Upload
nermin-redzic
View
217
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
156
Citation preview
19.3.2015.
1
112014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
MOTORI I MOTORNA VOZILAMOTORI I MOTORNA VOZILATree predavanjeTree predavanje
222014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
KINEMATIKA I SILE U KLIPNOM MEHANIZMUKINEMATIKA I SILE U KLIPNOM MEHANIZMU
Klipni mehanizam je mehanizam koji ne pretvara samo pravolinijsko,oscilirajue kretanje u kruno, nego termodinamikim procesima dobivasnagu, rad, iskoristivost.Meutim uz prednosti postoje i nedostaci sa kojima se mehanizam morasuoiti, a neka od njih su:
Ogranienje brzine i snage zbog sila inercije
Neravnomjerna sila transmisije koja zahtjeva posebne mjere u pogleduoblika vie cilindara, redoslijeda paljenja, uravnoteenja sila inercije izamajca
Amplitude rotirajuih i oscilirajuih sila predstavljaju izrazito naprezanje ukoljenastom vratilu i pogonskom sistemu
Problemi geometrije uslijed sila i vrnih naprezanja
Podmazivanje
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
332014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Glavni dijelovi motoraGlavni dijelovi motora
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
33 predavanjepredavanje
opruga ventila
ispuni ventil
glava cilindra
rashladna voda
klip
kuite koljenastog vratila
svjeica
bregasto vratilo
brijeg
ulazni ventil
ulaz smjee
komora sagorijevanja
blok cilindra
klipnjaa
koljenasto vratilo
Klipna grupaKlipna grupa
442014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Klipna grupaKlipna grupa
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
33 predavanjepredavanje
Koljenasto vratilo sa sklopom klipa i klipnjae automobilskog V8 motora
PogonskiPogonski sistemsistem koljenastogkoljenastog vratilavratila kod automobilskih motora obuhvata klipklipsasa klipnimklipnim prstenimaprstenima, osovinicuosovinicu klipaklipa, klipnjauklipnjau, koljenastokoljenasto vratilovratilo sasaprotutegovimaprotutegovima i leajimaleajima.
oscilirajue kretanje klipa
oscilirajue kretanje klipnjae
kruno kretanje
19.3.2015.
2
552014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Geometrijske veliine klipnog mehanizmaGeometrijske veliine klipnog mehanizma
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
s = 2r hod klipa
r radius koljena
D prenik cilindra
Radni volumen:
Kompresijski volumen: VcMaksimalni volumen: Vmax = Vs + Vc
Trenutni volumen cilindra:
s4
DV
2
s
x4
DVV
2
c
GMT (gornja mrtva taka)
DMT (donja mrtva taka)
D
Vc
VmaxVS s=2r
2r
r
l
662014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Geometrijske veliine koljenastog mehanizmaGeometrijske veliine koljenastog mehanizma
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Geometrijski stepen kompresije:
Stepeni kompresije:
Ottovi motori:
2T motori = 6.5 ... 104T motori s 2 ventila = 8 ... 10
4T motori s 4 ventila = 9 ... 114T motori s dir. ubrizgavanjem = 11 ... 14
Dizelski motori,
2T, sporokretni = 12 ... 144T, DI, brzo- i srednjekretni = 15 ... 184T, IDI, brzokretni = 20 ... 25
Omjer s/d s/d = 1 kvadratni motor
s/d < 1 podkvadratni motor
s/d > 1 nadkvadratni motor
c
sc
V
VV
V
V
min
max
772014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Geometrijske veliine koljenastog mehanizmaGeometrijske veliine koljenastog mehanizma
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Brzina obrtanja: n
Vrijeme jednog okretaja:
Srednja brzina klipa
cs = 6 ..... 25 m/s (veinom 8 ... 10 m/s)
Ugaona brzina:
Vrijeme za prijelaz ugla :
Brzina na koljenu:
Ubrzanje na koljenu:
nT
1
nsT
scs 2
2
ntd
d
2
n
to
360
rv
r
vra
22
882014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Poloaj mehanizma za GMT Poloaj mehanizma za DMT Ukupni hod klipa
HOD KLIPAHOD KLIPA (opti (opti sluaj)sluaj)
Dinamika koljenastog mehanizmaDinamika koljenastog mehanizma
19.3.2015.
3
992014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
lr
eGMT
arcsin
lr
eDMT
arcsin
Dinamika koljenastog mehanizmaDinamika koljenastog mehanizma
10102014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Dinamika koljenastog mehanizmaDinamika koljenastog mehanizma
11112014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
HOD KLIPAHOD KLIPA (za e = 0)(za e = 0)
xA
= l/r
Dinamika koljenastog mehanizmaDinamika koljenastog mehanizma
12122014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Tana jednaina
Priblina jednadba:
Priblina jednaina
Dinamika koljenastog mehanizmaDinamika koljenastog mehanizma
19.3.2015.
4
13132014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Hod klipa u zavisnosti o odnosu poluga (e = 0)
Dinamika koljenastog mehanizmaDinamika koljenastog mehanizma
14142014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Dinamika koljenastog mehanizmaDinamika koljenastog mehanizma
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Brzinu klipa dobivamo derivacijom hoda klipa po vremenu:
BRZINA KLIPABRZINA KLIPA
Priblina Priblina jednainajednaina
Tana jednainaTana jednaina
Derivacija ugla po vremenu predstavlja ugaonu brzinu:
15152014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Brzina klipa u zavisnosti o odnosu poluga (e = 0)
Dinamika koljenastog mehanizmaDinamika koljenastog mehanizma
16162014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Dinamika koljenastog mehanizmaDinamika koljenastog mehanizma
Norton 500 Manx Norton 500 Manx (1961.) sa srednjom brzinom klipa od 22 m/s i Ferrari F1 Ferrari F1 (2009.) sa samo malo veom srednjom brzinom klipa od 26 m/s
19.3.2015.
5
17172014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Dinamika koljenastog mehanizmaDinamika koljenastog mehanizma
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Ubrzanje klipa dobivamo kao prvu derivaciju brzine klipa po vremenu:
UBRZANJE KLIPAUBRZANJE KLIPA
Priblina Priblina jednainajednaina
Tana jednainaTana jednaina
Primjenom gornje jednaine na brzinu klipa dobivamo:
18182014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Geometrijske veliine koljenastog mehanizmaGeometrijske veliine koljenastog mehanizma
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Ubrzanje klipa u zavisnosti o odnosu poluga (e = 0)
19192014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Geometrijske veliine koljenastog mehanizmaGeometrijske veliine koljenastog mehanizma
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Najvea relativna greka kod primjene priblinih jednaina kinematike koljenastog mehanizma
20202014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Sile u koljenastom mehanizmuSile u koljenastom mehanizmu
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
r
lCentrifugalna Centrifugalna
silasila
Inercijska Inercijska translacijska silatranslacijska sila
Sila Sila pritiska pritiska plinovaplinova
A
B
O
Sila pritiska plinova (crvena), u smjeru du osi cilindra,
Inercijska translacijska sila (zelena), u smjeru osi cilindra,
Centrifugalna sila (ljubiasta), uvijek u smjeru koljena.
U taki A grupisane su mase koje izvode translacijsko oscilatorno kretanje
U taki B grupisane su mase koje se kreu po krunici radijusa r.
19.3.2015.
6
21212014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Sila pritiska plinovaSila pritiska plinova
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Sile u koljenastom mehanizmuSile u koljenastom mehanizmu
02
4pp
DFpl
r
l
A
BO
p0
p1()
D
p2() d
02
2
22
1
2
444p
dp
dDp
DFpl
Jednoradna maina
Dvoradna maina
r
l
A
BO
p0
p()
D
Fpl
22222014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Inercijska translacijska silaInercijska translacijska sila
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Sile u koljenastom mehanizmuSile u koljenastom mehanizmu
Inercijska translacijska sila
amF AAin
,
2coscos2, rmF AAin
redaIISila
A
redaISila
AAin rmrmF 2coscos22
,
r
l
Fin,A
BO
A
Otvoreno pitanje je ta sve ini masu take A?
23232014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Inercijska translacijska silaInercijska translacijska sila
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Sile u koljenastom mehanizmuSile u koljenastom mehanizmu
A
Masu dijelova koncentrisanu u taki A kod klipnog mehanizma ine:
Masa klipa (komplet s klipnim prstenima i osovinicom), Reducirana masa klipnjae (ojnice) u taki A
Mase dijelova koji izvode istu translaciju (klip s klipnim prstenima i osovinicom, stap, stapajica, krina glava) odreujemo vaganjem dijelova.
24242014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Centrifugalna silaCentrifugalna sila
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Sile u koljenastom mehanizmuSile u koljenastom mehanizmu
Centrifugalna sila uvijek djeluje u smjeru koljena u ravni Centrifugalna sila uvijek djeluje u smjeru koljena u ravni kretanja koljenastoga mehanizma. kretanja koljenastoga mehanizma.
Za konstantnu brzinu obrtanja, njena veliina je konstantna. Za konstantnu brzinu obrtanja, njena veliina je konstantna. Ona se tada ne mijenja po veliini ve samo po smjeru u Ona se tada ne mijenja po veliini ve samo po smjeru u kojemu djeluje.kojemu djeluje.
Njena se veliina mijenja proporcionalno kvadratu brzine Njena se veliina mijenja proporcionalno kvadratu brzine obrtanja.obrtanja.
r
l
A
B
O
FR
2rmF BR
19.3.2015.
7
25252014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Sile u taki A Sile u taki A
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Sile u koljenastom mehanizmuSile u koljenastom mehanizmu
U taki A djeluje U taki A djeluje sila pritiska plinovasila pritiska plinova i i inercijska sila inercijska sila translacijskih masatranslacijskih masa::
r
l
Inercijska translacijska sila
Sila pritiska plinova
A
BO
2coscos4
20
2
rmppD
F AA
Fin,A
Fpl
AinplA FFF ,
26262014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Sile u taki A Sile u taki A
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Sile u koljenastom mehanizmuSile u koljenastom mehanizmuUkupna sila FA koja djeluje u taki A rastavlja se na silu Foj koja se prenosi du klipnjae (ojnice) i silu FN kojom se klip (ili krina glava) oslanja na kliznu povrinu. Pritom se sila trenja zanemaruje.
Klipnjaa je od neutralnog poloaja (poloaj mehanizma u GMT) otklonjena za kut .
rB
O
l
A
FA
FN
Foj
A
FA
FN
Foj
Sila Sila kojom se klip oslanja na kliznu stazu je:kojom se klip oslanja na kliznu stazu je:
cos
FF Aoj
tan FF AN
Sila koja se prenosi du ojnice je:Sila koja se prenosi du ojnice je:
27272014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Sile u taki B Sile u taki B
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Sile u koljenastom mehanizmuSile u koljenastom mehanizmu
Sile koje djeluju u taki BB su sljedee:
Centrifugalna sila Centrifugalna sila FFR,ojR,oj koja djeluje na koja djeluje na reduciranoj masi ojnice u taki reduciranoj masi ojnice u taki BB i koja i koja ima smjer koljenaima smjer koljena
Sila Sila FFoj oj koja se od take A prenosi du ojnice:koja se od take A prenosi du ojnice:
r
l
A
B
O
Foj
FR,oj
+
2,, rmF BojojR
cosA
oj
FF
28282014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Sile u taki B Sile u taki B
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Sile u koljenastom mehanizmuSile u koljenastom mehanizmu
FB rezultanta sila u taki B (suma sila Foj i FR,oj)
FB,T tangencijalna komponenta sile FB,
FB,R radijalna komponenta sile FB
- ugao otklona sile FB od osi ojnice
FB,T
FB
r
B
O
Foj
FR,oj
+
FB,R
cos
sinsin,
AojTB FFF
cos
coscos 2,,,
ABojojojRRB FrmFFF
Moment na koljenastom vratilu:
TBKV FrM ,1,
2,
2. TBRBB FFF
19.3.2015.
8
29292014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Sile u taki O Sile u taki O
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Sile u koljenastom mehanizmuSile u koljenastom mehanizmu
Sile koje djeluju u taki O su sljedee:
Sila FB koja se od take B prenosi du na temeljni leaj,
Centrifugalna sila FR,ko koja djeluje na masi koljena reduciranoj u taki B i koja ima smjer koljena.
Rezultantna sila u taki O:
r
l
A
B
O
FB
FR,ko
r
l
A
B
O
FB
FR,ko
FO
2,, rmF BkokoR
2,
2. TBRBB FFF koRBO FFF ,
2,,2, RBkoRTBO FFFF
RBkoR
TB
FF
F
,,
,arctan
30302014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Rastavljanje sile FRastavljanje sile FOO na glavne rukavce na glavne rukavce
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Sile u koljenastom mehanizmuSile u koljenastom mehanizmu
FO,1FO,1,a
FO,1,b
a2a1
A,1
B,1
O,1
Susjedni cilindar
Koljeno se vrti oko uzdune osi koljenastogavratila i oslonjeno je na svoje susjedneglavne rukavce.
Sila FO se rastavlja na komponente kojedjeluju na glavnim rukavcima.
Na istome rukavcu e kod motora s viecilindara djelovati komponente sile FO od obasusjedna cilindra.
21
21,,1,
aa
aFF OaO
21
11,,1,
aa
aFF ObO
FO,2,b
FO,2,a
FO,2
O,2
Koljeno
Glavni rukavac
Rezultantna sila na glavnom
rukavcu
B,2
31312014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Sile pritiska plinova djeluju na klip i na glavucilindra.
Sila s klipa se prenosi na temeljni leaj, auravnoteuje je sila koja se s cilindarske glaveprenosi kroz kuite motora na nosae leaja.
Na kuitu se samo javlja reakcija na pogonskimoment.
Inercijske sile djeluju samo na dijelove u kretanju.
Njima se ne suprotstavlja nikakva sila u kuitu motora.
Zbog toga ove sile nazivamo neuravnoteenima(ili slobodnim silama)
Uravnoteavanje sila inercijeUravnoteavanje sila inercije
32322014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Uravnoteavanje sila inercijeUravnoteavanje sila inercije
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Sile u klipnom mehanizmu izazvane su pritiskom plinova na klip te tromou,odnosno inercijom oscilirajuih i rotirajuih masa.Neravnomjerna sila plinova u cilindru ima za posljedicu neravnomjernimoment motora.
Svojim djelovanjem sile plinova okreu motor, ali zajedno s inercijskim silamaoptereuju dijelove motora i stvaraju reakcije u osloncima.
19.3.2015.
9
33332014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Uravnoteavanje sila inercijeUravnoteavanje sila inercije
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
SilaSila plinovaplinova FFplpl uravnoteena je unutar cilindra, pritisak plinova djelujejednako na sve strane, a reakcije koje pritom stvara na stijenkamacilindra uravnoteene su u kuitu motora.
MomentMoment uslijed sile plinova uravnoteenuravnoteen jeje otporimaotporima uu motorumotoru ivanjskim optereenjemoptereenjem nana koljenastomkoljenastom vratiluvratilu.
NejednolikostNejednolikost silesile plinovaplinova ima za posljedicu nejednolikost zakretnogmomenta koji pojaavapojaava vibracijevibracije uu osloncimaosloncima i uzrokom je torzijskihvibracija i uslijed toga zamornihzamornih lomovalomova koljenastogkoljenastog vratilavratila.
SilaSila inercijeinercije FFinin oscilirajuih masa ostajeostaje neuravnoteenaneuravnoteena te izazivaizazivavibracijevibracije koje motor kao cjelina prenosi na oslonce.
34342014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Uravnoteavanje sila inercijeUravnoteavanje sila inercije
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
UravnoteavanjemUravnoteavanjem inercijske sile ne nestaju nego se samo ponitavaponitavanjihovo djelovanjedjelovanje premaprema vanvan, tj.motor se u osloncima manje trese.
SileSile inercijeinercije mogu se uravnoteiti dodavanjemdodavanjem protusilaprotusila i to:
Protutegovima na koljenastom vratilu
centrifugalne sile
50% sila inercija 1.reda
Parom osovina s tegovima
sile inercije 2.reda
35352014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Uravnoteavanje sila inercijeUravnoteavanje sila inercije
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje 36362014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Vibracije usljed silaVibracije usljed sila
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Razlog zato moramo smanjiti amplitudu vibracijaRazlog zato moramo smanjiti amplitudu vibracija
11 xkgmF d
Neutralni poloaj daskeRavnoteni poloaj daskeGranica otklona
Granica otklona1212
22
FFxx
xkF d
UkolikoUkoliko amplitudaamplituda otklonaotklona postanepostaneprevelika,prevelika, poveatipoveati ee sese silasila optereenjaoptereenjaii moemoe doidoi dodo lomaloma dijelovadijelova
19.3.2015.
10
37372014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Vibracije usljed silaVibracije usljed sila
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Razlog zato moramo smanjiti amplitudu vibracijaRazlog zato moramo smanjiti amplitudu vibracija
irenje torzijske pukotine koja zapoinje u korijenu utora klina
Torzijski lom vratila elektromotora
38382014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Vibracije usljed silaVibracije usljed sila
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Razlog zato moramo smanjiti amplitudu vibracijaRazlog zato moramo smanjiti amplitudu vibracija
Torzijski lom vratila elektromotora
Mje
sto
po
etk
a p
uko
tin
e
39392014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Vibracije usljed silaVibracije usljed sila
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Razlog zato moramo smanjiti amplitudu vibracijaRazlog zato moramo smanjiti amplitudu vibracija
40402014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
IDEALNI I STVARNI PROCESI U MOTORIMA SUSIDEALNI I STVARNI PROCESI U MOTORIMA SUS
Idealnom procesu ne treba teiti !
IdealnimIdealnim ga nazivamo zbog toga to je idealiziranidealiziran da bi olakalimatematiki postupak za njegovu obradu.
Osnovne aproksimacije koje uvodimo su:
Proces motora je zatvoren termodinamiki sistem zatvoren termodinamiki sistem (nema promjene mase)
Sagorijevanje i izmjena radnoga medija zamjenjuju se dovodom dovodom toplote toplote izvana i odvodom toplote odvodom toplote iz procesa.
Procesi kompresije i ekspanzije odvijaju se adijabatskiadijabatski.
Kako se ne mijenja hemijski sastav, eksponenteksponent adijabateadijabate jeje jednakjednakza procese kompresije i ekspanzije.
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
19.3.2015.
11
41412014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
IDEALNI PROCESIDEALNI PROCES
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Ottov proces Sabatheov proces
Seiligerov proces
Trinklerov proces
Dieselov proces
Dovod toplote pri V = const Dovod toplote pri V = const i p = const Dovod toplote pri p = const
V V V
p p p
Qdov xQdov
(1-x)Qdov Qdov
Qodv Qodv Qodv
x = 1 x = 0
42422014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Sabatheov procesSabatheov proces
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Sabatheov proces udruuje u sebi karakteristike i Ottovog procesa i Dieselovog procesa. On je od sva tri procesa najblii stvarnom procesu u motoru.
V
p
xQdov
(1-x)Qdov
W
1
4
2
3 3 T
s
Qodv
W
3
4
1
2
3
(1-x)Qdov
xQdov
43432014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Sabatheov procesSabatheov proces
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
V
p
xQdov
(1-x)Qdov
Qodv
W
1
4
2
3 3
Poetno stanje (taka 1)
Poetno stanje odreeno je pritiskom p1, volumenom V1 i temperaturom T1. Masa radnog medija odreena je jednainom stanja plina:
1
1
11
1
1 TR
Vp
TR
Vpm s
Dovedena toplina u proces odreena je masom gorive smjese m i ogrjevnom moi Hs:
ssdov HTR
VpHmQ
1
1
11
Ako pretpostavimo da je od ukupno dovedene koliine topline Qdov samo dio x doveden pri V = const tada moemo opisati:
Ottov proces s x = 1 i
Dieselov proces s x = 0
44442014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Sabatheov procesSabatheov proces
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
V
p
xQdov
(1-x)Qdov
Qodv
W
1
4
2
3 3
Kompresija (proces od take 1 do take 2)
Tokom kompresije imamo adijabatsku promjenu stanja:
constpV
2211 VpVp
2
1
1
2
V
V
p
p
1
1
2
1
1
2
2
1
11
22
1
2
V
V
V
V
V
V
Vp
Vp
T
T
constmRT
Vp
1
2
VV
19.3.2015.
12
45452014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Sabatheov procesSabatheov proces
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
V
p
xQdov
(1-x)Qdov
Qodv
W
1
4
2
3 3
Sagorijevanje (proces od take 2 do take 3)
Sagorijevanje ima dva dijela, pri konstantnom volumenu i pri konstantnom pritisku:
2
3
2
3
T
T
p
p
constmRT
Vp
3
'3
3
3
T
T
V
V
23 VV
Stepen poveanja pritiska
Stepen poveanja volumena
46462014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Sabatheov procesSabatheov proces
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
V
p
xQdov
(1-x)Qdov
Qodv
W
1
4
2
3 3
Ekspanzija (proces od take 3 do take 4)
Tokom ekspanzije imamo adijabatsku promjenu stanja:
constpV
44'3'3 VpVp
'3
1
2
2
'3'3
4
'3'34 p
V
V
V
Vp
V
Vpp
1
2
2
'3
1
4
p
p
p
p
p
p
constmRT
Vp
1
4
1
4
p
p
T
T
14 VV
47472014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Sabatheov procesSabatheov proces
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
V
p
xQdov
(1-x)Qdov
Qodv
W
1
4
2
3 3
Stepen djelovanja procesa
Stepen djelovanja termodinamikog procesa jednak je omjeru dobivenoga rada i dovedene topline:
dov
odv
dov
odvdov
dov
TQ
Q
Q
Q
W
1
2
3
3
'3
2
3
1
4
2
1
3'323
14
11
1
11
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
TTcmTTcm
TTcm
pv
vT
1
1
2 T
T
2
3
T
T
3
'3
T
T 1
4
T
T
11
111
1
T
48482014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Idealni termodinamiki procesi motora SUSIdealni termodinamiki procesi motora SUS
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Ottov proces Sabatheov proces Dieselov proces
11
111
1,
SabatheT
1,
11
OttoT
1
111
1,
DieselT
1 1
V V V
p p p
Qdov xQdov
(1-x)Qdov Qdov
Qodv Qodv Qodv
x = 1 x = 0
19.3.2015.
13
49492014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
REALNI TERMODINAMIKI PROCESI MOTORA SUS 4TREALNI TERMODINAMIKI PROCESI MOTORA SUS 4T
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Stvarni i idealni proces prikazani su preklopljeni jedan preko drugoga. Najvea odstupanja imamo tokom sagorijevanja i izmjene radnoga medija.
U T-s dijagramu prikazan je samo visokotlani dio procesa jer se tokom izmjene radnoga medija mijenja masa u cilindru motora.
V
+W
1
4
2
3 3
s
W
3
4
1
2
3
V
p
+W
1
4
2
3 3
s
T
W
3
4
1
2
3
-W
50502014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
REALNI TERMODINAMIKI PROCESI MOTORA SUS 2TREALNI TERMODINAMIKI PROCESI MOTORA SUS 2T
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Stvarni i idealni proces prikazani su preklopljeni jedan preko drugoga. Najvea odstupanja imamo tokom sagorijevanja i izmjene radnoga medija.U T-s dijagramu prikazan je samo visokotlani dio procesa jer se tokom izmjene radnoga medija mijenja masa u cilindru motora.
V
p
+W
1
4
2
3 3
s
T
W
3
4
1
2
3
-W
51512014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Snaga motora SUSSnaga motora SUS
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Snaga (rad u jedinici vremena), koju su plinovi predali klipovimamotora, naziva se indicirana snaga.
Snaga, koju motor predaje potroau na svojoj spojci, naziva seefektivna snaga.
Indicirana snaga je vea od efektivne snage za snagu mehanikihgubitaka na putu od klipova do spojke motora.
Indiciranu snagu dobivamo iz podataka indiciranja pritiska u cilindrumotora.
Efektivnu snagu dobivamo mjerenjem snage na konici motora.
52522014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Snaga motora SUSSnaga motora SUS
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
dgssdov HmHmQ
Indicirana snaga Pind koju su plinovi predali klipovima
Snaga mehanikih gubitaka Pmeh za pokrivanje trenja i pogona pomone opreme motora
Efektivna snaga Pef koju motor predaje potroau
mehindef PPP
19.3.2015.
14
53532014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Mehaniki gubici motora SUSMehaniki gubici motora SUS
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
MehanikeMehanike gubitkegubitke motora ine dvije skupine gubitaka:
Gubici zbog trenja Gubici zbog trenja meu dijelovima motora (trenja u leajima motora, na kliznim povrinama, aerodinamiko trenje itd.)
Gubici zbog pogona pomone opreme Gubici zbog pogona pomone opreme motora (pogon rashladne pumpe, pumpe ulja za podmazivanje, sistema za ubrizgavanje goriva, pogon ventila, pogon elektrinog generatora, pogon klima jedinice itd.)
Kada je spojka motora otkopana, efektivna snaga motora je jednaka nuli. Tada motor svojim radom pokriva samo mehanike gubitke.
54542014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Mehaniki gubici motora SUSMehaniki gubici motora SUS
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Snaga mehanikih gubitaka
Snaga predana klipovima
Snaga na spojci motora
Hemijska energija goriva
Toplota sagorijevanja
Snaga idealnog procesa
Indicirana snaga
Efektivna snaga
Shematski prikaz snaga i stepena iskoritenja
55552014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Rad i snaga motora SUSRad i snaga motora SUS
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Toplota dovedena u proces sagorijevanjem goriva:
Indicirani rad procesa motora:
Rad mehanikih gubitaka:
Efektivni rad procesa motora:
Snaga toplotnog toka dovedena sagorijevanjem goriva:
Indicirana snaga motora:
Snaga mehanikih gubitaka:
Efektivna snaga motora:
dgiind HmW
ssizgdprocgizgdov HmHmQ ,
indmmeh WW 1
dgefmehindindmef HmWWWW
dgiind HmP
ssizgdprocgizgdov HmHmQ ,
indmmeh PP 1
dgefmehindindmef HmPPPP
56562014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Efektivni podaci motora SUSEfektivni podaci motora SUS
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Efektivna snaga motora:
Srednji efektivni pritisak:
Efektivni moment motora:
Specifina efektivna potronja goriva:
nzVp
t
WP sef,sr
efef
2
s
efef,sr
Vnz
Pp
2
ef,srsef,srsef,sref
ef pKz
Vpn
nzVp
PM 2
2
2
ef
g
eP
mb
dgefef HmP
defdgef
g
ef
g
eHHm
m
P
mb
1
MJ/kgH
.
J/MJMJ/kgHkW
W
h
skg/kWhb
defdef
e
63
10
1
1
1000
1
36006
19.3.2015.
15
57572014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Efektivni podaci motora SUSEfektivni podaci motora SUS
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje 58582014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Uticaj okoline na rad motora SUSUticaj okoline na rad motora SUS
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
UTICAJ USLOVA OKOLINE (ISO 3046)
Visinski poloaj (pritisak zraka).
Poveanjem visine, na kojoj se motor koristi, smanjuje se gustina zraka, a time i snaga motora (za oko 1% svakih 100 m nadmorske visine iznad 500 m)
Temperatura.
Poveanjem temperature smanjuje se gustina zraka, a s njom i snaga motora (za oko 3% svakih 10 oC poveanja temperature)
Vlaga u zraku.
Poveanjem relativne vlage smanjuje se sadraj kisika po masi i raste sadraj vlage koja e sniziti maksimalnu temperaturu procesa. Kod dizelskih motora se obino zanemaruje utjecaj vlage.
59592014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Toplotni bilansToplotni bilans
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje
Energija dovedena gorivom 100%
Mehanika energija
Toplinska energija
Mehaniki rad 40%
Pogon ventilatora 2%
Toplina ispunih plinova 30%
Toplina odvedena rashladnom vodom 24%
Toplina predana zraenjem i konvekcijom
na okoli 4%Primjer bilanse toplote za 4T dizelski
motor za teretno vozilo
60602014/20152014/2015
Mainski fakultet TuzlaMainski fakultet Tuzla
Hvala na panji !!!Hvala na panji !!!
Eventualna pitanja ???Eventualna pitanja ???
Hvala na panji !!!Hvala na panji !!!
Eventualna pitanja ???Eventualna pitanja ???
Motori i motorna vozilaMotori i motorna vozila
3 predavanje3 predavanje