Metody měření provozních parametrů strojů. Metodika měření. absolutní a měrná spotřeba paliva. měření převodového poměru,

Transkript

1 Metodika měření měření převodového poměru, měření setrvačné hmotnosti vozidla, menší motory se roztáčejí elektromotory, větší motory se roztáčí motorem vozidla, vlastní akcelerace měřeného motoru, měření ztrát v převodech, valením apod. Metody měření provozních parametrů strojů absolutní a měrná spotřeba paliva 1

2 Spotřeba paliva spotřebované palivo je spolu se s dosaženým efektivním výkonem motoru m vhodným souhrnným diagnostickým signálem měrná spotřeba paliva [g. g.kwh - 1 ] většina závad na vznětových a zážehových spalovacích motorech se projeví zvýšením spotřeby paliva pro každého uživatele je vhodné sledovat spotřebu paliva snadné sledování spotřeby paliva v [Litr. Litr.mth - 1, Litr.100km - 1 ] měříte u čerpací stanice při naplnění plné nádrže problémem zde je nemožnost přesně trefit stálou hodnotu plné nádrže, každá čerpací í stanice má jiné stojany a tedy palivoměry s jinou chybou (problémy eliminují korekce) Jak je pro Vás vhodné tankovat a proč? rychle pomalu Měření spotřeby paliva spotřebované palivo spalovacího motoru je zpravidla měřeno na výstupu z palivové nádrže je případně nutno vzít v úvahu zpětné vracení paliva do nádrže měří se tak spotřeba paliva celého motoru bez rozlišení podílu jednotlivých válců při detailní diagnostice vznětových motorů, přichází v úvahu přímé měření paliva spotřebovaného jednotlivými válci, tzv. dodávka paliva do válců Možnosti měření spotřeby paliva měření s proplachovaným vstřikovacím čerpadlem měření s neproplachovaným vstřikovacím čerpadlem měření dodávky paliva dávkoměrem měření spotřeby paliva u zážehových motorů palivoměrem měření spotřeby paliva přímo na vstřikovacím zařízení měření spotřeby paliva z emisí 2

3 Měření spotřeby paliva na vznětovém motoru proplachované vstřikovací čerpadlo 1. průtokoměr 2. sestava měřiče 3. palivový čistič 4. vstřikovací čerpadlo 5. vstřikovací soustava 6. dopravní čerpadlo 7. chladící komora 8. pomocné čerpadlo 9. palivová nádrž Měření spotřeby paliva na vznětovém motoru proplachované vstřikovací čerpadlo Do sací komory vstřikovacího čerpadla je dopravováno několikanásobně vyšší množství paliva,, než je vstřikováno do válců, přičemž přebytečným palivem je čerpadlo: proplachováno, ochlazováno, strhávány plynné složky do výstupu z čerpadla. Palivo, které se vrací z proplachovaného vstřikovacího čerpadla, přichází zpět do odvzdušňovací a chladicí komory. Je třeba měřit při stabilním režimu otáček motoru a při plné dodávce paliva (zatížení motoru výkonovou brzdou). Měření při akceleraci motoru: Při akceleračních měřeních,, během krátkých dob rozběhu motoru, je uvedený měřič spotřeby v daném zapojení nepoužitelný.. Celý proplachovací okruh včetně vzduchových "polštářů" v komoře má vždy určitou setrvačnost st a měřicí prvek tedy začíná měřit se zpožděním. Při stabilním režimu, pro který je přístroj určen, to nevadí, avšak při akceleračním měření jsou výsledky značně zkreslené. 3

4 Měření spotřeby paliva na vznětovém motoru neproplachované vstřikovací čerpadlo 1. palivová nádrž 2. dopravní čerpadlo 3. palivový čistič 4. odvzdušňovací komora 5. jednosměrný ventil 6. sestava měřiče 7. průtokoměr 8. vstřikovací čerpadlo 9. vznětový motor Měření spotřeby paliva na vznětovém motoru neproplachované vstřikovací čerpadlo Takové zapojení bez proplachování vstřikovacího čerpadla se v provozu při práci motoru používá pouze výjimečně u některých typů motorů. Při diagnostickém měření, trvajícím zpravidla pouze několik minut, lze však uvedené zapojení použít bez problému. Výhodou je zapojení odvzdušňovací komory před měřicím prvkem, při i němž nemá měřicí systém nežádoucí přechodové jevy v podobě pomalého rozběhu a doběhu a lze proto měřit i při akceleraci motoru. V některých případech je možné krátkodobě převést systém proplachovaného čerpadla na neproplachované. 4

5 Dávkoměr paliva pro ustálený režim motoru 1. vstřikovací čerpadlo 2. vstřikovač (součást dávkoměru) 3. komora přerušovače 4. přerušovač 5. elektromechanické počítadlo 6. připojení na akumulátor vozidla 7. jednosměrný ventil 8. odměrný válec s pístem 9. pístnice Dávkoměr paliva pro ustálený režim motoru Lze měřit dodávku do jednotlivých válců vznětového motoru bez demontáže vstřikovacího čerpadla. Dávkoměr se namontuje na vysokotlaké vstřikovací potrubí jednoho, právě měřeného válce a měří se při chodu motoru na zbylé válce. Přičemž je palivo určené do měřeného válce po celou dobu měření vstřikováno etalonovým vstřikovačem proti destičce přerušovače. Určitým problémem však je udržet motor pracující na část válců na předvolené frekvenci otáček: čtyřválcový motor pracující na jeden válec se samočinně udržuje přibližně na polovině jmenovitých otáček motoru, čtyřválcový nebo šestiválcový motor pracuje při plné dodávce paliva na jeden válec stabilně a do druhého válce je střídavým povolováním šroubení regulována dodávka paliva tak, aby byly udržovány střední požadované měřící otáčky, požadované měřící otáčky jsou udržovány rytmickým střídáním plné a nulové dodávky paliva pomocí palivového pedálu. 5

6 Dávkoměr paliva pro ustálený režim motoru Některé typy palivoměrů měří v objemových jednotkách za čas, jiné v nejčastěji požadované formě, tj. měřený objem na předvolený počet vstřiků (obvykle 200), a nebo též měřený počet vstřiků na předvolený objem paliva d Q V = z n 200. D V = C V stanovená dodávka paliva na 200 vstřiků (cm 3 /200) Q naměřená spotřeba paliva (cm 3 /s) n otáčky motoru (ot./min) d konstanta d = 1 pro dvoudobý a d = 2 pro čtyřdobý motor z počet válců motoru D předvolený objem dávkoměru (cm 3 ) C naměřený počet vstřiků pro naplnění objemu D Měření průtoku v hydraulických soustavách Jedním z významných diagnostických signálů silových hydraulických soustav traktorů, automobilů a samojízdných strojů je objemové průtok kapaliny v různých místech soustavy při její definované pracovní činnosti.. Využívá se několik principů měření a jim odpovídajících měřících zařízení také při měření spotřeby paliva: přímoukazující průtokoměry součtové průtokoměry 6

7 Přímoukazující průtokoměry zpravidla se jedná o objemová pístová nebo rychlostní měřidla měřicí prvek je proudem kapaliny uváděn do rotačního pohybu rychlost otáčení je elektricky měřena a měřené údaje cejchovány (litr/min, cm 3 /s) pro účelné praktické použití musí být průtokoměr vybaven sadou připojovacích prvků předřazeným čističem - zabránění poškození vlivem náhodně vniklých nečistot velmi přesně vyrobeného měřicího ústrojí přesnost přímoukazujících průtokoměrů bývá 1 až 2%, ovšem nároky na přesnost a kvalitu mechanických i elektrických částí jsou vysoké s využitím výpočetní techniky lze u každého konkrétního průtokoměru podstatně zvýšit přesnost měření tím, že je do programu zahrnuta korekce měřených údajů pomocí cejchovní křivky přesné měření lze v praxi dosáhnout jednak volbou průtokoměru o měřícím rozsahu zabezpečujícím, že zpravidla měřený průtok je pokud možno blízký hodnotě, při níž cejchovní křivka prochází nulovou hodnotou chyby měření nebo použitím cejchovní křivky průtokoměru Cejchovní křivka velký průtok je výhodný pro dodavatele (naměří se více) malý průtok je vhodný pro odběratele (naměří se méně) 7

8 Součtové průtokoměry měřicí prvek je v zásadě stejný jako u průtokoměrů přímoukazujících neměří se však okamžité hodnoty objemového průtoku, ale proteklé množství kapaliny je sumarizováno za určitou předvolenou dobu je-li měření takto rozloženo do časového úseku délky jednotek až desítek sekund, dosahuje se vyšší přesnosti při menších nárocích na technickou dokonalost měřidla Součtový průtokoměr 1. rychlospojka 2. tlakoměr 3. regulační škrtící ventil 4. hydromotor 5. přerušovač elektrického okruhu 6. elektromechanické počítadlo impulsů 7. časové relé 8. zdroj elektrického proudu 8

9 Výpočet množství paliva G. N Q = 0, t. c Q objemový průtok kapaliny (litr/min) G vnitřní geometrický objem měřidla = objem kapaliny proteklé za jednu otáčku (cm 3 /ot.) N naměřený počet impulsů za předvolený časový úsek t předvolený časový úsek měření (s) c počet vrcholů vačky přerušovače (imp/ot.) Pro praktické měření se volí vhodná relace veličin t, G a c tak, aby výsledná veličina Q byla číselně totožná s přímo odečítanou veličinou N. Vhodná relace veličin 0,6. G t = c Q = 0,1. N Například: Je-li vnitřní objem měřidla G = 10 cm 3 a počet vrcholů vačky c = 1, volíme časový úsek t = 6 s. Je-li za tento předvolený časový úsek 6 sekund naměřen například počet impulsů N = 156 impulsů, čte se tento údaj s jednou desetinnou čárkou jako naměřená hodnota Q = 15,6 litrů/min. Obdobně lze vhodnou volbou časového úseku t, při seškrcení tlaku kapaliny p škrtícím ventilem na jmenovitou hodnotu, přímo měřit výkon protékající hydraulické kapaliny ve Wattech. 9

10 Měření spotřeby paliva z emisí Vychází se z produkce: CO oxidu uhelnatého [g.km - 1 ], CO 2 oxidu uhličitého [g.km - 1 ], HC uhlovodíků [g.km - 1 ]. Pro zážehové motory palivem je benzín FC ( HC) + ( CO) + ( CO D 2 ) Pro vznětové motory FC ( HC) + ( CO) + ( CO D 2 ) FC = spotřeba paliva v litrech na 100 km HC = změřené emise uhlovodíků v g.km -1 CO = změřené emise oxidu uhelnatého v g.km -1 CO 2 = změřené emise oxidu uhličitého v g.km -1 D = hustota zkušebního paliva Měření spotřeby paliva z emisí Výhody: Nevýhody: není nutné zasahovat do palivové soustavy vozidla (není třeba eliminovat přepad zpátky do nádrže, není třeba dávat pozor na ovlivnění podmínek provozu (vstřikovací tlaky) měření na válcové zkušebně při konstantní zatížení bezproblémové měření spotřeby paliva během jízdního městského nebo mimoměstského cyklu možné pouze za celý cyklus (jímání produkce emisních složek k do vaků) ve své podstatě je tedy tento způsob jednoduchý e velmi vhodný do d provozní praxe nelze měřit během akcelerace spalovacího motoru zpoždění jednotlivých analyzátorů při měření ředěných plynů jsou potřeba jiné rozsahy měřících analyzátorů 10

11 Metody měření provozních parametrů strojů absolutní a měrná spotřeba paliva 11