LABORATORIUM TECHNIKI CIEPLNEJ INSTYTUTU TECHNIKI CIEPLNEJ WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

Transkrypt

1 LABORATORIUM TECHNIKI CIEPLNEJ INSTYTUTU TECHNIKI CIEPLNEJ WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ INSTRUKCJA LABORATORYJNA Temat ćwiczenia: BADANIE WYKRESU INDYKATOROWEGO MASZYN TŁOKOWYCH

2 Politechnika Śląska w Gliwicach Instytut Techniki Cieplnej G. Przybyła T. Malkiewicz WYKRES INDYKATOROWY MASZYN TŁOKOWYCH Cel ćwiczenia - po zajęciach student powinien: 1) Znać: - definicję cyklu pracy maszyny tłokowej, - sposób wyznaczenia wartości mocy wewnętrznej, mocy efektywnej, sprawności wewnętrznej oraz sprawności mechanicznej silnika i maszyny roboczej, - metody realizacji pomiaru wielkości szybkozmiennych, oraz możliwości wykorzystania wyników pomiarowych, - zasadę działania kompletnego toru pomiarowego na przykładzie układu do indykacji silników spalinowych. 2) Umieć: - podać różnice pomiędzy obiegiem rzeczywistym a obiegiem teoretycznym maszyny tłokowej, - narysować rzeczywisty oraz teoretyczny obieg silnika spalinowego ZI w układzie p v i p, α, - zweryfikować otrzymane wyniki pomiarowe oraz wyznaczyć na ich podstawie pozostałe parametry stanu czynnika roboczego w cylindrze maszyny tłokowej. 3) Być przekonanym, że: - wiadomości dotyczące poruszanej tematyki są wykorzystywane przy rozwiązywaniu zagadnień projektowych, modernizacyjnych oraz wdrożeniowych maszyn tłokowych, - nie wszystkie wielkości fizyczne charakteryzujące stan termodynamiczny czynnika roboczego w maszynie tłokowej można bezpośrednio zmierzyć.

3 1 Wprowadzenie Pozyskiwanie lub doprowadzanie pracy z/do jakiejś maszyny w sposób ciągły jest możliwe jedynie przy doprowadzaniu i wyprowadzaniu energii z tej maszyny. Poza silnikami elektrycznymi czy prądnicami, jest to realizowane praktycznie poprzez przepływ substancji przez maszynę, który ponadto może odbywać się w sposób ciągły lub okresowy. W pierwszym przypadku mamy do czynienia z maszynami wirnikowymi, w drugim z maszynami tłokowymi. Jeżeli wewnątrz maszyny występuje istotna zmiana temperatury czynnika roboczego, to taką maszynę nazywamy maszyną cieplną. W cieplnych maszynach wirnikowych (takich jak np. turbiny, sprężarki osiowe czy promieniowe) parametry czynnika zmieniają się w sposób ciągły wraz z przemieszczaniem się czynnika wewnątrz maszyny. Gdy maszyna znajduje się w stanie ustalonym to pomiar parametrów termodynamicznych czynnika, w trakcie procesu cieplnego zachodzącego w maszynie, może być realizowany przez pomiar quasistatyczny w odpowiednich miejscach maszyny. Maszyny tłokowe pracują cyklicznie, to znaczy, że w stanie ustalonym każdy cykl działania rozpoczyna się każdorazowo od takich samych parametrów a końcowe parametry termodynamiczne czynnika po każdym cyklu są identyczne. W cieplnych maszynach tłokowych, znajdujących się w stanie ustalonym, jako quasistatyczne możemy traktować tylko pomiary parametrów czynnika roboczego na dopływie i odpływie z maszyny. Miejsca pomiarowe powinny znajdować się w takiej odległości od cylindrów maszyny, aby wpływ cyklicznych zmian parametrów (głównie ciśnienia) był pomijalnie mały. Wszystkie pomiary mające na celu określenie zmian parametrów w czasie jednego cyklu działania (pracy) maszyny muszą być dostosowane do szybkości zmian tych parametrów i odbywać się w sposób ciągły bez opóźnień czasowych. Rejestracja wyników pomiarów musi zapewniać ich wiarygodne odtworzenie dla analizy procesów zachodzących w czasie pojedynczego cyklu. Szybkozmienny charakter parametrów wyklucza w zasadzie pomiar przebiegu temperatury czynnika w czasie pojedynczego cyklu maszyny. Brak jest czujników o odpowiednio małej bezwładności cieplnej i nie ma możliwości, w odpowiednio krótkim czasie, doprowadzenia do stanu równowagi cieplnej czujnika i czynnika roboczego (wymóg Zerowej Zasady Termodynamiki). Niejednorodność pola temperatury wewnątrz cylindra maszyny tłokowej również eliminuje pomiar tego parametru i jego przydatność do określania stanu termodynamicznego czynnika w cylindrze. Jedynymi

4 mierzalnymi parametrami czynnika roboczego zamkniętego wewnątrz cylindra jest jego ciśnienie oraz objętość w chwili pomiaru. Indykacja silnika spalinowego lub sprężarki tłokowej polega na pomiarze sygnału szybkozmiennego ciśnienia w cylindrze lub układach dolotowym i wylotowym silnika w funkcji kąta obrotu wału korbowego. Pierwszy przyrząd do pomiaru zmiennego ciśnienia wewnątrz cylindra maszyny cieplnej opracował James Watt w 1970 roku. Był to odpowiednio zbudowany manometr mechaniczny w skład, którego wchodził cylinderek oraz tłoczek obciążony sprężyną (rysunek 1). C cylinder indykowanej maszyny Z zawór odcinający M manometr pomiarowy S sprężyna manometru R rysik do wykreślania przebiegu ciśnienia T tarcza do archiwizacji wykresu indykatorowego Rys. 1 Indykator mechaniczny James a Watt a. Ruch tłoczka wywoływany zmiennym ciśnieniem w mierzonym cylindrze, poprzez układ dzwigni, przenoszony był na rysik kreślący przebieg ciśnienia na obrotowym walcu. Sprzęgnięcie ruchu walca za pomocą linki z ruchem wału maszyny umożliwiało uzyskanie wykresu zmian ciśnienia względem położenia tłoka (funkcji zmiany objętości czynnika roboczego) w cylindrze. Napięcie wstępne i sztywność sprężyny oraz średnica tłoczka musiały być dobrane indywidualnie do mierzonego zakresu ciśnień. Bezwładność ruchomych części, tarcie wewnętrzne oraz wąskie pasmo przenoszonych częstotliwości ograniczało możliwość stosowania tego typu układów. Późniejsze rozwiązania zespołu pomiarowego wyposażonego w sprężynę prętową (np. firmy Maihak) wykazywały lepsze własności częstotliwościowe. Urządzenia te pozwalały indykować maszyny pracujące z prędkościami do ok obr/min [4]. Jednym z pierwszych badaczy, który posłużył się tą techniką pomiarową w silniku spalinowym był Nikolaus August

5 Otto. Zarejestrował on 18 maja 1876 roku przebieg zmian ciśnienia w cylindrze opracowanego przez siebie czterosuwowego silnika spalinowego ZI [5]. Pomiar i rejestracja ciśnienia przeprowadzane były w sposób ciągły, dzięki czemu otrzymano wykres indykatorowy. Planimetrowanie wspomnianego wykresu umożliwiało wyznaczenie mocy wewnętrznej silnika spalinowego. 2 Metodyka pomiarowa Obecnie pomiar szybkozmiennego ciśnienia dokonywany jest również w sposób ciągły, lecz za pośrednictwem czujnika piezoelektrycznego (piezokwarcowego) wraz z odpowiednim osprzętem. Analogowy sygnał ciśnienia pochodzący z czujnika, jest próbkowany z wysoką częstotliwością poprzez kartę pomiarową. Znacznym utrudnieniem podczas badań maszyn tłokowych jest szybkość zmian ciśnienia w cylindrze. Dla przykładu, silniki spalinowe stosowane w komunikacji mogą pracować z prędkościami maksymalnymi rzędu obr/min. Dokonanie pomiaru przy wspomnianych prędkościach z rozdzielczością np. Δα = 0,5 ο OWK wymaga stosowania aparatury pomiarowej z czasem próbkowania rzędu 6 10μs (na jednym kanale pomiarowym). Współczesne karty pomiarowe dysponują bardzo dobrymi parametrami pracy przetwornika analogowo-cyfrowego, które umożliwiają przeprowadzenie dokładnych badań maszyn tłokowych w szerokim zakresie prędkości obrotowych wału korbowego. Jako najważniejsze należy wymienić: wysoką rozdzielczość pomiaru oraz częstotliwość próbkowania sygnału mierzonego np. 16-bitowy przetwornik A/C, o zdolności próbkowania 600kHz [1]. Współpraca karty pomiarowej z szybkimi komputerami umożliwia precyzyjne oraz dokładne indykowanie maszyn. Ponadto możliwa staje się archiwizacja uzyskanych wyników pomiarowych oraz wyświetlanie zmierzonego sygnału na ekranie komputera bezpośrednio podczas pracy maszyny cieplnej. Stosowany w układzie do indykacji, piezokwarcowy czujnik ciśnienia charakteryzuje się zdolnością pomiaru tylko zmian (przyrostów) ciśnienia. Oznacza to, że aby wyznaczyć aktualne bezwzględne ciśnienie panujące wewnątrz badanej maszyny, należy dysponować dodatkowym pomiarem tej wielkości dla znanego położenia tłoka w cylindrze (tzw. detekcja linii zerowej). Dodatkowy pomiar (najczęściej podciśnienia) realizowany jest w kanale dolotowym badanego cylindra. Prawidłowa orientacja wykresu indykatorowego wymaga ponadto określenia położenia tłoka w cylindrze, zazwyczaj jest to (GZP) górne zwrotne położenie.

6 Rodzaje pomiarów ciśnień szybkozmiennych W zależności od sposobu próbkowania sygnału z czujnika ciśnienia, rozróżnia się dwie podstawowe metody pomiaru ciśnień szybkozmiennych. Rejestracja wyników pomiarowych może odbywać się względem następujących wielkości: 1. czasu, uzyskuje się funkcję p(t) 2. kąta obrotu wału korbowego, uzyskuje się funkcję p(α) Pierwsza z metod umożliwia zastosowanie uproszczonej wersji układu pomiarowego oraz łatwiejsze posługiwanie się narzędziem badawczym. Prowadzi to w zasadzie do krótszych czasów przygotowania samego pomiaru, jednak wykorzystanie uzyskanych wyników pomiarowych do rozważania roboczego cyklu pracy maszyny tłokowej jest znaczenie ograniczone. W metodzie tej występuje brak orientacji mierzonego ciśnienia względem pewnej wielkości geometrycznej (np. kąta obrotu wału korbowego, chwilowej objętości cylindra). Praktycznie uniemożliwia to uśrednianie wyników pomiarów wykonanych dla kilku czy kilkudziesięciu cykli pracy maszyny. Druga metoda, dzięki zastosowaniu znacznika położenia, umożliwia pomiar ciśnienia względem kąta obrotu wału korbowego. Pomiary odbywają się zawsze przy tych samych położeniach wału korbowego i kolejne punkty pomiarowe są zawsze przesunięte względem siebie o określoną wartość Δα zależną od rozdzielczości przetwornika. Tak otrzymane wyniki z występujących po sobie cykli pracy maszyny tłokowej można wiarygodnie uśredniać. Poszczególne elementy składowe układu pomiarowego muszą być dobrane do konkretnego obiektu badawczego oraz do planowanego przebiegu eksperymentu (rodzaje czujników, zakresy pomiarowe itp.). Detale kompletnego systemu badawczego determinują sposób prowadzenia pomiarów, ich zakres oraz dokładność. W skład pełnej aparatury badawczej powinny wchodzić następujące podzespoły: czujnik piezoelektryczny do pomiaru szybkozmiennego ciśnienia, wzmacniacz ładunku generujący sygnał o wartości napięcia proporcjonalnej do wartości mierzonego ciśnienia, przewody pomiarowe do transmisji ładunku oraz sygnałów napięciowych o odpowiednio wysokim poziomie izolacji, znacznik kąta obrotu wału korbowego (enkoder), karta pomiarowa wraz z komputerem PC,

7 program do komunikacji karty pomiarowej z układem czujnika oraz archiwizacji danych, wakuometr do pomiaru średniego podciśnienia w kanale dolotowym lub piezorezystywny czujnik ciśnienia bezwzględnego. Piezokwarcowy czujnik ciśnienia W budowie przetworników do pomiaru szybkozmiennych ciśnień najbardziej rozpowszechnił się kwarc (SiO 2 ) głównie z względu na dużą wytrzymałość mechaniczną, dobre własności izolacyjne oraz liniową charakterystykę w stosunkowo szerokim zakresie temperatur. Główną zaletą tego typu czujnika jest to, że umożliwia on dokonywanie dokładnych pomiarów dynamicznych, czyli takich, jakie występują w cylindrze silnika spalinowego (lub innej maszyny tłokowej). Powstające w nim zjawisko piezoelektryczne polega na pojawieniu się ładunków elektrycznych na powierzchniach ograniczających niektóre rodzaje kryształów. Konstrukcja przetworników ciśnienia bazuje zazwyczaj na wykorzystaniu tzw. podłużnego zjawiska piezokwarcowego (rysunek 2) powstającego podczas działania siły skierowanej wzdłuż osi elektrycznej kryształu. Płytki kwarcowe stanowiące element pomiarowy mają kształt walca, których wysokość jest mniejsza od średnicy. W celu zwiększenia czułości przetwornika buduje się je ze stosu płytek nakładanych jedna na drugą i połączonych równolegle. Rys. 2 Schemat powstawania podłużnego zjawiska piezoelektrycznego. Przetwornik ciśnienia dobiera się ze względu na przewidywany zakres pomiarowy, sposób oraz miejsce montażu, częstotliwość sygnału mierzonego. Ostatnie kryterium determinuje

8 dokładność uzyskiwanych wyników pomiarowych. Częstotliwość własna przetwornika musi być odpowiednio większa od częstotliwości sygnału mierzonego, co wynika z teorii drgań [4]. W praktyce częstotliwość własna produkowanych czujników wynosi powyżej 80kHz. Przy tej wartości osiąga się zadowalająco dokładny pomiar ciśnienia z błędem poniżej 1%, także w okresie spalania stukowego, którego częstotliwość ocenia się na około 4 8kHz. Znacznik położenia wału korbowego Precyzyjne przyporządkowanie sygnałów pomiarowych konkretnym położeniom tłoka w cylindrze, umożliwia zastosowanie znacznika kąta obrotu wału korbowego (enkodera). Zadaniem tego elementu jest generowanie pojedynczych sygnałów elektrycznych, co pewien kąt Δ α, które następnie wyzwalają układ karty pomiarowej powodując pomiar ciśnienia. Najczęściej w układzie badawczym stosuje się enkoder fotoelektryczny o wymaganej rozdzielczości np punkty (impulsy elektryczne) na jeden obrót. Oznacza to, że kolejny pomiar odbywa się, co określoną wartość kątową wynoszący OWK. Dodatkowo urządzenie to wyposażone jest w sygnał pojawiający się raz na jeden obrót wału korbowego. Sygnał ten wykorzystuje się do określania pojedynczych obrotów i lokalizacji tłoka w górnym zwrotnym położeniu (GZP). Schemat działania oraz uproszczoną budowę fotoelektrycznego znacznika kąta przedstawia (rysunek 3). Δα = o 0,352 1 układ nadajnika 2 układ odbiornika 3 okno przesłony nadajnika sygnału położenia tłoka (GZP) 4 okno przesłony nadajnika sygnału położenia wału 5 tarcza znacznikowa z tworzywa sztucznego Rys. 3 Zasada działania znacznika położenia wału korbowego. Zasada pomiaru w przedstawionym układzie oparta jest o blokowanie strumienia światła. W zależności od konfiguracji wykorzystuje się metody refleksyjne lub z dodatkowym źródłem światła. Możliwości technologiczne dokładnego wykonania specjalnych tarcz znacznikowych (5)

9 powodują, że optyczne dekodery położenia kątowego są urządzeniami o wysokiej dokładności pomiaru przy małych gabarytach. Ważną ich zaletą jest wysoka odporność na zakłócenia elektromagnetyczne, co jest szczególnie istotne w badaniach silników spalinowych z zapłonem iskrowym. Karta pomiarowa Wzmocniony sygnał pomiarowy pochodzący z przetwornika ciśnienia jest zazwyczaj sygnałem napięciowym o wartości ±10V, który można bezpośrednio podłączyć do karty pomiarowej. Aby dokonać pomiaru ciśnienia w jednym cylindrze silnika spalinowego karta musi posiadać, co najmniej dwa kanały pomiarowe, służące do rejestracji: zmian ciśnienia oraz pojedynczego obrotu wału (umownego występowania GZP). 3. Przebieg ćwiczenia W ramach niniejszych zajęć laboratoryjnych, pomiar szybkozmiennych ciśnień odbywa się w cylindrze silnika spalinowego z zapłonem iskrowym, który jest umieszczony na specjalnie przygotowanej hamowni silnikowej. Stanowisko badawcze (rysunek 4) jest w pełni zautomatyzowane i w połączeniu z sterownikiem mikroprocesorowym umożliwia pomiar najważniejszych parametrów opisujących aktualny stan pracy silnika spalinowego (prędkość obrotową wału korbowego i moment obrotowy na wale łączącym silnik z hamulcem). Symulacja warunków pracy silnika, jakie mają miejsce w układzie napędowym pojazdu, odbywa się za pomocą obciążania jego wału poprzez system hamulcowy. Urządzeniem do odbioru momentu obrotowego silnika spalinowego umieszczonego na stanowisku badawczym jest hamulec elektrowirowy. Poprawne chłodzenie poszczególnych podzespołów silnika spalinowego zapewnia system wymienników płaszczowo rurowych odbierających ciepło z obiegu pierwotnego. Ponadto układ smarowania posiada własny wymiennik ciepła chłodzący olej silnikowy. Wybrany punkt pracy silnika spalinowego osiąga się poprzez nastawę w kasecie regulacyjno pomiarowej żądanych wartości prędkości i momentu obrotowego wału silnika. Wielkości te są monitorowane w sposób ciągły za pośrednictwem: czujnika tensometrycznego, mierzącego obciążenie silnika (M o,e, Nm/rad) z dokładnością do 1 Nm/rad w zakresie Nm/rad, indukcyjnego nadajnika impulsowego, mierzącego prędkość obrotową wału silnika (n o, obr/min) z dokładnością 1 obr/min w zakresie obr/min.

10 Układ paliwowy t p Kaseta regulacyjno-pomiarowa n Wymiennik. ciepła Qch Powietrze Wakuometr t a Filtr oleju Chłodnica oleju M t w2. Qch Silnik splalinowy ZI Hamulec elektrowirowy Wał połączeniowy Mo,e t ol t w1 t w2 no t w1 t wm1 Miska olejowa t wm2. Qol Wymiennik ciepła Rys. 4 Stanowisko badawcze warunków hamulcem elektrowirowym. Zamocowany na hamowni silnik spalinowy, stosowany jest jako jednostka napędowa do małych samochodów osobowych. Podstawowe parametry pracy oraz dane techniczne silnika przedstawia tablica 1. Dane techniczne badanego silnika spalinowego ZI Dane typ silnika 170A1.046 rodzaj silnika liczba i układ cylindrów z zapłonem iskrowym, 4- suwowy, wolnossący średnica i skok tłoka 65 x 67,7 mm pojemność skokowa silnika 0,899 dm 3 stopień kompresji (sprężania) 8,8 4 cylindry w układzie rzędowym Tablica 1

11 Zamocowany na stanowisku hamownianym silnik spalinowy wyposażony jest w system pomiarowy do indykacji ciśnienia w cylindrze. Schematy połączeń poszczególnych elementów w tym układzie przedstawiono na rysunku 5 [3]. Zestaw pomiarowy umożliwia indykację tylko jednego cylindra. Podczas przetwarzania wyników pomiarowych przyjmuje się założenie, iż zjawiska zachodzące w pozostałych (nie indykowanych) cylindrach przebiegają podobnie. 1 Badany silnik spalinowy ZI 2 Czujnik ciśnienia zintegrowany z świecą zapłonową 3 Wzmacniacz ładunku 4 Układ zasilania 220/24/5V 5 Czujnik położenia tłoka oraz wału korbowego 6 Układ we/wy 7 Karta pomiarowa umieszczona zainstalowana komputerze 8 Komputer wraz z oprogramowaniem pomiarowym 9 Układ przeciwzakłóceniowy 10 Wakuometr 11 Zbiornik tłumiący pulsacje w układzie dolotowym Rys. 5 Stanowisko badawcze do indykacji silników spalinowych ZI.

12 W układzie tym pomiar ciśnienia wewnątrz cylindra silnika spalinowego dokonywany jest za pośrednictwem czujnika firmy Kistler (typ 6117BF17), którego konstrukcja oraz podstawowe dane techniczne zaprezentowano na rysunku 6. 1 czujnik ciśnienia 2 trzpień z membraną 3 nakrętka z kanałem gazowym 4 korpus świecy zapłonowej 5 osłona metalowa 6 nasadka elektrody 7 złącze BNC 8 przewód o wysokim stopniu izolacji DANE TECHNICZNE Czujnik ciśnienia firmy KISTLER typ. 6117BF17 Zakres Pomiarowy Chwilowe maksymalne ciśnienie przeciążenia czujnika Czułość dla temp. 200 C Częstotliwość własna (czujnik wraz z adapterem świecy zapłonowej) Robocza temperatura pracy Rezystancja izolacji czujnika w temperaturze: 20 C 200 C Pojemność elektryczna czujnika z 1m przewodu pomiarowego 0 20MPa 25MPa -15,9pc/bar 130kHz 300 C >10 13 Ω >10 11 Ω 110pF Rys. 6 Czujnik ciśnienia stosowany do indykacji silnika ZI.

13 Czujnik ten poprzez wzmacniacz ładunku (3) podaje analogowy (napięciowy) sygnał ciśnienia, który jest następnie próbkowany z odpowiednio wysoką częstotliwością. Wartość wspomnianej częstotliwości zależy od prędkości obrotowej wału korbowego silnika oraz współpracującego z nim enkodera. Układ karty pomiarowej wyzwalany jest 1024 razy na jeden obrót wału korbowego. Wzmacniacz ładunku oraz znacznik położenia wału korbowego wymagają zewnętrznego źródła zasilania (4). Przekazywany sygnał ciśnienia poprzez układ we/wy dociera do ustroju pomiarowego karty. Zastosowana w układzie karta pomiarowa (7) firmy Data Translation DT 304 wyposażona jest w 12 bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy z maksymalną częstotliwością próbkowania wynoszącą 400kHz. Ponadto układ wejściowy oparty jest na 16-kanałowym elemencie multiplekserowym. Pomiar podciśnienia w kanale dolotowym realizowany jest wakuometrem wskazówkowym. Przed przystąpieniem do indykacji silnika spalinowego należy w pierwszej kolejności przeprowadzić kalibrację toru pomiarowego. Następnym krokiem jest określenie poprawki wyznaczania GZP [2]. Dopiero po wykonaniu tych czynności można rozpocząć planowany cykl badań. Czynności te zostaną szczegółowo omówione w trakcie zajęć laboratoryjnych. Obsługa aplikacji pomiarowej Elektronicznym systemem pomiarowym zarządza specjalna aplikacja skonfigurowana w programie DT Measure Foundry firmy Data Translation. Uruchomienie skrótu Indykacja_ZI.dtx, znajdującego się na pulpicie systemu Windows wyzwala program pomiarowy. Na rysunku 7 pokazano okno pojawiające się zaraz po uruchomieniu programu. Widoczne dwa charakterystyczne monitory, posiadają zdolność wyświetlania wartości wielkości mierzonych przez kartę pomiarową. W tym przypadku są to: sygnał umownego znacznika GZP (górny monitor) oraz sygnał z przetwornika ciśnienia (dolny monitor). Edycja zaawansowanych ustawień tych elementów odbywa się poprzez podwójne użycie lewego klawisza myszy, podczas gdy jej wskaźnik znajduje się na oknie dialogowym monitorów (dowolne miejsce okna). Podstawową czynnością przed rozpoczęciem pomiaru jest określenie ilości cykli pracy maszyny tłokowej, które mają zostać zapisane na dysku twardym komputera. Liczba cykli determinuje ilość zarejestrowanych punktów pomiarowych (w omawianym systemie, 1cykl = 2048 punkty pomiarowe). Przejście do edycji bufora przechowywanej ilości sygnałów pomiarowych pokazano na rysunku 8.

14 Wartość sygnału mierzonego V Monitor pomiaru sygnału GZP Monitor pomiaru ciśnienia w cylindrze Zapis na dysk Pomiar Rys. 7 Widok okna programu pomiarowego zaraz po uruchomieniu. Należy wpisać ilość próbek zmierzonego sygnału ciśnienia, które mają podlegać archiwizacji. Przejście do edycji kolejnych wielkości Rys. 8 Edycja wielkości bufora próbek sygnału mierzonego.

15 Prezentowana aplikacja umożliwia archiwizację wyników w plikach tekstowych. Zapisany plik składa się zawsze z trzech kolumn. Pierwsza dotyczy czasu i związana jest z częstotliwością próbkowania sygnału. Druga zawiera informację o GZP, natomiast w trzeciej kolumnie zapisane są wartości mierzonego ciśnienia. Liczba wierszy zdeterminowana jest określoną przez użytkownika ilością punktów pomiarowych plus jeden stanowiący nagłówek z nazwami wielkości mierzonych (wiersz pierwszy). Zasadniczy problem podczas interpretacji uzyskanych wyników pomiaru stanowią znaczne odchylenia przebiegów ciśnień w następujących po sobie cyklach pracy silnika spalinowego ZI. Główny wpływ na kształt kolejnego obiegu ma charakter zjawisk zachodzących w cylindrze silnika spalinowego, oraz stabilność zadanych parametrów operacyjnych (stabilność punktu pracy n o, M oe, stabilizacja temperatur mediów smarno - chłodzących). Odpowiednio wysoka ilość archiwizowanych cykli roboczych (co najmniej 50 kolejno występujących po sobie cykli) oraz wykorzystanie metod statystycznych umożliwia wyznaczenie uśrednionego cyklu reprezentatywnego dla danego punktu pracy silnika spalinowego Sprawozdanie z przeprowadzonego ćwiczenia laboratoryjnego należy opracować według następującego porządku: 1. Charakterystyka obiektu przeznaczonego do badań łącznie ze szkicem oraz opisem stanowiska badawczego wraz z układami pomiarowymi. 2. Opis metodyki badawczej. Sposób postępowania podczas pomiaru, wartości zastosowanych nastaw urządzeń pomiarowych. 3. Prezentacja wyników badań. Ta część powinna zawierać informacje o stanie parametrów pomocniczych w trakcie przeprowadzania eksperymentu. Należą do nich; parametry otoczenia (temp. ciśnienie, wilgotność względna), parametry mediów współpracujących z elementami silnika spalinowego (temp. płynu chłodzącego oraz oleju smarującego silnik), wyniki analizy składu spalin - jeżeli została sporządzona, strumień zużywanego paliwa przez silnik. 4. Interpretacja graficzna opracowanych wyników pomiarowych. Wykorzystując zależności matematyczne, które zostaną podane przez prowadzącego zajęcia należy wykonać stosowne obliczenia oraz wykresy. 5. Wnioski.

16 [1] HOHENBERG G.,: Beiträge 1. Darmstädter Indiziersymposium, Darmstadt, Mai 1994 [2] POLANOWSKI S.,: Wyznaczanie GMP na wykresie indykatorowym ze spalaniem. Konstrukcja, Badania, Eksploatacja, Technologia Pojazdów Samochodowych i Silników Spalinowych, PAN Kraków 1999 [3] PRZYBYŁA G., POSTRZEDNIK S., PIERNIKARSKI D.,: Analiza czynników mających wpływ na poprawę procesu konwersji energii w silnikach spalinowych, 30 th International Scientific Conference on Internal Combustion Engines KONES 2004 Zakopane - Materiały Konferencyjne. [4] SERDECKI W.,: Badania silników spalinowych laboratorium, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2001 [5] WIMMER A., GLASER J., PIERNIKARSKI D.,: Indykowanie silnika, AVL List GmbH, Graz 2002, Wydanie polskie: Instytut Zastosowań Techniki, Warszawa 2004