1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z charakterystykami prędkościowymi tłokowych silników spalinowych pracujących z regulatorami prędkości obrotowej oraz sporządzenie takiej charakterystyki dla silnika o zapłonie samoczynnym pracującego z regulatorem wielozakresowym

2. Wstęp.

Charakterystyką silnika nazywamy wykreślne przedstawienie jednego lub kilku wskaźników pracy silnika w funkcji innego wskaźnika lub czynnika wpływającego na pracę silnika. Charakterystyki służą do oceny własności dynamicznych i ekonomicznych silnika w różnych warunkach jego pracy oraz umożliwiają prawidłowy dobór silnika do określonego odbiornika.

Charakterystyki prędkościowe silników pracujących z regulatorami obrotów nazywa się charakterystykami prędkościowymi regulatorowymi. Są one głównie wykonane dla silników o zapłonie samoczynnym. W silnikach tych w warunkach eksploatacji nie można odłączyć regulatora. Charakterystyki prędkościowe regulatorowe wykonane przy maksymalnych nastawach regulatora bywają również nazywane charakterystykami eksploatacyjnymi.

Silniki o zapłonie samoczynnym są wyposażone w następujące rodzaje regulatorów prędkości obrotowej:

1.      jednozakresowe- ograniczające tylko maksymalną prędkość obrotową silnika, nie działają przy niższych prędkościach obrotowych. Podobny efekt dają ograniczniki prędkości obrotowej stosowane w silnikach o zapłonie iskrowym.

2.      dwuzakresowe- utrzymują wymaganą minimalną prędkość obrotową wału korbowego silnika i ograniczają maksymalną jej wartość, nie działają przy prędkościach pośrednich.

3.      wielozakresowe- utrzymują każdą ustawioną dźwignią regulatora prędkość obrotową wału korbowego silnika i ograniczają również maksymalną prędkość obrotową, gdyż jest ona największą prędkością jaką można ustawić.

Cechą charakterystyczną regulatorów jest gwałtowne zmniejszenie mocy i momentu do zera oraz zwiększenie jednostkowego zużycia paliwa do nieskończoności.

3. Przebieg ćwiczenia.

W celu wyznaczenia charakterystyki regulatorowej wystarczą nam pomiary wykonane dla trzech punktów na charakterystyce. Kolejno należy wykonać:

1. obciążamy maksymalnie silnik. Odczytujemy wartość na hamulcu, czas spalania mierniczej dawki paliwa i liczbę wykonanych obrotów przez wał korbowy silnika w czasie spalania mierniczej dawki paliwa.

2. częściowo odciążamy silnik. Rośnie prędkość obrotowa silnika na skutek zmniejszenia obciążenia. Odczytujemy te same parametry jak w punkcie 1.

3. maksymalnie odciążamy silnik i odczytujemy parametry jak w punkcie 1 i 2.

4. Wyniki pomiarów i obliczeń.

Ne=(P*n)/K        Ne=(42*1020)/4080

Ne- moc użyteczna, kW

P- siła na hamulcu, kG

n- prędkość obrotowa silnika, obr/min

K- stała hamulca, K=4080

Mo=(9554*Ne)/n        Mo=(9554*10,5)/1020

Mo- moment obrotowy, Nm

Ge=(V*ρ*3.6)/t            Ge=(60*0.81*3.6)/60

Ge- godzinowe zużycie paliwa, kG/h

V- objętość paliwa, cm3

ρ- gęstość paliwa, g /cm3

t- czas, s

ge=(Ge*1000)/Ne          ge=(2.91*1000)/10,5

ge- jednostkowe zużycie paliwa

nsr- średnia prędkość obrotowa w zakresie działania regulatora

nsr=(nmax+nr)/2      nsr=(2350+2240)/2=2295

nmax- prędkość obrotowa przy której Ne=0,

nr- prędkość obrotowa przy której zaczyna działać regulator

δr- stopień niejednostajności regulatora

δr=((nmax-nr)/nsr)*100%            δr=((2350-2240)/2295)*100%=4,79

5. Wykres.

6. Wnioski.

              Na podstawie pomiarów sporządziliśmy charakterystykę regulatorową. Krzywe momentu obrotowego oraz mocy w zakresie działania regulatora schodza się w jednym punkcie . Drugi punkt pomiarowy przyjmujemy dla prędkości , a wiec dla prędkości początku działania regulatora (2240[obr/min]). W przedziale od krzywa i liniowo maleje, natomiast krzywa rośnie od wartości 747,5 aż do nieskończoności co jest uzasadnione zerowa mocą w punkcie . Krzywa w badanym zakresie działania regulatora maleje od wartości maksymalnej wynoszącej 5,47  w punkcie nr2  dla prędkości aż do 0 w punkcie podobnie jak moc i moment. Regulator działa więc poprawnie.