Capitolul 12

Caracteristicile motoarelor cu ardere intern pentru autovehicule rutiere

Caracteristicile motoarelor cu ardere intern constituie reprezentri grafice ale varia iei unor indici i mrimi ale acestora, n func ie de o alt mrime, care influen eaz performan ele lor energetice i de economicitate [2, 3]. n general, aceste caracteristici se determin experimental, pe un stand de ncercri a motoarelor, n conformitate cu prevederile STAS 6635 - 87. Caracteristicile motoarelor cu ardere intern cu piston sunt grupate n dou mari categorii, i anume: Caracteristici de reglare, care sunt ob inute prin reprezentarea indicilor specifici n func ie de un factor de reglare, de exemplu avansul la producerea scnteii electrice, avansul la injec ie, dozajul etc; Caracteristici func ionale, care sunt reprezentri ale indicilor i mrimilor specifice, n func ie de un factor func ional al motorului, cum ar fi sarcina sau tura ia. Pe lng aceste dou mari categorii se utilizeaz, de asemenea, i alte tipuri de caracteristici. Astfel, n vederea estimrii pierderilor datorate rezisten elor proprii ale motorului se folosete caracteristica de pierderi. Pentru studiul corelrii motorului cu vehiculul (utilizatorul) se introduc caracteristicile de propulsie, iar caracteristicile complexe pun n eviden interdependen a mai multor indici de apreciere a calit ilor motorului.

12.1. Caracteristici de reglare 12.1.1. Caracteristica de reglare n func ie de consumul orar de combustibil, exemplificat, pentru cazul MAS-ului n fig. 12.1, con ine reprezentri ale varia iei puterii efective a motorului, consumului specific efectiv de combustibil i excesului de aer, n func ie de consumul orar de combustibil, Pe = f(Ce), ce = f(Ce) i = f(Ce) ceilal i factori, reprezenta i prin tura ia i sarcina motorului, fiind constan i.208

Fig. 12.1 Caracteristica de consum orar la MAS

Fig. 12.2 Caracteristica de consum orar la MAC

Aceste caracteristici de reglare la MAS, n func ie de consumul orar de combustibil, pentru diferite sarcini i tura ii stau la baza determinrii condi iilor calitative de formare a amestecului. De aceea, se recomand ridicarea ct mai multor caracteristici de acest fel, la sarcini i tura ii diferite. Astfel, se pot determina cu uurin , valorile economice ale consumurilor orare de combustibil, Ceec, corespunztoare coeficien ilor de exces de aer economici, ec, care genereaz consumurile de combustibil specifice efective minime, cemin, precum i valorile consumurilor orare de combustibil Cep, corespunztoare dozajelor de putere, p, susceptibile s produc puterile maxime dezvoltate de motor la diferite regimuri, cu consumuri specifice efective maxime, cemax. Din caracteristica de reglare n func ie de consumul orar de combustibil la MAC, prezentat n fig. 12.2, se observ c mrirea consumului orar de combustibil, Ce, ceilal i factori fiind constan i, provoac creterea accentuat a puterii sale efective; acest lucru reprezint consecin a arderii unei cantit i mai mari de combustibil n fiecare ciclu. n aceeai msur ns, arderea se nrut ete, ca urmare a mbog irii dozajului, n condi iile n care cantitatea de aer rmne neschimbat [2, 3, 46]. Mrirea n continuare a dozei de combustibil injectate ntr-un ciclu conduce la nrut iri inacceptabile ale economicit ii motorului, la o func ionare cu fum, precum i la apari ia unor suprasolicitri de natur termic i mecanic inadmisibile. Toate aceste aspecte, impun limitarea consumului orar de combustibil, Ce, la o valoare maxim admisibil, Ce lim, creia, n condi ii de exploatare, i corespunde puterea maxim limitat Pe lim. Pe de alt parte, la consumuri orare foarte reduse, arderea se nrut ete ca urmare a compromiterii caracteristicilor injec iei, ceea ce produce, de asemenea, creterea consumului specific de combustibil.209

Prin aceast modalitate de lucru se poate determina valoarea consumului specific de combustibil minim, ce ec. Caracteristicile de consum orar se determin pentru ct mai multe tura ii ale motorului, ele oferind astfel posibilitatea stabilirii condi iilor de lucru ale echipamentului de injec ie a combustibilului. 12.1.2. Caracteristica de reglare n func ie de avansul la producerea scnteii electrice Este o caracteristic tipic motorului cu aprindere prin scnteie, care pune n eviden modificarea puterii efective a motorului i a consumului specific efectiv de combustibil odat cu varia ia valorii avansului la aprindere, , la tura ie i sarcin constante (n = const. i = const.). Se poate astfel pune n eviden , pentru fiecare regim de func ionare, valoarea optim a avansului la aprindere, opt, ce reprezint valoarea avansului la care, pentru regimuri de func ionare constante, rezult puteri maxime ale motorului, aa cum se indic n fig. 12.3 [2, 17].

Fig. 12.3 Caracteristica de reglare n func ie de avansul la producerea scnteii electrice

innd seama ns de constan a consumului orar de combustibil, n condi iile n care asupra reglajului acestuia nu se ac ioneaz, se observ c atunci cnd puterea efectiv dezvoltat este maxim, consumul specific efectiv de combustibil va fi minim:

Ce const = = cemin Pmax P max e eceea ce indic, c la acelai avans se ob ine i economicitatea maxim.

(12.1)

210

Determinnd avansurile optime, opt, la mai multe tura ii, pentru aceeai sarcin ( fig. 12.4 a ) rezult varia ia avansului optim n func ie de tura ie la sarcin constant, adic opt = f(n) la = const., aa cum se pune n eviden n fig. 12.4 b.

Fig. 12.4 a,b Modalitatea de determinare a avansului optim la aprindere n func ie de tura ie la sarcin constant

Prin repetarea determinrilor pentru diferite sarcini (1 ,..., n), ntre sarcina de mers n gol, mg i sarcina total, t, rezult varia ia avansului optim cu tura ia i sarcina, aa cum se arat n fig. 12.5.

Fig. 12.5 Varia ia avansului optim cu tura ia i sarcina

Fig. 12.6 Avansul furnizat de dispozitivele clasice

211

Trebuie artat c dispozitivele mecanice sau pneumatice de varia ie a avansului cu tura ia produc o modificare a acestuia dup o alur deosebit, disp., fa de aceea a avansului optim, optim, datorit necesit ii ca acest dispozitiv s aib o construc ie simpl i rentabil, aspect pus n eviden n fig. 12.6. Actualele sisteme electronice de injec ie a benzinei i de aprindere, comandate de unitatea electronic central, nltur acest dezavantaj, rednd foarte fidel valorile necesare ale dozajului i avansului la aprindere. 12.1.3. Caracteristica de reglare n func ie de avansul la injec ie Caracteristica de acest tip este specific motorului cu aprindere prin comprimare. Ea se determin printr-o metodologie similar cu cea de la MAS, modificndu-se ns valoarea avansului la injec ie, inj, la tura ie i sarcin constante; se ob ine astfel valoarea optim a avansului la injec ie, inj.optim, pentru o anumit tura ie i o anumit sarcin. n mod analog cazului anterior, cel al motorului cu aprindere prin scnteie, avansul optim la injec ie se definete ca fiind valoarea avansului la care puterea efectiv i economicitatea motorului sunt maxime pentru regimul de func ionare dat. Se men ioneaz c economicitatea maxim este reprezentat prin valoarea minim a consumului specific efectiv de combustibil. Aceast caracteristic este prezentat n fig. 12.7. Repetnd ncercrile la mai multe tura ii i diferite sarcini, considerate constante se ob ine modul de varia ie a avansului optim la injec ie n func ie de tura ie, la sarcin constant, aa cum se arat n fig. 12.8, observndu-se n acelai timp, c avansul crete cu sarcina [2, 3]

Fig. 12.7 Caracteristica de reglare n func ie de avansul la injec ie

Fig. 12.8 Varia ie a avansului optim la injec ie n func ie de tura ie, la sarcin constant

212

Se men ioneaz c la unele motoare cu injec ie direct, utilizarea avansului optim la injec ie, inj optim poate conduce, fie la o valoare a presiunii maxime a gazelor n timpul arderii, pmax, prea mare pentru o construc ie uoar a motorului, ceea ce afecteaz fiabilitatea acestuia, fie la un gradient p/ prea ridicat, ceea ce afecteaz mersul linitit al motorului. Din acest motiv, dac la inj optim presiunea maxim este mai mare dect presiunea maxim limit, pmax > pmax lim, se va reduce avansul pn la o valoare 1 < inj optim. Dac i pentru aceast valoare a avansului la injec ie, mersul motorului este totui brutal, se reduce n continuare avansul la valoarea 2 < 1, corespunztor valorii limite a gradientului presiunii, (p / )lim. O astfel de reglare, pentru orice regim de func ionare, nu trebuie ns s duc la o sacrificare inacceptabil a puterii i a economicit ii motorului. 12.1.4. Caracteristica de detona ie Aceast caracteristic se folosete n scopul indicrii nclinrii la detona ie a motorului, a cifrei octanice i a avansului la producerea scnteii electrice, n vederea evitrii apari iei fenomenului detona iei. Ea reprezint varia ia avansului la limita de detona ie, n func ie de tura ie, ld = f(n) i este prezentat n fig. 12. 9. Deoarece detona ia apare cu precdere la sarcin plin, curbele ( ld n) se determin cu obturatorul complet deschis, deci: = max = const., utiliznd benzine cu diferite cifre octanice.

Fig. 12.9 Caracteristica de detona ie

Pe aceast re ea se suprapune avansul dat de dispozitivul care echipeaz motorul, determinndu-se grafic cea mai mare cifr octanic necesar func ionrii motorului fr detona ie (fig. 12.10). Ea se numete cifr octanic necesar, prescurtat CON [2].

213

Fig. 12.10 Determinarea cifrei octanice necesare (CON)

12.1.5. Caracteristica de dozaj Caracteristica de dozaj se determin numai la motoarele cu aprindere prin scnteie. La aceste motoare, stabilirea valorilor necesare ale dozajului amestecului pentru toate regimurile stabile de func ionare ale motorului este esen ial. Acest lucru se ob ine pe baza caracteristicilor de reglare n func ie de consumul orar de combustibil, descrise anterior. Determinnd aceste caracteristici pentru mai multe valori, notate generic 1, 2, 3 ale pozi iei obturatorului, la o anumit tura ie, n = const. se ob in rezultatele exprimate prin diagramele din fig. 12.11. Dac, la tura ia n = const. aleas, se dorete, pentru orice pozi ie a obturatorului, ob inerea puterilor maxime, atunci excesul de aer, , trebuie s varieze dup curba (B1 B2 B3) din diagrama IV, care corespunde dozajelor bogate, de putere, p. Aceast varia ie deriv din punctele B1, B2, B3 care corespund puterilor maxime pe diagrama I. Dac ns se dorete func ionarea la orice pozi ie a obturatorului cu economicitatea maxim, atunci excesul de aer trebuie s varieze dup curba (A1 A2 A3) din diagrama IV, de dozaje srace, economice, ec, deoarece ea deriv din punctele A1, A2, A3 de consumuri specifice minime n diagrama II.

214

Fig. 12.11 Construc ia caracteristicii de dozaj

Trebuie men ionat, mai ales n cazul motorului de automobil, c la orice sarcin, n afar de cea total (obturatorul complet deschis) se impune func ionarea cu dozaje srace, economice, n vederea ob inerii economicit ii maxime; acest lucru se impune deoarece, n regimul sarcinilor par iale se urmrete ob inerea economiei maxime i nu a puterii maxime. mbog irea dozajului la tura ie constant (n = const.) datorit creterii sarcinii, trebuie s se fac treptat; astfel, se nlocuiete curba ideal A1B1 cu EB1. n timp, posibilele obturrile par iale ale orificiilor de combustibil pot conduce la srcirea amestecului. Din acest motiv, pentru a se putea folosi dozaje economice se va utiliza un reglaj dup curba ED, practicndu-se o uoar mbog ire care este favorabil i

215

din punct de vedere al regularit ii func ionrii, deoarece la dozaje mai bogate dispersia ciclurilor este mai redus. Pentru mai multe tura ii diferite, aflate n rela ia nI < n < nII, se ob in varia iile dozajelor optime indicate n fig. 12.12, iar reprezentarea spa ial a acestora din fig. 12.13 conduce la o suprafa n spa iu format din valorile dozajelor optime pentru fiecare pereche de valori (putere tura ie), deci pentru orice regim de func ionare stabil al motorului [3].

Fig. 12.12 Dozajele optime pentru diferite tura ii

Fig. 12.13 Suprafa a spa ial format din valorile dozajelor optime

216

12.2. Caracteristici func ionale 12.2.1. Caracteristica de sarcin Caracteristica de sarcin se determin prin varia ia ncrcrii motorului, modificnd sarcina, de la mersul n gol, adic sarcina nul, pn la sarcina total, men innd ns tura ia constant. Pentru fiecare sarcin se msoar consumul orar de combustibil, Ce i se calculeaz consumul specific efectiv de combustibil, ce. De asemenea, se recomand determinarea i a dozajului sau a coeficientul de exces de aer, . n cazul motorului cu aprindere prin scnteie, caracteristica de sarcin este prezentat n fig. 12.14. Se poate constata c dozajul se men ine n zona valorilor sale economice, n apropierea sarcinii pline. La reducerea sarcinii sub sarcina plin, consumul specific efectiv de combustibil, ce, crete mult, pe de o parte datorit reducerii randamentului mecanic, m i pe de alt parte ca o consecin a micorrii randamentului termic, t, produs de nrut irea arderii, datorit obturrii admisiei. Odat cu depirea sarcinii pline, amestecul se mbog ete treptat, pn la valoarea p, astfel nct, n momentul deschiderii complete a obturatorului s se ob in puterea maxim posibil la aceast tura ie, ceea ce conduce ns la o nou cretere a consumului specific. mbog irea n continuare a amestecului, n domeniul suprasarcinilor, atrage o nrut ire a randamentului termic, nregistrndu-se o cretere a consumului specific precum i a solicitrilor termice i mecanice ale motorului. Din acest motiv se recomand o folosire de scurt durat a acestui regim. Varia ia consumurilor specifice i a randamentului mecanic n raport cu sarcina motorului se poate urmri mai clar n fig. 12.15. Aa cum s-a artat, la MAC varia ia sarcinii se realizeaz prin modificarea pozi iei organului de reglaj al debitului de combustibil al pompei de injec ie, pozi ie notat generic cu l. Sarcina poate fi apreciat prin aceleai mrimi ca i n cazul MAS-ului, adic fie prin coeficientul de sarcin, , sau prin puterea efectiv, Pe, fie prin valoarea presiunii medii efective, pe. Trebuie remarcat c, la acest motor, ntre caracteristica de reglare n func ie de consumul orar de combustibil i caracteristica de sarcin nu exist o deosebire esen ial. Corespunztor fiecrei sarcini la care se ncearc motorul, la aceeai tura ie, se msoar consumul orar de combustibil i se calculeaz consumul specific efectiv de combustibil, ob inndu-se caracteristica din fig. 12.16. Creterea consumului orar, prin mrirea debitului de combustibil injectat, nu se poate realiza nelimitat, deoarece, aa cum s-a artat, relativ repede se ating limitele impuse, n primul rnd de nrut irea arderii, precum i de creterea solicitrilor termice i mecanice ale motorului, ceea ce, n final, limiteaz puterea maxim posibil, pentru tura ia respectiv, la valoarea Pe lim.

217

Fig. 12.14 Caracteristica de sarcin la MAS

Fig. 12.15 Varia ia consumurilor specifice i a randamentului mecanic n raport cu sarcina motorului218

Fig. 12.16 Caracteristica de sarcin la MAC

n continuare, dup stabilirea regimului limit de putere, Pe lim, se determin puterea intermitent maxim, Pe int, n vecintatea aceleia limit. Se evit astfel posibilitatea depirii regimului limit al motorului. n vederea stabilirii puterii continue maxime, Pe cont se procedeaz ca i la MAS, inndu-se deci seama c acelai regim de sarcin plin trebuie s asigure o suprancrcare posibil a motorului de 10 20%, definit printr-un coeficient de sarcin (v. Cap.4):

=

Pe int 1,1,...,1, 2 Pecont

(12.2)

iar, pe de alt parte, s fie pozi ionat n vecintatea punctului economic maxim, adic a consumului specific efectiv minim. nrut irea arderii la depirea sarcinii pline se datoreaz mbog irii amestecului n combustibil, rezultnd astfel o cretere a consumului specific efectiv de combustibil, ce.219

Pe de alt parte, la reducerea sarcinii sub valoarea la care se realizeaz consumul specific efectiv minim de combustibil, ce min, randamentul termic t se mbunt ete datorit micorrii cantit ii de combustibil injectat n aceeai cantitate de aer, existnd astfel posibilitatea arderii mai bune a combustibilului, ceea ce poate conduce la o tendin de micorare a consumului specific de combustibil. Pe de alt parte ns, datorit faptului c la reducerea sarcinii randamentul mecanic al motorului, m, scade, din pcate destul de puternic, n final, consumul specific efectiv de combustibil, ce crete, dar mult mai lent. Acest lucru este consecin a ac iunii contrare a creterii randamentului termic, t, rezultnd astfel o alur de varia ie a consumului specific de combustibil mult mai plat dect la MAS, aspect avantajos totui pentru motorul de automobil i n general pentru motorul de trac iune. La sarcini par iale foarte reduse ns, n vecintatea regimului de mers n gol, valorile foarte sczute ale randamentului mecanic, m, precum i nrut irea arderii ca urmare a alterrii caracteristicilor de injec ie, manifestat prin micorarea randamentului termic, t, au drept consecin creterea puternic a consumului specific efectiv de combustibil, ce. 12.2.2. Caracteristica de tura ie 12.2.2.1. Caracteristica de tura ie la sarcin total i la sarcin plin Acest tip de caracteristici se ob ine prin varia ia tura iei motorului, cu pstrarea constant a sarcinii respective i se prezint, pentru MAS n fig. 12. 17.

Fig. 12.17 Caracteristica de tura ie a MAS - ului

220

Cele dou regimuri, de sarcin total, respectiv de sarcin plin, la fiecare tura ie se cunosc din caracteristica de sarcin. Regimul de sarcin total, adic regimul intermitent maxim, reprezentat n figur cu linie plin, corespunde deschiderii totale a obturatorului. Similar, la o deschidere corespunztoare a obturatorului se ob ine regimul de sarcin plin, adic regimul continuu maxim, reprezentat n figur prin curbele cu linii ntrerupte. Puterea efectiv maxim posibil a motorului, Pe max , precum i momentul motor efectiv maxim, Me max , se vor ob ine la regimul intermitent maxim, adic la sarcina total, ob inut prin deschiderea complet a obturatorului, la tura ia np, respectiv la tura ia nM. Economicitatea maxim a motorului, reflectat prin consumul specific efectiv de combustibil minim, ce min, se ob ine n regim continuu maxim al motorului, adic la regimul de sarcin plin (dac acest regim a fost fixat la economicitate maxim, pe caracteristica de sarcin) la tura ia nec, (acest lucru se cunoate din caracteristica de sarcin, unde s-a nregistrat consumul specific minim, la o sarcin mai redus dect cea total, naintea momentului nceperii mbog irii amestecului). De obicei, la precizarea unui singur regim nominal al motorului, se alege ca tura ie nominal, nn, o valoare cuprins ntre nec i nP. Corespunztor, se aleg pe caracteristicile continue maxime, valorile nominale ale puterii efective, Pe n, ale momentului motor efectiv, Me n, ale consumului specific efectiv, ce n etc. Acestea sunt valorile ce definesc regimul maxim garantat la func ionarea de durat a motorului. Ele trebuie comunicate de ctre constructor i la ele se raporteaz indicii tehnico-economici ai motorului. Tura ia maxim a motorului, nmax, considerat i tura ia admisibil, se limiteaz, astfel nct solicitrile determinate de for ele de iner ie s nu depeasc valorile admisibile pentru organele n micare ale motorului, ea fiind superioar tura iei corespunztoare puterii maxime, nP. Pe de alt parte, trebuie observat c tura ia minim stabil de func ionare la aceste sarcini este uneori cu pu in mai redus dect aceea de moment maxim. Avndu-se n vedere dependen a Pe = Me n/ const. (12.3)

faptul c puterea efectiv atinge un maxim i apoi scade odat cu creterea tura iei este urmarea scderii accentuate a momentului motor, consecin a nrut irii umplerii i a desfurrii arderii, ct i a creterii pierderilor proprii, mai ales a celor prin frecri. Aa cum s-a artat n Cap. 4, n cazul motoarelor de autovehicule sarcina total se asimileaz cu sarcina plin (t=p=1), astfel nct ncercarea se va face la sarcin total. Similar MAS-ului, i la MAC, regimurile intermitente i regimurile continue maxime s-au precizat la fiecare tura ie, odat cu stabilirea221

caracteristicilor de sarcin. n acelai timp, s-a stabilit c puterea intermitent maxim are un caracter limitat, fie pentru a nu se ajunge la o desfurare inacceptabil a arderii, fie pentru a nu se suprancrca termic sau mecanic anumite organe ale motorului. La tura ii relativ reduse, limita este impus de nrut irea arderii, manifestat n exterior prin fum vizibil n gazele de evacuare, n timp ce la tura ii mai mari, limita impus de o bun inut de serviciu a supapelor care se supranclzesc puternic, mai ales cele de evacuare. La tura ii i mai mari apare o limitare oarecum prematur, introdus de suprancrcarea termic a pistonului. Fig. 12.18 arat forma caracteristicii de tura ie a motorului Diesel, punnd n eviden varia ia puterilor efective limitate de factorii expui mai sus. n acest caz, tura ia maxim a motorului este, la rndul ei, destul de repede limitat tocmai datorit limitrii puterii. Din acest motiv, puterea efectiv nu poate ajunge pn la valoarea sa de vrf, ca n cazul motorului cu aprindere prin scnteie i n consecin puterea motorului cu aprindere prin comprimare se va ob ine la tura ia maxim limitat, n regimul intermitent, deci la sarcin total. Dup stabilirea tura iei nominale, nn, puterea nominal la aceast tura ie, Pe n, definete regimul nominal al motorului. Consumul specific efectiv de combustibil n regimul continuu va fi inferior celui din regimul intermitent, n consecin consumul specific minim se va localiza la tura ia nec, la sarcin plin. Blocndu-se organul de reglaj al debitului pompei de injec ie, de exemplu, la tura ia nominal i regimul intermitent, ncrcarea n continuare a motorului conduce la o evolu ie a puterii trasat n figur prin linie punct, deoarece debitul pompei fiind constant amestecul nu mai poate fi mbog it odat cu scderea tura iei [3, 45, 46].

Fig. 12.18 Caracteristica de tura ie a MAC - ului

222

12.2.2.2. Caracteristica de tura ie la sarcini par iale Caracteristica de tura ie la sarcini par iale con ine curbe similare celor prezentate la punctul precedent, dar pozi iile organelor de reglare a puterii (obturator, organ de reglare a debitului pompei de injec ie) sunt diferite i corespunztoare unor frac iuni din sarcina plin, considernd-o pe aceasta ca 100%. Sarcinile par iale pot fi fixate, conform recomandrilor din STAS 6635 87, la valorile de 85%, 70%, 55%, 40% i 25%; se men ioneaz c aceste valori pot fi completate, n special n domeniul sarcinilor mici, n func ie de scopul propus sau de caracterul determinrilor. Aceste frac iuni se raporteaz de fapt la valoarea puterii la sarcina plin de la tura ia nominal a motorului, aa cum se arat n fig. 12.19.

Fig. 12.19 Definirea sarcinilor par iale n raport cu valoarea puterii la sarcin plin

Acest tip de caracteristici, pentru un MAS sunt prezentate n fig. 12.20, n timp ce fig. 12.21 con ine reprezentarea corespunztoare unui MAC Interes, prezint studiul varia iei consumurilor specifice att la MAS ct i la MAC Se men ioneaz c pe aceste figuri s-au introdus i caracteristicile de sarcin total i sarcin plin. n cadrul analizei caracteristicilor de sarcin s-a artat faptul c motorul Diesel, adic motorul cu aprindere prin comprimare, n domeniul sarcinilor par iale este mai economic dect motorul cu aprindere prin scnteie. Acest aspect este mai clar pus n eviden cu ajutorul fig. 12.22, n care se compar, pentru cele dou categorii de motoare, cele mai utilizate regimuri medii de func ionare, reprezentate prin ariile haurate. Se observ astfel, n mod facil, diferen a de consumuri specifice existent ntre zonele haurate, care este net n favoarea motorului Diesel [3, 46].

223

Fig. 12.20 Caracteristici de tura ie la sarcini par iale la MAS

Fig. 12.21 Caracteristici de tura ie la sarcini par iale la MAC

Fig. 12.22 Compara ie ntre MAS i MAC

224

12.2.2.3. Caracteristica de tura ie la sarcin nul Caracteristica de tura ie la sarcin nul, numit i caracteristic de mers n gol, reprezint varia ia consumului orar de combustibil, Ce, n func ie de tura ie, fr ncrcare exterioar a motorului. Ea este prezentat n fig. 12.23.

Fig. 12.23 Caracteristic de mers n gol

Valoarea tura iei minime de mers n gol, nmin g, este important, deoarece ea servete la reglarea instala iei de alimentare cu combustibil a motorului. Tura ia minim de mers n gol trebuie s fie stabil i redus, astfel nct s conduc la un consum orar de mers n gol, Ce g, ct mai redus. Pe de alt parte este necesar i cunoaterea valorii tura iei maxime de mers n gol, nmax g, astfel nct s nu se depeasc limitele admisibile de suprancrcare, determinate de for ele de iner ie generate n interiorul organelor n micare ale motorului [3, 46]. 12.3. Caracteristica de pierderi Dup cum s-a artat anterior (v. Cap.3), o parte din energia dezvoltat de motor se consum pentru nvingerea rezisten elor proprii, generate de frecarea din mecanismul motor, de antrenarea instala iilor auxiliare i de schimbul de gaze (pompaj). Acest consum energetic pentru nvingerea rezisten elor proprii se evalueaz prin puterea echivalent rezisten elor proprii, Prp, respectiv presiunea echivalent pierderilor proprii, prp i prin randamentul mecanic, m. Pierderile datorit rezisten elor proprii se pun n eviden prin intermediul caracteristicii de pierderi, care reprezint varia ia puterii aferent pierderilor din motor, Prp sau a presiunii medii corespunztoare prp, n func ie de tura ie. n plus, reprezentarea poate con ine i varia ia randamentului mecanic cu tura ia, m = f(n), aa cum se arat n fig. 12.24. Determinarea pierderilor aferente rezisten elor proprii ale motorului, numite pe scurt i pierderi mecanice este important n vederea aprecierii

225

calit ii execu iei i materialelor utilizate n construc ia acestuia i ea se face n mod experimental. Pentru determinarea pe cale experimental a pierderilor mecanice din motor se folosesc dou metode i anume: - metoda antrenrii motorului - metoda suspendrii.

Fig. 12.24 Caracteristica de pierderi

Metoda antrenrii presupune antrenarea motorului, de exemplu cu o frn electric reversibil, care n aceast situa ie va func iona ca motor i apoi, msurarea momentului rezistent opus de motorul cu ardere intern, n anumite condi ii, n func ie de tipul acestuia. Astfel, la MAS obturatorul va fi complet deschis, ntrerupndu-se aprinderea, iar la MAC se va opri debitarea combustibilului. ncercarea se va efectua de la tura ia minim de func ionare, pn la tura ia nominal, citirea fcndu-se dup 10,...,15 sec. de la ntreruperea aprinderii, respectiv a alimentrii cu combustibil. naintea efecturii probei, la fiecare tura ie, motorul trebuie s func ioneze la sarcin total, cu to i cilindrii timp de minim 10 minute. Dei, aa cum se constat, metoda presupune ca regimul termic al motorului s fie ct mai apropiat de regimul normal de func ionare, rezultatele nu sunt totui foarte exacte, deoarece n cursa de destindere nu se atinge nivelul226

presiunii maxime din timpul func ionrii, lucrul mecanic pentru nvingerea frecrilor fiind mai mic. Cea de a doua metod, utiliznd procedeul experimental descris mai jos, cunoscut sub numele de metoda suspendrii, nltur acest neajuns. Principiul metodei are la baz faptul c, la o tura ie dat, se poate determina puterea consumat n motor datorit rezisten elor proprii, alternnd func ionarea n sarcin total cu decuplarea succesiv a fiecrui cilindru. Exprimnd puterea efectiv a fiecruia din cei j cilindri ai motorului sub forma diferen elor cunoscute:

Pe1 = Pi1 Prp1 Pe2 = Pi2 Prp2......................... (12.4)

Peq = Piq Prpq..........................

Pej = Pij Prpji apoi sumnd termenii membru cu membru se ob in, la nivelul motorului, egalit ile,

Pe = Pe1 + Pe2 + ,..., + Peq +,..., + Pej =(12.5)

= Pi1 + Pi2 +,..., + Piq ,...,+ Pij Prp1 Prp2 ,..., Prpq ,..., PrpjLa scoaterea din func iune a cilindrului q puterea indicat a acestuia devine nul, Piq = 0, astfel nct:

Peq = Prpq ,

(12.6)

ceea ce sugereaz c acest cilindru nu mai are de fapt aport energetic pe ansamblul motorului, el consumnd puterea aferent pierderilor sale. n aceste condi ii puterea efectiv a motorului, cu acest cilindru q decuplat, devine:

(Pe)-q = Pi1 Prp1 + Pi2 Prp2 + ,..., + ( Prpq) + Pij Prpj (12.7)Efectund n continuare diferen a dintre puterea efectiv a motorului la func ionarea cu to i cilindri, Pe, i puterea efectiv a motorului la func ionarea cu cilindrul q decuplat, notat (Pe)-q, se observ c se reduc to i termenii, mai pu in Piq, astfel nct:227

Pe - (Pe)-q = Piq

(12.8)

n acest mod, diferen a ntre puterea efectiv Pe, la func ionarea normal i puterea efectiv (Pe)-q, ob inut la suspendarea func ionrii cilindrului q, constituie puterea indicat conven ional a acestui cilindru:

Piq = Pe (Pe)-q

(12.9)

n continuare rezult astfel puterea indicat a motorului, ca sum a puterilor Piq ob inute, la nivelul fiecrui cilindru, prin metodologia de mai sus:

Pi = Piqq =1

j

(12.10)

i mai departe, puterea aferent pierderilor proprii, Prp, notat uneori i cu Pm, de la termenul de pierderi mecanice, amintit mai sus:

Prp = Pi Pe = Piq Peq =1

j

(12.11)

Presiunea medie a rezisten elor proprii, prp, se va putea calcula rapid pe baza puterii determinate mai sus, Prp, cunoscnd cilindreea total a motorului. Randamentul mecanic al motorului, m, se va determina din rela ia de defini ie, cunoscnd valoarea pierderilor proprii, astfel nct:

m =

P Pe Pe = = 1 rp , Pi Pe + P rp Pi

(12.12)

sau n mod similar, la nivelul presiunilor medii:

m =

pe pe p = = 1 e pi pe + prp pi

(12.13)

Pe ansamblul pierderilor datorate rezisten elor proprii, ponderea cea mai mare o au pierderile prin frecare, ceea ce justific att utilizarea denumirii de pierderi mecanice, ct i faptul c randamentul mecanic exprim destul de fidel calitatea execu iei i a materialelor utilizate.

228

n acelai timp, folosind rezultatele ob inute se poate calcula i coeficientul de uniformitate a func ionrii motorului, exprimat prin coeficientul , rezultat prin mpr irea puterii indicate minime pe cilindru la puterea indicat maxim pe cilindru, adic:

=

Pi min Pi max

(12.14)

La motoarele cu aprindere prin scnteie, n vederea determinrilor, motorul se regleaz la sarcin total, la tura ia corespunztoare momentului motor maxim, pe cnd la motoarele cu aprindere prin comprimare, reglajul se va face tot la sarcin total, dar la tura ia corespunztoare puterii nominale. Trebuie men ionat ns, c datele experimentale indic faptul c pierderile mecanice determinate prin cele dou metode sunt inferioare celor reale, impunndu-se ca la utilizarea valorilor ob inute s se in seama de acest lucru. Dup cum se observ din fig. 12.24, o prim influen important asupra randamentului mecanic o are tura ia motorului. Sa stabilit experimental c pierderile datorate rezisten elor proprii, indiferent de tipul motorului, cresc exponen ial cu tura ia, astfel nct randamentul mecanic scade. Pe de alt parte, sarcina motorului exercit la rndul ei o influen , de asemenea, important asupra randamentului mecanic. Astfel, la reducerea sarcinii, dei nivelul presiunilor din cilindru se reduce, presiunea de pompaj crete, astfel nct, pe ansamblu, presiunea medie a pierderilor mecanice, pm se mrete, antrennd o diminuare a randamentului mecanic, m, aa cum rezult i din fig. 12.25 a. Sintetic, influen a simultan a tura iei i a sarcinii asupra randamentului mecanic se indic n fig. 12.25 b [3, 46].

Fig. 12.25 a, b Influen a sarcinii i tura iei asupra randamentului mecanic al motorului

229

12.4. Caracteristici de propulsie Cu ajutorul caracteristicilor de propulsie se poate urmri varia ia puterii, a momentului motor, a consumului orar i a consumului specific de combustibil, n condi ii reprezentative n raport cu tipul de exploatare la care este supus motorul, manifestate prin regimuri medii cu cea mai lung durat de func ionare. Pentru un anumit tip de utilizare, de exemplu trac iunea terestr (de tip rutier sau de tip feroviar), puterea PP cerut motorului la diferite tura ii, n, corespunztoare vitezelor de naintare, w, ale vehiculului, pentru condi ii medii de naintare, are urmtoarea varia ie, prezentat n fig. 12.26. Motorul trebuie s furnizeze, n regimul respectiv, tocmai aceste puteri PP, care constituie caracteristica de propulsie a vehiculului. La diferite tura ii, puterea de propulsie va fi furnizat de motor prin func ionarea sa pe diverse caracteristici de sarcin par ial. La tura ia maxim, nmax, la care se ob ine viteza maxim a vehiculului, wmax, motorul va func iona, evident, la sarcin total pe caracteristica intermitent. Pe baza acestui ra ionament i a reprezentrii din figur, rezult modul de determinare a consumului orar de propulsie, CP i a celui specific de propulsie, ceP .

Fig. 12.26 Caracteristic de propulsie

230

12.5. Caracteristici complexe Caracteristicile complexe constituie reprezentri grafice ale interdependen ei mai multor parametri tipici motorului. Ele se ob in suprapunnd peste cmpul diagramelor re ele de curbe izoparametrice ale unor mrimi diferite, ca de exemplu cele ale consumului specific de combustibil. Curbele izoparametrice sunt familii de curbe, n care fiecare curb este format din valori identice ale mrimilor reprezentate. Exemplificri ale unor caracteristici complexe sunt ilustrate n fig. 12.27 i fig. 12.28.

Fig. 12.27 Caracteristic complex ce con ine curba Me

Fig. 12.28 Caracteristic complex ce con ine curba Pe

Pe caracteristica din fig. 12.27, n centrul re elei de curbe izoparametrice de consum specific efectiv constant apare cea mai mic valoare a acestuia, adic consumul specific minim minimorum, ce min min, valoare numit i pol economic al motorului. Polul economic constituie un punct reprezentativ, deoarece el este de fapt o mrime fundamental n cadrul celor care cuantific performan a motorului, eviden iind perfec iunea proceselor din interiorul acestuia. Polul economic se ob ine la un singur regim, pe caracteristica continu a motorului, la o sarcin de aproximativ 80 ,..., 85% din sarcina total, pentru un reglaj economic, caracterizat prin dozajul ec < P. Caracteristica complex din fig. 12.28, care con ine curba de varia ie a puterii efective intermitente a motorului, peste care s-a suprapus re eaua de curbe izoparametrice de consum specific efectiv constant, prezint o importan deosebit, deoarece cu ajutorul ei se poate determina consumul specific de propulsie cP, aa cum reiese din fig. 12.29 a, b. Analiznd figurile 12.29 a, b se observ c, n vederea realizrii unor consumuri specifice minime de propulsie, n condi iile unui serviciu mediu de trac iune, este necesar o anumit structur a re elei de curbe de izoconsum specific de combustibil. Astfel, pe de o parte, polul economic trebuie s fie plasat ct mai aproape de curba puterii de propulsie PP, iar pe de alt parte,

231

re eaua acestor curbe izoparametrice de consum specific trebuie s fie axate, pe ct posibil, de-a lungul curbei puterii de propulsie, aa cum este sugerat n fig. 12.29 a. n fig. 12.29 b se exemplific o situa ie defavorabil, deoarece pozi ia polului economic, precum i orientarea re elei curbelor izoparametrice nu satisfac criteriile expuse mai sus, ceea ce conduce la valori ridicate ale consumului specific de propulsie. Rezult astfel, c ntr-o situa ie de acest tip, n condi iile de exploatare medie nu se poate beneficia de consumurile specifice reduse pe care motorul le realizeaz, dar la cu totul alte regimuri func ionale dect cele propuse.

Fig. 12.29 a, b Diferite structuri ale re elei de curbe de izoconsum specific de combustibil

Se constat astfel, ct de important este arhitectura re elei izoparametrice n raport cu consumul specific de propulsie. n principiu, re eaua curbelor de consum specific efectiv de combustibil depinde n mare msur de fazele de distribu ie, dar n cazul motorului cu aprindere prin scnteie i de dozajele furnizate la diferite regimuri, precum i de caracteristica de avans la aprindere, n timp ce la motorul cu aprindere prin comprimare ea este influen at de avansurile la injec ie. n plus, la motoarele cu aprindere prin comprimare, folosind supraalimentarea i rcirea intermediar a aerului aspirat se pot modifica substan ial arhitectura re elei de curbe de consum specific constant precum i pozi ia polului economic, aa cum se exemplific, utiliznd n mod comparativ, fig. 12.30 (motor nesupraalimentat) i fig.12.31 (motor supraalimentat cu rcire intermediar a aerului).232

Fig. 12.30 Arhitectura re elei de curbe de consum specific constant la un motor nesupraalimentat

Fig. 12.31 Arhitectura re elei de curbe de consum specific constant la un motor supraalimentat cu rcire intermediar a aerului

233

Se men ioneaz faptul c pentru motorul cu aprindere prin comprimare se impune, de asemenea, corelarea caracteristicii complexe, con innd re eaua curbelor de consum specific efectiv constant, cu caracteristica complex format din re eaua curbelor de grad de fum constant i re eaua curbelor de temperatur constant a gazelor arse (fig. 12.32). Gradul de fum, notat de regul cu G F, se determin prin metoda filtrrii, cu un aparat numit fummetru Bosch, dup o scar etalon care cuprinde 10 diviziuni. Cele 10 diviziuni ale acestei scri, numit scar Bosch, poart numele, la rndul lor, de unit i Bosch. Astfel, cifra 10 va corespunde gradului maxim de fum pe aceast scar, n timp ce 0 unit i Bosch indic un grad minim de fum.

Fig. 12.32 Corelarea caracteristicii complexe cu re eaua curbelor de grad de fum constant i re eaua curbelor de temperatur constant a gazelor arse

Tocmai din acest motiv se accentueaz faptul c analiza unei astfel de diagrame complexe este deosebit de util n vederea estimrii economicit ii unui ansamblu motor-transmisie-echipament de rulare-vehicul, cu alte cuvinte a unui ansamblu sistem de propulsie-vehicul. Modul de construc ie al unei caracteristici complexe este redat n fig. 12. 33 a, b, c. Astfel, dup determinarea experimental a caracteristicilor de tura ie la sarcin total ( notate cu i ) i la sarcini par iale ( notate cu j i k ), pe fig. 12. 33 b se traseaz dreptele ce1 = const., ce2 = const., ..., cen = const. Pentru fiecare dintre aceste drepte trasate se va ob ine un anumit numr de puncte de intersec ie cu curbele de consum specific efectiv. Aceste puncte de intersec ie se vor deplasa apoi n fig. 12. 33 a i fig. 12. 33 c, corespunztor234

sarcinilor respective ( i,..., j,...,k ). Unind ntre ele punctele generate de o anumit dreapt se va ob ine curba de izoconsum specific efectiv constant de valoare corespunztoare. Pe aceast figur, construc ia de acest tip se exemplific prin dreapta ce4 = const., pentru care se ob in punctele de intersec ie 1, 2, 3, 4, 5, 6 i care, la rndul lor, n diagrama Pe n, sau Me n, genereaz curba de izoconsum specific efectiv constant ce4. n continuare se repet acest algoritm pn la trasarea ntregii re ele de curbe izoparametrice i localizarea polului economic [2, 3].

Fig. 12.33 Modul de construc ie al unei caracteristici complexe

235

O variant mai simplificat a construc iei, utiliznd doar dou diagrame, i anume ce n i Me n, dar mai multe sarcini se prezint n fig. 12. 34.

Fig. 12.34 Variant simplificat de ob inere a curbelor izoparametrice

n fig. 12. 35 a, b sunt exemplificate caracteristici complexe ale unor motoare de automobile.

a.

b.

Fig. 12.35 a, b Caracteristici complexe ale unor motoare diferite

12.6. Corectarea caracteristicilor Att procesul de admisie ct i cel de ardere, datorit modificrii parametrilor ini ial sunt afectate de schimbarea condi iilor de stare ale mediului236

ambiant. n consecin , o serie ntreag de factori care influen eaz performan ele motorului i consumul specific, printre care coeficientul de umplere, dozajul, randamentul indicat, randamentul mecanic, .a. vor nregistra modificri de la valorile lor optime. Apare astfel problema stabilirii i mai ales a comparrii performan elor de putere i de economicitate ale unor motoare, n diferite condi ii de ncercare i de exploatare. Astfel, ncercarea diverselor motoare, aflate n diferite loca ii nu se poate face practic n condi ii standard, deoarece laboratoarele nu sunt plasate la aceeai altitudine sau latitudine, iar pe de alt parte starea mediului este variabil. Acest lucru impune raportarea indicilor de performan al motoarelor la un nivel de referin unic, ob inut prin corectarea lor. n vederea atingerii acestui scop se stabilesc formule de corectare care reduc, sau cu alte cuvinte raporteaz indicii de performan ai motorului la condi iile standard, definite n ara noastr prin SR ISO 1585:1998. Notnd cu indicele s performan ele motorului n condi ii standard, adic Pes, Mes, pes etc., acestea se vor ob ine prin modularea performan elor ob inute n condi ii atmosferice oarecare, cu un coeficient K, numit factor de corec ie, adic: Pes = K Pe ; Mes = K Me ; pes = K pe . (12.15)

Factorul de corec ie K difer dup tipul motorului; astfel la motoarele cu aprindere prin scnteie factorul de corec ie, KS difer de factorul de corec ie al motoarelor cu aprindere prin comprimare, KC. n general, valoarea factorului de corec ie, precum i condi iile de aplicare se prescriu de ctre fiecare constructor de motoare n cadrul caietului de sarcini elaborat. Dac nu se dispune de o astfel de documenta ie complet se vor utiliza prevederile din SR ISO 1585:1998 i STAS 6635-87 privind stabilirea factorului de corec ie, care corespund cu actualele norme ISO, adic:

p K S = 0s p0i

273 + t0 750 273 + t0 = 273 + t0 s p0 298

0,5

(12.16)

p K S = 0s p0

0,65

273 + t0 750 = 273 + t0 s p0

0,65

273 + t0 298 .

0,5

Trebuie men ionat c, n conformitate cu STAS 6635-87 la ncercarea motoarelor cu aprindere prin scnteie, consumul specific efectiv de combustibil, ce, nu se corecteaz, el calculndu-se deci pe baza valorii necorectate a puterii efective, n timp ce la motoarele cu aprindere prin comprimare el se calculeaz cu puterea efectiv corectat.237

Contribu ii importante n acest sens au fost dezvoltate i n ara noastr. Astfel, Prof. C. Aram [2] a ob inut pentru coeficientul de corec ie o rela ie cu un caracter mai general, utilizat cu succes n activitatea de ncercare a motoarelor. Conform acestei rela ii, coeficientul de corec ie K are urmtoarea expresie general:

p K = 0s p0

T0 T0 s

1 m

(12.17)

n care m s-a determinat pe cale experimental. n func ie de tipul motorului m are urmtoarele valori: MAS.........................................................................m = 0,50; MAC........................................................................m = 0,35. n continuare, dac se ine seama de faptul c, n conformitate cu SR ISO 1585 : 1998, valorile standard sunt p0s = 100 [kPa] sau 750 [mmHg] i T0s = 298 [K] (25 [C]), se vor ob ine cele dou expresii ale factorului de corec ie i anume:

100 T0 KS = p0 298

0,5

i

100 T0 KC = p0 298

0,65

.

(12.18)

Standardele specifice diferitelor ri recomand, la rndul lor, propriile rela ii de stabilire a coeficientului de corec ie. O parte dintre aceste rela ii, precum i condi iile n care se determin ele sunt redate n tabelul 12.1. Tabelul 12.1 Diferite rela ii de stabilire a coeficientului de corec ie

238

Valorile ob inute, n final trebuie s se situeze ntre anumite limite, destul de restrnse. De exemplu, la motoarele cu aprindere prin comprimare, KC trebuie s fie cuprins ntre 0,96 i 1,04.

Fig. 12.36 Varia ia coeficien ilor de corec ie n func ie de presiunea i temperatura atmosferic

n general, domeniul de valabilitate al acestor rela ii de corec ie utilizate n Europa i n America este ilustrat n fig. 12.36, care cuprinde varia ia coeficien ilor de corec ie pentru motoarele cu aprindere prin scnteie i pentru motoarele cu aprindere prin comprimare, n func ie de varia ia presiunii i temperaturii atmosferice.

Fig. 12.37 Influen a altitudinii asupra puterii efective a motorului i a consumului specific

239

n plus, figura con ine i o corelare realizat ntre altitudine ( H, n m ) i parametrii atmosferici. Influen a altitudinii asupra puterii efective a motorului i a consumului specific efectiv de combustibil sunt artate n fig. 12.37, sub forma varia iei rapoartelor relative, dintre valorile acestor performan e la nl imea H i cele ob inute n condi ii standard. Specific rilor care utilizeaz standardul britanic este determinarea direct a coeficientului de corec ie, cu ajutorul unei nomograme ce ine seama de cilindreea unitar a motorului precum i de debitul de combustibil aferent fiecrui ciclu al motorului. n cadrul acestei nomograme, redat n fig. 12.38, valoarea coeficientului de corec ie se stabilete la intersec ia cu scara de citire a acestuia, a dreptei care unete polul de citire cu punctul de intersec ie a ordonatei corespunztoare raportului dintre debitul de combustibil i cilindreea unitar, cu linia ce unete valorile presiunii i temperaturii aerului, conform exemplului.

Fig. 12.38 Nomogram pentru stabilirea valorii coeficientului de corec ie

240

12.7. Calit ile de trac iune ale motoarelor de automobil Calit ile dinamice i de trac iune ale vehiculelor echipate cu motoare cu ardere intern cu piston sunt determinate de caracteristica extern a acestora. Analiznd aceste caracteristici se constat ns c varia ia momentului efectiv al motorului, Me, este relativ redus fa de varia ia n limite largi a tura iei, n. Din acest motiv, n vederea comparrii adaptabilit ii la trac iune a diverselor motoare este util s se introduc no iunea de coeficient de elasticitate. Coeficientul de elasticitate, notat cu c, este definit ca raportul dintre tura ia de moment maxim, nM i tura ia corespunztoare puterii maxime, nP, adic:

c=

nM 1 M eP

(12.20)

n general, K=1,2 ,..., 1,4. Dup categoria motorului, coeficientul K poate avea, orientativ, valori n urmtoarele intervale: MAS...................................................................1,20 1,35 MAC...................................................................1,05 1,20. Din acest punct de vedere sunt avantajoase motoarele al cror coeficient de adaptabilitate este crescut, permi nd varia ii de moment relativ mari la modificarea tura iei n limite restrnse, aa cum se sugereaz n fig. 12. 39 b.

242

Alturi de coeficientul de adaptabilitate, capacitatea motorului de a depi suprasarcinile este reflectat i de coeficientul de rezerv a momentului motor, , definit prin raportul:

=

M e max M eP 100 [%] , M eP

(12.21)

care, n medie, are valori cuprinse ntre 20 ,..., 40%. Dup cum se constat, MAS-urile, caracterizate printr-un coeficient de elasticitate mai mare, au zona de stabilitate mai extins, n acelai timp fiind mai suple, motiv pentru care sunt recomandate pentru echiparea autoturismelor i mai pu in a autoutilitarelor i autocamioanelor. Pe de alt parte ns, aa cum se observ din fig. 12. 39b, n sarcini par iale, MAC-urile func ioneaz mai avantajos dect MAS-urile datorit, pe de o parte diferen ei dintre valorile consumurilor specifice, iar pe de alt parte datorit varia iilor mai reduse ale acestor consumuri n raport cu tura ia. Situa ia ideal presupune ns dezvoltarea unei puteri constante la toate regimurile, adic ndeplinirea unei condi ii de forma:

Pe = M e n = const.

(12.22)

Fig. 12.40 Caracteristica ideal a motoarelor de trac iune

Aceast dependen definete de fapt ecua ia unei hiperbole echilatere i reprezint caracteristica ideal a motorului de trac iune. Func ionarea unui motor dup aceast caracteristic ideal este stabil, deoarece la micorarea tura iei, cuplul motor crete n limite largi, aa cum se indic n fig. 12.40. Se poate remarca c n aceast situa ie necesitatea cutiei de viteze practic, dispare [1, 2, 17, 29].

12.8. Caracteristica relativ de tura ie La proiectarea unui motor de autovehicul, fiind cunoscut puterea maxim, Pe max, se poate determina totui, pe cale teoretic, n mod aproximativ, caracteristica de tura ie la sarcina total, folosind caracteristica relativ de tura ie. Aceast caracteristic relativ reprezint de fapt varia ia raportului Pe /Pe max n func ie de raportul dintre tura iile la care se produc aceste puteri, adic n/nP.

243

Determinarea analitic a unei asemenea caracteristici este relativ simpl la MAS, deoarece experien a arat c factorii de care depinde alura caracteristicii (v, i, i m) variaz cu tura ia aproximativ dup aceeai lege. Astfel, MASurile accept o caracteristic unic de tura ie (fig. 12.41), n sensul unor abateri minime. Determinarea ns, a unei caracteristici relative de tura ie la MAC, constituie o problem mai dificil, deoarece ele nu accept o caracteristic unic. Un astfel de aspect apare datorit deosebirilor de dozaj, deosebirilor de arhitectur a diferitele tipuri de camer de ardere, precum i comportamentului diferit al echipamentelor de injec ie utilizate pe aceste motoare. Acceptnd o eroare mai mare, se pot construi ns i pentru aceste motoare caracteristici relative de tura ie. O rela ie general, care s in seama de ambele categorii de motoare i de particularit ile lor este recomandat de [1, 2, 17, 29] i are forma sugerat mai jos:

n Pe n = a + b n Pe max nP P

n c n P

2

,

(12.23)

unde a, b i c sunt coeficien i specifici care iau valorile din tabelul prezentat n fig. 12.41. Valorile coeficien ilor a, b, c Tipul motorului a b c MAS 1 1 1

100 80 Pe[%] 60 40 20 0 0 20 40 60 80 100 n[%]

camer unitar de 0,5 1,5 1 ardere camer separat de 0,7 1,3 1 MAC preardere camer separat de 0,6 1,4 1,2 vrtej

Fig. 12.41 Caracteristica relativ de tura ie a MAS-ului i valorile coeficien ilor tipici Varia ia momentului motor poate fi exprimat, n aceste condi ii, prin intermediul varia iei puterii, adic:

M e max = 9550

Pe max n

[Nm].

(12.24)

244

n vederea determinrii varia iei consumului specific efectiv de combustibil se recomand [2] urmtoarea rela ie ce reprezint ecua ia relativ de consum:

n ce = 1,2 n ceP P

n + 0,8 n P

2

(12.25)

Consumul orar de combustibil poate fi reprezentat utiliznd dependen a cunoscut, adic

Ch = 103 ce Pe [kg/h],

(12.26)

n acest mod completndu-se curbele necesare stabilirii caracteristicii de tura ie la sarcin total a motorului proiectat. 12.9. Organizarea standului pentru ncercarea motoarelor. Echiparea motoarelor n vederea ncercrilor 12.9.1. Organizarea standului pentru ncercarea motoarelor ncercarea motoarelor cu ardere intern se face cu ajutorul unor standuri specializate. Aceste standuri constituie instala ii complexe care trebuie s asigure, n primul rnd, att pozi ionarea i fixarea motorului pe o funda ie corespunztoare, ct i frnarea acestuia n vederea determinrii momentului motor i apoi, pe baza acestuia a celorlal i parametri func ionali i economici, iar n al doilea rnd, alimentarea cu combustibil i cu aer, msurarea cantit ii de combustibil consumat i a debitului de aer aspirat, rcirea motorului, evacuarea i uneori analiza gazelor arse, precum i comanda i nregistrarea tuturor parametrilor func ionali. Figura 12.42 prezint schema unui stand de ncercare, cu principalele sale elemente capabile s asigure func iile enumerate mai sus. Motorul 1 i frna 2 sunt fixate pe funda ia 3, suspendat elastic prin arcurile 4, astfel nct vibra iile ansamblului motor frn s nu fie transmise funda iei cldirii laboratorului de ncercare. Legtura motor frn se face, de regul, printrun cuplaj elastic special, 5 i un arbore cardanic. Cuplajul elastic poate fi nlocuit prin ambreiajul motorului. Alimentarea motorului cu combustibil n timpul func ionrii se asigur fie prin intermediul instala iei de msurare a consumului 6, fie direct din rezervorul de combustibil al bancului, comutarea executndu-se prin robinetul cu trei ci 7. Rcirea se realizeaz prin lichidul de rcire care intr n motor prin conducta 8 i iese prin conducta 9, la ieire

245

putndu-se instala un debitmetru, 10, pentru nregistrarea debitului de lichid necesar efecturii bilan ului termic.

Fig. 12.42 Schema unui stand de ncercare a motoarelor

Alimentarea cu aer se face fie direct prin filtrul de aer, fie prin intermediul debitmetrului 11. Evacuarea gazelor arse se asigur prin conducta 12 spre instala ia de evacuare a bancului. Pentru efectuarea msurrilor necesare determinrii performan elor motorului i supravegherii func ionrii acestuia, bancul de ncercare este prevzut cu un pupitru de comand. Pupitrul de comand se afl n afara celulei unde se afl amplasat motorul, astfel nct operatorul i aparatura sensibil s fie protejate de zgomot i de vibra ii. Pentru prelucrarea rezultatelor experimentale bancurile moderne sunt prevzute cu un calculator electronic care dirijeaz toat activitatea, mai ales n timpul probelor de anduran . De regul, n tehnic, pentru msurarea momentului motor, ca metode de principiu se pot utiliza fie metoda fr disiparea energiei, fie metoda cu disiparea energiei. Frnele cu care sunt dotate standurile de ncercare a motoarelor sunt concepute s func ioneze dup cea de a doua metod, adic cea cu disiparea energiei. Pentru determinarea cuplului motor prin cea de a doua metod se folosesc, n mod obinuit, instala ii de absorb ie care, prin crearea unui moment rezistent, transform energia mecanic dat de motor ntr-o alt form de energie; astfel de instala ii se numesc frne dinamometrice. La ora actual, datorit avantajelor pe care le au n raport cu alte tipuri de frne, cum sunt, de exemplu, frnele

246

mecanice sau aerodinamice, pentru ncercarea motoarelor se utilizeaz n exclusivitate frnele hidraulice i frnele electrice. Frnele hidraulice au la baz principiul absorb iei energiei mecanice dezvoltate de motor prin frecarea rotor-ap, ap-stator i prin frecarea interioar a apei. For a de frecare i deci capacitatea de absorb ie a frnei este propor ional cu coeficientul de frecare i cu raza interioar a torului de ap. Schema de principiu a unei astfel de frne este redat n fig. 12.43. Pe arborele 1 al frnei este montat rotorul 2, care se rotete n interiorul carcasei 5. Prin intermediul conductei 3 i al robinetului 4 apa este adus n centrul frnei, de unde, sub ac iunea for ei centrifuge este proiectat spre periferia carcasei. Evacuarea apei din frn se efectueaz prin evile 7 care se pot roti n jurul axei evii 6. n acest mod se poate varia raza la care se produce evacuarea apei, modificndu-se astfel grosimea inelului de ap n care se rotete discul. Micarea turbionar din interiorul frnei, generat de frecarea dintre ap i disc este indicat prin sge ile din figur.

Fig. 12.43 Schema de principiu a frnei hidraulice

Pentru mrirea coeficientului de frecare se mrete turbionarea din cadrul torului de ap, realizndu-se, n cadrul diverselor variante constructive, rotoare cu cupe, tifturi sau discuri multiple, precum i carcase nervurate n interior. Din prima categorie, una dintre cele mai cunoscute este frna Froude. Principial este ea o frn hidraulic cu turbulen , fiind prevzut, att n rotor ct i n carcas cu cavit i sub form de alveole de sec iune eliptic, denumite camere de247

turbulen . n aceste camere apa este centrifugat, circulnd n plane longitudinale, cu viteze mai mari dect viteza periferic a rotorului, ceea ce determin coeficien i de frecare cu valoare foarte ridicat. Aceast frn se realizeaz n dou variante i anume, cu reglare prin cantitatea de ap admis i cu reglare prin presiune. Alte tipuri de frne hidraulice, cum este cea de fabrica ie Schenck sunt prevzute cu reglare n contrapresiune. La aceast frn, pe arborele principal este fixat un rotor dublu mpreun cu flana de cuplare. Arborele frnei este sprijinit pe rulmen i, ntr-o brid palier care, la rndul su se reazem tot prin rulmen i n nite palierele suport, astfel nct ntregul ansamblu carter - rotor se poate roti liber n palierele suport. Prin antrenarea rotorului se creeaz n inelul de ap, datorit for ei centrifuge, o presiune de aproximativ 6 bar. Sub influen a acestei presiuni, la deschiderea orificiului de evacuare apa este eliminat rapid, micorndu-se considerabil timpul de reac ie la descrcarea frnei. Din categoria frnelor hidraulice cu tifturi se poate cita frna Junckers. tifturile acestei frne, de sec iune ptrat sau dreptunghiular, sunt fixate pe mai multe rnduri n rotor i n stator. Frna cu tifturi prezint ns anumite dezavantaje, printre care, mas de iner ie mare, domeniu de func ionare ngust, precizie mic referitor la alegerea punctelor de ncercare, instabilitate n func ionare la tura ii mici. Frnele electrice sunt constituite, n principiu, dintr-o main electric care reprezint consumatorul de energie mecanic, i un echipament auxiliar de comand. Corespunztor principiului de func ionare a mainii electrice de baz, frnele electrice se mpart n frne de curent continuu, frne de curent alternativ i frne cu curen i turbionari. Frnele de curent continuu au la baz o main electric de curent continuu care absoarbe din re eaua electric energia activ, iar de la motorul termic energia mecanic, pe care o transform n energie electric reactiv i o debiteaz n re eaua electric. Pentru asigurarea condi iilor necesare unei comuta ii corecte la toate tura iile, a func ionrii fr vibra ii i cu mase iner iale minime sunt necesare maini electrice speciale ce au un cost ridicat. Acest aspect este ns compensat de anumite avantaje, printre care, posibilitatea de frnare sau de antrenare (reversibilitate), gam mare de puteri, gam de tura ii foarte extins (60 7000 [rpm]), precizie ridicat (0,5%) a msurrii cuplului, stabilizarea automat a punctului de ncercare (considernd ca parametru tura ia sau cuplul absorbit de frn), nu necesit rcire suplimentar cu ap. Frnele cu curen i turbionari, numite i frne electromagnetice se bazeaz pe interac iunea electromagnetic ntre cmpul magnetic fix al statorului i cmpul magnetic variabil produs de curen ii turbionari indui prin rotirea rotorului care este de tip canelat. n principiu, aa cum reiese din schema con inut n fig. 12.44, frna este constituit dintr-un miez, 1, care con ine o bobin, 2, i un inel de curen i turbionari, 3. n interiorul miezului, care de fapt este statorul mainii electrice, se deplaseaz un rotor canelat, 4. Dac prin248

bobina 2 trece un curent, n miezul 1 ia natere un cmp magnetic, ale crui linii de for 6 se nchid prin inelul de curen i turbionari 3, ntrefierul 5 i rotorul inductor 4. Cmpul magnetic, propor ional cu curentul care circul prin bobina statorului se opune rotirii rotorului producnd efectul de frnare. Rotorul fiind canelat, fluxul magnetic 6 care ia natere n stator are caracter pulsator i, ca urmare, n inelul de curen i turbionari vor aprea tensiuni electromotoare. Datorit circula iei acestor curen i, inelul de curen i turbionari se nclzete i astfel energia mecanic a motorului termic se transform n cldur, care este apoi cedat apei de rcire. Pentru rcire se impune men inerea apei la temperatura de 65 [C], prescriindu-se condi ii severe privind con inutul de cianuri, bioxid de sulf, nitra i de fier etc.

Fig. 12.44 Principiul frnei cu curen i turbionari

Frnele cu curen i turbionari ofer avantajul preciziei ridicate, al uurin ei comenzii i reglrii, fiind preferate n cazul automatizrii ncercrilor. Ele se utilizeaz pentru ncercarea motoarelor de puteri mici i medii cum sunt cele de automobile i tractoare. n schimb au dezavantajul unui cost mai ridicat i func ioneaz la temperaturi mari (peste 250 [C]), ceea ce impune msuri speciale pentru apa de rcire. La frna de construc ie Schenck, prezentat n fig. 12.45, rotorul este n form de disc, iar cmpul magnetic este axial. n acest fel se reduce momentul de iner ie al inductorului, iar ntrefierul rmne constant chiar la dilatri ale rotorului, dilatarea axial fiind cu mult mai mic dect dilatarea radial. La frnele cu cmp magnetic radial, dilatarea rotorului poate avea ca efect reducerea total a ntrefierului i apari ia griprii. Domeniul de func ionare al frnelor se determin cu ajutorul caracteristicilor acestora, care reprezint varia ia puterii de frnare n func ie de tura ie. La alegerea unei frne trebuie avut n vedere ca o por iune ct mai mare din domeniul de func ionare al motorului s fie inclus n domeniul caracteristic al frnei respective. Caracteristica frnei cu curen i turbionari, descris n fig.

249

12.46 este asemntoare cu cea a frnei hidraulice, ceea ce uureaz lucrul cu aceste categorii de frne.

Fig. 12.45 Frn Schenck cu curen i turbionari i rotor disc

Fig. 12.46 Caracteristica frnei cu curen i turbionari

250

La ncercarea motoarelor, msurarea momentului motor se face n scopul determinrii propriu-zise a acestui parametru de baz i ulterior, cu ajutorul acestuia, a puterii. Puterea motorului, Pe, se determin deci n mod indirect, prin msurarea momentului motor, Me, i a tura iei arborelui cotit, n, utiliznd rela ia cunoscut:

Pe = const M e n

(12.27)

Aa cum s-a artat, indiferent de tipul frnei, prin antrenarea rotorului, carcasa acesteia tinde s fie rotit cu un moment egal cu momentul motorului ncercat. Pentru a mpiedica aceast rotire, la nivelul carcasei, prin intermediul unui bra de lungime L se aplic o for F, aa cum se arat n fig. 12.47. Momentul motor va rezulta din ecua ia de echilibru, astfel nct:

M e= K r = L F

(12.28)

For a de frnare, F se determin cu ajutorul unei balan e pe care se sprijin bra ul frnei, sau la instala iile mai noi, printr-un traductor de for .

Fig. 12.47 Schema de msurate a for ei

Puterea absorbit de frn se calculeaz cu rela ia:

Pe = K v = K r = K r

n30(12.29)

n aceste rela ii, v reprezint viteza periferic a rotorului, r este raza acestuia, iar n, tura ia rotorului, egal cu tura ia motorului. Calculul puterii se poate face ns i prin utilizarea rela iilor (3.34) sau (3.35), n care, pe baza ecua iei de echilibru de mai sus, momentul dezvoltat de motor se nlocuiete cu momentul rezistent:251

Pe =sau:

Me n L F n = 955,5 955,5

[kW] (12.30)

P e=

Me n L F n = 716, 2 716, 2

[CP]

Alegnd pentru lungimea L a bra ului frnei o valoare convenabil, care n primul caz este L = 0,9555 m, iar n cel de al doilea caz, L = 0,7162 m, rezult pentru putere o rela ie facil de folosit n ambele situa ii, avnd urmtoarea form:

Pe =

F n 1000

[kW, CP]

(12.31)

unitatea de msur reieind n func ie de lungimea bra ului frnei. Pentru msurarea consumului de combustibil cu precizia necesar, n practica ncercrii motoarelor se utilizeaz, n mod obinuit, metoda volumetric sau metoda gravimetric. Ambele metode constau n msurarea timpului n care se consum o anumit cantitate de combustibil. n unele cazuri se nregistreaz i numrul de rota ii ale motorului necesar consumrii acestei cantit i de combustibil. Msurarea prin metoda volumetric folosete uzual o instala ie cu baloane etalonate, schematizat n fig. 12.48. Aceasta const ntr-o biuret de sticl cu baloane de volum precis determinat, 1, care sunt umplute cu combustibilul ce urmeaz a fi msurat. Nivelul combustibilului, respectiv volumul consumat, este controlat de lmpile proiector, 2 i detectorii fotoelectrici 3, instala i de-a lungul biuretei la diferite niveluri. Comutarea pentru msurare se face prin robinetul cu trei ci 4. Alegnduse dou niveluri drept punct ini ial (start) i punct final (stop), blocul de msur va nregistra timpul n care se consum Fig. 12.48 Instala ie volumetric cantitatea de combustibil cuprins ntre pentru msurarea consumului de combustibil aceste dou repere [1].

252

Pentru detectarea precis a nivelului combustibilului n biuret se folosesc diferite metode. De exemplu, instala iile japoneze ONO SOKKI func ioneaz pe baza devierii fasciculului luminos prin refrac ie, n coloana de lichid, aa cum se arat n fig. 12.49 a, b. Lampa proiector 2, care emite un fascicul ngust de lumin este plasat n fa a fotodetectorului 3. Cnd biureta 1 este plin cu combustibil, fasciculul emis de lampa 2 este refractat i fotodetectorul 3 nu este impresionat. Cnd combustibilul trece sub nivelul fasciculului luminos, acesta nu mai este deviat, iar fotodetectorul emite un semnal marcnd nceputul sau sfritul msurrii timpului de consum de combustibil.

Fig. 12.49 a, b Detectarea nivelului combustibilului prin devierea fasciculului luminos datorit refrac iei

Instala iile de construc ie Schenck func ioneaz pe baza reflectrii fasciculului luminos pe suprafa a combustibilului din biuret. Dup cum se observ n fig. 12.50 a, b, atunci cnd fasciculul trece prin combustibilul care se afl n biureta 1, se refract i fotodetectorul 3 nu este impresionat. n momentul cnd nivelul combustibilului coboar sub limita precis stabilit, fasciculul este reflectat de meniscul combustibilului i fotodetectorul emite un semnal care indic nceputul sau sfritul perioadei msurate. Prin aceast metod se poate stabili nivelul de combustibil cu o precizie de 0,1 [mm], ceea ce nseamn, pentru o biuret strangulat n zona de msurare, o precizie de msur de 0,5%.

Fig. 12.50 a, b Detectarea nivelului combustibilului prin devierea fasciculului luminos datorit reflexiei

Metoda prezint ns unele dificult i de aplicare, generate n primul rnd de determinarea precis a densit ii combustibilului, apoi de determinarea precis a

253

nivelului la care sunt ac iona i detectorii i nu n ultimul rnd, din punct de vedere tehnologic, de realizarea precis a unor baloane de volum bine determinat. Msurarea prin metoda gravimetric [1] are la baz nregistrarea timpului n care motorul consum o cantitate de combustibil cntrit. Metoda prezint avantajul c indic direct masa combustibilului consumat, indiferent de densitatea acestuia. O astfel de instala ie este cea prezentat schematic n fig. 12.51, executat de Institutul AVL din Austria.

Fig. 12.51 Instala ie gravimetric pentru msurarea consumului de combustibil

Aparatul se amplaseaz ntre rezervorul de alimentare al standului i motor. Din rezervorul de alimentare, prin cdere liber, se alimenteaz rezervorul 1 al instala iei. Nivelul n acest rezervor este men inut constant de supapa 2, ac ionat de plutitorul 3. Balan a care con ine vasul de msur 4 este amplasat ntr-o carcas etan din aliaj pe baz de aluminiu, 5. Prghia balan ei 6 are la un capt vasul 4, iar la cellalt capt greutatea de echilibrare 7 i greut ile de msur schimbabile 8. n general valoarea acestora este de 0,1 kg., sau de 0,3 kg. Comutarea acestora se face cu un sistem electromagnetic (func ie de mrimea motorului). La captul prghiei 6 sunt montate contactele de control 9 i 10 ale sistemului automat de control. Acest sistem este constituit din dou detectoare fotoelectrice de determinare a pozi iei prghiei balan ei. Instala ia mai este prevzut cu racordul 11 de legtur cu sistemul de alimentare a motorului ncercat, conducta de sticl 12 prin care se observ lipsa bulelor de aer din circuit, racordul 13 pentru returul de combustibil de la pompa de injec ie i injectoare, pompa de alimentare 14 i supapa regulator 15. n cursul executrii ncercrilor pentru determinarea siguran ei n func ionare a motoarelor se va ine, att eviden a consumului de combustibil, ct

254

i a celui de ulei. Consumul de ulei se exprim n procente din consumul orar de combustibil, sau n [g/kWh]. 12.9.2. Echiparea motoarelor n vederea ncercrilor n vederea determinrii caracteristicilor pe stand, motorul ncercat trebuie s fie echipat n conformitate cu prevederile standardelor sau normelor adoptate. Condi iile pentru ridicarea caracteristicilor i indicilor principali de func ionare a motoarelor de autovehicule i tractoare agricole, n ara noastr sunt reglementate prin STAS 6635-87, care prevede i gradul lor de echipare. Astfel, se stipuleaz faptul c n vederea ncercrilor pe stand, motoarele pot fi echipate n dou variante i anume: - cu agregatele auxiliare de serie, strict necesare pentru func ionarea motorului pe stand, conform SR ISO 2534:2001, n vederea determinrii puterii brute; - cu toate agregatele i instala iile auxiliare necesare func ionrii motorului pentru o utilizare dat, conform SR ISO 1585:1998, n vederea determinrii puterii nete. De regul, se determin performan ele nete ale motorului, n concordan cu func ionarea pe autovehiculul sau tractorul cruia i este destinat. n acest scop, motorul trebuie s fie echipat cu toate instala iile i agregatele auxiliare indicate n SR ISO 1585:1998, inclusiv filtrul de aer, instala ia de evacuare complet, ventilatorul, generatorul de curent antrenat, dar fr sarcin precum i dispozitivul de pornire. Instala iile i agregatele auxiliare trebuie amplasate, pe ct posibil, n locul pe care-l ocup pe autovehiculul cruia i este destinat motorul ncercat. Vor fi ns excluse instala iile auxiliare specifice func ionrii automobilului, susceptibile de a fi montate pe motor, cum sunt, compresorul de aer pentru frnare, pompa servomecanismului de direc ie, pompa sistemului de ridicare hidraulic, sistemul de condi ionare a aerului etc. n locul sistemului de evacuare propriu se admite i folosirea unui alt sistem de evacuare, dar cu rezisten e gazodinamice echivalente [1, 2]. La efectuarea ncercrilor (n afara cazurilor cu indica ii specifice) se vor respecta reglajele recomandate privind, de exemplu, debitul pompei de injec ie, avansul la aprindere sau la injec ie. Combustibilul i uleiul folosit trebuie s fie de calitate corespunztoare motorului supus probelor. naintea efecturii ncercrilor, fiecare motor trebuie rodat n concordan cu documenta ia tehnic de produs. Motorul se consider rodat dac timp de patru ore de func ionare, curba momentului motor nu se modific cu mai mult de 1%. n vederea efecturii msurrilor i pentru ca datele ob inute s fie ct mai concludente este necesar a fi respectate unele recomandri referitoare la pregtirea motorului i amplasarea aparatelor de msur. n acest sens, sistemul de alimentare a standului trebuie s fie astfel conceput nct s asigure condi ii255

de alimentare a pompei similare cu cele de pe autovehicul (cu toleran de amplasare a nivelului de combustibil de 1 m). Motorul va trebui alimentat prin pompa de combustibil proprie, consumul msurndu-se fie prin metoda volumetric, fie prin metoda gravimetric. n cazul motoarelor cu aprindere prin comprimare temperatura combustibilului msurat n vecintatea aparatului pentru determinarea consumului nu trebuie s difere de temperatura mediului ambiant cu mai mult de 5 [C]. Rcirea cu lichid se poate face n circuit nchis, fie cu radiatorul motorului, fie cu un schimbtor de cldur printr-un circuit exterior. Circula ia lichidului de rcire trebuie ns asigurat numai de ctre pompa de lichid a motorului. Se admite rcirea suplimentar a uleiului pentru a compensa absen a curentului de aer. Temperatura lichidului de rcire se msoar la ieirea din motor, termometrul fiind montat pe conducta de ieire a lichidului la maximum 0,30 m de orificiul de ieire. n cazul rcirii cu aer, temperatura aerului de rcire se msoar la distan a de 0,1 1 m naintea intrrii n ventilator i n zona celor mai mari temperaturi, la ieirea din sistemul de rcire. Temperatura uleiului se msoar n baia de ulei sau la ieirea din rcitorul de ulei, iar presiunea acestuia se msoar n conducta principal a uleiului. n cazul cnd se msoar consumul de aer, este necesar ca pierderea de presiune introdus n instala ia de msurat s fie aproximativ egal cu cderea de presiune din filtru. Nu se admite modificarea curbelor momentului motor i a consumului orar de combustibil (msurate cu aceast instala ie sau fr ea) cu mai mult de 1% pe ntreg domeniul de tura ii. Temperatura aerului care intr n motor trebuie msurat la o distan de maximum 0,15 m de la intrarea n filtru sau, dac acesta lipsete, de la intrarea n tubulatura de admisie, protejnd termometrul mpotriva radia iilor de cldur. Sistemul de evacuare a gazelor arse nu trebuie s creeze n coul de evacuare, n locul unde acesta este conectat la sistemul de evacuare al vehiculului (sau la sistemul echivalent al acestuia), o presiune diferit de cea atmosferic cu mai mult de 740 [Pa] (7,40 [mbar]), n afara cazurilor cnd se accept o contrapresiune mai ridicat. Temperatura gazelor de evacuare se va msura n dreptul flanei colectorului de evacuare, dar nu mai departe de 0,1 m de locul de unire n colectorul comun al racordurilor de evacuare ale diverilor cilindri Pe parcursul efecturii ncercrilor, msurtorile trebuie fcute n condi iile de func ionare normal i stabil. n lipsa unor prescrip ii exprese, temperatura lichidului de rcire la ieirea din motor trebuie s fie men inut n limitele 80 95 [C]. n cazul motoarelor rcite cu aer, temperatura aerului nconjurtor nu trebuie s depeasc +40[C], iar temperatura uleiului +95[C]. Dup alegerea tura iei pentru msurtori, valoarea acesteia nu trebuie s varieze n timpul citirilor cu mai mult de 1%, respectiv 10 [rpm], re innd valoarea cea mai ridicat. Determinarea for ei de frnare, a consumului de combustibil i a temperaturii aerului admis, n msura n care este posibil,256

trebuie efectuate simultan. Datele nregistrate trebuie s reprezinte valori medii stabile, fr modificri nsemnate, timp de aproximativ 60 sec., n cazul n care msurarea tura iei i a consumului de combustibil este comandat manual i timp de 30 sec., cnd se utilizeaz un dispozitiv cu declanare automat. La prelucrarea rezultatelor ncercrilor, toate calculele trebuie s se execute cu precizia de 0,5%. Determinarea indicilor tehnico-economici ai motoarelor, descris mai sus, se face, dup terminologia din normativ, n cadrul unor ncercri periodice de scurt durat. Sunt prevzute i ncercri periodice de lung durat, care au ca scop, pe lng verificarea indicilor tehnico-economici i verificarea men inerii calit ii produselor. n afara ncercrilor periodice, STAS 6635-87, prevede i alte tipuri de ncercri. Este vorba de ncercri de tip i de ncercri de recep ie. ncercrile de tip se fac n dou situa ii i anume, fie la omologarea motorului, fie atunci cnd intervin modificri de material, constructive sau tehnologice, susceptibile s atrag modificri calitative n func ionarea acestuia i se fac pe cel pu in dou motoare. ncercrile de recep ie au un caracter individual, scopul lor fiind verificarea fiecrui motor n parte. Aceste ncercri se fac pe motoare noi, n stare finit, nainte de livrare. n finalul acestui capitol, n mod informativ se fac referiri la alte stasuri utilizate n activitatea de ncercare a motoarelor. Astfel, STAS 6635-87 nu se refer la motoarele cu ciclu de func ionare n doi timpi, rcite cu aer, cu cilindreea pn la 500 [cm3], care se vor ncerca conform prevederilor STAS 8993-83. Pe de alt parte, determinarea poluan ilor din emisiile autovehiculelor rutiere echipate cu motoare cu aprindere prin scnteie se face dup reglementrile din STAS 11369-88, iar determinarea densit ii fumului din gazele de evacuare emise de motoarele cu aprindere prin comprimare respectnd prevederile SR ISO/TR 9310:2000.

257

258