Wpływ warunków eksploatacji pojazdu na charakterystyki zewnętrzne silnika

Transkrypt

1 POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA WYDZIAŁ MECHANICZNY Katedra Budowy i Eksploatacji Maszy Istrukcja do zajęć laboratoryjych z przedmiotu: EKSPLOATACJA MASZYN Wpływ waruków eksploatacji pojazdu a charakterystyki zewętrze silika Numer ćwiczeia: L3 Kod: Białystok 2006

2 SPIS TREŚCI 1. CEL I ZAKRES ĆWICZENIA WPROWADZENIE METODYKA POMIARÓW Sprawdzeie wiedzy ogólej Zapozaie się z budową staowiska Przebieg pomiarów OPRACOWANIE I ANALIZA WYNIKÓW POMIARÓW Podstawy teoretycze Aaliza błędów Przykładowe wydruki otrzymae z pomiarów WYMAGANIA BHP SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA LITERATURA PROTOKÓŁ POMIAROWY Istrukcja do zajęć laboratoryjych 2

3 1. CEL I ZAKRES ĆWICZENIA Celem ćwiczeia laboratoryjego jest zapozaie się z metodyką i rodzajami pomiarów wykoywaych a hamowi podwoziowe, oraz ocea stau techiczego a podstawie określoych charakterystyk zewętrzych. 2. WPROWADZENIE Hamowia podwoziowa służy do odtwarzaia rzeczywistych waruków ruchu pojazdu a drodze z zachowaiem możliwości regulacji obciążeia, co umożliwia producetom pojazdów, zespołów i podzespołów przeprowadzeie badań w warukach laboratoryjych, o jakie trudo podczas prób drogowych. Oferuje często możliwości wyjątkowe (p. badaia trwałościowe umożliwiające w ściśle ustaloych warukach eksploatacji oceę trwałości wyrobu lub tzw. badaia przyspieszoe, umożliwiające sprawdzeie zachowaia się wyrobu w warukach szczególego wysileia, które ie występują podczas ormalej eksploatacji. Dlatego też jest ie tylko wyjątkowym przyrządem diagostyczym, ale urządzeiem, które staje się ieodzowe podczas badań doświadczalych pojazdów, a także iezwykle przydatym arzędziem podczas prac związaych z tuigiem pojazdów, poczyając od poprawek wprowadzoych a poziomie amatorskim, a kończąc a przygotowaiu pojazdów przezaczoych do ajwyższej klasy wyczyu. Pomiar mocy a kołach wartości maksymalej oraz przebiegu zmia w fukcji prędkości pojazdu i prędkości obrotowej silika wykoyway dla kolejych biegów lub tylko dla biegu ajwyższego jest oczywisty. Szczególie cea jest możliwość wykoywaia badań związaych z tzw. charakterystyką regulacyją, czyli charakterystyką obrazującą przebieg zmia mocy, mometu i zużycia paliwa w zależości od zmia parametrów regulacyjych silika. Parametrami takimi są p. skład mieszaki, kąt wyprzedzeia zapłou zmiay tych parametrów opisaych w postaci charakterystyk przestrzeych azywa się obecie chiptuigiem, czyli dostrajaiem pojazdu przez dokoaie zmia w pamięci układów sterujących zasilaia paliwowego i zapłoowego. Możliwości wykorzystaia hamowi w przygotowaiu pojazdu do sportu a tym się jedak ie kończą. Zaczie poważiejsze jest dostrajaie silika przez odpowiedie dopasowaie układu rozrządu zmiaę faz pracy zaworów i wziosu krzywek sterujących. Podobie zaawasoway jest sposób doboru układów dolotowych (w tym rówież turbosprężarek), filtrów i układów wylotowych. Wszelkie wprowadzoe zmiay są od razu widocze w postaci zmia ie tylko wartości maksymalych, ale, co ważiejsze, zmia w przebiegu charakterystyki samochód moża dostroić do bardzo wyrafiowaych potrzeb. Hamowia podwoziowa umożliwia rówież wykoaie pomiarów wybraej grupy parametrów diagostyczych w sposób, który pozwala a zacze rozszerzeie tzw. pola wioskowaia diagostyczego. Przykładem może być tutaj określeie zawartości związków toksyczych w spaliach, które w warukach typowego staowiska kotrolego odbywa się przy pracy silika z prędkością obrotową biegu jałowego lub iekiedy większą (zgodą z dokumetacją techiczą lub iymi przepisami). Badaie takie odbywa się bez obciążeia, a wytworzoa mieszaka ma skład zbliżoy do stechiometryczego. Przy składzie mieszaki, dla której współczyik λ 1,0 związki toksycze w spaliach to przede wszystkim: CO2, CO, HC, jak rówież NOx. Zawartość zmieia się wraz z obiżeiem wartości λ (mieszaka staje się wtedy bogata), co powoduje, że wzrastają gwałtowie zawartości CO i HC. Obydwa wymieioe związki są silie trujące działaie pierwszego jest atychmiastowe (CO), drugiego może dopiero po wielu latach spowodować uaktywieie choroby owotworowej. Podobie trujące są związki NOx. Ich zawartość w spaliach jest wprawdzie wielokrotie miejsza od zawartości CO podczas pracy silika z prędkością obrotową biegu jałowego, ie miej są to rówież związki o większej toksyczości; ich zawartość w spaliach powiększa się rówież przy zmiaach współczyika λ. Przytoczoe przykłady przyajmiej w części uzasadiają zastosowaie hamowi podwoziowej w szeroko rozumiaym zapleczu techiczym motoryzacji. Jej wykorzystaie i przezaczeie zależy od potrzeb użytkowika, a pomiar mocy a kołach jest jedyie wstępem do zaawasowaej ocey możliwości pojazdu. Istrukcja do zajęć laboratoryjych 3

4 3. METODYKA POMIARÓW Zajęcia laboratoryje powiy przebiegać zgodie z podaą iżej kolejością. Zmiaa kolejości wykoywaia poszczególych zadań możliwa jest tylko po ustaleiu tego z prowadzącym zajęcia Sprawdzeie wiedzy ogólej Warukiem przystąpieia do zajęć jest wykazaie się wiedzą teoretyczą z zakresu tematu zajęć laboratoryjych. Sprawdzeie wiadomości z zakresu tematu wykoywaego ćwiczeia odbędzie się a podstawie zaliczeia pisemego po zakończeiu bloku tematyczego Zapozaie się z budową staowiska W oparciu o istrukcję do ćwiczeń i istrukcję obsługi hamowi podwoziowej ależy zapozać się z budową i oprzyrządowaiem staowiska. Rys. 1 Widok staowiska: a pulpit komuikacyjy, b zestaw rolkowy, hamowia posiada dodatkowe oprzyrządowaie, które opisao szczegółowo w istrukcji staowiska 4.3. Przebieg pomiarów L.p Pomiar ciągły. Pomiar ciągły pojazdu z automatyczą skrzyią biegów. Wprowadź pojazd a staowisko Wprowadź pojazd a staowisko rolkowe. rolkowe. Wybierz podpukt meu Pomiar Wybierz podpukt meu Pomiar mocy mocy a astępie Pomiar ciągły. a astępie Pomiar ciągły. Wybierz dae pojazdu lub w razie możliwości pobierz przy pomocy klawisza fukcyjego <6> z bazy daych. Naciśij klawisz fukcyjy <8 dalej>. Wybierz źródło poboru mocy lub czujik, którego będziesz używać i dokoaj iezbędych ustawień. Naciśij klawisz fukcyjy <8 dalej>. Wybierz dae pojazdu lub w razie możliwości pobierz przy pomocy klawisza fukcyjego<6> z bazy daych. Naciśij klawisz fukcyjy<8 dalej>. Wybierz źródło poboru mocy oraz czujik, którego będziesz używać i dokoaj iezbędych ustawień. Naciśij klawisz fukcyjy <8 dalej>. Pomiar dyskrety. Wprowadź pojazd a staowisko rolkowe. Wybierz podpukt meu Pomiar mocy a astępie Pomiar dyskrety Wybierz rodzaj pomiaru i wprowadź wartości parametrów przy pomocy klawiszy umeryczych klawiatury. Naciśij klawisz fukcyjy <8 dalej>. Zdefiiuj pojazd (wybierz dae pojazdu) lub w razie możliwości pobierz przy pomocy klawisza fukcyjego<6> z bazy daych. Naciśij klawisz fukcyjy <8 dalej>. Wybierz źródło poboru mocy oraz czujik, Przyśpiesz pojazdem do prędkości Przyśpiesz pojazdem do prędkości ie którego będziesz używać. 7. ie przekraczającej 50 m/h, pamiętając o tym, iż pomiar mocy dokouje się a biegu przedostatim. przekraczającej 50 km/h, pamiętając o tym, iż pomiaru mocy dokouje się a biegu przedostatim. W razie potrzeby przeprowadź dalsze czyości dopasowaia prędkości obrotowej, polegające a określeiu miejsca pomiaru (zamotowaia) czujika i parametrów pracy silika. 8. Mając wrzucoy bieg przedostat- Po osiągięciu maksymalej prędkości Naciśij klawisz fukcyjy <8 dalej>. Istrukcja do zajęć laboratoryjych 4

5 9. i i ie przekraczając prędkości 50 km/h maksymalie wcisąć pedał przyspieszeia. Trzymając wciśięty pedał przyspieszeia do oporu czekaj do osiągięcia maksymalej wartości mocy a kołach. Krótko po załamaiu się krzywej mocy a kołach aciśij pedał sprzęgła i zwolij pedał przyspieszeia. Nie wolo wrzucać biegu jałowego i aciskać pedału hamulca. 10. Dokoaie ocey pomiaru OPIS. obrotowej zwolić acisk a pedał przyspieszeia do mometu pojawieia się a moitorze komuikatu Wrzuć a bieg X i przyśpiesz do prędkości XXX. W razie pojawieia się tego komuikatu ależy włączyć ostati bieg i przyśpieszyć do podaej prędkości km/h- jest to prędkość wcześiej osiągięta + 10 %. Następie ależy wrzucić bieg N i zwolić acisk a pedał przyspieszeia. W części komuikacyjej ekrau pojawia się komuikat Wrzuć bieg N a astępie Pozostaw pojazd do mometu rozrolowaia. OPIS KLAWIATURY Escape ESC- przerwaie fukcji bez zapisu oraz opuszczeie daego poziomu programu Klawisze fukcyje 1 do 12- za pomocą tych klawiszy wybiera się róże fukcje w zależości od poziomu programu. ukcje te mogą być także wywołae za pomocą pilota zdalego sterowaia. W meu programu w dolej części ekrau- pasek zadańzajdują się cztery klawisze spełiające róże fukcje. Zawartość paska zadań jest róża a różych poziomach programu. Klawisz 2 służy do włączaia i wyłączaia wetylatora. Klawisz 3 służy do podoszeia i opuszczaia progu peumatyczego. Klawisz 4 służy do aktywowaia dociążacza osi. Przyśpiesz powoli i rówomierie do osiągięcia prędkości pomiarowej pamiętając o tym, iż pomiaru dokouje się a przedostatim biegu. Po osiągięciu prędkości pomiarowej maksymalie wciśij pedał przyspieszeia. Przy maksymalie wciśiętym pedale przyspieszeia astępuje pomiar pierwszego zadaego puktu. Hamulec elektrowirowy utrzymuje w daym momecie stałą prędkość obrotową lub prędkość jazdy przez okres wcześiej poday i zapisuje w pamięci wartości. Następie przechodzimy do kolejego puktu pomiarowego i tak aż do zakończeia pomiaru osiągięcia prędkości końcowej. W trakcie całego pomiaru obsługujący maksymalie wciska pedał przyspieszeia. Po dokoaiu pomiaru wszystkich puktów a ekraie pojawia się komuikat o aciśięciu pedału przyspieszeia. Podobie jak w pomiarze ciągłym czekamy a wyliczeie strat mocy. ZDJĘCIE. Backspace- usuwa wszystkie zaki zajdujące się przed kursorem. Home- kursor przeskakuje a początek liijki kasując przy okazji wszystkie zaki postawioe wcześiej. Caps Lock- przełączaie a duże litery. Istrukcja do zajęć laboratoryjych 5

6 Shift- spełia podobą fukcję jak Caps Lock przy czym aby pisać dużymi literami trzeba jede z tych klawiszy trzymać ciągle aciśięty. Alt Gr- po aciśięciu tego klawisza moża wpisywać drugie góre zaki klawiszy klawiatury takie Kursory- służą do wyboru poszczególych puktów programu. Klawisze cyfrowe- służą do wprowadzeia daych liczbowych. Eter- służy do potwierdzaia wybraego puktu meu. 4. OPRACOWANIE I ANALIZA WYNIKÓW POMIARÓW 4.1. Podstawy teoretycze Siła apędowa iezbęda do wprawieia pojazdu w ruch musi być większa od wszystkich sił przeciwdziałających ruchowi. Moża to zapisać w postaci bilasu sił występujących podczas ruchu pojazdu: gdzie: t p siła apędowa doprowadzoa do kół osi apędowej, siła oporu toczeia, siła oporu aerodyamiczego, t p w b u w b u siła oporu wziesieia, siła oporu bezwładości, siła oporu uciągu. W przypadku samochodu poruszającego się po płaskiej awierzchi ze stałą prędkością bilas sił moża przedstawić w zaczie prostszej postaci: t p Zając wartość powyższych czyików (pamiętając, że wszystkie są uzależioe od prędkości jazdy), moża określić momet a kołach pojazdu iezbędy do zaistieia ruchu: gdzie: M M momet apędowy a kołach pojazdu, rd promień dyamiczy koła apędowego. Koleja zależość wiąże ze sobą momet obrotowy a kołach z mocą a kołach pojazdu: P gdzie: Pk moc a kołach pojazdu, prędkość kątowa. k M Ostatią zależością do przeprowadzeia aalizy matematyczej jest zależość a prędkość pojazdu: V p r d r d Istrukcja do zajęć laboratoryjych 6

7 LABORATORIUM POJAZDÓW Temat: Wyzaczaie charakterystyki zewętrzej silika a hamowi podwoziowej h V p rolki Rys. 2 Rozkład sił i prędkości a rolkach hamowi i kole apędowym Hamowia podwoziowa pozwala a zasymulowaie oporów ruchu pojazdu po uwzględieiu wszystkich czyików wpływających a ich wartość za pomocą zastosowaego hamulca elektrowirowego współpracującego z czujikiem tesometryczym pozwalającym określić wartość siły hamującej i mometu hamującego, który musi być rówy mometowi apędowemu. Rolka hamowi jest też wyposażoa w czujik prędkości obrotowej, i te dae są wystarczające do określeia mocy. Wszelkie pozostałe dae są pobierae przez odpowiedie czujiki bądź też wprowadzae bezpośredio z pulpitu sterującego. Dla zmierzeia mocy silika po rozpędzeiu pojazdu ależy wcisąć sprzęgło ie wyłączając biegu i odczekać aż prędkość spadie poiżej 40 km/h w celu określeia strat mocy a przeiesieiu apędu Aaliza błędów W przypadku badań a hamowi podwoziowej za błąd pomiaru bierzemy odchyleie stadardowe. Tok postępowaia przy obliczaiu został przedstawioy poiżej. Estymatorem wartości oczekiwaej m jest średia arytmetycza 1 x x i Estymatorem odchyleia stadardowego s jest odchyleie stadardowe S t t 1 i 1 W powyższym wzorze t jest współczyikiem liczbowym, zależym od ilości pomiarów, zwaym wartością krytyczą rozkładu Studeta. Wartości tych współczyików podao w tabeli poiżej. Odchyleie stadardowe z prób iterpretujemy jako miarę iepewości przypadkowej pojedyczego pomiaru. Jest to wielkość ia iż iepewość przypadkowa średiej arytmetyczej, dla której miarą jest odchyleie stadardowe średiej arytmetyczej S x 1 2 Sx t xi x 1 i 1 Wartości krytycze t rozkładu Studeta.(Dla poziomu ufości a=0,3174) 1 x i x 2 t t t t 1-7 1, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Przykładowe wydruki otrzymae z pomiarów Istrukcja do zajęć laboratoryjych 7

8

9

10 5. WYMAGANIA BHP LABORATORIUM POJAZDÓW Temat: Wyzaczaie charakterystyki zewętrzej silika a hamowi podwoziowej Przed wprowadzeiem pojazdu a staowisko ależy sprawdzić ogóly sta techiczy pojazdu i ciśieie w ogumieiu Zabraia się wchodzeia a próg podoszący oraz rolki zajdujące się w trakcie pracy W trakcie pomiaru ie wolo wykoywać żadych gwałtowych skrętów kołem kierowiczym pojazdu W celu uikięcia uszkodzeń ogumieia ależy stosować ogumieie zastępcze. Zabraia się pomiaru mocy silika pojazdu z opoami zimowymi! Należy zwrócić uwagę a dopuszczalą prędkość opo! Przed rozpoczęciem pomiaru ależy sprawdzić jakość zamocowaia ciężarków wyważających a obręczy koła Zabraia się wprowadzaia a staowisko pojazdów z kołami miejszymi od 12 Pojazd ależy wprowadzić a staowisko powoli i przy podiesioym progu. Zabraia się wprowadzaia pojazdu a staowisko przez osoby ieuprawioe, ieprzeszkoloe w zakresie obsługi staowiska. Zabraia się przebywaia osób bezpośredio przed pojazdem w czasie trwaia pomiaru W sytuacjach awaryjych wyłączik główy, spełiający rolę wyłączika awaryjego, ależy ustawić w pozycji 0 W obrębie urządzeia podczas pracy ie powiy zajdować się żade osoby gdyż wirujące rolki stwarzają potecjale zagrożeie Należy przestrzegać ogólych przepisów BHP odoszących się do laboratorium pojazdów samochodowych W trakcie trwaia ćwiczeia ależy bezwzględie stosować się do poleceń prowadzącego 6. SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA Sprawozdaie studeckie wio zawierać: - stroę tytułową - cel i zakres ćwiczeia laboratoryjego - wykresy charakterystyk otrzymaych z poszczególych pomiarów - przeprowadzoe wymagae obliczeia - wypełioy protokół pomiarowy - wioski 7. LITERATURA 1. Istrukcja obsługi do hamowi podwoziowej do kotroli mocy LPS Auto Moto Serwis 3/2001 (str:31-32) 3. Auto Moto Serwis 5/2001 (str:29-31) 4. Auto Moto Serwis 7-8/2001 (str:37-39) 5. Auto Moto Serwis 11/2001 (str:21-24) PROTOKÓŁ POMIAROWY Istrukcja do zajęć laboratoryjych 10

11 Białystok, d WYDZIAŁ MECHANICZNY Katedra Budowy i Eksploatacji Maszy specjalość: pojazdy samochodowe PROTOKÓŁ POMIAROWY Ćwiczeie r: Wyzaczaie charakterystyki zewętrzej silika a hamowi podwoziowej Lp. 1. Moc maksymala Prędkość obrotowa mocy maksymalej Maksymaly momet obrotowy Prędkość obrotowa maksymalego mometu Straty mocy Maksymala moc a kołach Wartość średia Średie odchyleie stadartowe PARAMETRY OTOCZENIA: - Temperatura otoczeia:.. - Temperatura powietrza zasysaego: - Wilgotość powietrza:. - Ciśieie atmosferycze:... - Ciśieie pary:. - Temperatura silika:.... data wykoaia ćwiczeia podpis prowadzącego