Analiza termodynamiczna układu turbodoładowania silnika spalinowego

• Autorzy: Gabryś Dominika

Warianty tytułu

EN

Thermodynamic analysis of the turbocharged engine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Parametrami charakteryzującymi każdy silnik jest moc oraz moment obrotowy. Najkorzystniejszym procesem zwiększającym te czynniki jest doładowanie silników. Może ono być realizowane za pomocą sprężarki mechanicznej, turbosprężarki lub sprężarki napędzanej silnikiem elektrycznym. Powszechnie stosowanym rozwiązaniem jest turbodoładowanie, które jest przedmiotem rozważań poniższej pracy. Analizie termodynamicznej poddano dwa silniki ZS o różnych pojemnościach skokowych z zastosowaniem układu turbodoładowania. Pomiary obejmowały główne parametry charakteryzujące pracę silnika oraz temperatury i ciśnienia powietrza oraz spalin w układzie doładowania. Badania wykonano przy pełnym obciążeniu silnika. Wyznaczono sprawności energetyczne jednostek napędowych oraz sprawność wewnętrzną sprężarki. Dodatkowo określono moce maszyn przepływowych oraz względną fizyczną stratę wylotową spalin. Wyznaczone parametry przedstawiono w sposób graficzny, a także podano zależności między poszczególnymi wielkościami wpływającymi na pracę układu doładowania. Charakterystyka układu turbodoładowania wpływa na charakterystykę momentu obrotowego, który związany jest z mocą efektywną silnika. Wysokie wartości sprawności energetycznej są możliwe do uzyskania w zakresie prędkości obrotowych odpowiadającym wartościom maksymalnym momentu obrotowego. Zastosowanie turbosprężarki pozwala na wykorzystanie entalpii fizycznej spalin na potrzeby napędu sprężarki.

EN

Power and torque are the characteristic parameters of every engine. The most beneficial process of increasing these factors is engine charging. It can be performed with the use of a mechanical compressor, a turbo, or a compressor driven by an electric engine. The commonly applied solution is turbocharging, which is the focus of this thesis. The subject if the thermodynamic analysis are two engines with self-acting ignition and different cylinder capacity using turbocharging. The measurements include the main parameters which characterise engine work, temperature and air pressure, as well as exhaust fumes in the charge system. The research was conducted at full engine load. The study determines the energy efficiency of the engine and the internal efficiency of the compressor and the turbine. In addition, it determines the power of fluid-flow machines and the relative outlet loss of flue gas. The determined parameters are showed in a graphical way considering the relationship between the particular parameters which influence the charging system’s work. The characteristics of the turbocharging system influence the characteristics of the torque, which is related to the engine’s efficiency power. High values of the engine’s energy efficiency are possible to achieve in the range of rotational speed which correspond to the maximum values of the torque. Applying the turbocharger enables the use of enthalpy of the flue gases at the outlet of the engine for the needs of the compressor’s drive.

Słowa kluczowe

PL

turbosprężarka; doładowanie; analiza; sprawność; moc

EN

turbo; charging; analysis; efficiency; power

• Wydawca: Instytut Techniki Cieplnej, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Śląska
• Czasopismo: Archiwum Instytutu Techniki Cieplnej
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 2
• Strony: 35--58
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gabryś Dominika

• Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Śląska

Bibliografia

• [1] Bernhardt M., Doładowanie silników spalinowych, Wydawnictwo Komunikacyjne, Warszawa (1958).
• [2] Luft S., Podstawy budowy silników, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa (2006).
• [3] Mysłowski J., Doładowanie silników, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa (2011).
• [4] Postrzednik S., Żmudka Z., Termodynamiczne oraz ekologiczne uwarunkowania eksploatacji tłokowych silników spalinowych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice (2007).
• [5] Rychter T., Teodorczyk A., Teoria silników spalinowych, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa (2006).
• [6] Wajand J.A., Wajand J.T., Tłokowe silniki spalinowe, Wydawnictwo Naukowo Techniczne, Warszawa (2005)
• [7] Przybyła G., Instrukcja laboratoryjna, Gliwice.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).