19.3.2015.
Mašinski M ašinski fakultet fakultet Tuzla Tuzla
Motori Motori i m motorna otorna vozila vozila
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
KINEMATIKA KINEMA TIKA I SILE U KLIPNOM MEHANIZMU Klipni Klipni mehanizam mehanizam je mehanizam mehanizam koji ne pretvara samo pravolinijsko , ru žn žn o , nego termodinamičkim osciliraju oscilirajuće će kretanje kretanje u k ru termodinamičkim procesima dobiva
snagu,rad, iskoristivost. iskoristivost. Međut Međutim im uz prednosti postoje i nedostaci sa koji kojima ma se meha mehani niza zam m mora mora suoči suočiti,a ti,a neka neka odnjihsu: • Ograničenje brzine i snage zbog sila inercije
MOTORI I MOTORNA VOZILA Treće predavanje
Neravnomjerna na sila transmisije transmisije koja • Neravnomjer koja zaht zahtjev jeva a poseb posebne ne mjere mjere u pogled pogledu u
oblik oblika a više više cilind cilindara ara,, redosl redoslije ijeda da paljenja, j enja, uravn uravnote otežen ženja ja sila sila inerci inercije je i zamajca • Amplitude rotirajućih i oscilirajućih sila predstavljaju naprezanje u predstavljaju izrazito naprezanje koljenastom koljenastom vratilu i pogonsk pogonskom om sistemu sistemu • Problemi geometrije uslijed sila i vršnih naprezanja • Podmazivanje 3 predavanje
1
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Glavni dijelovi motora
2
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Klipna grupa automobilskih skih motora motora obuhvata obuhvata klip Pogonski Pogonski sistem koljenastog koljenastog vratila vratila kod automobil sa klip klipnim klipni nim m prst prstenim prstenima enimaa , osovinicu osovin osovinicu icu klipa klipa, klipnjaču, koljenasto koljena koljenasto sto vratilo vra vrat vratil tilo ilo o sa protutegovima i ležajima .
svjećica bregastovratilo
opruga ventila
brijeg ulaz smješe ulazni ventil komora sagorijevanja blok cilindra klipnjača
ispušni ventil
oscilirajuće kretanje klipa
glava cilindra
oscilirajuće kretanjeklipnjače
rashladna voda klip kućištekoljenastog vratila
koljenasto vratilo
kružno kretanje
Klipna grupa
3 predavanje predavanje predavan je
3 predavanje
2014/2015
Koljenasto vratilo sa sklopom klipa i klipnjače automobilskog V8 motora
3
3 predavanje predavanje predavan je
2014/2015
4
19.3.2015.
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Geometrijske veličine klipnog mehanizma
V max
GMT (gornja mrtva tačka)
V S
s=2r
DMT (donja mrtva tačka)
l
V min
s = 2r r D
hod klipa radius koljena prečnik cilindra V s
Radnivolumen:
2
D π 4
s
Kompresijski volumen: V c Maksimalni volumen: V max = V s + V c
r
2r
Trenutnivolumen cilindra: V V c
3 predavanje
D2 π x 4 5
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Geometrijske veličine koljenastog mehanizma T
Srednja brzina klipa
c s
cs = 6 .....25m/s(većinom 8 ... 10m/s)
= 1 2 . .. 1 4 = 1 5 . .. 1 8 = 2 0 . .. 2 5 kvadratni motor podkvadratni motor nadkvadratni motor 6
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
1
n 2 s
T d d t
2 sn 2 n
o
Vrijeme za prijelaz ugla :
t
Brzina na koljenu:
v r
Ubrzanjena koljenu:
a r
360 n
2
2014/2015
3 predavanje
= 6.5 ... 10 = 8 . .. 1 0 = 9 . .. 1 1 = 1 1 . .. 1 4
HOD KLIPA (opšti slučaj)
Vrijeme jednogokretaja:
Ugaona brzina:
V c
Stepeni kompresije: Ottovimotori: 2T motori 4Tmotori s 2 ventila 4Tmotori s 4 ventila 4T motori s dir. ubrizgavanjem Dizelski motori, 2T,sporokretni 4T, DI, brzo- i srednjekretni 4T,IDI, brzokretni Omjer s/d s/d = 1 s/d < 1 s/d > 1
Dinamika koljenastog mehanizma
n
Brzina obrtanja:
3 predavanje
Motori i motorna vozila
Geometrijske veličine koljenastog mehanizma Geometrijski stepen kompresije: V max V c V s
D V c
Mašinski fakultet Tuzla
v2
Položaj mehanizma za GMT Položaj mehanizma za DMT
Ukupni hod klipa
r 7
3 predavanje
2014/2015
8
19.3.2015.
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Dinamika koljenastog mehanizma
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Dinamika koljenastog mehanizma
e
GMT
arcsin
DMT
arcsin
r l e r l
3 predavanje
9
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Dinamika koljenastog mehanizma
3 predavanje
10
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Dinamika koljenastog mehanizma
HOD KLIPA (za e = 0)
Tačna jednačina x A Približna jednadžba: λ= l/r
Približna jednačina
3 predavanje
2014/2015
11
3 predavanje
2014/2015
12
19.3.2015.
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Dinamika koljenastog mehanizma
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Dinamika koljenastog mehanizma BRZINA KLIPA Brzinu klipa dobivamo derivacijom hoda klipa po vremenu:
Derivacija ugla po vremenu predstavlja ugaonu brzinu:
Tačna jednačina
Približna jednačina jednačina
Hod klipa u zavisnosti o odnosu poluga λ (e = 0) 3 predavanje
13
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Dinamika koljenastog mehanizma
3 predavanje
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
14
Motori i motorna vozila
Dinamika koljenastog mehanizma
Norton 500 Manx (1961.) sa srednjom brzinom klipa od 22 m/s i Ferrari F1 (2009.) sa samo malo većom srednjom brzinom klipa od 26 m/s
Brzina klipa u zavisnosti o odnosu poluga λ (e = 0) 3 predavanje
2014/2015
15
3 predavanje
2014/2015
16
19.3.2015.
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Dinamika koljenastog mehanizma
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Geometrijske veličine koljenastog mehanizma
UBRZANJE KLIPA Ubrzanje klipa dobivamo kao prvu derivaciju brzine klipa po vremenu:
Primjenom gornje jednačine na brzinu klipa dobivamo:
Tačna jednačina
Približna jednačina jednačina Ubrzanje klipa u zavisnosti o odnosu poluga λ (e = 0) 3 predavanje
17
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Geometrijske veličine koljenastog mehanizma
3 predavanje
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Sile u koljenastom mehanizmu Sila pritiska plinova (crvena), u smjeru duž osi cilindra,
Inercijska translacijska sila
Inercijska translacijska sila (zelena), u smjeru osi cilindra, Centrifugalna sila ( ljubičasta), uvijek u smjeru koljena.
A
Sila pritiska plinova l
Centrifugalna sila
Najveća relativna greška kod primjene približnih jednačina kinematike koljenastog mehanizma
3 predavanje
2014/2015
18
2014/2015
O
19
3 predavanje
r
B
U tački A grupisane su mase koje izvode translacijsko oscilatorno kretanje U tački B grupisane su mase koje se kreću po kružnici radijusa r.
2014/2015
20
19.3.2015.
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Sile u koljenastom mehanizmu
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Sile u koljenastom mehanizmu
Sila pritiska plinova
Inercijska translacijska sila D
D
Jednoradna mašina
p( ) F pl
A
D 2 4
F in,A A
Dvoradna mašina F pl
D 2 4
2
2
4
A
2
4
m A r 2 cos cos 2
F in , A
m r 2 cos m A r 2 cos 2 A
O
r
B
r
O
21
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
Sila I reda
Sila II reda
l
0
B
3 predavanje
F in , A
l
2
r
m A a
d
p0
D d p d p p 1
F in , A
0
p2( )
l
p p
p0
F pl
O
Inercijska translacijska sila
p1( )
Motori i motorna vozila
B
3 predavanje
Otvoreno pitanje je šta sve čini masu tačke A?
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Sile u koljenastom mehanizmu
Sile u koljenastom mehanizmu
Inercijska translacijska sila
Centrifugalna sila
Masu dijelova koncentrisanu u tački A kod klipnog mehanizma čine:
22
Centrifugalna sila uvijek djeluje u smjeru koljena u ravni kretanja koljenastoga mehanizma.
• Masa klipa (komplet s klipnim prstenima i osovinicom), • Reducirana masa klipnjače (ojnice) u tački A
Za konstantnu brzinu obrtanja, njena veličina je konstantna. Ona se tada ne mijenja po veličini već samo po smjeru u kojemu djeluje.
A
Mase dijelova koji izvode čistu translaciju (klip s klipnim A prstenima i osovinicom, stap, stapajica, križna glava) određujemo vaganjem dijelova.
Njena se veličina mijenja proporcionalno kvadratu brzine obrtanja. l
O
3 predavanje
2014/2015
23
3 predavanje
r
B F R
F R m B r 2
2014/2015
24
19.3.2015.
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Sile u koljenastom mehanizmu
Sile u koljenastom mehanizmu
Sile u tački A
Sile u tački A
Inercijska translacijskasila
U tački A djeluje sila pritiska plinova i inercijska sila translacijskih masa: masa:
F in,A
F A
F pl F in , A
F pl
D 4
A
F A
2
F A
Sila pritiska plinova
A
F N
A
p p0 m A r 2 cos cos 2
B
O
F oj
l
Sila koja se prenosi duž ojnice je:
Klipnjača je od neutralnog položaja (položaj mehanizma u GMT) otklonjena za kut .
F A
F oj
l
r
Ukupna sila F A koja djeluje u tački A rastavlja se na silu F oj koja se prenosi duž klipnjače (ojnice) i silu F N kojom se klip (ili križna glava) oslanja na kliznu površinu. Pritom se sila trenja zanemaruje.
r
O
Foj
F N
B
FA cos
Sila kojom se klip oslanja na na kliznu kliznu stazu stazu je: FN F A tan
3 predavanje
25
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
3 predavanje
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Sile u koljenastom mehanizmu
Sile u koljenastom mehanizmu Sile u tački B
Sile koje djeluju u tački B su sljedeće:
F B – rezultanta sila u tački B (suma sila F oj i F R,oj ) F B,T – tangencijalna komponenta sile F B ,
Sila F oj koja se od tačke A prenosi duž ojnice: A
F R , oj
B
F oj
F oj
+
- ugao otklona sile F B od osi ojnice
F R,oj
B
r F oj O
F R,oj
F B,R – radijalna komponenta sile F B
moj , B r 2
Centrifugalna sila F R,oj koja djeluje na reduciranoj masi ojnice u tački B i koja ima smjer koljena
l
26
2014/2015
Sile u tački B
O
F A cos
+
F B,R
F B ,T F oj sin F A
sin
F B,T
F B , R
F R ,oj F oj cos moj , B r 2 F A
M KV ,1
2014/2015
cos cos
Moment na koljenastom vratilu:
r
r F B ,T F B
3 predavanje
cos
F B
27
3 predavanje
2014/2015
2
F B. R
F B2,T 28
19.3.2015.
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Sile u koljenastom mehanizmu
Sile u koljenastom mehanizmu
Sile u tački O
Rastavljanje sile F O na glavne rukavce
Sile koje djeluju u tački O su sljedeće: • Sila F B koja se od tačke B prenosi duž na
A
Koljeno se vrti oko uzdužne osi koljenastoga v ra til a i os lo nj en o j e n a s vo je s us je dn e glavne rukavce.
A,1
temeljni ležaj,
• Centrifugalna sila F R,ko koja djeluje na masi
Sila F O s e r as ta vl ja n a ko mp on en te k oj e djeluju na glavnim rukavcima.
koljena reduciranoj u tački B i koja ima smjer koljena.
F R , ko
l
r
F R,ko B
F B
F B2. R F B2,T
F O F B F R ,ko
F O,1
Koljeno
F B
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
F B2,T
O,1
b
a2 29
Motori i motorna vozila
Uravnotežavanje sila inercije
F O ,1, a F O ,1
O,2
F O,1 ,
F R , ko F B , R 2 F B ,T arctan F R , ko F B , R
N a i sto me r uka vc u ć e ko d m oto ra s v iš e cilindara djelovati komponente sile F O odoba susjedna cilindra.
F O,1,a
Rezultantna sila u tački O: F O
Rezultantna sila na glavnom rukavcu
Glavni rukavac
B,1
F O
O
3 predavanje
mko, B r 2
a1
3 predavanje
B,2
F O,2,a F O,2
F O ,1,b F O ,1
F O,2 ,b Susjedni
a2 a1 a2 a1 a1 a 2
cilindar
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
30
Motori i motorna vozila
Uravnotežavanje sila inercije
Sile pritiska plinova d jel uj u na kl ip i na gl avu
cilindra. Sila s klipa se pr eno si na temeljni ležaj , a uravnotežuje je sila koja se s cilindarske glave
prenosi kroz kućištemotora na nosače ležaja. Na kućištu se samo javlja reakcija na pogonski moment.
Sile u klipnom mehanizmu izazvanesu pritiskom plinova na klip te tromošću, odnosno inercijom oscilirajućih i rotirajućih masa. Neravnomjerna sila plinova u cilindru ima za posljedicu neravnomjerni moment motora.
Svojim djelovanjem sile plinova okreću motor , ali zajedno s inercijskim silama opterećujudijelove motora i stvaraju reakcije u osloncima.
Inercijske sile djeluju samo na dijelove u kretanju.
Njima se ne suprotstavlja nikakva sila u kućištu motora. Zbog toga ove sile nazivamo neuravnoteženima (ili slobodnim silama)
3 predavanje
2014/2015
31
3 predavanje
2014/2015
32
19.3.2015.
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Uravnotežavanje sila inercije
Moment uslijed sile plinova uravnotežen uravnotežen je je otporima u motoru i vanjskim opterećenjem na koljenastom koljenastomvratilu vratilu . Nejednolikost sile plinova plinova ima za posljedicu nejednolikost zakretnog momenta koji pojačava vibracije u osloncima i uzrokom je torzijskih vibracijai uslijed toga zamornih lomova koljenastog koljenastogvratila vratila . Sila inercije F in oscilirajućih masa ostaje neuravnotežena neuravnotežena te izaziva vibracije koje motor kaocjelinaprenosi na oslonce.
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Uravnotežavanje sila inercije
Sila plinova F pl uravnotežena je unutar cilindra, pritisak plinova djeluje jednako na sve strane, a reakcije koje pritom stvara na stijenkama cilindrauravnotežene su u kućištu motora.
3 predavanje
Mašinski fakultet Tuzla
33
Motori i motorna vozila
Uravnotežavanje sila inercije
Uravnotežavanjem inercijske sile ne nestaju nego se samo poništava njihovo djelovanje prema premavan van, tj.motor se u osloncimamanjetrese. Sileinercije Sile inercije mogu se uravnotežiti dodavanjem dodavanjemprotusila protusila i to: • Protutegovima na koljenastom vratilu • centrifugalne sile • 50% sila inercija 1.reda • Parom osovina s tegovima • sile inercije 2.reda
3 predavanje
34
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Vibracije usljed sila Razlog zašto moramo smanjiti amplitudu vibracija
F 1
m g k d x1
Neutralni položaj daske Ravnotežni položaj daske Granica otklona
k d x 2 x2 x1 F 2 F 1
F 2
Granica otklona
Ukoliko amplituda otklona postane prevelika, povećati će ćese se sila opterećenja i može doći doćido do loma dijelova dijelova 3 predavanje
2014/2015
35
3 predavanje
2014/2015
36
19.3.2015.
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Vibracije usljed sila
Vibracije usljed sila
Razlog zašto moramo smanjiti amplitudu vibracija
Razlog zašto moramo smanjiti amplitudu vibracija e n i t o k u p a k t e č o p o t s e j M
Torzijski lom vratila elektromotora
Širenje torzijske pukotine koja započinje u korijenu utora klina
Torzijski lom vratila elektromotora 3 predavanje
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
37
Motori i motorna vozila
Vibracije usljed sila
3 predavanje
38
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
IDEALNI I STVARNI PROCESI U MOTORIMA SUS
Razlog zašto moramo smanjiti amplitudu vibracija
Idealnom procesu ne treba težiti !
Idealnim ga n az iva mo zb og to ga št o j e idealiziran da bi olakšali matematički postupak za njegovu obradu.
Osnovneaproksimacijekoje uvodimo su: • Proces motora je zatvoren termodinamički sistem (nema promjene mase)
• Sagorijevanje i izmjena radnoga medija zamjenjuju se dovodom toplote izvana i odvodom toplote iz procesa. • Procesi kompresije i ekspanzijeodvijaju se adijabatski. • Kako se ne mijenja hemijski sastav, eksponent adijabate je je jednak jednak za procese kompresije i ekspanzije.
3 predavanje
2014/2015
39
3 predavanje
2014/2015
40
19.3.2015.
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
IDEALNI PROCES
Motori i motorna vozila
Sabatheov proces Sabatheov proces udružuje u sebi karakteristike i Ottovog procesa i Dieselovog procesa. On je od sva tri procesa najbliži stvarnom procesu u motoru.
Qdov x = 0
(1-x )Qdov
x = 1 p
p
Qdov
Mašinski fakultet Tuzla
p
xQdov
(1- x )Qdov
p
Qodv
3’
3
3’
T
(1- x )Qdov 3
xQdov
Qodv
Qodv
V
V
xQdov 2
V Ottov proces
Sabatheov proces
4
W
2
W
Dieselov proces
Seiligerov proces
Qodv
4 1
Trinklerov proces 1 Dovod toplote pri V = const
Dovod toplote pri V = const i p = const Dovod toplote pri p = const
3 predavanje
41
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Sabatheov proces
p
3
3’
xQdov
R T 1
R T 1
4 1
Qodv
V
Q dov
m H s
Kompresija (proces od tačke 1 do tačke 2)
3
Tokom kompresije imamo adijabatsku promjenu stanja:
3’
V 2
p1 V 1 1
2
W 4
H s
1
Qodv
const
p1 V 1
p2 V 2
p V
Ottov proces s x = 1 i
T 2
Dieselov proces s x = 0
T 1 3 predavanje
pV
V 1 p1 V 2 T
43
V 1
p2
V
Ako pretpostavimo da je od ukupno dovedene količine topline Qdov samo dio x doveden pri V = const tada možemo opisati:
2014/2015
xQdov
R T 1
Motori i motorna vozila
(1- x )Q dov
p
p1 V 1 1
Dovedena toplina u proces određena je masom gorive smjese m i ogrjevnom moći Hs:
W
3 predavanje
p1 V s
42
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
Početno stanje određeno je pritiskom p1, volumenom V 1 i temperaturom T 1. Masa radnog medija određena je jednačinom stanja plina:
m 2
3 predavanje
Sabatheov proces
Početno stanje (tačka 1)
(1- x )Q dov
s
V
mR const
1
V V V 1 2 1 p1 V 1 V 2 V 1 V 2
p2 V 2
2014/2015
1 44
19.3.2015.
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Sabatheov proces
3
Sagorijevanje ima dva dijela, pri konstantnom volumenu i pri konstantnom pritisku:
xQdov 2
T
W 4
p3
Qodv
p2
1
p
V 2
p V
Tokom ekspanzije imamo adijabatsku promjenu stanja:
3
V 4
3’
T 3 T 2
2
W 4
Stepen povećanja pritiska
1
T T 4
45
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Sabatheov proces
Stepen djelovanja termodinamičkog procesa jednak je omjeru dobivenoga rada i dovedene topline:
p
3’
T
xQdov 2
W
T
4 1
1
Qodv
V
T 2 T 1
W Qdov
Qdov Qodv
1
Qdov
m cv T 4 T 1 m cv T 3 T 2 m c p T 3' T 3
T 3
1
T 2
Qodv
T 3
T 3 predavanje
1
mR const
p4 p1
46
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Qdov x = 0
(1-x )Qdov
x = 1 p
p
Qdov
p
xQdov
T 4 1 T 1 T 2 T 3 1 T 3' 1 T 3 T 2 T 3 T 2 T 1
T 4 T 1
1
Qodv
Ottov proces
T ,Otto 1
1 1
2014/2015
2014/2015
1
1
Qdov
1
T 3'
3 predavanje
p3' p2 p2 p1
Idealni termodinamički procesi motora SUS
Stepen djelovanja procesa
(1- x )Q dov 3
p V
Stepen povećanja volumena
V V V p3' 3' p3' 3' 2 p3' V 4 V 2 V 1
p4 p1
Qodv
T 1 3 predavanje
const
p4
V
T 3' T 3
pV
p3' V 3' p4 V 4
V
V 3 V 3
V 1
xQdov
mR const
Ekspanzija (proces od tačke 3’ do tačke 4)
(1- x )Q dov
3’
V 3
Motori i motorna vozila
Sabatheov proces
Sagorijevanje (proces od tačke 2 do tačke 3’)
(1- x )Q dov
p
Mašinski fakultet Tuzla
1
47
3 predavanje
V
Qodv
Sabatheov proces
T ,Sabathe 1 1
V
1 1 1 1 1
Qodv
1
T , Diesel 1
1
2014/2015
V
Dieselov proces
1
1
1 1 48
19.3.2015.
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
REALNI TERMODINAMIČKI PROCESI MOTORA SUS 4T
REALNI TERMODINAMIČKI PROCESI MOTORA SUS 2T
Stvarni i idealni proces prikazani su preklopljeni jedan preko drugoga. Najveća odstupanja imamo tokom sagorijevanja i izmjene radnoga medija.
Stvarni i idealni proces prikazani su preklopljeni jedan preko drugoga. Najveća odstupanja imamo tokom sagorijevanja i izmjene radnoga medija. U T-s dijagramu prikazan je samo visokotlačni dio procesa jer se tokom izmjene radnoga medija mijenja masa u cilindru motora.
U T-s dijagramu prikazan je samo visokotlačni dio procesa jer se tokom izmjene radnoga medija mijenja masa u cilindru motora. p 3
3’
p 3
3’
T
3’
3’
T 3
3
4
4 2
2
2
W
4
4 1
-W
1
1
1
s
V 3 predavanje
W
+W
+W -W
2
Mašinski fakultet Tuzla
s
V 49
2014/2015
Motori i motorna vozila
Snaga motora SUS
3 predavanje
50
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Snaga motora SUS s H s Q dov m
Snaga (rad u jedinici vremena), koju su plinovi predali klipovima motora,naziva se indicirana snaga.
m g H d Indicirana snaga P ind koju su plinovi predali klipovima
Snaga, koju motor predaje potrošaču na svojoj spojci, naziva se efektivnasnaga. Indicirana snaga je veća od efektivne snage za snagu mehaničkih gubitaka naputu odklipovado spojkemotora. Indiciranu snagu dobivamo iz podataka indiciranja pritiska u cilindru motora.
Efektivna snaga P ef koju motor predaje potrošaču
Efektivnusnagudobivamomjerenjem snage na kočnicimotora. Snaga mehaničkih gubitaka P meh za pokrivanje trenja i pogona pomoćne opreme motora 3 predavanje
2014/2015
51
3 predavanje
2014/2015
P ef P ind P meh 52
19.3.2015.
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Mehanički gubici motora SUS
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Mehanički gubici motora SUS
Mehaničkegubitke Mehaničke gubitke motora činedvije skupine gubitaka: • Gubici zbog trenja među dijelovima motora (trenja u ležajima motora, na
Hemijskaenergija goriva
kliznim površinama, aerodinamičko trenje itd.)
Toplotasagorijevanja
• Gubici zbog pogona pomoćne opreme motora (pogon rashladne pumpe,
pumpe ulja za podmazivanje, sistema za ubrizgavanje goriva, pogon ventila, pogon električnog generatora, pogon klima jedinice itd.)
Snaga idealnog procesa Snaga predana klipovima
Indicirana snaga
Snaga na spojci motora
Kada je spojka motora otkopčana, efektivna snaga motora je jednaka nuli. Tada motor svojim radom pokriva samo mehaničke gubitke.
Efektivnasnaga
Snaga mehaničkih gubitaka
Shematski prikaz snaga i stepena iskorištenja
3 predavanje
53
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Rad i snaga motora SUS
3 predavanje
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Efektivni podaci motora SUS
Toplota dovedena u proces sagorijevanjem goriva: Qdov izg m g , proc H d izg m s H s Indicirani rad procesa motora:
W ind i m g H d
Rad mehaničkih gubitaka:
m W ind W meh 1
Efektivni rad procesa motora:
W ef m W ind W ind W meh ef m g H d
Efektivna snaga motora:
Pef
Srednji efektivni pritisak:
Efektivni moment motora:
Mef
m s H s Q H d izg m dov izg g , proc
Indicirana snaga motora:
g H d P ind i m
Snaga mehaničkih gubitaka:
m P ind P meh 1
Efektivna snaga motora:
g H d P ef m P ind P ind P meh ef m 2014/2015
Pef 2 z n Vs
2n Pef z psr ,ef Vs z psr ,ef Vs K 2 psr ,ef 2 n
Specifična efektivna potrošnja goriva:
be
55
2n Wef psr ,ef Vs z t
psr ,ef
Snaga toplotnog toka dovedena sagorijevanjem goriva:
3 predavanje
54
2014/2015
g m
Pef
be kg/kWh 3 predavanje
be
H Pef ef m g d
g m
Pef
m
1
g ef m g Hd ef Hd
1 3.6 1kW ef Hd MJ/kg106 J/MJ ef Hd MJ/kg
3600 s 1000 W 1h
2014/2015
56
19.3.2015.
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Efektivni podaci motora SUS
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
Uticaj okoline na rad motora SUS UTICAJ USLOVA OKOLINE (ISO 3046) Visinskipoložaj (pritisak zraka).
Povećanjem visine, na kojoj se motor koristi, smanjuje se gustina zraka, a t ime i snaga motora (za oko 1% svakih 100 m nadmorske visine iznad 500 m) Temperatura .
Povećanjem temperature smanjuje se gustina zraka, a s njom i snaga motora (za oko 3% svakih 10 oC povećanja temperature) Vlaga u zraku .
Povećanjem relativne vlage smanjuje se sadržaj kisika po masi i raste sadržaj vlage koja će sniziti maksimalnu temperaturu procesa. Kod dizelskih motora se obično zanemaruje utjecaj vlage.
3 predavanje
57
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
Motori i motorna vozila
3 predavanje
2014/2015
Mašinski fakultet Tuzla
58
Motori i motorna vozila
Toplotni bilans Energija dovedena gorivom 100%
Eventualna pitanja ???
Toplina ispušnih plinova30%
Mehanički rad 40%
Toplinaodvedena rashladnomvodom24%
Pogon ventilatora2%
Primjer bilanse toplote za 4T dizelski motor za teretno vozilo
3 predavanje
Hvala na pažnji !!!
Toplinska energija
Mehanička energija
2014/2015
Toplina predana zračenjemi konvekcijom na okoliš 4%
59
3 predavanje
2014/2015
60