Základní parametry PSM

Základní parametry PSM 1. KONSTRUKČNÍ a) b) c) d) e)

Průměr válce Zdvih pístu Počet válců Zdvihový objem motoru Zdvihový objem válce

f) Zdvihový poměr

D Z i Vz Vz1



g) Počet zdvihů na oběh

  2(4)

h)Střední pístová rychlost

cs 

j) Kompresní objem k) Kompresní poměr

Z n 30



i) Předstih zážehu (vstřiku)

2013/2014

Z D

Vk



Vz  Vk Vk

Pohonné jednotky I.

(mm) (mm) (1) (dm3) (dm3) (1) (1) (m/s) (°KH před H.Ú.) (dm3) (1)

SCH

1

Základní parametry PSM

Pe 

1. PROVOZNÍ a) Otáčky motoru b) Efektivní výkon motoru c) Efektivní točivý moment d)Střední efektivní tlak

n Pe Me

pe 

(1/min) (kW) (Nm)

We Vz

e) Efektivní práce motoru

We  M e

f) Čas na zdvih

t

g) Čas na pracovní cykl

We p V  n  e z  M e  t  30 

60 2n

(Pa, N/m2) (J, Nm, kg.m2/s2) (s)

t 

(s)

h) Litrový výkon

PL 

Pe Vz

(kW/dm3)

i) Hmotnostní výkon

Pm 

Pe m

(kW/kg)

j) Hmotnost motoru k) Výkonová hmotnost 2013/2014

m

mp 

(kg)

m Pe

(kg/kW) Pohonné jednotky I.

SCH

2

Výkonová bilance

m p m v

Hu

i1

m vp i2

c1

c2

c12 c22 Pe  m v  m vp  m v  i1  m vp  i2  m p  H u  CH  Q o 2 2 Q o

c1  c2 .....  0

T1T2

Q p

0

Pe , M e ,We

c 

2013/2014

We P Pe  e  Q p Q p m p  H u


SCH

3

Základní energetickou bilanci PSM ukazuje názorně Senkeyův diagram.

2013/2014


SCH

4

Efektivní práce oběhu

We  Qp CH t PL m  Qp c i

Indikovaná práce oběhu

Wi 

We  i   p  dV m

Pe Wi pi  Vz  n Pi     m t  30  Wi pe pi   Vz  m

2013/2014


SCH

5

m p  m p _ cykl

Sekundové množství paliva (kg/s) Měrná spotřeba paliva (kg/W.s)

mps 

p m Pe

Hodinová spotřeba paliva (kg/h)

Mh

Měrná spotřeba paliva (g/kW.h)

Mh m pe  1000 Pe

Měrná spotřeba tepla (J/kWh)

2013/2014

q pe 

n i 30 

m pe 1000

 Hu


SCH

6

Charakteristiky PSM - závislosti mezi sledovanými veličinami (parametry) motoru při •okolním stavu •seřízení motoru, nastavení ovládacích prvků •Konstrukci

Cílem

Hranice detonací

me

NO x Hranice NOx

Optimum

NOx (ppm)

me =f(z)

Měrná spotřeba paliva (g/kWh)

•kontrola stavu ve výrobě, po provozu •Optimalizace, kalibrace

Relativní optimum H.Ú.

Předstih zážehu  z (°KH) 2013/2014


SCH

7

Vícedimenzionální optimalizace

1.

2.

3.

4.

me = f(z, , Mt, ts, …)

lim (NOx, HC, CO, PT, tA,…)

5. 2013/2014


SCH

? 8

Automatizovaný systém řízení experimentů PC

Rozhraní Optimalizační software

Automatické řízení zkoušek

EŘJ MOTOR

AŘBS

Úpravy parametrů

Kontrola hraničních hodnot Záznam měřících dat

2013/2014


SCH

9

Vývoj regulačních systémů

mechanický

elektronický

2013/2014


SCH

10

Funkce elektronického systému

180

140 120 100 15

80 25

60 35

40 60

20 120

0

2013/2014


SCH

500

650

800

1600

200

1200

160

300

p s (kPa)

P oz ice kr okokového m otorku (počet kr oků)

160

2000

• • •

start regulace volnoběhu regulace pracovní oblasti otáček (, z, ps) korekce bohatosti směsi bezpečnostní omezení diagnostika

2300

• • •

-1

Otáčky (min ) 11

Charakteristiky PSM, provozní oblasti Charakteristikou PSM se rozumí závislost mezi hlavními provozními parametry motoru, např. otáčkami n, točivým momentem Mt (resp. středním efektivním tlakem pe), výkonem Pe, měrnou spotřebou paliva mpe, teplotou výfukových plynů tvýf, plnicím tlakem pD3 a pod. Základními charakteristikami PSM jsou: • Rychlostní (otáčková) charakteristika – zjišťuje se měřením točivého momentu motoru a dalších provozních veličin (spotřeby paliva, teplot, koncentrací škodlivin ve výfukových plynech) při konstantním nastavení ovládacího ústrojí motoru v celém rozsahu provozních otáček motoru – pro 100% zatížení (plně otevřená škrticí klapka nebo nastavení vstřikovacího čerpadla na plnou dávku paliva) se změřená charakteristika nazývá vnější rychlostní/otáčková. • Zatěžovací charakteristiky – zjišťují se především spotřeba paliva a další provozní veličiny v celém rozsahu zatížení (od chodu naprázdno až po MtMAX) při několika konstantních otáčkách motoru. • Úplná ch. – sestavuje se z většího počtu naměřených zatěžovacích charakteristik. Charakteristiky PSM slouží jako doklad o vlastnostech motoru. Jsou předkládány v grafickém zpracování a naměřené hodnoty výkonu jsou často korigovány na normální (standardní) podmínky (atm. tlak, teplotu a příp. i vlhkost vzduchu) podle platných předpisů či norem.

ZVM - 2011

Scholz

12

Korekce výkonových parametrů podle okolních podmínek (zážehové motory)

 990   T _ VZD  273    ISOKOR    p 298   S  1, 2



0,6

0,96  ISOKOR  1,06

ps  P _ BAROM   REL _ VLH   p 'p'



MT_ISO = MT*ISOKOR

Vypocet tlaku vodních par H7=6.1075+0.44492*T_VZD+14197E-6*pow(T_VZD,2) +27043E8*pow(T_VZD,3) H8=27648E-10*pow(T_VZD,4) +269E-10*pow(T_VZD,5) P_H2O=REL_VLH*(H7+H8)/100

Pn  Pe  P( a )  P(b )

Vliv zástavby příslušenství motoru Čistý (netto) výkon

P( a )  0

(a) …potřebné k provozu motoru, pokud jsou na motoru pak

P(b)  0

(b) …nepotřebné, pokud jsou odmontované pak ZVM - 2011

Scholz

13

Typický tvar rychlostní charakteristiky automobilového PSM Vně jš í ryc hlo s tní c harakte ris tika mo to ru

to č ivý mo me nt Mt [Nm]

120

60,0

50,0

Mt

100

40,0

Pe 80

30,0

60

20,0

40

10,0

20 1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

o táč ky n [1/min]

Vzájemná souvislost průběhu MT a P musí v grafickém znázornění v jednom souřadném systému respektovat vztah ZVM - 2011

výko n mo to ru P e [kW]

140

Vnější otáčková (rychlostní) charakteristika motoru je sestavena z naměřených hodnot točivého momentu motoru Mt při jednotlivých otáčkách a vypočteného Pe. Kromě Mt a Pe se někdy uvádí i průběhy měrné spotřeby paliva, teplot aj.

0,0 5500

2  n Pe  M t    M t  60  10 3 Scholz

14

  nm Pm  M m   m  M m 30

Pm  konst  n

V grafickém zobrazení se musí respektovat vzájemná závislost mezi momentem a výkonem

ZVM - 2011

Scholz

15

Typické průběhy rychlostních charakteristik PSM

Zážehový motor v plném a částečném zatížení

Vznětový motor s omezovací regulací

Vznětový motor s výkonnostní regulací

ZM v režimech částečného zatížení se účinkem škrcení průtoku směsi do sacího potrubí motoru snižují maximální (dosažitelné) otáčky a výrazně klesá Mt . V nízkých otáčkách motoru se až do určitého přivření škrticí klapky snižuje hodnota Mt proti hodnotě Mt při zcela otevřené škrticí klapce pouze málo. k výraznějšímu poklesu Mt v nízkých otáčkách motoru dojde až při značném přivření škrticí klapky. VM s omezovací regulací se v částečném zatížení snižuje hodnota Mt v celém otáčkovém rozsahu, maximální otáčky motoru jsou v plném i částečném zatížení stejné. VM s výkonnostní regulací jsou určeny především pro využití v různých druzích pracovních strojů (traktory, nakladače a i NA): výkonnostní regulace zajišťuje velkou stabilitu otáčkového režimu motoru a hnaného stroje i v podmínkách větší proměnlivosti vnější zátěže soustrojí. 2013/2014


SCH

16

Typické průběhy zatěžovací (a) a úplné (b) charakteristiky

b)

a)

Z naměřených hodnot pro zatěžovací charakteristiky se sestavuje úplná (někdy označovaná i jako „vrstevnicová“) charakteristika. Úplná charakteristika PSM ukazuje rozmezí provozní oblasti motoru s nejvyšší účinností a poskytuje tak důležitou informaci pro optimalizaci spolupráce PSM s připojeným strojem (vozidlem a jeho převodovým ústrojím, různými druhy pracovních strojů, jejich převodovkami a pod.). 2013/2014


SCH

17

2013/2014


SCH

18

Základní parametry PSM

Recommend Documents