Laboratorium tłokowych silników spalinowych

Tematy ćwiczeń dydaktycznych realizowanych w laboratorium silników spalinowych obejmują pomiary i analizę:

1. Wpływ prędkości obrotowej (przy stałym położeniu dźwigni sterującej dawkowaniem paliwa) na parametry energetyczne silnika (moc, moment obrotowy, godzinowe i jednostkowe zużycie paliwa oraz sprawność ogólna silnika),
2. Wpływ prędkości obrotowej (przy stałym położeniu dźwigni sterującej dawkowaniem paliwa) na skład spalin silnika (stężenie CO, HC, NOx, CO₂, O₂ oraz zadymienie spalin),
3. Wpływ prędkości obrotowej (przy stałym położeniu dźwigni sterującej dawkowaniem paliwa) na parametry eksploatacyjne silnika (np. stopień otwarcia EGR, początek i długotrwałość wtrysku paliwa, ciśnienie wtrysku paliwa, ciśnienie doładowania, współczynnik nadmiaru powietrza λ, temperatura powietrza: przed i za turbosprężarką, za intercoolerem, za EGR, temperatura spalin: przed i za turbiną turbosprężarki, przed i za konwertorem katalitycznym, etc.),
4. Wpływ prędkości obrotowej (przy stałym położeniu dźwigni sterującej dawkowaniem paliwa) na szybkozmienne ciśnienie w cylindrze silnika w funkcji kąta obrotu wału korbowego (wykresy indykatorowe otwarte) oraz na szybkozmienne ciśnienie w cylindrze silnika w funkcji objętości czynnika roboczego (zamknięte wykresy indykatorowe),
5. Wpływ prędkości obrotowej (przy stałym położeniu dźwigni sterującej dawkowaniem paliwa) na parametry otwartych i zamkniętych wykresów indykatorowych (np. początek samozapłonu paliwa, opóźnienie samozapłonu paliwa, maksymalna prędkość narastania ciśnienie spalania, wartość i występowanie (wzg. GMP tłoka) maksymalnego ciśnienie spalania, praca wymiany ładunku, praca indykowana, średnie zastępcze ciśnienie indykowane),
6. Wpływ prędkości obrotowej (przy stałym położeniu dźwigni sterującej dawkowaniem paliwa) na przebieg i parametry prędkości wywiązywania się ciepła w cylindrze silnika w funkcji kąta obrotu wału korbowego silnika (maksymalna ilość i prędkość wywiązanego ciepła w cylindrze silnika w fazie kinetycznej i w fazie dyfuzyjnej, sumaryczna ilość wywiązanego ciepła w cylindrze silnika, koniec procesu spalania)
7. Wpływ prędkości obrotowej (przy stałym położeniu dźwigni sterującej dawkowaniem paliwa) na wartości sprawności mechanicznej silnika określonej w oparciu o metodę:
   • wyłączania cylindrów
   • indykowanie cylindra silnika
   • metodę obcego napędu
8. Wpływ prędkości obrotowej (przy stałym położeniu dźwigni sterującej dawkowaniem paliwa) na wartości sprawności napełnienia η_v cylindra silnika i współczynnika nadmiaru powietrza λ,
9. Wpływ prędkości obrotowej (przy stałym położeniu dźwigni sterującej dawkowaniem paliwa) na emisję cząstek stałych PM w spalinach silnika,
10. Wpływ prędkości obrotowej (przy stałym położeniu dźwigni sterującej dawkowaniem paliwa) na sprawność konwersji CO, HC, NOx dla utleniającego konwertora katalitycznego silnika ZS,
11. Wpływ prędkości obrotowej (przy stałym położeniu dźwigni sterującej dawkowaniem paliwa) na parametry pracy silnika z zapłonem samoczynnym zasilanego konwencjonalnym paliwem (olejem napędowym) i estrami metylowymi oleju rzepakowego (RME, FAME) – (punkty 1-10),
12. Wpływ obciążenia silnika (przy stałej prędkości obrotowej) na parametry energetyczne silnika (godzinowe i jednostkowe zużycie paliwa oraz sprawność ogólna silnika),
13. Wpływ obciążenia silnika (przy stałej prędkości obrotowej) na skład spalin silnika (stężenie CO, HC, NOx, CO₂, O₂ oraz zadymienie spalin),
14. Wpływ obciążenia silnika (przy stałej prędkości obrotowej) na parametry eksploatacyjne silnika (np. stopień otwarcia EGR, początek i długotrwałość wtrysku paliwa, ciśnienie wtrysku paliwa, ciśnienie doładowania, współczynnik nadmiary powietrza λ, temperatura powietrza: przed i za turbosprężarką, za intercoolerem, za EGR, temperatura spalin: przed i za turbiną turbosprężarki, przed i za konwertorem katalitycznym, etc.),
15. Wpływ obciążenia silnika (przy stałej prędkości obrotowej) na szybkozmienne ciśnienie w cylindrze silnika w funkcji kąta obrotu wału korbowego (wykresy indykatorowe otwarte) oraz na szybkozmienne ciśnienie w cylindrze silnika w funkcji objętości czynnika roboczego (zamknięte wykresy indykatorowe),
16. Wpływ obciążenia silnika (przy stałej prędkości obrotowej) na parametry otwartych i zamkniętych wykresów indykatorowych (np. początek samozapłonu paliwa, opóźnienie samozapłonu paliwa, maksymalna prędkość narastania ciśnienie spalania, wartość i występowanie (wzg. GMP tłoka) maksymalnego ciśnienie spalania, praca wymiany ładunku, praca indykowana, średnie zastępcze ciśnienie indykowane),
17. Wpływ obciążenia silnika (przy stałej prędkości obrotowej) na przebieg i parametry prędkości wywiązywania się ciepła w cylindrze silnika w funkcji kąta obrotu wału korbowego silnika (maksymalna ilość i prędkość wywiązanego ciepła w cylindrze silnika w fazie kinetycznej i w fazie dyfuzyjnej, sumaryczna ilość wywiązanego ciepła w cylindrze silnika, koniec procesu spalania)
18. Wpływ obciążenia silnika (przy stałej prędkości obrotowej) na wartości sprawności mechanicznej silnika,
19. Wpływ obciążenia silnika (przy stałej prędkości obrotowej) na wartości sprawności napełnienia η_v cylindra silnika i współczynnika nadmiaru powietrza λ,
20. Wpływ obciążenia silnika (przy stałej prędkości obrotowej) na sprawność konwersji CO, HC, NOx dla utleniającego konwertora katalitycznego silnika ZS,
21. Wpływ obciążenia silnika (przy stałej prędkości obrotowej) na sprawność działania filtra cząstek stałych DPF silnika ZS,
22. Wpływ obciążenia silnika (przy stałej prędkości obrotowej) na parametry pracy silnika z zapłonem samoczynnym (punkty 12-20) zasilanego konwencjonalnym paliwem (olejem napędowym) i estrami metylowymi oleju rzepakowego (RME, FAME),
23. Wpływ zmiany stopnia otwarcia zaworu EGR na parametry energetyczne, skład spalin oraz parametry wykresów indykatorowych i prędkości wywiązywania się ciepła w cylindrze silnika ZS (charakterystyka regulacyjna),
24. Wpływ zmiany początku wtrysku α_pw paliwa na parametry energetyczne, skład spalin oraz parametry wykresów indykatorowych i prędkości wywiązywania się ciepła w cylindrze silnika ZS (charakterystyka regulacyjna),
25. Wpływ zmiany ciśnienia doładowania turbosprężarki na parametry energetyczne, skład spalin oraz parametry wykresów indykatorowych i prędkości wywiązywania się ciepła w cylindrze silnika ZS (charakterystyka regulacyjna),
26. Wpływ zmiany temperatury spalin (przy stałej prędkości obrotowej i obciążeniu silnika) na sprawność konwersji η_k utleniającego konwertora katalitycznego (charakterystyka regulacyjna),
27. Wpływ zmiany wartości liczby cetanowej LC paliwa na parametry energetyczne, skład spalin oraz parametry wykresów indykatorowych i prędkości wywiązywania się ciepła w cylindrze silnika ZS (charakterystyka regulacyjna),
28. Endoskopowa wizualizacja wtrysku, samozapłonu i spalania paliwa w cylindrze pracującego badawczego silnika ZS,
29. Porównanie wyników różnych metod określania początku samozapłonu α_ps paliwa w cylindrze silnika:
    • Metoda oparta na endoskopowej wizualizacji
    • Metoda oparta na wykresie indykatorowym
    • Metoda oparta na wykresie prędkości wywiązywania się ciepła w cylindrze silnika ZS
30. Porównanie wyników różnych metod określania końca spalania α_ks paliwa w cylindrze silnika:
    • Metoda oparta na endoskopowej wizualizacji
    • Metoda oparta na wykresie prędkości wywiązywania się ciepła w cylindrze silnika ZS
    • Przebiegu wartości wykładnika politropy rozprężania w funkcji kąta OWK silnika
31. Obliczanie rozkładu izoterm w obrazie płomienia uzyskanym metodą wizualizacji endoskopowej,
32. Zasięg i prędkość rozchodzenia się czoła strugi wtryskiwanego paliwa do cylindra silnika ZS oraz kąt stożka rozpylonej strugi paliwa w funkcji kąta OWK silnika zasilanego olejem napędowym, RME oraz surowym olejem roślinnym,
33. Kalibracja i linearyzacja analizatorów spalin zgodnie z normami UE:
    • NDIR (pomiar w podczerwieni) – do pomiaru stężenia CO i CO2
    • FID (detektor płomieniowo-jonizacyjny) – do pomiaru stężenia HC
    • CLD (metoda chemiluminescencyjna) – do pomiaru stężenia NOx
    • PAH (metoda paramagnetyczna) – do pomiaru stężenia O_{2 ,}
34. Diagnostyka homologacyjnego systemu pomiarowego (zgodnie z normami UE) do określania stężenia gazowych składników spalin (pomiar temperatury, ciśnienia, przepływu, wilgotności spalin w grzanej i chłodzonej części systemu pomiarowego, sprawności konwersji NO₂-NO, interferencja CO-CO₂),
35. Porównanie wyników różnych metod określania wartości współczynnika nadmiary powietrza λ:
    • Metoda oparta na pomiarze natężenia przepływu powietrza (przepływomierz laminarny) i paliwa (masowa miernica paliwa)
    • Metoda oparta na analizie składu spalin

PRZEDSTAWIONE TEMATY LABORATORYJNE DOBIERANE SĄ INDYWIDUALNIE W ZALEŻNOŚCI OD KIERUNKU I SPECJALNOŚCI GRUPY STUDENCKIEJ