengely 16- forgattyúház

2. ábra: a motor részei-2 17- lendkerék 18- behúzó kötél 19- gyújtókábel 20- szűrő 21- üzemanyag cső 22- levegő csatlakozó 23- fojtás 24- karburátor 25- kipufogó csatlakozó 26- kipufogó ház 27- hőmérő 28- ékszíjtárcsa A motor kompresszió-viszonya változtatható a hengerfejbe szerelhető betétek cseréjével. A lehetséges értékek:  ε=4  ε=5,5  ε=7  ε=8,5  ε=10  A különböző kompresszió-viszonyú, cserélhető hengerfejbetétek:

cserélhető betétek

gyújtógyertya helye

hengerfej

3. ábra: a hengerfejek és azok kialakítása A motor előgyújtási szöge változtatható, a lehetséges értékek:  -10°  -5°  0°  5°  10°  15°  20°  25°  30°  35°  40° A beállítási lehetőségek:

4. ábra: az előgyújtási szög értékek Az előgyújtásszög állító és részei:

5. ábra: az előgyújtási szög állító 123456789-

főtengely alaplemez tárcsa bütyök osztásköz állító kar jelölő tű megszakító állítócsavar

A motor a CT 151 típusú egységgel vizsgálandó és összekapcsolandó. Ennek részei:

6. ábra: CT 151 típusú vizsgáló egység

1- üzemanyag szivattyú 2- üzemanyag cső 3- levegő cső 4- üzemanyag szűrő 5- rezgéscsillapító 6- szabályozó elemek 7- üzemanyag feltöltő/leengedő 8- üzemanyag mérőcső 9- visszatérő üzemanyag cső 10- levegőfogyasztás kijelző 11- levegő hőmérséklet kijelző 12- üzemanyag hőmérséklet kijelző 13- kipufogógáz hőmérséklet kijelző 14- üzemanyag vezeték 15- adatkapcsolat csatlakozó 16- levegőszűrő 17- mérési adatgyűjtők

A CT 159 program a mérés adatok megjelenítésére és rögzítésére szolgál. A program által mérhető paraméterek:  mérés ideje  nyomaték  fordulatszám  kipufogógáz hőmérséklet  levegő hőmérséklet  tüzelőanyag hőmérséklet  levegő térfogatárama  üzemanyag nyomás  mechanikai teljesítmény  tüzelőanyag fogyasztás  fajlagos tüzelőanyag fogyasztás  hatásfok  volumetrikus hatásfok  légviszony Mérési előkészületek:  ellenőrizni a tüzelőanyag összeköttetést  ellenőrizni a kipufogógáz elvezetést  ellenőrizni az ékszíjhajtást  felkapcsolni a főkapcsolót  felkapcsolni a motor start gombot  felkapcsolni az üzemanyag szivattyút  feltölteni a tüzelőanyag tartályt  fékberendezés forgásirányát beállítani  potenciométereket beállítani  összekötni a fékberendezést a számítógéppel A motor indítása

A motor indítására két lehetőség van: a, kézi indítás A fékberendezés forgásirányát balra kell állítani. Nyomaték és fordulatszám potenciométer 0 értéken legyen. A gázkart maximumra, a fojtószelep állító kart maximum nyitásra kell állítani. A motort a kézi behúzókarral be kell húzni. Elindulás után a két állító karral a motort stabil üzemállapotba kell hozni. A mérés ez után kezdhető meg. b, fékpaddal történő indítás A fékberendezés forgásirányát balra kell állítani. A fordulatszám potenciométert 5-re állítjuk, ez kb. 2500 fordulatszám/perc értéknek felel meg. A fékpadot bekapcsoljuk. Ez indítja be a motort. Ekkor a fékpad kikapcsolható. A levegő szabályozó kar: Beállítási lehetőségei a két szélső: indító és működési állapot között szabályozhatóak.

7. ábra: a levegő szabályozó kar Az üzemanyag szabályozó kar: Beállítási lehetőségei a két szélső: alacsony és magas fordulatszám között szabályozhatóak.

8. ábra: az üzemanyag szabályozó kar A karburátor beállítása A karburátor által szállított üzemanyag mennyisége a karburátorház alján található állító kar segítségével szabályozható. Az alapbeállítás értéke 2,5 fordulat.

9. ábra: a karburátor és részei 1234-

fúvókacső karburátorház állító kar légtorok

A motor fékezése A motor fékezése CT 159 típusú, univerzális fékező és meghajtó egységgel történik. Az erőátvitel ékszíjon keresztül valósul meg. A motor leállítása Lekapcsoljuk a motor start kapcsolót. Olajszint mérés A forgattyúházban az olajszint a nívópálca segítségével mérhető. A pálcán a minimum és maximum állás jelölve van. Az olajszintnek a két jelölés között kell lennie.

10. ábra: az olajszint mérése

2. Az elvégezhető mérések: Mérés közben fültok használata kötelező! A motor egyes részei forróvá válnak, érintésük tilos! 2.1. Teljesítménymérés A mérés során nyomaték – fordulatszám értékpárokat állítunk be. Elindítjuk a motort. Be kell kapcsolni a fékpadot és be kell állítani a kívánt nyomatékot a potenciométer segítségével, közben a motort az előírt fordulatszámra hozzuk. Ha a kívánt fordulatszám – nyomatékpárt beállítottuk, a CT 159 programban fel kell venni az adott mérési pontot. Tetszőleges számú mérési pár beállítható, minden pont a programban rögzíthető. Példa a mérési pontokra és a kapott görbére:

11. ábra: a teljesítmény- fordulatszám diagram A motor teljesítmények a következő képlettel számítható: P= M*2*π*n ahol: M – a beállított terhelőnyomaték [Nm] n – a motorfordulatszám [1/s] A mérési eredmények kiértékelése a mérés utáni adatfeldolgozással történik. Az adatok táblázatos formában állnak rendelkezésre, melyek tetszőlegesen alakíthatóak. Felrajzolandó a teljesítmény – fordulatszám diagram.

A mérések a különböző kompresszió-viszonyú hengerfejekkel és több fokozatban állítható előgyújtási szögekkel számos változatban elvégezhetőek.

2.2. Fogyasztásmérés A mérés állandó 2500 fordulat/perc motorfordulatszámon történik. A motort egyre növekvő nyomatékkal fékezzük, miközben mérjük a tüzelőanyag fogyasztást. A mérést a legkisebb nyomatékkal kezdjük. A fogyasztásmérő csőben 1 cm tüzelőanyag szint csökkenés 4,4 cm3 tüzelőanyagnak felel meg. A 1 cm magas tüzelőanyag oszlop elfogyasztásához szükséges időt leírjuk. Ez után növeljük a nyomatékot és újra beállítjuk a 2500-as fordulatszámot, majd mérjük a tüzelőanyag fogyasztás idejét. Tetszőleges számú mérési pont vehető fel. Példa a mérési pontokra és a kapott görbére:

12. ábra: a fajlagos fogyasztás – teljesítmény diagram Kiszámítjuk a tüzelőanyag tömegáramát mB-t, melynek mértékegysége [kg/h] mB=V*ρta ahol: V – a tüzelőanyag térfogatárama [cm3/t] (mely képletben t – az 1 cm magas tüzelőanyag oszlop elfogyasztásához szükséges idő másodpercben) ρta – 0,77 g/ cm3 Kiszámítjuk a motor teljesítményét P-t, mértékegysége [W] P= M*2*π*n ahol: M – a beállított terhelőnyomaték [Nm] n – a motorfordulatszám [1/s]

Kiszámítjuk a teljesítményre vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag fogyasztást be-t, mértékegysége [g/kWh] be=mB/P A számításokat minden mérési pontra elvégezzük, a mérést kiértékeljük. Felrajzolandó a teljesítmény - teljesítményre vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag fogyasztás diagram.

2.3. Kompresszió viszont változás hatása a teljesítményre vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag fogyasztásra A 2-es mérést végezzük el különböző kompresszió-viszonyokon és minden esetben kiszámítjuk a teljesítményre vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag fogyasztást b e-t. A beállítandó fordulatszám minden esetben 2500 fordulat/perc, a terhelőnyomaték 2 Nm. A mérendő kompresszió-viszonyok: ε=4 ε=5,5 ε=7 ε=10 Példa a mérési pontokra és a kapott görbére:

13. ábra: a fajlagos fogyasztás – kompresszió-viszony diagram Felrajzoljuk a teljesítményre vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag fogyasztás – kompresszióviszony diagramot. Vigyázat: működés közben a motor hengerfeje felmelegszik. Meg kell várni annak visszahűlését!

2.4. Az előgyújtási szög változás hatása A 2-es mérést végezzük el 2500 fordulat/perc fordulatszámon, 2 Nm terhelőnyomatékkal az ε=7 kompresszió-viszonyú hengerfejjel, különböző előgyújtási szögek mellett. A mérendő előgyújtási szögek:  -10°  0°  10°  20°  30° Példa a mérési pontokra és a kapott görbére:

14. ábra: a fajlagos fogyasztás – előgyújtási szög diagram Minden esetben kiszámítjuk a teljesítményre vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag fogyasztást be-t. Felrajzolandó a teljesítményre vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag fogyasztás – előgyújtási szög diagram.

Miskolci Egyetem, Áramlás- és Hőtechnikai Gépek tanszéke

GUNT CT151 - 4 ütemű dízelmotor bemutatása és a hallgatói mérések leírása

Készült: 2012. február

"A tanulmány a TÁMOP-4.2.1.B-10/2/KONV-2010-0001 jelű projekt részeként – az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében – az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg"

1.GUNT CT151 - 4 ütemű dízelmotor A motor főbb adatai:  hengerek száma: egy  lökettérfogat: 232 cm3  kompresszió-viszony: 21  maximális fordulatszám:~ 2800 fordulat/perc  maximális teljesítmény: ~ 1500 W  maximális nyomaték: ~ 4,4 Nm

A motor részei:

1. ábra: a motor részei-1 1- alaplemez 2- forgattyúház 3- rezgéscsillapító 4- főtengely 5- lendkerék borítólemez 6- kipufogógáz hőmérő 7- kipufogócső borítás 8- kipufogócső csatlakozó 9- levegőszűrő ház 10- levegő csatlakozó 11- sebesség szabályozó

2. ábra: a motor részei-2 15- hőmérő 16- elektromos csatlakozó 17- üzemanyag vezeték 18- visszatérő üzemanyag vezeték 19- kézi behúzó 20- olajbetöltő nyílás 21- olaj leeresztő csavar A motor a CT 151 típusú egységgel vizsgálandó és összekapcsolandó. Ennek részei:

3. ábra: CT 151 típusú vizsgáló egység 1- üzemanyag szivattyú 2- üzemanyag cső 3- levegő cső 4- üzemanyag szűrő 5- rezgéscsillapító 6- szabályozó elemek 7- üzemanyag feltöltő/leengedő 8- üzemanyag mérőcső 9- visszatérő üzemanyag cső 10- levegőfogyasztás kijelző 11- levegő hőmérséklet kijelző 12- üzemanyag hőmérséklet kijelző 13- kipufogógáz hőmérséklet kijelző 14- üzemanyag vezeték 15- adatkapcsolat csatlakozó 16- levegőszűrő 17- mérési adatgyűjtők

A vezetékek csatlakoztatása A motor vezetékeit (hőmérsékletmérő, üzemanyag vezeték, visszatérő üzemanyag vezeték, elektromos csatlakozó) az alapmodul megfelelő helyére be kell kötni a mérés megkezdése előtt.

visszatérő üzemanyag vezeték

üzemanyag vezeték

elektromos csatlakozó hőmérő

4. ábra: a motor vezetékeinek csatlakozási helye

A CT 159 program a mérés adatok megjelenítésére és rögzítésére szolgál. A program által mérhető paraméterek:  mérés ideje  nyomaték  fordulatszám  kipufogógáz hőmérséklet  levegő hőmérséklet  tüzelőanyag hőmérséklet  levegő térfogatárama  üzemanyagnyomás  mechanikai teljesítmény  tüzelőanyag fogyasztás  fajlagos tüzelőanyag fogyasztás  hatásfok  volumetrikus hatásfok  légviszony Mérési előkészületek:  ellenőrizni a tüzelőanyag összeköttetést  ellenőrizni a kipufogógáz elvezetést  ellenőrizni az ékszíjhajtást  felkapcsolni a főkapcsolót  felkapcsolni a motor start gombot  felkapcsolni az üzemanyag-szivattyút  feltölteni a tüzelőanyag tartályt  fékberendezés forgásirányát beállítani  potenciométereket beállítani  összekötni a fékberendezést a számítógéppel

A motor indítása A motor indítására két lehetőség van: a, kézi indítás A fékberendezés forgásirányát balra kell állítani. Nyomaték és fordulatszám potenciométer 0 értéken legyen. A fékpadot be kell kapcsolni. A gázkart maximumra kell állítani. A motort a kézi behúzókarral be kell húzni. b, fékpaddal történő indítás A fékberendezés forgásirányát balra kell állítani. A fordulatszám potenciométert 6,66-ra állítjuk, ez kb. 2000 fordulatszám/perc értéknek felel meg. A fékpadot bekapcsoljuk. Ez indítja be a motort. Ez után a fékpad kikapcsolható. A motor szabályozása Beindítás után a motor kézi gázkarral szabályozható. Beállítási lehetőségei a két szélső: alacsony és magas fordulatszám között változtathatóak.

5. ábra: az üzemanyag szabályozó kar A motor fékezése A motor fékezése CT 159 típusú, univerzális fékező és meghajtó egységgel történik. Az erőátvitel ékszíjon keresztül valósul meg. A motor leállítása A sebesség szabályozó kart „stop” állásba kapcsoljuk. Az olajszint mérése A forgattyúházban az olajszint a nívópálca segítségével mérhető. A pálcán a minimum és maximum állás jelölve van. Az olajszintnek a két jelölés között kell lennie.

6. ábra: az olajszint mérése

2.Az elvégezhető mérések: Mérés közben fültok használata kötelező! A motor egyes részei forróvá válnak, érintésük tilos! 2.1. Teljesítménymérés A mérés során nyomaték – fordulatszám értékpárokat állítunk be. Elindítjuk a motort. A fékpadon sorra beállítjuk az előre meghatározott terhelőnyomatékot – fordulatszám párokat, majd a CT 159 programmal felvesszük a mérési pontokat. Példa a mérési pontokra és a kapott görbére:

7. ábra: a teljesítmény – fordulatszám diagram A motor teljesítményét minden mérési pontban kiszámítjuk: P= M*2*π*n ahol: M – a beállított terhelőnyomaték [Nm] n – a motorfordulatszám [1/s] Felrajzolandó a teljesítmény – fordulatszám diagram.

2.2. Fogyasztásmérés A mérést kb. 3200 fordulat/perc fordulatszámon végezzük el. A motort egyre növekvő nyomatékkal fékezzük, miközben mérjük a tüzelőanyag fogyasztást. A mérést a legkisebb nyomatékkal kezdjük. A fogyasztásmérő csőben 1 cm tüzelőanyag szint csökkenés 4,4 cm3 tüzelőanyagnak felel meg. A 1 cm magas tüzelőanyag oszlop elfogyasztásához szükséges időt leírjuk. Ez után növeljük a nyomatékot és újra beállítjuk a 2500-as fordulatszámot, majd mérjük a tüzelőanyag fogyasztás idejét. Tetszőleges számú mérési pont vehető fel. Példa a mérési pontokra és a kapott görbére:

8. ábra: fajlagos fogyasztás – teljesítmény diagram Kiszámítjuk a tüzelőanyag tömegáramát mB-t, melynek mértékegysége [kg/h] mB=V*ρta ahol: V – a tüzelőanyag térfogatárama [cm3/t] (mely képletben t – az 1 cm magas tüzelőanyag oszlop elfogyasztásához szükséges idő másodpercben) ρta – 0,83 g/ cm3 Kiszámítjuk a motor teljesítményét P-t, mértékegysége [W] P= M*2*π*n ahol: M – a beállított terhelőnyomaték [Nm] n – a motorfordulatszám [1/s] Kiszámítjuk a teljesítményre vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag fogyasztást be-t, mértékegysége [g/kWh] be=mB/P A számításokat minden mérési pontra elvégezzük, a mérést kiértékeljük. Felrajzolandó a teljesítményre vonatkoztatott fajlagos tüzelőanyag fogyasztás - teljesítmény diagram.