Moc użyteczna
Do najważniejszych parametrów silnika spalinowego należą2:
Moc użyteczna (efektywna) ? moc mierzona na wale napędowym. Różne normy różnie specyfikują warunki pomiaru mocy użytecznej. Jej wielkości mogą się znacznie różnić w zależności od normy użytej. Wielkość mocy można uzyskać z hamowni.
Moc nominalna (znamionowa) ? moc podawana przez wytwórcę silnika.
Moc trwała ? największą moc, z jaką silnik może bezpiecznie pracować w sposób ciągły.
Moc krótkotrwała ? maksymalna moc, jaką silnik może wygenerować w ustalonym przez normę czasie (np. jedna godzina) bez niebezpieczeństwa przegrzania.
Prędkość obrotowa wału (obroty) ? wielkość podawana w cyklach na minutę, określa zakres bezpiecznej pracy silnika od obrotów minimalnych, poniżej których silnik ulega zadławieniu, do maksymalnych, powyżej których następuje niebezpieczeństwo awarii silnika. Obroty nominalne to te, przy których mierzona jest moc nominalna silnika.
Jednostkowe zużycie paliwa ? specyfikuje wagową lub objętościową ilość paliwa potrzebną do wykonania określonej pracy.
Natężenie zużycia paliwa ? objętościowe lub wagowe zużycie paliwa w jednostce czasu w silniku pracującym przy parametrach nominalnych (moc nominalna, obroty nominalne).
Natężenie wydzielania spalin ? objętościowa lub wagowa emisja gazów spalinowych w jednostce czasu w silniku pracującym przy parametrach nominalnych (moc nominalna, obroty nominalne). Emisja spalin jest klasyfikowana ze względu na udział w nich różnych składników.
Minimalne jednostkowe zużycie paliwa ? określa objętościową lub wagową ilość paliwa zużytą dla wykonania pracy przy parametrach nominalnych w jednostce czasu.
Średnie ciśnienie użyteczne ? uśrednione ciśnienie w komorze roboczej podczas spalania mieszanki paliwowej. Jest ono ściśle skorelowane z momentem obrotowym.
Sprawność nominalna ? sprawność energetyczna silnika pracującego przy nominalnych parametrach pracy.
Maksymalny moment obrotowy ? maksymalny moment obrotowy na wale silnika.
Parametry (według PN-93/M-01521) tłokowego silnika spalinowego
średnica cylindra D
skok tłoka S
objętość komory sprężania Vc, przestrzeń między denkiem tłoka a powierzchnią głowicy, gdy tłok osiąga GMP
objętość skokowa cylindra Vs, objętość cylindra ograniczona położeniami GMP i DMP
objętość skokowa silnika Vsk, suma wszystkich jego cylindrów Vs
objętość całkowita cylindra Vt, suma objętości skokowej Vs i sprężania Vc
stopień sprężania ?, stosunek Vt do Vc
Układy wspomagające pracę silnika spalinowego
układ chłodzenia
układ doładowania
układ rozruchowy
układ rozrządu
układ smarowania
układ wydechowy
układ zapłonowy
układ zasilający
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_spalinowy_t%C5%82okowy
Jak działa turbosprężarka?
Obroty sprężarki, a tym samym i jej stopień sprężania zależą od ilości gazów napędzających turbinę, która przy małym zapotrzebowaniu na moc jest mała. Dlatego gdy gwałtownie wzrasta zapotrzebowanie na moc silnika (zmiana biegu, wciśnięcie gazu w celu przyspieszenia) pomimo dostarczenia dodatkowego paliwa, przez moment, aż sprężarka zostanie rozpędzona sprężanie sprężarki jest małe, przez co silnik przez moment ma małą moc. Dodatkowo w tym czasie z powodu mniejszej ilości dostarczonego powietrza do cylindrów, układ dostarczający paliwo nie może dostarczyć go tyle co przy statycznym obciążeniu silnika. Efekt mniejszej mocy silnika przy gwałtownym wzroście zapotrzebowania na moc nazywany jest turbodziurą. Usprawnienia konstrukcyjne sprawiają, że dzisiejsze turbosprężarki mają mniejszy moment bezwładności wirnika, a dawkowanie paliwa jest dokładniejsze, przez co efekt turbodziury jest mniejszy.
W celu ograniczenia tego zjawiska stosuje się też sterowanie wydajnością turbosprężarki. Możliwe są tu dwa sposoby ? sterowanie ilością spalin przepływających poprzez turbinę lub sterowanie geometrią przepływu.
W pierwszym rozwiązaniu stosuje się zawór obejściowy, który jest sterowany poprzez ciśnienie doładowywania ? gdy ciśnienie wytwarzane przez sprężarkę przekracza ustaloną przez konstruktora silnika wartość, zawór otwiera się i przepuszcza część spalin poza wirnikiem turbiny.
Drugim rozwiązaniem jest umieszczenie łopatek sterujących kątem pod jakim spaliny trafiają na łopatki wirnika. Przy małych prędkościach obrotowych silnika, spaliny uderzają w wirnik pod kątem zbliżonym do prostego i jednocześnie łopatki sterujące wytwarzają rodzaj dyszy przyspieszających przepływ spalin. Ograniczenie ciśnienia doładowania polega na kierowaniu strumienia spalin pod coraz ostrzejszym kątem względem łopatek turbiny przy jednoczesnym poszerzeniu kanału przepływu co powoduje ograniczenie prędkości spalin. Konstrukcyjnie rozwiązuje się to w ten sposób, że wirnik turbiny otacza rodzaj żaluzji kierujących przepływem spalin.
Pierwotnie ciśnienie doładowywania było sterowane czysto mechanicznie, we współczesnych silnikach samochodowych ciśnieniem steruje sterownik silnika, wykorzystując sygnały z czujników ciśnienia i ilości zassanego powietrza. Elementami wykonawczymi sterującymi zaworami lub żaluzjami są siłowniki pneumatyczne (wykorzystujące podciśnienie) sterowane elektrozaworami lub silniki krokowe ? tak jak w silniku 1,2 TSI grupy VW
W sprężarce rośnie temperatura powietrza w wyniku:
wzrostu ciśnienia (zgodnie z równaniem adiabaty),
przepływu ciepła przez elementy konstrukcyjne od gorących spalin do chłodniejszego powietrza.
Jest to zjawisko niekorzystne, gdyż obniża efekt działania turbosprężarki, oraz zwiększa temperaturę w momencie spalania. Zwiększenie temperatury wpływa niekorzystnie na elementy silnika, obniża sprawność silnika jak i zwiększa wydzielanie tlenków azotu. Aby obniżyć temperaturę sprężonego powietrza stosowany jest wymiennik ciepła zwany intercoolerem lub chłodnicą międzystopniową powietrza.
Źródło: http://pl.wikipedia.org/wiki/Turbospr%C4%99%C5%BCarka
silnik widlasty o dwunastu cylindrach
V12 ? silnik widlasty o dwunastu cylindrach w dwóch rzędach zamontowanych we wspólnej skrzyni korbowej. Zazwyczaj kąt rozwarcia między cylindrami wynosi 60°, wszystkie tłoki napędzają wspólny wał korbowy1. Silniki V12 znajdują zastosowanie do napędu lokomotyw (np używane w Polsce ST44, SP45, Class 66), statków, generatorów, ciężkiego sprzętu budowlanego, a także luksusowych i sportowych samochodów osobowych. Kolejność zapłonu dla silnika V12 to zwykle 1-10-5-7-3-11-6-9-2-12-4-8 lub rzadziej 1-9-2-7-4-8-6-10-5-12-3-112. Przed wprowadzeniem silników turbośmigłowych i turboodrzutowych, silniki V12 były stosowane również w samolotach.
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/V12