Silniki tłokowe. Dr inż. Robert JAKUBOWSKI

Podobne dokumenty
Silniki tłokowe. Dr inż. Robert JAKUBOWSKI

Silniki tłokowe. Dr inŝ. Robert JAKUBOWSKI

Analiza konstrukcji i cyklu pracy silnika turbinowego. Dr inż. Robert Jakubowski

Wykład 2. Przemiany termodynamiczne

PORÓWNANIE WYKRESU INDYKATOROWEGO I TEORETYCZNEGO - PRZYKŁADOWY TOK OBLICZEŃ

Temperatura i ciepło E=E K +E P +U. Q=c m T=c m(t K -T P ) Q=c przem m. Fizyka 1 Wróbel Wojciech

Dwuprzepływowe silniki odrzutowe. dr inż. Robert JAKUBOWSKI

Kalorymetria paliw gazowych

Termodynamika 2. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Laboratorium z Konwersji Energii SILNIK SPALINOWY

SILNIKI SPALINOWE RODZAJE, BUDOWA I ZASADA DZIAŁANIA

Andrzej Ambrozik. Podstawy teorii tłokowych silników spalinowych

11. Termodynamika. Wybór i opracowanie zadań od 11.1 do Bogusław Kusz.

= T. = dt. Q = T (d - to nie jest różniczka, tylko wyrażenie różniczkowe); z I zasady termodynamiki: przy stałej objętości. = dt.

13) Na wykresie pokazano zależność temperatury od objętości gazu A) Przemianę izotermiczną opisują krzywe: B) Przemianę izobaryczną opisują krzywe:

Przy prawidłowej pracy silnika zapłon mieszaniny paliwowo-powietrznej następuje od iskry pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej.

TERMODYNAMIKA. Przedstaw cykl przemian na wykresie poniższym w układach współrzędnych przedstawionych poniżej III

Pytania na egzamin dyplomowy specjalność SiC

Doświadczenie Joule a i jego konsekwencje Ciepło, pojemność cieplna sens i obliczanie Praca sens i obliczanie

Wykład 7. Energia wewnętrzna jednoatomowego gazu doskonałego wynosi: 3 R . 2. Ciepło molowe przy stałym ciśnieniu obliczymy dzięki zależności: nrt

Zespoły silnika lotniczego. Dr inż. Robert Jakubowski

INTERPOLACJA RZECZYWISTEGO WYKRESU INDYKATOROWEGO SILNIKA O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM ZA POMOCĄ FUNKCJI SKLEJANYCH

10. FALE, ELEMENTY TERMODYNAMIKI I HYDRODY- NAMIKI.

Komory spalania, turbiny i dysze wylotowe. Dr inż. Robert JAKUBOWSKI

termodynamika fenomenologiczna

Komory spalania turbiny i dysze. Dr inż. Robert JAKUBOWSKI

Termodynamika. Część 5. Procesy cykliczne Maszyny cieplne. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ

WARUNKI RÓWNOWAGI UKŁADU TERMODYNAMICZNEGO

Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów ATH ZAKŁAD TERMODYNAMIKI. Pomiar ciepła spalania paliw gazowych

Materiały pomocnicze do ćwiczeń z przedmiotu: Termodynamika techniczna

[1] CEL ĆWICZENIA: Identyfikacja rzeczywistej przemiany termodynamicznej poprzez wyznaczenie wykładnika politropy.

Jest to zasada zachowania energii w termodynamice - równoważność pracy i ciepła. Rozważmy proces adiabatyczny sprężania gazu od V 1 do V 2 :

Obiegi gazowe w maszynach cieplnych

Pojazdy rolnicze. W rolnictwie znajdują zastosowanie następujące pojazdy:

Wykład 4 Gaz doskonały, gaz półdoskonały i gaz rzeczywisty Równanie stanu gazu doskonałego uniwersalna stała gazowa i stała gazowa Odstępstwa gazów

Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich. Teoria kinetyczna INZYNIERIAMATERIALOWAPL. Kierunek Wyróżniony przez PKA

Śr Kin Ruchu Postępowego. V n R T R T. 3 3 R 3 E R T T k T, 2 N 2 B

Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych Instytut Pojazdów LABORATORIUM POKŁADOWEJ DIAGNOSTYKI POJAZDÓW

Wymagania edukacyjne Technologia napraw zespołów i podzespołów mechanicznych pojazdów samochodowych

Tomasz P. Olejnik, Michał Głogowski Politechnika Łódzka

Stany materii. Masa i rozmiary cząstek. Masa i rozmiary cząstek. m n mol. n = Gaz doskonały. N A = 6.022x10 23

OBLICZENIA SILNIKA TURBINOWEGO ODRZUTOWEGO (SILNIK IDEALNY) PRACA W WARUNKACH STATYCZNYCH

Termodynamika 1. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Efektywność energetyczna systemu ciepłowniczego z perspektywy optymalizacji procesu pompowania

TEMAT: PARAMETRY PRACY I CHARAKTERYSTYKI SILNIKA TŁOKOWEGO

BADANIE SPRĘŻARKI TŁOKOWEJ.

PORÓWNAWCZE CYKLE PRACY SILNIKA Z WIELOETAPOWYM WTRYSKIEM PALIWA

TERMODYNAMIKA. Termodynamika jest to dział nauk przyrodniczych zajmujący się własnościami

Teoria silników lotniczych. Pok. 342A TEL Strona

P O L I T E C H N I K A W A R S Z A W S K A

W Silniki spalinowe

Opis techniczny. Strona 1

9.1 Wstęp Analiza konstrukcji pomp i sprężarek odśrodkowych pozwala stwierdzić, że: Ciśnienie (wysokość) podnoszenia pomp wynosi zwykle ( ) stopnia

[ ] 1. Zabezpieczenia instalacji ogrzewań wodnych systemu zamkniętego Przeponowe naczynie wzbiorcze. ν dm [1.4] Zawory bezpieczeństwa

BADANIA SPRĘŻARKI TŁOKOWEJ

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Koninie. Janusz Walczak

OBLICZENIA SILNIKA TURBINOWEGO ODRZUTOWEGO (rzeczywistego) PRACA W WARUNKACH STATYCZNYCH. Opracował. Dr inż. Robert Jakubowski

ZESZYTY NAUKOWE NR 10(82) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Badania wpływu struktury elektrowni gazowo-parowych na charakterystyki sprawności

II zasada termodynamiki.

Transport I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny) studia niestacjonarne (stacjonarne / niestacjonarne)

Zespoły silnika lotniczego. Dr inż. Robert Jakubowski

Entalpia swobodna (potencjał termodynamiczny)

Rys. 1. Obieg cieplny Diesla na wykresach T-s i p-v: Q 1 ciepło doprowadzone; Q 2 ciepło odprowadzone

Silniki pojazdów samochodowych

Skrócony opis patentowy rotacyjnego silnika spalinowego i doładowarki do tego silnika lub maszyna chłodnicza i grzewcza

DOBÓR PARAMETRÓW PRACY SILNIKA SPALINOWEGO O ZAPŁONIE ISKROWYM Z OBIEGIEM ATKINSONA W HYBRYDOWYM UKŁADZIE NAPĘDOWYM

CHARAKTERYSTYKI ZŁOŻONYCH UKŁADÓW Z TURBINAMI GAZOWYMI

Obieg Ackeret Kellera i lewobieżny obieg Philipsa (Stirlinga) podstawy teoretyczne i techniczne możliwości realizacji

PROBLEMATYKA WYMIANY ŁADUNKU W CYLINDRACH LOTNICZEGO SILNIKA TŁOKOWEGO

M. Chorowski Podstawy Kriogeniki, wykład Metody uzyskiwania niskich temperatur - ciąg dalszy Dławienie izentalpowe

LABORATORIUM SILNIKÓW SPALINOWYCH Materiały pomocnicze

3. Przyrost temperatury gazu wynosi 20 C. Ile jest równy ten przyrost w kelwinach?

1. Wprowadzenie. 2. Klasyfikacja i podstawowe wskaźniki charakteryzujące pracę silników spalinowych. 3. Paliwa stosowane do zasilania silników

KASKADOWE UKŁADY OBIEGÓW CIEPLNYCH W MIKROKOGENERACJI

Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych Instytut Pojazdów LABORATORIUM TERMODYNAMIKI. Wykres indykatorowy silnika spalinowego

Mechanika i Budowa Maszyn Studia pierwszego stopnia

prawa gazowe Model gazu doskonałego Temperatura bezwzględna tościowa i entalpia owy Standardowe entalpie tworzenia i spalania 4. Stechiometria 1 tość

Projekt Inżynier mechanik zawód z przyszłością współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

1. Wprowadzenie 1.1. Krótka historia rozwoju silników spalinowych

Budowa materii Opis statystyczny - NAv= 6.022*1023 at.(cz)/mol Opis termodynamiczny temperatury -

Wykład 7: Przekazywanie energii elementy termodynamiki

TERMODYNAMIKA PROCESOWA I TECHNICZNA

W pierwszym doświadczeniu nastąpiło wrzenie wody spowodowanie obniżeniem ciśnienia.

THE THERMODYNAMIC CYCLES FOR THE DOUBLE PISTONS INTERNAL COMBUSTION ENGINE OBIEGI PRACY DWUTŁOKOWEGO SILNIKA SPALINOWEGO

DOBÓR ZESTAWU HYDROFOROWEGO

Charakterystyki prędkościowe silników spalinowych

ANALIZA OBIEGU TERMODYNAMICZNEGO SILNIKA ODRZUTOWEGO

Turbinowy silnik odrzutowy. Dr inŝ. Robert JAKUBOWSKI

Silniki pojazdów samochodowych : podręcznik do nauki zawodu Technik pojazdów samochodowych / aut. Richard Fischer [et al.].

1. Parametry strumienia piaskowo-powietrznego w odlewniczych maszynach dmuchowych

Dobór zestawu hydroforowego Instalacje wodociągowe i kanalizacyjne 2. Wrocław 2014

BADANIA SYMULACYJNE PROCESU IMPULSOWEGO ZAGĘSZCZANIA MAS FORMIERSKICH. W. Kollek 1 T. Mikulczyński 2 D.Nowak 3

Przemiany termodynamiczne

TERMODYNAMIKA. przykłady zastosowań. I.Mańkowski I LO w Lęborku

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

2. Klasyfikacja i podstawowe wskaźniki charakteryzujące pracę silników spalinowych

Obieg Ackereta-Kellera i lewobieżny obieg Philipsa(Stirlinga)

Transkrypt:

Silniki tłokowe Dr inż. Robert JAKUBOWSKI

Literatura rzedmiotu: Dzierżanowski P. i.in: Silniki Tłokowe z serii Naędy lotnicze, WKŁ. Warszawa 98 Borodzik F.: Budowa silnika z serii Aeroklub olski szkolenie samolotowe, WKŁ Warszawa 973 Ambrozik A.:Wybrane zagadnienia rocesów cielnych w tłokowych silnikach salinowych, Wyd. Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2003 Cheda W., Malski M.: Techniczny oradnik lotniczy, Silniki, WKŁ, Warszawa 984 Wender J. Wajand J.: Silniki salinowe małej mocy, WNT, Warszawa 983

Podstawowe tyy silnika tłokowego ze względu na zasadę działania Silnik czterosuwowy Silnik dwusuwowy Silnik z wirującym tłokiem silnik Wankla

Zasada racy silnika czterosuwowego

Zasada racy silnika czterosuwowego

Zasada racy silnika dwusuwowego SUW W DÓŁ SUW W GÓRĘ

Zasada racy silnika dwusuwowego

Zasada racy silnika dwusuwowego dwusuw.gif

Przełukiwanie cylindra

Nowe koncecje silnika dwusuwowego

Zasada racy silnika Wankla

Zasada racy silnika Wankla

Silniki tłokowe Obieg silnika tłokowego 2 s = 2 2 ε = 2 - objętość maksymalna - objętość minimalna - objętość skokowa - stoień srężania

Procesy w silniku salinowym są bardzo złożone, albowiem w trakcie racy silnika mamy do czynienia z szeregiem zjawisk, które są trudne do oisania w formie rostych formuł matematycznych dających możliwość szybkiego rozwiązania oraz łatwej interretacji. Dlatego na etaie oracowywania nowych konstrukcji, jak i doskonalenia już istniejących owszechnie wykorzystuje się uroszczone modele obiegu racy silnika tłokowego.

Obiegi silnika Teoretyczny jest wzorcem rzedstawiającym rzy omocy rzemian idealnych obieg energii w silniku. Czynnik roboczy oisany jest za omocą modelu gazu doskonałego (Carnota, Joula, Brytona, Otto) Porównawczy - obieg bardziej dostosowany ze względu na analizę silników salinowych, wykorzystujący ois zachodzących rzemian jako odwracalne, rzy czym model czynnika roboczego traktuje się jako gaz ółdoskonały lub rzeczywisty oraz uwzględnia się suwy wymiany ładunku Rzeczywisty ujmujący najełniej ogół zjawisk wystęujących w silniku, bazujący na możliwie jak najdokładniejszym oisie rzeczywistych zjawisk zachodzących w silniku salinowym. Obieg można otrzymać na odstawie wykresu indykatorowego

Obieg teoretyczny Przemiany w obiegu są rzemianami odwracalnymi Czynnik roboczy jest traktowany jako gaz idealny (c, c v, k, R stałe) Pomija się zmianę ilości czynnika w obiegu Proces salania traktuje się jako równoważny mu roces dorowadzenia cieła Proces wymiany ładunku rzyjmuje się jako roces odrowadzenia cieła z układu

Obiegi teoretyczne silnika tłokowego Obieg Otto Obieg Otto 3-2 izentroowe sreżanie 2-3 izochoryczne dorowadzenie cieła 3-4 izentroowe rozrężanie 4- izochoryczne odrowadzenie cieła 2 4 Przybliżony model racy silnika o załonie iskrowym

Obiegi teoretyczne silnika tłokowego Obieg Diesla Obieg Diesla 2 3-2 izentroowe sreżanie 2-3 izobaryczne dorowadzenie cieła 3-4 izentroowe rozrężanie 4- izochoryczne odrowadzenie cieła 4 Przybliżony model racy wolnossącego silnika o załonie samoczynnym

Obiegi teoretyczne silnika tłokowego Obieg Sabathe Obieg Sabathe 3 4-2 izentroowe sreżanie 2-3 izobaryczne dorowadzenie cieła 3-4 izochoryczne dorowadzenie cieła 4-5 izentroowe rozrężanie 2 5- izochoryczne odrowadzenie cieła 5 Przybliżony model racy wsółczesnych silników o załonie samoczynnym

Praca obiegu i srawność cielna obiegu silnika 3 4 PRACA OBIEGU lob = qdo qod 2 l ob CEPŁO DOPROWADZONE ( ) ( ) q = q + q = c T T + c T T do 2 3 3 4 v 3 2 4 3 SPRAWNOŚĆ CIEPLNA OBIEGU η = c l q ob do q = q od do 5 CEPŁO ODPROWADZONE od ( ) q = q = c T T 5 v 5 Srawność obiegu jest tym większa im większa jest raca obiegu uzyskiwanego z tej samej ilości dorowadzonego cieła

Uogólniony termodynamiczny obieg silnika tłokowego 3 4 2 oraz 5 6 ε = λ = 2 ρ = 4 2 σ = 5 4 ρ ' = 3 2 5 Stoień srężania Stoień wzrostu ciśnienia odczas dorowadzania cieła rzy =const. Stoień wstęnego rozrężania odczas dorowadzania cieła rzy =const. Stoień dalszego rocesu rozrężania Stoień wstęnego srężania odczas oddawania cieła rzy =const. ρ ' ε = σρ ε σ = ρ ρ'

Parametry termodynamiczne obiegu orównawczego ciśnienie objętość temeratura 3 4 = 2 k ε k 2 = ε T2 = Tε k 3 = ε λ = 3 2 k T3 = Tε λ 2 = ρ ε k 4 = 3 4 4 = k k 5 = ε λ ρ T Tε λρ k k 5 = σ ' T5 = Tε λ ρ σ 5 = σρ ε 5 6 = T6 = Tρ ' 6 6 = σ ' oraz ρ ' ε = σρ ε σ = ρ ρ'

Praca obiegu ( ) ( ) ( ) ( ) lob = qdo qod = cv T3 T2 + c T4 T3 cv T5 T6 + c T6 T = Po odstawieniu: ( ) + ( ) ( ) + ( ) c T T k T T c T T k T T v 3 2 4 3 v 5 6 6 k k ε σρ lob = Tc v ε ( λ ) kλ ( ρ ) + λρ + ( k ) k σ ε 3 4 Dla obiegu Sabathe ρ ' =, ε = ρσ k k { ε ( λ ) λ ( ρ ) λ ρ } lob = Tc v + k 2 Dla obiegu Otto ρ ' =, ρ =, ε = σ k ( )( ) lob = Tc v λ ε 5 6 Dla obiegu Diesla ρ ' =, λ =, ε = ρσ k k { ε ( ρ ) ρ } lob = Tc v k

Srawność cielna obiegu η ob k ε σρ λρ ( k ) k l q + ob od σ ε = = = k qdo qdo ε ( λ ) + kλ( ρ ) 3 4 Dla obiegu Sabathe ρ ' =, ε = ρσ η ob = k λρ ( ) + k ( ) k ε λ λ ρ 2 Dla obiegu Otto ρ ' =, ρ =, ε = σ = ε η ob k 5 6 Dla obiegu Diesla ρ ' =, λ =, ε = ρσ l ob = k ε k ρ k ( ρ )

Średnie ciśnienie obiegu k ε = l = λ + kλ ( ρ ) η ( k ) ( ερ ' ) ob s ob 3 4 Dla obiegu Sabathe ρ ' =, ε = ρσ k ε = λ + kλ ( ρ ) η ( k )( ε ) ob 2 Dla obiegu Otto ρ ' =, ρ =, ε = σ k ε = ( )( ) ( λ ) k ε η ob 5 6 Dla obiegu Diesla ρ ' =, λ =, ε = ρσ ε = k k ( k )( ε ) ( ρ ) η ob

Wływ wybranych arametrów na arametry obiegu 3 4 Parametry wyjściowe rzyjęte do analizy ε = 6, λ = 2, ρ = 2, ρ' = 2 5 6

Podsumowanie analizy obiegu silnika orównawczego Najkorzystniej racę obiegu silnika można odnosić orzez zwiększanie ilości cieła dostarczonego w rocesie izochorycznym a nastęnie w rocesie izobarycznym Na odnoszenie srawności cielnej silnika (zmniejszanie zużycia aliwa) wływa odnoszenie stonia srężania w silniku Stosunkowo niekorzystny wływ na srawności cielną obiegu ma zwiększanie racy obiegu orzez izobaryczne dorowadzanie cieła

Określanie arametrów użytkowych na odstawie analizy obiegu silnika ŚREDNIE CIŚNIENIE OBIEGU sr = Lob s = lob vs 3 4 MAKSYMALNE CIŚNIENIE OBIEGU k = λ = λ ε 3 2 q q λ = ct + = + v v k v 2 ct v aε 2 sr 5 6 MAKSYMALNA TEMPERATURA OBIEGU k T4 = Tε λρ q q ρ = + = + ct k 3 ct aε λ

Obieg teoretyczny silnika doładowanego 3 4 2 Stoień srężania w srężarce: ε = sr a Całkowity stoień srężania: ε = ε ε c sr 5 Doładowanie a b Zastosowanie doładowania zwiększa ciśnienie maksymalne w obiegu a także odnosi temeratury obiegu. W odniesieniu do silnika bez doładowania zwiększa srawność obiegu orzez zwiększenie całkowitego stonia srężania η ob ( ) ( ) ( ) k k ( ρλ ) ( ) + ( ) l qod kcv Tb T ob a = = = = k qdo qdo cv T3 T2 + kcv T4 T3 ε c λ kλ ρ

Obieg rzeczywisty silnika czterosuwowego a 3 2 I OZD ZZW GMP + OZW 4 ZZD DMP Procesy zachodzące odczas racy silnika nie są odwracalne Dorowadzenie cieła odbywa się orzez salanie, a nie dorowadzenie cieła, W silniku rzeczywistym uwzględnia się wymianę cieła między ładunkiem, a ściankami silnika, Uwzględnia się straty rzeływowe wystęujące w trakcie naełniania i oróżniania cylindra, W cylindrze o zakończeniu wydechu ozostaje ewna ilość salin, stąd w czasie racy silnika czynnik roboczy jest mieszanką świeżego ładunku i ozostałych salin Ilość czynnika roboczego biorąca udział w obiegu jest zmienna

Obieg silnika tłokowego czterosuwowego niedoładowanego 2 3 I -2 srężanie z inicjacją rocesu salania 2-3 salanie 3-4 suw racy OZW-ZZW usuwanie roduktów salania z komory cylindra OZD-ZZD naełniane cylindra świeżym ładunkiem + OZW 4 Praca indykowana L = d = A a a i i v Ciśnienie indykowane i d = = Moc indykowana s Li n P i = nobr [ / s] 2 Moc efektywna L i s a OZD ZZW ZZD P = P P i str Moment obrotowy GMP DMP Mo = P ω

Obieg silnika tłokowego czterosuwowego doładowanego 3-2 srężanie z inicjacją rocesu salania 2-3 salanie 3-4 suw racy OZW-ZZW usuwanie roduktów salania z komory cylindra OZD-ZZD naełniane cylindra świeżym ładunkiem rzy ciśnieniu wyższym od atmosferycznego 2 Z + a OZW 4 OZD ZZD + a ZZW GMP DMP

Metody doładowania silnika

Porównanie wykresów obiegu silnika Silnik bez doładowania Silnik doładowany

Obieg silnika dwusuwowego 3-2 srężanie z inicjacją rocesu salania 2-3 salanie 3-4 suw racy 4- rzełukiwanie cylindra Praca indykowana L = d = A a a i i v Ciśnienie indykowane i Moc indykowana P i d = = = Ln i s L i s nobr [ / s] 2 a GMP Z 4 DMP Moc efektywna P = P P i str Moment obrotowy Mo = P ω

Zużycie aliwa ZUŻYCIE PALIWA NA JEDEN CYKL PRACY SILNIKA m = Q η W al do sal u Wu ηsal -wartość oałowa aliwa - srawność cielna rocesu salania SEKUNDOWE ZUŻYCIE PALIWA m = m n m = m n 2 al al lub al al JEDNOSTKOWE ZUŻYCIE PALIWA b = m P j al

SILNIK CZTEROSUWOWY Wykres racy obiegu silnika, a kąt obrotu wału korbowego Gdzie: = 2 GMP 2 x= R+ L Rcosα L R Po wyłączeniu R i oznaczeniu rzez ( sinα ) 2 λ = x= R λ cosα + λsinα λ R L ( ) 2 Z dwumianu Newtona o odrzuceniu wyrazów o mniejszym znaczeniu 2 2 2 λ sin α ( λsinα) oraz 2 2 cos2α sin α = 2 λ x= R cosα ( cos2α ) 4 s s λ = 2+ x= 2+ cosα ( cos2α ) 2R 2 4

OBIEG SILNIKA CZTEROSUWOWEGO ANALIZA PROCESÓW Suw ssania OZD 0 ZZD Na końcu suwu: ks GMP s DMP m = m + m m ow r _ s r_ s = R r_ s r_ s T r_ s r_ s m ow 0 =ηv R T s 0 0 m m ow r_ s ηv masa zassanego owietrza masa ozostałych salin wsółczynnik naełniania Przyjmując: CIŚNIENIE η = R = R = R r_ s 0 ( ε ) ( ) T + T + T v 0 0 r_ s 0 εt 0 = r_ s ks TEMPERATURA ε T = 0 T0 ηv( ε ) 0 + r_ s Tr_ s T rzyrost temeratury zasysanego ładunku w wyniku ogrzewania od ścianek silnika silnik z ZI: T = 5 50K silnik z ZS: T = 0 30K T

Wsółczynnik naełniania η = mow mow_ t m ow_ t 0 s = RT 0 0 masa ładunku, który rzy ciśnieniu i temeraturze dostarczanego czynnika wyełniłby całą ojemność skokową cylindra Straty naełniania wiążą się: z oorem rzeływu na kolektorze dolotowym, na zaworze ssącym oraz na filtrze owietrza it. ozostała reszta salin w cylindrze o wyższej temeraturze i ciśnieniu rozręża się w oczątkowym okresie naełniania obniżając skuteczność naełniania ogrzewanie się naływającego ładunku od ścianek cylindra zmniejsza gęstość, a rzez to i ilość naływającego ładunku η = η = η = 0,5 0,85 0, 75 0,9 0,9 0,98 - silniki gaźnikowe z ZI - silniki wolnossące z ZS - silniki doładowane z ZS

Parametry termodynamiczne strumienia na końcu rocesu zasysania Rodzaj silnika Ciśnienie [MPa] Temeratura [K] ZI 0,07-0,09 350-400 ZS wolnossący 0,075-0,095 300-360 ZS doładowany 0,92-0,98 d 370-450

OBIEG SILNIKA CZTEROSUWOWEGO PROCES SPRĘŻANIA W wyniku zjawisk rzeczywistych wystęujących w rocesie srężania odbiega on od rocesu izentroowego, a rzybliżyć go można rzemianą olitroową o wykładniku olitroy n=,3-,38 ciśnienie = 2 n ε temeratura T n 2 = Tε Rodzaj silnika ZI Stoień srężania 6-8 Ciśnienie [MPa] 0,6-,5 Temeratura [K] 500-700 objętość ZS 2-22 3-4,5 750-950 = ε 2

PROCES SPALANIA W SILNIKU Salanie w silniku zależy od: właściwego odarowania kroel aliwa i wymieszania z owietrzem stosunku ilości aliwa do ilości owietrza (tlenu) otrzebnego do rocesu salania rędkość salania zależy od właściwości aliwa (n. dodatków katalitycznych), dobrego rzemieszania mieszaniny (zawirowanie strumienia w komorze salania) it. Lt λ = - teoretyczne zaotrzebowanie owietrza do salenia kg aliwa L L t -wsółczynnik nadmiaru owietrza Nazwa aliwa Olej naędowy Benzyna Nafta lotnicza L t [kg ow/kg al] 3,9-4,9 4-5 4,6

Granica załonności aliwa Stechiometryczny skład mieszanki λ= Mieszanka bogata λ< Mieszanka uboga λ> benzyna Paliwo olej naędowy Granica zaalności dolna λ górna λ 0,50,30 0,48,35 wodór 0,5 0,5

OBIEG SILNIKA CZTEROSUWOWEGO PROCES SPALANIA Silnik z gaźnikiem lub wtryskiem do kolektora dolotowego I salanie wstęne II salanie właściwe III doalanie T I II III GMP Kąt OWK Zależność temeratury i ciśnienia w funkcji kąta OWK

OBIEG SILNIKA CZTEROSUWOWEGO PROCES SPALANIA Silnik z wtryskiem do komory salania I okres oóźnienia samozałonu II okres owstawania rozrzestrzeniania się ognisk samozałonu III okres salania aliwa bezośrednio o wyjściu z wtryskiwacza I okres doalania odczas suwu rozrężania (nieożądany) okres wtrysku samoczynny załon oczątek wtrysku I II III I GMP Kąt OWK Zależność temeratury i ciśnienia w funkcji kąta OWK

OBIEG SILNIKA CZTEROSUWOWEGO PROCES SPALANIA BILANS ENERGII Energia czynnika w KS + energia wydzielona ze salonego aliwa = energia na końcu rocesu salania U + Q d = U 2 do 4 ( ) ( ) c mt m T + c m T mt = m η W v 3 3 2 2 4 4 3 3 al sal u gdzie: m3 = m2 + m al _ = const m4 = m3 + m al _ = const Dla salania niezuełnego n. gdy λ < (mieszanka bogata) ( ) W = W W u u _ zuenego _ sal u ( λ ) Wu = 0, 404WCO Lt gdzie W = 0200 kj/kg CO

OBIEG SILNIKA CZTEROSUWOWEGO PROCES ROZPRĘŻANIA W wyniku zjawisk rzeczywistych wystęujących w rocesie rozrężania odbiega on od rocesu izentroowego, a rzybliżyć go można odobnie jak w rzyadku srężania rzemianą olitroową ciśnienie temeratura T = 4 5 n_ r = σ T 4 5 n_ r σ objętość 5 = σ 4 Wartości wykładnika olitroy rozrężania dla silników z ZI: n_r=,25-,34 dla silników z ZS: n_r=,8-,28 dla silników z ZS doładowanych: n_r=,22-.32

OBIEG SILNIKA CZTEROSUWOWEGO ANALIZA PROCESÓW Suw wydechu wyływ nadkrytyczny wyływ odkrytyczny OZW 0 ZZW H ks s GMP DMP OZW GMP ZZW DMP kąt OWK Wsółczynnik zanieczyszczenia salinami γ = Z m m r_ s ow γ z = η r_ s o ( ε ) T T v o r_ s γ = 0, 2 0,6 z silnik z ZI: T = r_ s 900 300 K silnik z ZS: T _ = 700 000K r s

Fazy racy rozrządu załon otwarty zawór dolotowy otwarty zawór wylotowy

Źle dobrany załon silnika załon zbyt wczesny załon oóźniony

Salanie stukowe Lokalnie w silniku dochodzi do samozałonu mieszanki, co owoduje lokalny imulsowy wzrost ciśnienia i temeratury. Proces ten jest niekontrolowany i nieożądany - wystęuje gdy aliwo ma zbyt małą liczbę oktanową, a stoień srężania jest zbyt duży.

Charakterystyka zewnętrzna silnika

Charakterystyka dławiona silnika

Wsółraca silnik śmigło

Dobór śmigła do silnika

Wsółraca śmigła rzestawianego z silnikiem β kąt nastawienia śmigła

Charakterystyka śmigłowa Moment obrotowy M o = Cn 2 Moc P = Cn 2 3 C, C2 -stałe zależne od śmigła i kątów ustawienia łoat

Charakterystyka silnika Asz 62

Charakterystyka ogólna silnika

Charakterystyka wysokościowa Przeliczanie arametrów racy silnika na wysokości P H T = P0 0 TH H 0, 0, b jh = b j0, 0, 0 H T T H 0

Characterystyka wysokościowa silnika doładowanego Moc Silnik niedoładowany Moc rzelotowa niezbędna na wysokości H N H Silnik doładowany H

Charakterystyka rędkościowa silnika W silnikach tłokowych rzyrost rędkości lotu nieznacznie wływa na moc silnika niedoładowanego owodując jej wzrost (dla =400 km/h zwiększenie mocy wynosi ok. 6%), natomiast nie owoduje zmian mocy silnika doładowanego o stałym ciśnieniu ładowania w danym zakresie rędkości. Jednostkowe zużycie aliwa ozostaje rzy tym na raktycznie stałym oziomie. Natomiast ciąg wytwarzany rzez śmigło istotnie zależy od rędkości zgodnie z zależnością: K = η sm P H Całkowity ciąg zesołu naędowego wyraża się zależnością: K = Σ K + K gdzie: ciąg dodatkowy: K = m salsal Dla H 500 km/h ciąg dodatkowy stanowi istotny udział w ciągu całkowitym zesołu naędowego w granicach 5..20% ciągu całkowitego silnika