ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΘΕΡΜΟΚΙΝΗΤΗΡΩΝ ΚΑΙ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΣΤΡΟΒΙΛΟΜΗΧΑΝΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΜΒΟΛΟΦΟΡΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 12 Δυναμοδεικτικό Διάγραμμα Εμβολοφόρου Πετρελαιοκινητήρα
ΑΣΚΗΣΗ 12: ΔΥΝΑΜΟΔΕΙΚΤΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΕΜΒΟΛΟΦΟΡΟΥ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΚΙΝΗΤΗΡΑ Σκοπός της Άσκησης: Το να μάθει ο σπουδαστής: (α) Τη διαδικασία μετρήσεων για τη λήψη δυναμοδεικτικού διαγράμματος Εμβολοφόρου Πετρελαιοκινητήρα. (β) Ποια τα μεγέθη που μπορούν να μετρηθούν και να υπολογισθούν κατά τη δυναμομέτρηση κινητήρα. Θεωρητικό μέρος ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΔΥΝΑΜΟΜΕΤΡΟΥ Το δυναμόμετρο είναι τύπου DAVID Mc CLURE με τα παρακάτω χαρακτηριστικά: Χωρητικότητα: 17,5/22 kw Μέγιστη Ταχύτητα: 2000-3600 rev/min Aντιστάτης Ροπής: 220 mm Εξίσωση Ισχύος: Watts = (Newton meters rev/min) / 9549,29 Διέγερση: 340/200 πεδίο volts 380 μέγιστο επαγώγιμο βολτάζ
Σχήμα 1: Δυναμόμετρο τύπου DAVID Mc CLURE CONTROL PANEL To CONTROL PANEL αποτελείται από δύο κονσόλες, την κονσόλα χειρισμού της εγκατάστασης και την κονσόλα του παλμογράφου. ΚΟΝΣΟΛΑ ΧΕΙΡΙΣΜΟΥ Η κονσόλα χειρισμού είναι το κέντρο ελέγχου της εγκατάστασης και μέσω αυτής μπορούμε να ελέγξουμε την λειτουργία του δυναμόμετρου και να καταγράψουμε τις συνθήκες λειτουργίας της μηχανής σε κάθε χρονική στιγμή. Η κονσόλα χειρισμού αποτελείται από 8 σημεία ελέγχου: Διακόπτης ON/OFF (MAINS): Ενεργοπ Η κονσόλα χειρισμού αποτελείται από 8 σημεία ελέγχου: 1. Διακόπτης ON/OFF (MAINS): Ενεργοποιεί τις παροχές του συστήματος εκτός από το δυναμόμετρο. 2. Διακόπτης ON/OFF (DYNAMOMETER): Ενεργοποιεί την παροχή ισχύος στο δυναμόμετρο. 3. Μεταβλητοί Διακόπτες Λειτουργίας: Υπάρχουν δύο ποτενσιόμετρα, το SPEED CONTROL και το LOAD CONTROL, η θέση αυτών των δύο
ορίζει αντίστοιχα την «απαιτούμενη ταχύτητα» και το «όριο επαγωγικού ρεύματος» του δυναμόμετρου. 4. Αναλογικός Μετρητής Ταχύτητας: Απεικονίζει την ταχύτητα του δυναμομέτρου 5. Αναλογικός Μετρητής Φορτίου: Απεικονίζει το μέγεθος και την διεύθυνση του φορτίου. 6. Απεικονιστής Θερμοκρασίας: Περιλαμβάνει ψηφιακό απεικονιστή και επιλογέα τριών θέσεων. Οι θέσεις υποδηλώνουν: Τ 1 : Θερμοκρασία καυσαερίων Τ 2 : Θερμοκρασία νερού εισόδου στο ψυκτικό κύκλωμα της μηχανής Τ 3 : Θερμοκρασία νερού εξόδου 7. Ψηφιακός Απεικονιστής Ροπής (TORQUE N m): Όργανο της ανάπτυξης της ροπής στρέψης ανάμεσα σε κινητήρα και δυναμόμετρο. 8. Ψηφιακό Χρονόμετρο (TIMER sec) Σχήμα 2: Κονσόλα χειρισμού ΚΟΝΣΟΛΑ ΠΑΛΜΟΓΡΑΦΟΥ O παλμογράφος που φαίνεται στο σχήμα 3, δέχεται σήμα από 2 κανάλια. Στο πρώτο καταγράφεται το σήμα της στιγμιαίας πίεσης ενός από τους κυλίνδρους με την βοήθεια του μετατροπέα πίεσης. Στο δεύτερο κανάλι καταγράφεται η στιγμιαία θέση (γωνία περιστροφής) του στροφαλοφόρου άξονα. Έτσι δίνεται η δυνατότητα είτε: α) απεικόνισης σήματος πίεσης συναρτήσει του χρόνου (P-t). Τυπικό σήμα αυτού του είδους απεικονίζεται στο σχήμα 4. β) απεικόνισης σήματος πίεσης συναρτήσει όγκου σάρωσης εμβόλου (P-V). Τυπικό σήμα αυτού του είδους απεικονίζεται στο σχήμα 5.
Σχήμα 3: Κονσόλα παλμογράφου Σχήμα 4: Τυπικό σήμα πίεσης κυλίνδρου συναρτήσει του χρόνου
Σχήμα 5: Τυπικό σήμα πίεσης κυλίνδρου συναρτήσει του όγκου σάρωσης
ΦΥΛΛΟ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ Πίνακας Μετρήσεων Mονάδες A Β Γ Δ Ε Στροφές λειτουργίας (Χωρίς Φορτίο) n Στροφές λειτουργίας (Με Φορτίο) n φ rpm rpm Ροπή στρέψης M d Ntm T water,in 0 C T water,out 0 C Παροχή όγκου καυσίμου V f ml/min Παροχή όγκου νερού V w lit/min Πτώση πίεσης στην στένωση Δh mm Θερμοκρασία εξόδου καυσαερίου Τ out Χρόνος κατανάλωσης καυσίμου Βαρομετρική πίεση Ρa 0 C sec bar
Πρακτικό μέρος Για κάθε ένα από τα σετ μετρήσεων (που αντιστοιχεί και σε διαφορετικό αριθμό στροφών του κινητήρα) συμπληρώστε τον παραπάνω πίνακα μετρήσεων και υπολογίστε: (α) Τη πραγματική ισχύ Ib του κινητήρα σε Watt, KWatt, PS, που δίνεται από τη σχέση: Ib = M σ ω (β) Τη μέση ενδεικνύμενη πίεση bmep του κινητήρα που δίνεται από τη σχέση: I b = z bmep V h v = bmep V H v RPM όπου ν = και 30 K K 2, = 4, για 4 X για 4 X ΜΕΚ ΜΕΚ (γ) Τη γραφική παράσταση των μεγεθών: (γ 1 ) Ροπή στρέψης RPM (γ 2 ) Πραγματική ισχύς ( I b ) RPM (γ 3 ) Μέση ενδεικνύμενη πίεση (bme p )-RPM για τα πέντε διαφορετικά σημεία λειτουργίας