IAR C4

A. Masurarea debitului de aer consumat de motorEstimarea debitului masic al aerului consumat de motorul cu ardere intern se poate face pornind de la expresia urmtoare:

n care: i este densitatea aerului n [kg/m3]; v randamentul volumic; Vs cilindrea total; ks constant (ks=1 pentru motoarele n doi timpi; ks=2 pentru motoarele n patru timpi). La determinarea densitii aerului, i, funcie de condiiile de mediu se poate folosi relaia:

unde: pi presiunea absolut [Pa]; R constanta specific aerului [J/kg K]; Ti temperatura absolut [K].n practic s-a constatat c aproximarea debitului de aer consumat cu ajutorul primeirelaii nu este suficient de precis. n consecin se recurge la msurarea debitului pentru aprecierea cu precizie a randamentului volumic, a coeficientului de saturaie i al gazelor nearse recirculate. Avnd n vedere caracterul curgerii gazelor prin motoarele cu ardere intern se au nvedere dou tipuri de msurtori ale debitului gazelor, i anume: msurtori instantanee; msurtori cvasi-staionare.Msurtori instantanee Datorit caracterului ciclic al proceselor care au loc n motoarele cu ardere intern i datorit schimbrilor rapide ale caracteristicii curgerii gazelor (de la debite egale cu zero pn la valorile maxime n cteva fraciuni de secund), se dorestedeterminarea valorile maxime al debitului de aer din timpul admisiei, debitul de gaze arse evecuate, debitul de amestec nears rentors n galeria de admisie datorate curgerii inverse nainte de nchiderea supapei de admisie. Studiul acestor procese presupune utilizarea unui lan de msur specializat cu rspuns foarte rapid (cteva milisecunde) i cu un domeniu foarte larg al valorilor determinate.Msurtori cvasi-staionare n cazul acestui tip de msurtori, nu se determina variaia debitului de aer sau de gaze arse, ci valorile medii ale acestora, valori care caracterizeaz ntreg ciclul de funcionare.Spre exemplu, dac un motor cu ardere intern consum 6 m3 de aer n 10 minute, debitul mediu de aer va fi de 10 l/s.Aceste dou direcii principale de cercetare experimental a curgerii gazelor au impus dezvoltarea unor metode adecvate care pot fi utilizate n laboratorele de ncercare a motoarelor pentru determinarea debitelor instantanee i qvasi-staionare ale gazelor admise sau evacuate.

1. Msurarea debitului de aer cu ajutorul dispozitivelor calibrate de reducere a seciunii Este cea mai simpl metod de msurare a debitului n cazul msurtorilor cvasi staionare, figura 1, const n utilizarea unui dispozitiv calibrat de reducere a seciunii 1, amplasat la intrarea ntr-un rezervor tampon 2. Alimentarea motorului cu ardere intern cu aer se face din rezervorul tampon 2, al crui volum trebuie s fie suficient de mare pentru a amortiza pulsaiile generate de motorul cu ardere intern, astfel nct curgerea prin orificiul calibrat s fie suficient de lin. Cu ajutorul manometrului 3 este msurat diferena de presiune p.

Fig.1 Msurarea debitului cu dispozitive calibrate de reducere a seciuniiFig.2 Variaia debitului masic i a variaiei de presiune

Formulele de calcul a debitului masic i volumic sunt aceleai pentru toate tipurile de reducere a seciunii i au forma:

unde: Cd coeficientul de descrcare al dispozitivului de reducere a seciunii; A aria minim a dispozitivului; densitatea aerului; p cderea de presiune dup dispozitivul de reducere a seciunii. Cderea de presiune p, dup dispozitivul de reducere a seciunii, se calculeaz cu: n care: i este densitatea lichidului utilizat n manometru; g - acceleraia gravitaional; h - diferena dintre nlimile coloanelor de lichid ale manometrului, reprezentate n figura 2.Densitatea aerului se determin cu relaia: unde: po este presiunea atmosferic absolut [Pa]; Ta temperatura aerului [K]; R constanta specific aerului [J/kgK].Din experiena de cercetare acumulat s-au stabilit dimensiunile optime ale dispozitivului de reducere a seciunii, constatndu-se c utilizarea unor diafragme plate asigur obinerea unor coeficieni de descrcare Cd acceptabili. Valorile uzuale sunt Cd0,6, iar cderea de presiune rezultat p