Cvičení 1: Zkoušení pístových spalovacích motorů

1. Cvičení 1:Zkoušení pístových spalovacích motorů Ing. David Svída

2. Zkoušení pístových spalovacích motorů • Důvody zkoušení pístových spalovacích motorů : • vývoj, • v současné době podle druhu a účelu zkoušky stanovit výkonové, ekologické a životnostní parametry motoru. • Které parametry se stanovují ? • Pe [kW] - efektivní výkon motoru, • Mk [Nm] - krouticí (točivý) moment motoru, • mpe [g.kWh-1] - měrná efektivní spotřeba paliva, • Mp [l.h-1] - hodinová spotřeba paliva objemová, • exhalace - CO, CH, NOx , u naftových motorů částice, • kouřivost naftových motorů (HARTRIDGE [%], BOSCH [ o ]), • měrný objemový výkon (litrový výkon) [kW.l-1], • měrná výkonová hmotnost [kg.kW-1].

3. Zkoušení pístových spalovacích motorů • V tabulkovém vyjádření a technických datech motoru jsou tyto veličiny uváděny pro plné zatížený a pro otáčkový režim : • maximálního výkonu motoru, • maximálního krouticího momentu motoru, • minimální měrné spotřeby paliva.

4. Zkoušení pístových spalovacích motorů

5. Zkoušení pístových spalovacích motorů • Druhy zkoušek : • zkoušky vývojové - vývoj motorů, • zkoušky typové - ověření parametrů motoru dle metodiky EHK, OECD, ISO případně národních zkušeben , • zkoušky ověřovací - ověřují deklarované parametry motoru v průběhu výroby (zkoušky 100, 500 hodinové), • zkoušky technologické - kontrolují kvalitu výroby a montáže motoru ( UŘ III - 50 minut). • Normy : • názvoslovné - názvosloví, veličiny, jednotky, značky, • definující postup měření základních charakteristik a parametrů motorů, • definující základní parametry motorů Uváděné parametry stejného motoru zjištěné při stejném seřízení se mohou poměrně výrazně lišit podle toho jaká norma byla pro měření použita např. : DIN - hrubý výkon, ISO, SAE - čistý výkon.

6. Normalizace zkoušek a vyhodnocení výsledků zkoušek • ČSN 30 2008 „ Motory automobilové, zkoušky na brzdovém stanovišti „ : • čistý výkon - plné vybavení motoru tak jak je zastavěn do automobilu, • hrubý výkon - bez tlumiče hluku výfuku, čističe nasávaného vzduchu, chladiče, ventilátoru ...... • ON 30 0410 „ Zkoušky na brzdovém stanovišti, Zemědělské traktory.“ • vychází z ISO 2288 Poznámka : je nutno dávat pozor protože jiné normy platí pro zkoušky vozidlových motorů, jiné pro traktorové nebo motory stacionární

7. Zkušební stanoviště • spalovacího motoru, • příslušenství • karburátorů • vstřikovacích čerpadel • elektro příslušenství (zdrojová soustava, startér....) • elektronických systémů (řídící počítače, zapalování, vstřikování......)

8. Zkušební stanoviště spalovacích motorů • Zkušební stanoviště spalovacích motorů musí zabezpečit : • normou požadovanou přesnost stanovení základních měřených parametrů (n, Mk , t....) • stabilitu a opakovatelnost měření • teplota chladící kapaliny, oleje a výfukových plynů motoru • ochranu motoru a dynamometru • motor - tlak oleje, - teplota chladící kapaliny na výstupu z motoru, - teplota oleje v motoru, - maximální dovolené otáčky, • dynamometr - odvod tepla  teplota chladící kapaliny (vzduchu) na výstupu z dynamometru, tlak vody na vstupu do dynamometru, - mazání ložisek dynamometru (tlak mazacího oleje), - maximální dovolené otáčky rotoru dynamometru .  • Akustická a optická signalizace mezního stavu + automatické STOP systémy.

9. Dynamometry • Vzorec pro výpočet výkonu motoru:

10. Dynamometry • Mk dynamometry (brzdy) • třecí, • hydraulické (vodní, olejové), • elektrovířivé, • asynchronní elektrické dynamometry (rekuperace el. energie do sítě), • vrtulové • lodní charakteristika, • letecké motory. Odečet Mk pomocí sklonných vah, nebo tensometrických snímačů.

11. Historie – první brzdy

12. Elektrovířivé

13. Hydraulické dynamometry

14. Asynchronní dynamometry

15. Dynamometry – měření veličin • n – otáčkoměry: • mechanické odstředivé, • tachodynama, tachogenerátory, • čitače impulzů (součást dynamometru (60 zubů), • stroboskopy. • Teplota: • teploměry dilatační • kapalinové (rtuťové, lihové) • kapilárové, • tlakové, • bimetalické • odporové teploměry • Pt 100, termistory • termočlánky • Fe-Ko, Fe-CuNi, NiCr-Ni, PtRh-Pt, (použití určuje maximální teplota)

16. Dynamometry – měření veličin • Tlak : • deformační tlakoměry mechanické, • elektrické se snímačem : • odporovým (tensometrickým), • kapacitním, • indukčním, • piezoelektrickým, • kapalinové • Kouřivost : • opacimetry (Hartridge), • reflexní kouřoměry (Bosch).

17. Dynamometry – měření veličin • Spotřeba paliva : • objemově [l.h-1] odměrné baňky, • hmotnostně [g.h-1] vážením. Poznámka : hustota paliva - Mohrovy vážky.

19. Zkoušení leteckých motorů

20. Zkoušení leteckých motorů

21. Zkoušení leteckých motorů

22. Zkoušení motorů na vozidle

23. Charakteristiky spalovacích motorů Charakteristikami pístového spalovacího motoru se nazývají grafická znázornění vzájemných závislostí vybraných provozních veličin motoru v soustavě pravoúhlých souřadnic. • Podle volby nezávislé proměnné rozeznáváme: • Otáčková (rychlostní) charakteristika – nezávislou proměnnou jsou otáčky klikového hřídele motoru n [min-1]. • Zatěžovací charakteristika – nezávislou proměnnou může být točivý moment motoru Mk [Nm], efektivní tlak pe [MPa], efektivní výkon Pe [kW].

24. Vnější otáčková charakteristika spalovacího motoru zážehový motor vznětový motor

25. Úplná charakteristika spalovacího motoru