Interpretacja wykresów

[bracus]

użytkownik Venom z m3forum.com.pl

strona domowa Venoma i kontakt do niego http://m5e34.pl/strona_glowna.html, venom1983@wp.pl

http://www.mforum.com.pl/viewtopic.php? ... 05c698507W

"W Polsce w kwestii pomiarów mocy obowiązują te same normy co w Niemczech. Są to normy zunifikowane dla całej Unii Europejskiej. Unia Europejska w 1980 roku wydała w tej sprawie Dyrektywę o numerze 80/1269/EWG, która później była modyfikowana aż do 1999/99/WE. Ta Dyrektywa ma również swój odpowiednik wydany przez Europejską Komisję Gospodarczej Organizacji Narodów Zjednoczonych, jest to Regulamin nr 85. Można założyć, że pomiędzy tymi dokumentami nie ma różnic. Dokumenty te traktują o sposobie, metodzie pomiaru mocy silników, urządzeniach do tego potrzebnych oraz o samych obliczeniach. Tyle jeśli chodzi o podstawy prawne.

CZYNNIKI KORYGUJĄCE MOC ZMIERZONĄ
Czynnik korygujący jest współczynnikiem α, stosowanym celu ustalenia mocy silnika w referencyjnych warunkach atmosferycznych. Czynnik korygujący stosuję się wg wzoru:
gdzie Po = α*P
Po - jest mocą skorygowaną (tj. mocą w referencyjnych warunkach atmosferycznych)
α - jest czynnikiem korygującym (αa lub αd)
P - jest mocą zmierzoną (moc w badaniu)

Referencyjne warunki atmosferyczne - warunki odniesienia
Temperatura (To): 298 K (25 °C)
Ciśnienie suchego powietrza (Pso): 99 kPa
Ciśnienie suchego powietrza opiera się na ciśnieniu całkowitym równym 100 kPa i ciśnieniem pary równym 1 kPa.

Testowe warunki atmosferyczne
Podczas badania mocy silnika powinny panować następujące warunki atmosferyczne:
Temperatura (T):
Dla silników z zapłonem iskrowym 288 K ≤ T ≤ 308 K
Dla silników wysokoprężnych 283 K ≤ T ≤ 313 K
Ciśnienie (Ps): 80 kPa ≤ Ps ≤ 110 kPa
Wszystkie pomiary wykonane poza wspomnianym zakresem uznaje się za nieważne.

Ustalenie czynników korekcyjnych αa i αd
Silniki o zapłonie iskrowym (z naturalnym napowietrzeniem lub doładowaniem ciśnieniowym) — współczynnik αa
Czynnik korygujący αa obliczany jest za pomocą następującego wzoru:
αa = ((99/ps)^1.2)*((T/298)^0.6)

gdzie:
Ps = ciśnienie atmosferyczne suchego powietrza w kPa (to jest całkowite ciśnienie barometryczne minus ciśnienie pary wodnej)
T = temperatura bezwzględna w stopniach Kelvina (K) na wlocie powietrza do silnika.

Warunki laboratoryjne
Aby badanie było ważne, czynnik korygujący αa musi mieścić się w granicach 0,93 ≤ αa ≤ 1,07
Jeśli te granice są przekroczone, skorygowaną uzyskaną wartość oraz warunki badania (temperatura i ciśnienie) należy dokładnie określić w sprawozdaniu z badań.

Silniki wysokoprężne — czynnik αd
Czynnik korygujący moc silników wysokoprężnych obliczany jest za pomocą następującego wzoru:
αd = fa^fm

gdzie
fa = czynnik atmosferyczny
fm = parametr charakterystyczny dla każdego typu silnika i jego regulacji

Czynnik atmosferyczny fa
Czynnik określa wpływ warunków otoczenia (ciśnienia, temperatury i wilgotności) na powietrze pobierane przez silnik. Wzór obliczeniowy czynnika atmosferycznego jest różny zależnie od typu silnika.
Silniki z naturalnym napowietrzeniem i doładowaniem mechanicznym
fa = (99/ps)*((T/298)^0.7)

Silniki ze doładowanie turbinowym
fa = ((99/ps)^0.7)*((T/298)^1.5)

Czynnik korygujący silnika fm jest funkcją qc (skorygowany przepływ paliwa) liczoną według następującego wzoru:
fm = 0,036 qc – 1,14
gdzie: qc = q/r
gdzie:
q – przepływ paliwa w miligramach na cykl na litr całkowitej pojemności skokowej (mg/(1. cykl))
r – stosunek ciśnień na wylocie i wlocie sprężarki (r = 1 dla silników z naturalnym napowietrzeniem)
Ten wzór sprawdza się dla przedziału wartości qc między 40 mg/(l. cykl) a 65 mg/(l. cykl).
Dla wartości qc niższych niż 40 mg/(l. cykl) przyjmuje się stałą wartość fm równą 0,3 (fm = 0,3).
Dla wartości qc wyższych niż 65 mg/(l. cykl) przyjmuje się stałą wartość fm równą 1,2 (fm = 1,2).

___________________________________________________________________

Tylę teorii, już teraz wiemy jak obliczyć sobie korekcję mocy.

Rozumując tą drogą wiemy, że skoro koryguję się moc, to również musi się korygować i moment obrotowy. Niestety tego hamownia MAHA nie podaje w swoich wydrukach. Przeliczyłem sobie współczynnik korekcyjny dla pomiaru jaki zrobił Ghost_Rider:

Zmierzono następujące wartości parametrów otoczenia:
Temp otoczenia 28.6 stopni C
Temp intake 32.6 stopni C
Wilgotność względna 40.7 %
Ciśnienie otoczenia 990.3 hPa
Ciśnienie pary wodnej 14.3 hPa

Na ich podstawie wyliczyłem współczynnik korekcyjny
Ps = 990.3 - 14.3 = 976 hPa = 97.6 kPa
T = 32.6 + 273.15 = 305.75 K
Mamy zatem αa = ((99/97.6)^1.2)*((305.75/298)^0.6) = 1.033.

Mnożąc zmierzoną moc przez współczynnik korekcyjny mamy:
Po = 383.7 * 1.033 = 396.4 PS
Zapytacie pewnie teraz dlaczego koledze po korekcji wyszło 400.9 PS ?

Odpowiedzi poszukajmy podejrzewając, że do obliczenia została wzięta nieprawidłowa temperatura, a więc otoczenia (28.6) a nie dolotu (32.6). Mamy zatem obliczenia dla:
Temp otoczenia 28.6 stopni C
Temp intake 32.6 stopni C
Wilgotność względna 40.7 %
Ciśnienie otoczenia 990.3 hPa
Ciśnienie pary wodnej 14.3 hPa - zmieniam na 18.8 hPa, zgodnie z wykresem Moliera

Ps = 990.3 - 18.8 = 971.5 hPa = 97.15 kPa
T = 28.6 + 273.15 = 301.75 K
Mamy zatem αa = ((99/97.15)^1.2)*((301.75/298)^0.6) = 1.031.
Po = 383.7 * 1.031 = 395.4 PS

Jak widać, nasze podejrzenia nie były słuszne. Skąd zatem wzieła się moc rzędu 400 PS ? Moje spostrzeżenia są takie:
- MAHA wyliczyła ciśnienie pary wodnej dla temperatury otoczenia, a nie dla temperatury powietrza dolotowego, co jest błedem.
- na żadnym z arkuszów z MAHA nie widziałem wartości współczynnika korekcyjnego, który w tym przypadku wynosił (= 400.9/383.7) 1.044. Nie wiem dlaczego tam zawsze jest wpisane 0.000, ale to niestety pozwala podejrzewać, że MAHA liczy sobie ten współczynnik metodą "niewiadomojak" :P
- nie znam normy DIN 70020 wg której MAHA liczy współczynnik korekcyjny, ale wiem że powinna ona być dokładnie taka sama jak to co pokazałem wyżej. Jeśli nie jest, to najzywaczajnie każdy klient jest oszukiwany o w tym przypadku 1.3% co przy tej metodzie pomarowej i tej mocy daje właśnie różnicę rzędu 4 PS.

Teraz podam przykłady zmiany współczynnika korekcyjnego w zależności od warunków pomiarowych:

Dzień 1 - warunki wyjściowe:
Temp 20
TempK 293,15
Hum% 20
Pa 960
Pp 4,5
Ps 955,5
Corr 1,033
P 383,7
Po 396,5

Dzień 2 - wyższa tylko temperatura
Temp 30
TempK 303,15
Hum% 20
Pa 960
Pp 4,5
Ps 955,5
Corr 1,054
P 383,7
Po 404,5

Dzień 3 - wyższa tylko wilgotność
Temp 20
TempK 293,15
Hum% 80
Pa 960
Pp 16,2
Ps 943,8
Corr 1,049
P 383,7
Po 402,4

Dzień 4 - wyższe tylko ciśnienie
Temp 20
TempK 293,15
Hum% 20
Pa 1000
Pp 4,5
Ps 995,5
Corr 0,984
P 383,7
Po 377,4

Dzień 5 - wyższa temperatura i wilgotność
Temp 30
TempK 303,15
Hum% 80
Pa 960
Pp 16,2
Ps 943,8
Corr 1,070
P 383,7
Po 410,5

Dzień 6 - wyższa temperatura i ciśnienie
Temp 30
TempK 303,15
Hum% 20
Pa 1000
Pp 4,5
Ps 995,5
Corr 1,004
P 383,7
Po 385,1

Dzień 7 - wyższa wilgotność i ciśnienie
Temp 20
TempK 293,15
Hum% 80
Pa 1000
Pp 16,2
Ps 983,8
Corr 0,998
P 383,7
Po 382,8

Dzień 8 - wyższe wszystkie parametry
Temp 30
TempK 303,15
Hum% 80
Pa 1000
Pp 16,2
Ps 983,8
Corr 1,018
P 383,7
Po 390,6

Wniosków chyba nie trzeba tłumaczyć :)

Na koniec dodam, że silniki atmosferyczne są bardzo czułe na wszelkie zmiany warunków otoczenia, a więc w grze mamy jeszcze czwarty parametr, czyli moc zmierzona, która w każdy z tych dni byłaby inna.

Na wszelkie pytania chętnie odpowiem."
_________________
www.m5e34.pl