ECHIPAMENTELE FOLOSITE PENTRU CERCETAREA [301415]

Cap.3

[anonimizat]. Măsurarea este definită ca operația de determinare a raportului în care se află mărimea măsurată față de o [anonimizat]. [anonimizat]. Principiul de măsurare pe cale electrică a [anonimizat] o valoare proporțională cu mărimea măsurată. [anonimizat]. Caracteristica principală a [anonimizat] o mărime electrică strict proporțională cu mărimea neelectrică de intrare.

3.1 [anonimizat] F1/F2 și în cadrul Academiei Navale din Constanta pe standul cu motor ,, Gunt ” pentru trasarea diagramei indicate.

Scopurile urmărite prin introducerea nitratului de celuloză într-o benzină au fost:

influența în modificarea cifrei octanice;

studierea influenței acesteia în funcționarea motoarelor cu aprindere prin scânteie.

3.2. Organizarea unui stand de încercări

Încercarea combustibililor pe motoare cu ardere internă se realizează cu ajutorul unor standuri specializate. [anonimizat], [anonimizat], [anonimizat]. Apoi, [anonimizat]. [anonimizat], [anonimizat], precum și comanda și înregistrarea tuturor parametrilor funcționali.

Un standul de încercări cu motor termic (fig. 3.1.) cuprinde în general:

– Instalația de alimentare cu combustibil;

– Instalația de aer condiționat/ventilație;

– Instalația de evacuare a gazelor arse și de direcționare a acestora către exterior;

– Un stand de montare a motorului și o frână electrică;

– Izolarea fonică;

– Un sistem de indicare și de control;

– Sisteme de înregistrare a datelor obținute;

– Sistemul de prevenire și stingere al incendiilor;

3.3. [anonimizat] F1/F2

Componentele standard ale motorului CFR sunt: carter, un asamblu al lagarului de fixare pentru a [anonimizat]-[anonimizat]-o singură trecere a [anonimizat]ise a aerului cu temperatura controlata si un sistem de evacuare , si un panou de control.

Motorul de testare pentru determinarea ON este fabricat ca o unitate completă de către Waukesha Engine Division , Dresser Industries , Inc.Desemnarea Waukesha Engine Division pentru aparatul necesar la aceaste metode de testare este Model CFR F-1/F-2 ,dispozitiv de determinare a octanului prin metoda RON si MON.

Fig. 1.Motorul CFR Waukesha F1 / F2

Scop:

Determinarea cantitativă a cifrei octanice a combustibililor lichizi pentru motoare cu aprindere prin scanteie in termenii CO Research .

3.3.1. Compunere motorului pentru determinarea cifrei octanice CFR ASTM –Waukesha F1/F2

Fig. 2. Ansamblul cilindru cu raport de compresie variabil

Prin intermediul ansamblului cilindru – manșon (fig. 1.) se realizează compresia variabilă cu ajutorul căreia se determină cifra octanică pentru combustibilii ce urmează a fi testați. Variind raportul de compresie prin modificarea înălțimii cilindrului în timpul funcționării, motorului până la apariția detonației la diferite niveluri de intensitate, oferind posibilitatea de a compara combustibilii de referință cu cifră octanică cu valori cunoscute cu combustibili a căror cifră octanică urmează a fi determinată. Înălțimea cilindrului este corelată cu un raport de compresie care poate fi apoi direct corelat cu o valoare specifică octanică conform specificațiilor metodei ASTM . Un senzor laser de înălțime montat pe exteriorul cilindrului / manșon ajută operatorul în determinarea poziției cilindrului în care este ridicat sau coborât.

Ansamblul cilindru cu raport de compresie variabil include cilindrul, mecanismul culbutorului, manșonul de fixare cu axul melcat și roata melcată pentru a asigura facilitatea de raport de compresie variabil, o placă de ghidare din oțel pentru a asigura orientarea verticală a cilindrului și pentru protecția părții superioare a carterului și pistonul cu biela.

Fig. 3. Carburator cu 4 vase pentru combustibil

Ansamblul carburator (fig. 1.) este compus din corpul carburatorului care încorporează tubul Venturi și jiclorul vertical, ansamblul supapă selector de carburanți cu vizorul nivelului de combustibil, o consolă sau bară care conține suporturile rezervoarelor și șuruburile de reglare ale rapoartelor combutibil-aer

Fig. 4. Carterul CFR

Carterul CFR îndeplinește rolul de schelet al motorului, servind la fixarea și amplasarea diverselor mecanisme și subansamble și se compune din:

– Carterul propriuzis confecționat din fontă ce asigură o rezistență și rigiditate maximă;

– Arborele cotit cu un singur maneton;

– Arborele cu came și distribuția cu supapă;

– Lagărele arborelui cu came și al axului de echilibrare;

-Sistemul de ungere;

– Biela;

– Sistemul de ventilație al carterului;

– Volantul;

– încălzitorul uleiului – pentru a controla temperatura uleiului din carter, în cavitatea inferioară a carterului este amplasat un încălzitor electric de 1000 w. încălzitorul este accesibil prin demontarea unei plăci învelitoare a unei deschideri în flanșa din spatele carterului;

Panoul de control XCP – asigură un acces simplu prin interfața panoului ,,touch-screen ,,

– afișează în mod automat caracteristicile determinate

– afișează automat intensitatea detonației nemaifiind necesară interpretarea operatorului.

Fig. 5. Panoul de control XCP

Analizorul de cifră octanică este de tipul semiautomat, analizează și compară compara simultan caracteristicile a doi combustibili primari pntru determinarea cifrei octanice prn metoda ASTM .

Fig. 5. Analizorul de cifră octanică

3.3.2.Materiale și reactivi folosite pentru determinarea cifrei octanice.

– biuretre 300 mL cu o toleranta volumetrica maxima de 0,2% si etalonate(200

– barometru etalonat

– cilindrii gradati diferite capacitati etalonate(50mL,250mL,500mL si 1000m L )

– flacoane sticla 1L,pentru preparat combustbili primari

– N-heptan, puritate minim 99,75%volum,cu max.0,1%volum izooctan si nu mai mult de 0,5 mg/L plumb

– izo-octan(2,2,4 trimetilpentan), purtate minim 99,75%volum,cu max.0,1%volum normal heptan si nu mai mult de 0,5 mg/L plumb

– benzină cu COR 98 aditivată ,

– bioetanol puritate minim 99.97 %

– metanol puritate minim 99.97 %

– trinitrat de celuloză

3.3.3. Metodologia determinării cifrei octanice.

– se menține proba de încercat în sticlă de 1 L, la o temperatură de 0-6 , protejată de lumina directă și puternică;

– se verifică și se asigură regimul de functionare al motorului ASTM-CFR F1/F2 prin controlul si reglarea unor parametri,inainte de pornirea motorului,in modul si la valorile precizate in manualul de operare al motorului:

– nivelul uleiului din carter;

– nivelul lichidului de racire din condesansator;

– reglarea raportului de compresie;

– reglarea jocurilor la supape de admisie/de evacuare;

– deschiderea robinetelor pe circuitul de apa.

– se inregistrează presiunea barometrica din locatie,necesara la reglarea micrometrului pentru asigurarea presiunii de compresie corespunzatoare, conform tabelului A4 din ASTM D 2699;

se pornește alimentarea electrica a motorului din comutatorul general;

se incălzește uleiul din carter la 578 și se deschide circuitul de răcire al motorului;

se încarcă rezervorul 4 cu benzine de „incalzire” și se asigură un raport de compresie mic de cca 5,5;

se pornește motorul electric cuplat cu volanta pistonului , pentru asiguarea turatiei constante (600 rpm pt.RON;

se deschide butonul pentru aprinderea scânteii cu un unghi de avans la aprindere de 13 pentru RON;

se pornește încalzirea aerului (IAT pentru RON = tabel A.6.4 și se verifică încadrarea presiunii uleiului între 172…207 kPa sau 25…30 psi;

se pornește încălzirea amestecului carburant (MIXT) asigurând o temperatură de minim 141 (285) ;

se deschide intrarea benzinei din rezervorul 4 în motor și se lasă să funcționeze motorul între 15 si 30 minute pe benzina de încălzire;

se prepară două etaloane (amestecuri de combustibili de referință primari: izooctan si normal heptan amestec volumetric la biurete , cu cifre octanice care să difere între ele conform ASTM D 2699 , și care încadrează cifra octanică presupusă a probei de încercat;

se încălzește motorul 15-30 minute , pentru obținerea parametrilor corespunzători unei bunei funcționări;

se incarcă:

– rezervorul 1 cu etalon COR de nivel inferior

– rezervorul 2 cu toluen (combustibil de control)

– rezervorul 3 cu etalonul COR/COM de nivel superior

– Se testează motorul cu combustibil de control (TSF) corespunzător CO presupusă. Dacă COR se încadrează în parametrii din tabelul 2(RON), se trece la determinarea propriu-zisă iar dacă nu, se reia procedura calificării motorului ca „FIT for USE” , reglarea temperaturii aerului IAT pentru RON

se încarcă:

– rezervorul 1 cu etalon COR de nivel inferior

– rezervorul 2 cu proba de încercat

– rezervorul 3 cu etalon COR de nivel superior.

Se trece la încercarea propriu-zisă :

se reglează gradul de compresie ajustând înălțimea cilindrului în funcție de presiunea atomosferică conform tabelelor A.4.9. din ASTM 2699 pentru proba de încercat ;

– se regleaza nivelul lichidelor în cele 3 rezervoare ale carburatorului astfel încât să se obțină o detonatie maximă ;

Cu motorul funcționând pe etalonul COR de nivel inferior si respectiv pe cel de nivel superior, se face reglajul în asa fel încât indicatorii de detonații sa fie cuprinși între 20 si 80 unităti pe scara knock-metrului;

Se reglează nivelul lichidelor în rezervoare astfel încât sa se obțină detonații maxime;

Se fac câte 2 citiri ale detonației pentru fiecare dintre cele două etaloane și respectiv 3 citiri pentru proba de încercat, notând diviziunile corespunzatoare de la knock-metru.

Ordinea citirii: Ordinea în care se repeta citirile (pentru proba de incercat si respectiv cele doua etaloane de încadrare) este cel din figura 6 din ASTM D 2699.

Etalon 1 Proba de Etalon1

încercat

Proba de Etalon 2 Etalon 2 Proba de

încercat încercat

Diferența între cele trei citiri pe detonometru pentru proba de încercat, cât și între cele două serii de citiri pentru fiecare dintre cele două etaloane nu trebuie să depașeasca 0,3 unitati de ON.

Dacă nu sunt satisfacute aceste condiții, se face o altă serie de citiri , reluând procedura de la „Ordinea citirii” din aceasta succesiune.

Diferențele admise între COR a combustibilului de încercat și COR a amestecurilor etalon folosite pentru încadrarea probei de încercat depinde de cifra octanică presupusă a combustibilului de încercat și trebuie să fie cuprinsă în limitele precizate în tabelul 5 ASTM D 2699 .

Pe domeniul COR 80-90 … … 2 unitati de ON

COR 90-100 … … 1 unitate de ON

Pe tot parcursul incercarii combustibilului motorul este supravegheat continuu pentru a putea interveni în cazul unor disfuncționalități precum modificarea turației,a avansului de aprindere ,etc.. , conform regulilor din fisa echipamentului de incercati/masurari nr.56. În cazul opririi alimentării cu apă sau curent electric, se oprește alimentarea cu benzină si implicit a motorului de cifră octanică.

Se execută o singură încercare pentru o probă de încercat (esantion), dar cu 3 citiri ale intensității detonației pentru aceeasi probă de încercat, deci se obtin rezultate triple pentru caracteristica masurată, în condiții de repetabilitate.

3.3.4. Calculul și exprimarea rezultatelor

Se calculează media aritmetica a citirilor pe knock-metru, separat,pentru proba de încercat și respectiv pentru fiecare dintre cele doua amestecuri etalon. Formula de calcul pentru cifra octanică a probei de încercat este o interpolare a mediei calculate pentru citirile pe knock-metru corespunzatoare.

ONS = ONLRF + KILRF – KIS ( ONHFR – ONLRF)

KILRF – KHRF

ONS = cifra octanică a combustibilului de cercetat

ONLRF = cifra octanică a amestecului de isooctan și n-heptan de nivel inferior

ONHRF = cifra octanică a amestecului de isooctan și n-heptan de nivel superior

KILRF = intensitatea detonației amestecului de isooctan și n-heptan de nivel inferior

KIS = intensitatea detonației a combustibilului de cercetat

KIHRF = intensitatea detonației amestecului de isooctan și n-heptan de nivel superior

Rezultatele sunt exprimate in unități de cifră octanică, modul de raportare fiind în funcție de domeniul de valori ale cifrei octanice și se rotunjesc la cel mai apropiat număr întreg par.

*Valorile RON si pentru bioetanol au fost luate din literatura de specialitate.

**Valorile RON necorectate SR EN 228

Corectia SR EN228 este o corectie de 0,2 uO care se scade din valoarea determinata pe motor

Am citit presiunea barometrica din sala de laborator si am notat aceasta presiune in caietul de lucru presiunea barometrica=101,23kPa si am folosit formula de conversie din kPa in mm Hg.

101,23kPa× 7,50063 =759,28 mmHg.Aceasta presiune am transformat-o în Hg(unitate de masura engleza) deci759,29mmHg÷25,4toli=29,89 toli.Am selectat din tabelul ghid A6.3 din ASTM D 2699 pentru CO/R si am gasit la intersectia celor doua linii ( orizontala si verticala) valoare DIAL INDICATOR este de 0,504" unde vom gasi ca pentru 29,89 toli valoarea compensatiei este de 0,000 Tot in acest tabel se da si temperatura aerului de intrare aer IAT si gasim ca trebuie sa avem un IAT de 51,7.La valoarea din tabelul ghid vom compensa aceasta valoare folosind tabelul A6.4 din ASTM D 2699 0,504”-0,000=0,504”.Deci valoarea inaltimii cilindrului la presiunea din locatie este de 0,504” Dupa ce motorul a atins parametrii optimi de functionare este vorba de temperatura IAT ,se micșoreaza raportul de compresie la valoarea de 0,504”, se regleaza valoarea amplitudinii semnalului și valorii SPREAD caracteristica semnalului între cele doua etaloane cu ajutorul schemei din figura A 4.6 din ASTM D 2699( intensitatea detonatiei KI spread/ cifra octanica),se trece în ordinea mentionata la pagina 16 din acest referat, după reglarea nivelului combustibilului din fiecare care vas al carburatorului la valoarea detonatiei maxime si avem; Intensitatea KI a combustibilului de determinat este de 50(media celor trei citiri),media celor doua citiri a KI a etalonului de nivel inferior 89 este 54 iar media celor doua citiri a KI a etalonului de nivel superior este de 35.Aceste date se introduc in algoritmul de calcul;

CO/R a combustibilului standard

Care ne spune ca pe domeniul benzinelor cuprinse intre CO/R 87,1-91,5 motorul pentru determinare are acceptul de gata de utilizare.In acest mod se determina valorile cifrelor octanice prin metoda RESEARCH cat si pentru metoda MOTOR a tuturor combustibililor de masurat.

Proprietatile benzinelor comerciale depind in mare masura de calitatile titeiului din care au fost obtinute,procesele de rafinare ,de retetele de dozare a componentilor si de incorporarea aditivilor specifici.Caracteristicile antidetonante ale benzinelor depind in esenta ,de compozita chimica a acestora.Pentru partea de cercetare am avut la dispozitie benzine cu diferite calitati si proprietati antidetonante si anume ; benzina CO/R=90,1si CO/M=80,6 ;benzina CO/R=93.0 si CO/M=83.0 ;benzina comerciala formulata CO/R=95,4 si CO/M=85,2. Prin folosirea bio-etanolului si a MTBE-ului ca aditivi pentru cresterea caracteristicilor antidetonante ale benzinelor utilizate , ca baza experimentala ,s-au obtinut rezultate liniare in cresterea cifrelor octanice atat CO/R cat si CO/M.Cresterea caracteristticilor antidetonante a fost mult mai mare pentru benzinele neaditivate nu datorita concentratiilor mai mari de aditivi folositi la aditivare dar mai ales datorita faptului de compozitiilor chimica ale acestora.Pe masura introducerii de concentratii mai mari de aditivi raportul dintre CO/R si CO/M s-a marit acest lucru producandu-se datorita scaderii sensibilitatii benzinelor.Sensibilitatea unei benzine este considerata atunci cand proprietatile caracteristicile antidetonante se reduc pe masura ce devin mai severe conditiile de lucru ale motoarelor si anume turatii mai mari.Prin definitie stim ca CO/R exprima o conditie mai blanda de lucru a motoarelor pe cand CO/M exprima o conditie de performanta in conditii mai severe a motoarelor,mai exact motorul CFR ASTM (F1) are turatia de lucru de 600rpm pentru CO/R,si 900rpm pentru CO/M.(F2)

3.3.5. Determinarea contribuției trinitratului de celuloză în modificarea cifrei octanice a benzinei naphta de 71 CO/R .

Pentru deteerminarea aportului nitratului de celuloză la îmbunătățirea cifrei octanice a unui combustibil am procedat astfel:

– am dizolvat 2,4 g. de trinitrat de celuloză în 50 ml. de metanol cu o concentrație de 99,7 %;

– soluția realizată anterior a fost mixată cu 200 ml. benzină naphta de 71 CO/R ;

– după mixarea celor două soluții, acestea s-au separat observându-se două faze;

– peste cele două soluții mixate anterior s-a adăugat 300 ml metanol de concentratie 99,7 %;

– ametsecul realizat s-a mixat pefect observândse o singură fază;

– pentru micșorarea cifrei octanice a amestecului realizat anterior s-a main adăugat 15 ml benzină naphta de 71 CO/R , solutia obținută s-a mixat perfect, observându-se o singură fază.

Pentru realizarea amestecului anterior s-au folosit:

– 215 ml. benzină naphta de 71 CO/R ;

– 300ml. de metanol cu o concentrație de 99,7 %;

– 50 ml. soluție metanol și nitrat de celuloză, avându-se în vedere că nu se cunoaște aportul celulozei la cifra octanică a amestecului se va face abstractie și se va lua în considerare doar 50 ml metanol concentrație de 99,7 %;

Cifra octanică a amestecului (teoretică ) este:

Astfel:

* COa – cifra octanică a mestecului;

* V – volumul în procente a hidrocarburii de adaos;

* CON – cifra octanică a benzinei Naphta;

* COh – cifra octanică a metanolului

Pentru a se cunoaște aportul nitratului de celuloză la cifra octanică a amestecului s-a făcut determinarea cifrei octanice în laboratorul rafinăriei Petromidia.

Determinarea a fost făcută prin compararea benzinei cu un combustibil etalon cu o cifra octanica cunoscuta pe un stand special, complex având în componenta sa un motor de laborator cu aprindere prin scanteie , monocilindric in 4 timpi, cu un raport de compresie variabila (Cooperative Research Fuel CFR Waukesha, U.S.A.),in conditii standard, stabilite de Asociatia Americana de Incercari si Materiale,(American Society for Testing and Materials) ASTM .

În urma determinării s-a stabilit că amestecul are o cifră octanică de 102,5 CO/R .

Fig.3.3.1. Influenta nitratului de celuloză în modificarea cifrei octanice.

3.4. Standul cu motor pentru trasarea diagramei indicate

Fig.3.4.1. Vedere din față standului de încercări motoare cu ardere internă

Determinările experimentale pentru studierea influenței nitratului de celuloză în funcționarea motoarelor cu aprindere prin scânteie s-au efectuat în cadrul Academiei Navale din Constanța , pe un stand cu motor cu aprindere prin scânteie în patru timpi cu raport de compresie variabil produs de firma ,, Gunt ” din Germania care are în compunere următoatrele module:

– CT 159 Platformă de bază cu motor cu ardere internă;

– HM 365 Unitate universală de antrenare și frânare;

– CT 152 – motorul pe benzină în patru timpi cu raport de compresie variabil;

– CT 159.03 Traductor de presiune și senzor PMS pentru platforma CT 152;

– CT 159.01 Sistemul electronic de indicare;

3.4.1. Platformă de bază cu motor cu ardere internă – CT 159

Modulul CT 159 este folosit pentru determinarea consumului de combustibil și necesarul de aer. Panoul de control este prevăzut cu indicatoare digitale pentru:

• Consumul de aer

• Temperatură ambientală

• Temperatura combustibilului

• Temperatura gazelor eșapate,

Elemente componente (Fig.3.4.2.)

Fig.3.4.2. Elemente componenteale platformei de bază

Pe panou se găsesc următoarele componente pentru control (Fig.3.4.3.):

Fig.3.4.3.Panou control platformă de bază

Măsurători:

Măsurarea consumului de combustibil

Fig.3.4.4. Tubul pentru măsurarea

consumului de combustibil

b). Măsurarea consumului de aer (Fig.3.4.5.) – resupune utilizarea unor motoare care absorb aer prin intermediul pistonului. Prima dată aerul este ghidat printr-un filtru de aer (1), iar apoi după trecerea printr-o diafragmă de măsurare (2) ajunge într-un rezervor de liniștire (3). Diafragma de măsurare este conectată prin intermediul unor furtunuri la un senzor electronic de măsurare a diferenței de presiune. Acest senzor furnizează o tensiune care este proporțională cu diferența de presiune, care apoi este convertită în debit volumic al curgerii aerului, valoare indicată direct în litri/min. Toate valorile măsurate electronic sunt disponibile a fi transmise către PC.

Fig.3.4.5.Schema măsurării consumului de aer

c. Software

Măsurătorile realizate în care este utilizat și PC-ul pentru achiziția datelor măsurate prezintă avantaje:

– Graficele sunt realizate automat;

– Valorile măsurate devin disponibile în vederea prelucrărilor ulterioare;

– Rezultatele obținute din măsurătorile curente pot fi calculate direct și apoi vizualizate;

– Datele tabelate sau reprezentate grafic pot fi salvate și tipărite.

d). Elementele aplicației

Odată ce placa de achiziții de date și aplicația au fost instalate, se poate rula programul prin folosirea meniului: „Start / Programs / G.U.N.T. / CT 159".

Meniul „Start” oferă opțiunile următoare:

Fereastra „System diagram” („Diagrama sistemului”) (Fig.3.4.6.)

Fig.3.4.6. Diagrama sistemului

Acest modul al programului arată funcționarea sistemului și diagrama fluxurilor din cadrul sistemului.

Valorile curente măsurate sunt indicate în punctele corespunzătoare.

Consumul de combustibil este de asemenea indicat.

Programul folosește o bază de timp internă pentru calculul consumului de combustibil. În acest sens, utilizatorul trebuie să aleagă la început intervalul de timp între două citiri. Acest interval poate fi 20, 60 de secunde sau 2, 3, 4, 5, 10 minute. Valorile curente ale consumului sunt indicate doar după trecerea intervalului de timp specificat.

Fereastra „Charts” („Grafice”) (Fig.3.4.7.)

Fig.3.4.7. Fereastra grafice

Acest modul al programului arată grafice ale diverselor mărimi în raport cu timpul. Acest tip de grafice este utilizate destul de des în domeniul tehnic.

Toate mărimile măsurate sunt disponibile în partea de jos. Caracteristicile în raport cu timpul sunt de asemenea indicate.

Scalarea uneia dintre axe se poate face prin efectuarea unui dublu-clic pe ultima gradație a scării respective și rescrierea unei valori noi.

Funcția „print window” („tipărește fereastră”) poate fi utilizată pentru a tipări o fotografie a ceea ce se vede în momentul respectiv pe grafic.

Funcția „print” („tipărire”) este destinată pentru a tipări doar diagrama nu toată fereastra.

Fereastra Measurement Diagram („Diagrame”) (Fig.3.4.8.)

Fig.3.4.8. Diagrame

Acest modul al programului este folosit pentru a înregistra și salva caracteristicile motorului.

Funcționarea modulului este similar cu un osciloscop la care mărimile pe axele x și y sunt la

libera alegere. Astfel este se poate obține diverse reprezentări ale caracteristicilor motorului.

Fereastra „Choose Axis” („Configurarea axelor”) (Fig.3.4.9.)

Fig.3.4.9. Fereastra „Configurarea axelor”

Memorarea curbelor (Fig.3.4.10.)

Fig.3.4.10. Memorarea curbelor

Vizualizarea, editarea și salvarea caracteristicilor:

– Pentru a vizualiza o caracteristică salvată anterior, activați itemul „ open file ” („deschide fișier”) din meniul „File” („Fișier”) și specificați fișierul dorit.

– În acest moment, fiecare caracteristică poate fi vizualizată și modificată (de exemplu cu „delete record” („ștergere înregistrare”). Opțiunea „save series” („salvare serie”) este folosită pentru salvarea caracteristicii curente selecționată, care va fi suprascrisă peste cea veche aflată în prelucrare.

– Opțiunea „save all series” („salvarea tuturor seriilor”) este folosită pentru a salva toate caracteristicile din listă într-un fișier.

– Opțiunea „delte all series” („ștergerea tuturor seriilor”) este folosită pentru a șterge toate caracteristicile dintr-un fișier.

– Opțiunea „delete series” („ștergere serie”) este folosită pentru a șterge o caracteristică.

– Opțiunea „print curve” („tipărire caracteristică”) este folosită pentru a tipări caracteristici.

– Opțiunea „print table” („tipărire tabel”) este folosită pentru a tipări un tabel.

– Opțiunea „print window” („tipărire fereastră”) este folosită pentru a tipări o fotografie a întregii ferestre.

Seturile de date obținute prin comanda „new series” („serie nouă”) pot fi vizualizate și editate

cu ajutorul oricărui editor (de exemplu NOTEPAD, WORDPAD, Ultra-Edit etc.).

3.4.2. Unitatea universală de antrenare și frânare – HM 365 (Fig.3.4.11.)

Fig.3.4.11. HM 365 Unitate universală de antrenare și frânare

Unitatea de antrenare si frânare Universal este formata în principiu dintr-un motor trifazat care este acționat cu ajutorul unui convertor de patru cadrane.

Motorul permite masurarea directa a cuplului. În acest scop, carcasa motorului este fixata pe rulmenți rotativi. Un senzor electronic masoară forța exercitata asupra carcasei, care este proporțională cu cuplul. Cuplul motorului este obținut pe baza brațului forței a carui lungime ajunge la punctul de contact al senzorului. Masurarea turației se face cu ajutorul unui comutator de proximitate fotoelectric care generează impulsuri. Unitatea de antrenare transmite puterea catre motor/masina prin intermediul unei curele trapezoidale.

Afișajele și panourile de comandă

Fig.3.4.12. Panoul frontal al unității

Panoul din spate (Fig.3.4.13. )

FIG.3.4.12. Panoul din spate

Date tehnice

Dimensiuni

L x l x Î 800 x 1120 x 1275 mm

Masa: aprox. 85 kg

Tensiune alimentare ~400V, 50Hz, 3-fazat

Motor trifazat, asincron, 2 poli

Putere: 2,2 kW

Turație nominală (50Hz): 2840 RPM

Randament: 81,5 %

Factor de putere (50Hz): 0,85

Curent nominal: 4,8 A

Cuplu nominal: 7,4 Nm

3.4.3. Motorul pe benzină în patru timpi cu raport de compresie variabil

– CT152

Modulul CT 152 Motor pe benzină în 4-timpi cu raport de compresie variabil conține un motor cu aprindere prin scânteie cu o putere de aprox. 1,5 kW (Fig.3.4.13. ) .

Fig.3.4.13. Modulul CT 152 Motor pe benzină în 4-timpi cu raport de compresie variabil

Pe acest tip de motor termic se pot face determinări ale caracteristicilor externe pentru sarcini parțiale și maximă. Pentru a putea determina influența raportului de compresie, avansului și amestecului motorul a fost prevăzut cu unele componente special realizate în acest sens, pentru a putea modifica parametrii respectivi. Platforma este prevăzută cu un senzor de temperatură pentru măsurarea temperaturii gazelor de evacuare, care, este cuplat la platforma CT 159 Modul de bază pentru motoare cu combustie.

Motorul termic CT 152 este răcit cu aer, are un singur cilindru funcționând în 4-timpi, iar carburatorul este extern. Pentru a studia diverse rapoarte de compresie, motorul este prevăzut cu capete de cilindru care pot fi echipate cu diverse camere de ardere (chiulase). Modificarea amestecului se poate efectua datorită construcției modificate a carburatorului. Pentru reglarea avansului motorul este echipat cu un demaror diferit de cel original, astfel încât este posibil ca momentul comenzii aprinderii să fie reglabil (decalat înainte sau în urmă).

Caracteristicile tehnice ale motorului supus cercetării experimentale :

– motor cu aprindere prin scânteie, cu un cilindru, răcit cu aer și cu carburator extern;

– dimensiuni L x l x g 450 x 300 x 450 mm;

– greutate aprox. 21 kg;

– putere furnizată aprox. 1,5 kW

– alezaj 65,1 mm;

– cursa 44,4 mm;

– lungime bielă – 79,55 mm;

– tensiune de aprindere 12 V;

– avans reglabil de la 40° înainte de TDC pâna la 10° dupa TDC;

– rapoarte de compresie – 10:1, 8,5:1, 7:1, 5,5:1, 4:1.

Fig.3.4.14. Elementele componente ale platformei Fig.3.2.15. Vedere de sus a modulului

CT 152

1 Carter 15 Atenuator de vibrații (amortizor)

2 Axul motor 16 Șasiu (suport de bază)

3 Cămașă cilindru 17 Senzor de temperatură

4 Îmbinare țeavă de eșapament 18 Tobă de eșapament

5 Priză pentru cablul aprinderii 19 Tobă de eșapament

6 Tobă de eșapament 20 Carburator

7 Senzor temperatură gaze evacuate 21 Clapetă de aer

8 Orificiu pentru chiulasă 22 Priză de admisie a aerului

9 Cap de cilindru 23 Conductă de alimentare cu combustibil

10 Bușon pentru alimentare cu ulei 24 Filtru

11 Mâner reglare aprindere 25 Cablu pentru conectarea aprinderii

12 Camă 26 Demaror manual (cu curea)

13 Contact pentru aprindere 27 Volant

14 Bobina de inducție 28 Fulie

Raportul de compresie

Raportul de compresie poate fi variat prin intermediul a cinci chiulase, care se înfiletează pe capetele de cilindru modificate. (Fig.3.4.16. )

Fig.3.4.16. Capetele de cilindru modificate.

Cu ajutorul celor cinci chiulase montatelor se obțin următoarele rapoarte de compresie:

10 : 1

8,5 : 1

7 : 1 (raportul de compresie original)

5,5 : 1

4 : 1

Avansul

Pentru a putea regla avansul a fost necesară modificarea dispozitivului original. Motorul a fost

prevăzut cu un șasiu (2) în zona axului motor (1), care este utilizat pentru fixarea suportului rotativ (3) pe care este montat contactul pentru aprindere (8). Contactul pentru aprindere este fixat de acest suport astfel încât să poată fi acționat de cama (4) existentă pe axul motor ( Fig.3.2.16). Distanța dintre armăturile contactului se pot regla prin strîngerea sau slăbirea șurubului (9). Mânerul (6) se utilizează pentru a deplasa contactul, iar poziția finală a acestuia este blocată cu bolțul (7) în 11 locașuri diferite (5), care sunt prezente pe șasiu la o distanță de 5° între ele ( Fig.3.2.17). Când mânerul este în poziție verticală această poziție corespundeunui unghi de 15° înainte de ajungerea pistonului în PMS. Prin rotirea mânerului către dreapta se obține un avans prematur, iar către stânga unul întârziat. În acest fel este posibilă reglarea avansului de la 10° după PMS la 40° înainte de PMS.

Fig.3.4.17. Reglarea avansului Fig.3.4.18. Treptele de reglare a avansului

Amestecul

Amestecul poate fi modificat prin reglarea duzei injectorului. Această duză se găsește (după cum

se arată și în Fig.3.4.19 ). la baza camerei de nivel constant a carburatorului. Prin rotirea în sens orar amestecul devine mai sărac, iar prin rotirea în sens antiorar amestecul devine mai bogat.

Fig.3.4.19. Reglarea amestecului

3.4.4.Traductorul de presiune și senzor PMS – CT 159.03

Fig. 3.4.20. Senzorul pentru PMS Fig. 3.4.21. Poziția de instalare a senzorului pentru

PMS (poziție verticală)

Fig. 3.4.22.Locul de instalare al senzorului Fig. 3.4.23. Senzorul pentru PMS poziționat

pentru PMS și șasiul motorului în fața locației finale de montare

Fig. 3.4.24. Traductorul de presiune Fig. 3.4.25. Traductorul de presiune

și bujia integrată și bujia integrată montate la motorul

CT 15 2

Fig. 3.4.26. Amplificatorul traductorului de presiune și senzorului pentru PMS

3.4.5. Sistemul electronic de indicare – CT 159.01

Platforma constă dintr-un amplificator cu electronică de procesare a semnalelor alături de o placă de achiziții de date și software-ul aferent.

Softwareul permite monitorizarea:

• Variațiile de presiune în raport cu timpul

– La presiune maximă

– La schimbarea gazelor

• Variația presiunii sub forma de diagramă p-V

Softwareul permite de asemenea să se reprezinte măsurători efectuate și înregistrate, care să fie reprezentate sub formă de diagrame.

Fig. 3.4.27. Placa de achiziții de date

Utilizare interfeței grafice

Programul poate fi pornit prin dublu clic pe iconița sa de pe ecran sau folosind meniul „Start – Programs – Gunt – CT 159_01”.

Odată ce soft-ul a fost pornit, utilizatorul va vedea primul grafic „diagrama p-t” (Fig. 3.4.28). Prin intermediul mai multor butoane, utilizatorul poate adapta această diagramă la motorul pe care îl utilizează.

Fig. 3.4.28. Fereastra de start: diagrama p-t

1 Fereastră pentru introducerea de comentarii referitoare la datele măsurate

2 Fereastră pentru specificarea locului de salvare a datelor

3 Buton pentru tipărirea a ceea ce se vede

Sunt disponibile trei diagrame:

Fig. 3.4.29. Diagrama p-α

Fig. 3.4.30Diagrama.schimbului de gaze

Fig. 3.4.31.Diagrama p-V

Toate aceste caracteristici sunt afișate în timp real. Ele pot fi de asemenea tipărite prin intermediul butonului „Print window” („Tipărire conținut fereastră”) sau salvate sub forma unui fișier cu măsurători prin intermediul butonului „Save curve” („Salvare caracteristică”).

Fereastra de analiză grafică (Fig. 3.4.32. )

În această fereastră se presupune că deja au fost introduse și salvate date ce vor fi analizate grafic.

Există posibilitatea citirii selective a 15 seturi de date diferite dintr-un fișier cu măsurători. Butonul „Plot mode” („Modul de reprezentare”) permite comutarea între diagrama p-t și cea p-V. Există posibilitatea măsurării valorilor de pe curbe cu ajutorul unui cursor.

Fig. 3.4.32. Fereastra de analiză grafică

Date tehnice

Dimensiuni:

L x W x H : 270 x 250 x 100 mm

Masă: : aprox. 4 kg

Tensiune alimentare: ~230 V,50 Hz

Amplificatorul pentru măsurare:

Factorul de amplificare: 10 mbar/mV

Senzorul pentru PMS:

Distanța de detecție 1 mm

Placa de achiziții de date:

Frecvența de eșantionare maximă. 100

kHz Resolutie: 12 bit

16 intrări digitale

16 ieșiri digitale

16 intrări analogice

Sisteme de operare:

Windows 98, NT, Windows 2000, XP

Notații și unități de măsură

r Raza arborelui cotit

l Lungimea bielei

Puterea indicată

Presiunea medie indicată

Presiune pozitie piston

Cilindree

ΔΔΔΔΔPart by volume

n Turatie

i Numărul de ciclii pe rotație

Raportul bielei

φ Unghiul arborelui cotit

W Lucrul mecanic combustibil

Volumul standardizat