Badania silników spalinowych

Spis ważniejszych skrótów 8
Spis ważniejszych oznaczeń 11
Przedmowa 13
Wiadomości ogólne
1. Wprowadzenie do problematyki badań silników spalinowych 15
1.1. Uwagi wstępne 15
1.2. Wymagania w zakresie bezpieczeństwa i higieny pracy podczas badań silników spalinowych 16
2. Opracowanie wyników badań silnikowych 18
2.1. Wprowadzenie 18
2.2. Niepewności i błędy pomiaru 18
2.3. Klasyfikacja niepewności i błędów pomiarowych 20
2.3.1. Niepewności i błędy systematyczne 20
2.3.2. Niepewności przypadkowe 21
2.3.3. Błędy grube 21
2.3.4. Obliczenia i zaokrąglanie wyników pomiarów 22
2.4. Zasady wyznaczania niepewności pomiarowych 22
2.4.1. Wprowadzenie 22
2.4.2. Wyznaczanie niepewności metodą typu A 23
2.4.3. Wyznaczanie niepewności metodą typu B 28
2.4.4. Prawo przenoszenia niepewności 32
2.4.5. Zasady wyznaczania niepewności rozszerzonej 35
2.5. Prezentacja wyników pomiarów 36
2.5.1. Wprowadzenie 36
2.5.2. Metoda tabelaryczna 36
2.5.3. Metoda graficzna 37
2.5.4. Metoda przedstawiania danych za pomocą równania 40
3. Silnikowe stanowisko hamulcowe 45
3.1. Wiadomości ogólne 45
3.2. Pomiar prędkości obrotowej 49
3.2.1. Wprowadzenie 49
3.2.2. Analogowe mierniki prędkości obrotowej 50
3.2.3. Impulsowe mierniki prędkości obrotowej 52
3.2.4. Obrotomierz stroboskopowy 55
3.3. Pomiar momentu obrotowego i mocy 56
3.3.1. Wprowadzenie 56
3.3.2. Hamulce silnikowe 58
3.3.3. Charakterystyki hamulców silnikowych 62
3.3.4. Stanowiska hamulcowe 64
3.3.5. Momentomierze 66
3.4. Pomiar zużycia paliwa 68
3.4.1. Wprowadzenie 68
3.4.2. Metody pomiaru zużycia paliwa 70
3.5. Pomiar temperatury 78
3.5.1. Wprowadzenie 78
3.5.2. Termometry nieelektryczne 79
3.5.3. Termometry elektryczne 81
3.5.4. Inne rodzaje termometrów 88
3.6. Pomiar ciśnienia 88
3.6.1. Wprowadzenie 88
3.6.2. Manometry cieczowe (hydrostatyczne) 89
3.6.3. Manometry sprężynowe 92
3.6.4. Manometry elektryczne 93
3.7. Układy gromadzenia, rejestracji i prezentacji wyników badań 97
3.7.1. Wprowadzenie 97
3.7.2. Analogowe przyrządy rejestrujące 98
3.7.3. Oscyloskopy analogowe i cyfrowe 100
4. Paliwa silnikowe 109
4.1. Wprowadzenie 109
4.2. Oznaczanie gęstości paliw 113
4.2.1. Wprowadzenie 113
4.2.2. Metody oznaczania gęstości 115
4.3. Oznaczanie składu frakcyjnego paliw silnikowych 123
4.3.1. Wprowadzenie 123
4.3.2. Oznaczanie składu frakcyjnego produktów naftowych metodą destylacji 126
5. Charakterystyka pełnej mocy i mocy częściowych 134
5.1. Wprowadzenie 134
5.2. Wyznaczanie charakterystyki pełnej mocy 139
5.3. Charakterystyka mocy częściowych (dławionych) 140
6. Charakterystyka obciążeniowa i charakterystyka ogólna 144
6.1. Charakterystyka obciążeniowa 144
6.2. Charakterystyka ogólna 149
6.3. Stanowisko pomiarowe 154
6.4. Przebieg pomiarów 154
6.5. Sporządzanie charakterystyki ogólnej 156
7. Pomiar współczynnika napełnienia i współczynnika nadmiaru powietrza 157
7.1. Wprowadzenie 157
7.2. Metody pomiaru współczynnika napełnienia 160
7.3. Metody pomiaru współczynnika nadmiaru powietrza 163
7.4. Przykłady urządzeń pomiarowych 165
7.5. Pomiar współczynnika napełnienia i współczynnika nadmiaru powietrza na stanowisku badawczym 170
8. Wyznaczanie sprawności mechanicznej silnika spalinowego 171
8.1. Wprowadzenie 171
8.2. Czynniki konstrukcyjne i eksploatacyjne decydujące o wartości sprawności mechanicznej 174
8.3. Metody wyznaczania sprawności mechanicznej 176
8.3.1. Wyznaczanie sprawności mechanicznej za pomocą indykowania silnika 176
8.3.2. Wyznaczanie sprawności mechanicznej metodą kolejnego wyłączania cylindrów 177
8.3.3. Wyznaczanie sprawności mechanicznej metodą obcego napędu 179
8.3.4. Wyznaczanie sprawności mechanicznej metodą wybiegu 179
8.3.5. Wyznaczanie sprawności mechanicznej na podstawie charakterystyki obciążeniowej 181
8.3.6. Wyznaczanie sprawności mechanicznej metodą analityczną 183
8.4. Stanowisko pomiarowe 184
8.5. Przebieg pomiarów 185
9. Badania akustyczne silnika spalinowego 186
9.1. Podstawowe wiadomości z akustyki 186
9.2. Silnik spalinowy jako źródło hałasu 189
9.3. Budowa miernika poziomu dźwięku 192
9.4. Metody wyznaczania parametrów akustycznych hałasu maszyn 193
9.5. Wykonanie pomiarów hałasu emitowanego przez silnik spalinowy 197
10. Pomiar ciśnień szybkozmiennych – indykowanie 199
10.1. Istota przemian zachodzących w cylindrze silnika spalinowego 199
10.2. Rodzaje indykatorów 202
10.3. Aparatura badawcza 204
10.4. Elementy układu pomiarowego 206
10.4.1. Przetworniki ciśnienia 206
10.4.2. Czujniki przemieszczeń 215
10.4.3. Znaczniki kąta obrotu wału i przetworniki położenia tłoka 216
10.4.4. Wzmacniacze 218
10.4.5. Rejestratory i analizatory przebiegów 219
10.5. Rodzaje wykresów indykatorowych 221
11. Zasady pomiaru emisji spalin z silników o zapłonie iskrowym i samoczynnym 227
11.1. Wprowadzenie 227
11.2. Tworzenie szkodliwych składników spalin 228
11.3. Emisja gazowych składników spalin z silnika o zapłonie iskrowym 233
11.4. Emisja gazowych składników spalin z silnika o zapłonie samoczynnym 235
11.5. Analizatory spalin 236
12. Pomiary emisji spalin w testach toksyczności 251
12.1. Wprowadzenie 251
12.2. Metody pomiaru emisji i stosowana aparatura 252
12.3. Badania na hamowni podwoziowej 253
12.4. Badania na hamowni silnikowej 258
13. Badania silników spalinowych zasilanych gazem 273
13.1. Wprowadzenie 273
13.2. Paliwa gazowe – właściwości i wymagania jakościowe 275
13.3. Współczesne koncepcje silników zasilanych gazem 278
13.4. Podstawowe informacje o układach zasilania gazem 280
13.5. Ekologiczne wskaźniki silników zasilanych paliwami gazowymi 283
13.5.1. Silniki zasilane gazem LPG 283
13.5.2. Silniki zasilane gazem ziemnym 285
13.5.3. Silniki zasilane wodorem 287
13.6. Badania silników zasilanych gazem 287
14. Wpływ stanu cieplnego silnika na emisję związków szkodliwych 289
14.1. Wprowadzenie 289
14.2. Zagadnienia rozruchu silników 290
14.3. Wpływ wybranych czynników na emisję związków szkodliwych podczas zimnego rozruchu silnika 294
14.4. Charakterystyka rozruchu silnika spalinowego 298
14.5. Eksploatacja silników w różnych warunkach otoczenia 300
14.6. Badania emisji spalin w niskiej temperaturze otoczenia 302
14.7. Rozwiązania konstrukcyjne zmniejszające emisję podczas zimnego rozruchu silnika 304
15. Analiza katalitycznego ograniczenia emisji spalin 310
15.1. Mechanizm reakcji katalitycznych 310
15.2. Analiza chemicznych i fizycznych parametrów reaktorów katalitycznych 311
15.3. Budowa i klasyfikacja reaktorów katalitycznych 312
15.4. Sprawność reaktorów katalitycznych 315
15.5. Parametry konstrukcyjne reaktorów katalitycznych 316
16. Pomiary zadymienia spalin 319
16.1. Wprowadzenie 319
16.2. Urządzenia do pomiaru zadymienia spalin 322
17. Pomiary emisji cząstek stałych 330
17.1. Wprowadzenie 330
17.2. Budowa cząstki stałej 330
17.3. Metody pomiaru masy cząstek stałych 334
17.4. Metody pomiaru liczby cząstek stałych 340
18. Badania układu wtryskowo-zapłonowego silnika o zapłonie iskrowym 346
18.1. Wprowadzenie 346
18.2. Podział i charakterystyka układów wtryskowych 346
18.3. Układy zapłonowe silnika spalinowego 347
18.4. Czujniki układu wtryskowo-zapłonowego 349
18.4.1. Czujniki położenia wału ko351
18.4.3. Wtryskiwacze benzyny 352
18.4.4. Regulacja prędkości obrotowej biegu jałowego 355
19. Diagnostyka pokładowa pojazdu z wykorzystaniem skanerów diagnostycznych systemu OBD 356
19.1. Wprowadzenie 356
19.2. Rodzaje testów diagnostycznych 358
19.3. Transmisja informacji diagnostycznej 359
19.4. Diagnostyczne tryby pracy 360
19.5. Kody błędów 361
19.6. Analiza parametrów bieżących pojazdu i silnika 362
19.7. Diagnostyka czujników stężenia tlenu 363
19.8. Diagnostyka reaktora katalitycznego 369
19.9. Czytniki informacji diagnostycznej 371
19.10. Normy emisji spalin a systemy diagnostyczne 373
19.11. Rozwój systemu OBD 375
Literatura 379