Technická univerzita v Liberci FUNKČNÍ VZOREK TE V056, WP02V002 Projekt č.te Centrum kompetence AP JB

Transkript

1 TEV, WPV Projekt č.te Centrum kompetence AP JB Název v originále Zážehový motor se zapalovacími svíčkami s integrovanou komůrkou bez přívodu paliva. Název anglicky The SI Engine with the Spark Plugs equipped the Integrated Chamber without Separate Fuel Input Obr.: Celkový pohled na motor instalovaný na zkušebním stanovišti. Funkční vzorek motoru se zapalovacími svíčkami s integrovanou komůrkou v programu WP vznikl ze sériového motoru EA.E: speciální hlava válců je upravena pro instalaci tlakových snímačů do všech válců motoru a v přední části klikového hřídele je připojen snímač polohy klikového hřídele. Motor byl nainstalován na zkušebním stanovišti CxI - LPJ -. v laboratoři KVM FS TU v Liberci. Zkušební stanoviště je osazené vířivým dynamometrem Schenck WT a je vybavené teplotní stabilizací chladicí kapaliny motoru. Ovládání dynamometru je pomocí systému Simatic s řídícím a měřícím systém CMS pod OS Windows a umožňuje automatizovaný provoz motoru podle naprogramovaného zkušebního režimu a elektronický sběr, záznam a vyhodnocení všech standardních provozních veličin motoru. Systém regulace výměny vzduchu v kobce zkušebního stanoviště udržoval teplotu nasávaného vzduchu v rozsahu, C. Při všech měřeních byla prováděna vysokotlaká indikace ve všech válcích motoru pomocí měřicí aparatury AVL IndiCom s vyhodnocovacím SW Concerto. Autoři Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc. Ing. Aleš Dittrich Ing. Lukáš Mikulanin Datum uplatnění..

2 TEV, WPV Projekt č.te Centrum kompetence AP JB Popis v originále Zážehový motor se zapalovacími svíčkami opatřenými integrovanou komůrkou (ZSIK) pro tzv. komůrkový zážeh homogenní připravené směsi ve válci, který se vyznačuje zvýšenou stabilitou hoření směsi ve válci motoru. Stabilnější průběh hoření směsi ve válci dokládá snížená mezicyklová variabilita (snížená variabilita parametrů hoření i parametrů pracovního oběhu), která přispívá ke zlepšení (zvýšení) nejdůležitějšch ukazatelů kvality motoru jako jsou celková účinnost a výkon motoru. Kvalitnější vlastnosti zážehového motoru se ZSIK názorně ukazují grafy zpracovaných výsledků porovnávacích měření na zkušebním motoru, které jsou obsaženy v příloze. Klíčová slova v originále Zážehový motor, komůrkový zážeh směsi, variabilita parametrů pracovního oběhu motoru Popis anglicky The SI engine with the spark plugs equipped the special ignition chamber (ZSIK) for flame jet ignition of the prepared homogenous mixtures inside the engine cylinder, which features the higher stability of the combustion process in the cylinder. More stability of the combustion documents the decreasing of the intercycle variability both the parameters of the burning and parameters of the engine working cycle. The smaller variabilities of this parameters support to improve the total efficiency and power of the engine. The more quality of the SI engine equipped with the ZSIK show the graphs of the elaborated comparative measurement on the function specimen SI engine. Klíčová slova anglicky SI engine, flame jet ignition, variability of the working cycle parameters Parametry technické Zážehový motor s komůrkovým zážehem připravené směsi se vyznačuje sniženou variabilitou parametrů pracovního oběhu (CoVp i a CoVp max ) v širokém rozsahu provozních režimů motoru. Testování zážehového motoru se ZSIK bylo provedeno porovnávacím měřením na fyzicky identickém reálném vozidlovém zážehovém motoru s klasickými zapalovacími svíčkami s komplexním hodnocením parametrů pracovního oběhu (při všech měřeních pracoval zážehový motor s EŘJ pro klasické zapalovací svíčky). Bylo prokázáno, že účinkem ZSIK je CoVp i % v režimech vyššího zatížení motoru (snížení CoVp i a CoVp max je proti klasické zapalovací svíčce místy až na polovinu), v režimech velmi nízkého zatížení je CoVp i i CoVp max pro motor se ZSIK poněkud vyšší než u motoru s klasickou ZS (zážehový motor má i ve velmi nízkém zatížení pravidelný chod, proto nejsou CoV tak významné jako v režimech vyšších zatížení). Výsledky měření současně ukázaly některé překvapivé odlišnosti v průbězích sledovaných parametrů motoru při jeho osazení relativně málo odlišnými variantami ZSIK: tento poznatek se zatím nepodařilo logicky vysvětlit. Zážehový motor se zapalovacími svíčkami s integrovanou komůrkou byl sestaven v jednom provedení na zkušebně motorů v oddělení vozidel a motorů, Ústavu pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace, Bendlova 7/7, 7 Liberec. Motor byl připraven ze sériového motoru EA.E, který pro laboratorní práce poskytla a.s. Škoda Auto.

3 TEV, WPV Projekt č.te Centrum kompetence AP JB Parametry ekonomické Zážehový motor se zapalovacími svíčkami s integrovanou komůrkou představuje potenciál pro průmyslový výzkum a vývoj perspektivního způsobu zážehu připravené homogenní směsi pro vozidlové motory typu MPI. Zvýšení stability průběhu hoření účinkem vícebodového zážehu směsi, které se projevuje snížením variability parametrů pracovního oběhu, nabízí možnost dalšího technického vývoje zážehových motorů s efektem zvýšení celkové účinnosti zážehových motorů (např. optimalizací EŘJ pro ZSIK a snížením měrné spotřeby paliva). Funkční vzorek zážehového motoru se zapalovacími svíčkami s integrovanou komůrkou umožní dosáhnout výrazných úspor při následném výzkumu a vývoji zapalovacích svíček: nabízí se např. využití pro výzkum a vývoj nových provedení zapalovacích svíček s integrovanou komůrkou (např. s pouzdrem zapalovací svíčky pro M ). Předáno za projekt TE Centrum kompetence automobilového průmyslu Josefa Božka Kontaktní osoba Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc. Telefon + Prohlášení Prohlašuji, že popsaný výsledek naplňuje definici uvedenou v Metodice hodnocení výsledku výzkumu, experimentálního vývoje a inovací pro rok, a že jsem si vědom důsledků plynoucích z porušení zákona č. / Sb. (ve znění platném od. července 9). Prohlašuji rovněž, že na požádání předložím technickou dokumentaci výsledku. Prof.Ing. Stanislav Beroun, CSc. Příloha V příloze jsou prezentovány grafy s výsledky porovnávacích měření na fyzicky identickém reálném vozidlovém zážehovém motoru s klasickými zapalovacími svíčkami a se ZSIK s hodnocením parametrů pracovního oběhu a vybraných provozních parametrů motoru.

4 TEV, WPV Projekt č.te Centrum kompetence AP JB EA.E: VOCH (střední hodnoty parametrů pracovního oběhu ze válců) pi-zs Bosch pi-zsik(b) pi-zsik(a) CVpi-ZS Bosch CVpi-ZSIK(B) CVpi-ZSIK(A),,, pi [bar],,,, [rpm] EA.E: VOCH (střední hodnoty parametrů pracovního oběhu ze válců), 7 7 pmax-zs Bosch pmax-zsik(b) pmax-szik(a) CVpmax-ZSIK(A) CVpmax-ZS Bosch CVpmax-ZSIK(B) 9 pmax [bar] 7 [rpm] Obr.: Průběhy p i a p max pracovního oběhu a jejich variability z měření na vozidlovém zážehovém motoru v režimech VOCH při osazení klasickými zapalovacími svíčkami a variantami zapalovacích svíček s integrovanou komůrkou.

5 7 Technická univerzita v Liberci TEV, WPV Projekt č.te Centrum kompetence AP JB EA.E: ZCH (střední hodnoty parametrů pracovního oběhu ze válců) pmax-zs Bosch pmax-zsik(b) pmax-zsik(a) pmax [bar] 9 7 EA.E: ZCH (střední hodnoty parametrů pracovního oběhu ze válců) mpe-zs Bosch mpe-zsik(a) mpe-zsik(b) 9 7 mpe [g/kwh] 7 9 Obr.: Průběhy vybraných parametrů pracovního oběhu a jejich variability a průběhy měrné spotřeby paliva z měření na vozidlovém zážehovém motoru v režimech ZCH v jeho nízkých provozních otáčkách při osazení klasickými zapalovacími svíčkami a variantami zapalovacích svíček s integrovanou komůrkou (graf dole je pouze výřezem z horního grafu pro vybraný rozsah zatížení).

6 TEV, WPV Projekt č.te Centrum kompetence AP JB pmax [bar] EA.E: ZCH 7 (střední hodnoty parametrů pracovního oběhu ze válců) pmax-zs Bosch pmax-zsik(b) pmax-zsik(a) 7 9 EA.E: ZCH 7 (střední hodnoty parametrů pracovního oběhu ze válců) mpe-zs Bosch mpe-zsik(a) mpe-zsik(b) Obr.: Průběhy vybraných parametrů pracovního oběhu a jejich variability a průběhy měrné spotřeby paliva z měření na vozidlovém zážehovém motoru v režimech ZCH v jeho středních provozních otáčkách. 7 7 mpe [g/kwh]