ISPITNA PITANJA IZ MOTORA SUS I KOLOKVIJSkolska godina 2010/2011. godina1. Koje su najvanije prednosti a koji nedostaci motora SUS u poreenju sa drugimtoplotnim motorima.Osnovne prednosti motora promjenljive radne zapremine ostvarene pomouklipnog mehanizma, zbog ega se i nazivaju klipni motori su:- Relativno dobra ekonominost goriva (optimalni stepen korisnosti zavisno odvrste motora ide od 0.25 do oko 0.50)- Relativno dobra specifina snaga, tj. razvijena snaga iz jedinice mase motora,- Dobra kompaktnost pogonskog agregata,- Koriste gorivo visoke energetske sabijenosti to omoguuje dobar radijuskretanja za dati kapacitet rezervoara goriva,- Brza spremnost za rad i- Troe goriva samo dok radeMeutim, ovi motori imaju i nedostatke, kao to su:- Velika zavisnost od kvaliteta goriva, jer pojedine vrste motora izuskuju tanodefinisane zahtjeve u pogledu korienog goriva,- Loe ekoloke karakteristike, odnosno znatno zagaenje okoline toksinimkomponentama iz izduvnih gasova,- Znatna buka nastala usljed sagorevanja i kretanja dijelova motora,- Nesamostalan poetak rada, jer da bi se proces odvijao normalno neophodanje odreen minimalni broj obrtaja motora,- Nemogunost preoptereenja motora,- Komplikovanost konstrukcije zbog velikogbroja dijelova- Zahtjeva struno rukovanje i odravanje,- Relativno visoka cijena proizvodnje motora i- Visoka cijena I deficitarnost naftnog goriva.2. ta je stehiometrijska (ili teorijska) koliina vazduha (L0ili Lmin) potrebna zapotpuno sagorevanje goriva.Stehiometrijskakoliina vazduha ( Lmin) je minimalna teorijska koliinavazduha neophodnaza potpuno sagorevanje 1kg goriva.3. Kako se kod motora karakterie sastav smee goriva i vazduha.Kao parameter koji definie sastav svjee smjee i vazduha najee se koristikoeficijent vika vazduha , koji je definisan izrazomPraktino u motoru moemo raditi sa tri vrste smjee:- = 1.0 teorijska ili stehiometrijska smjea, imamo ba onoliko vazduhakoliko je teorijski potrebna za potpuno sagorijevanje goriva u motoru- > 1.0 siromana smjea, imamo vie vazduha nego to je teorijskipotrebno za potpuno sagorijevanje- < 1.0 bogata smjea, imamo manje vazduha nego to je teorijski potrebnoza potpuno sagorjevanje goriva..Koeficijent vika vazduha je veoma znaajan parameter za rad motora, koji bitnoutie na na kvalitet odvijanja procesa sagorjevanja.4. Koja je vana osobina goriva karakteristina za oto motore.Otpornost goriva na detonaciju je vana karakteristika za oto motore definisanatkz. oktanskim brojem benzina. Detonacija kod oto motora je negativan videksplozivnog sagorjevanja koje moe ugroziti normalno funkcionisanje otomotora. Vrsta, sastav i karakteristike goriva bitno utiu na njegovu otpornost nadetonaciju definisanu oktanskim brojem. Po definiciji oktanski broj goriva jepretstavljen izooktana (C8H18) u smjei sa normalnim heptanom (C7H16) kojadetonira pri istim uslovima kao i posmatrano gorivo. Odreivanje oktanskog brojavri se po specijalnim standardizovanim metodama na posebnim jednocilindrinimmotorima (CFR), pri emu se uzima da izooktan ima referentni oktanski broj 100,dok je n-heptan izrazito neotporan prema detonaciji i ima oktanski broj 0.Osnovni benzin ima oktanski broj(OB) oko 75.Jedan od jednostavnijih nainapoveanja OB je dodavanje aditiva na bazi olova.Orijentacije radi, olovni superbenzin ima OB = 98, bezolovni super benzinima OB = 95, a bezolovni premijumima OB = 91, dok olovni premijum ima OB = 86. Gasna goriva imaju OB preko100: metan ima OB 120, a teni gasovi (propan butan) imaju OB 1105. Koja je vana osobina goriva karakteristina za dizel motoreSklonost goriva ka upaljenju je vana karakteristika za dizel motore kod kojih jebitno da se upaljenje obavi u to kraem vremenu nakon ubrizgavanja. Ukoliko segorivo ne upali dovoljno brzo nakon poetka ubrizgavanja, ono e u veem iznosuobrazovati homogenu smjeu koja e nakon upaljenja burno sagorjevati stvarajuiudarno optereenje. Sklonost dizel goriva ka upaljenju definie tkz. cetanski broj.Po definiciji cetanski broj (CB) je procenat cetana (C16H34) u smjei sa -metil-naftalinom (C11H10) koji ima isti period upaljenja kao posmatrano gorivo.Odreivanje cetanskog broja vri se standardizovanim postupkom pri kome seuzima da cetan ima CB = 100, jer se kao lanani parafin lako raspada i stupa ureakciju, dok -metil naftalin ima CB = 0, jer je prstenaste strukture i veomastabilan. Komercijalno dizel gorivo ima CB = 50, dok bi benzin imao ekstremnonizak CB, zbog ega je nepogodan za rad u dizel motoru. Cetanski broj gorivaraste sa porastom udjela lananig ugljovodonika(parafina). Oktanski i cetanskibroj su obrnuto proporcionalni, tj. gorivo koje ima dobar cetanski broj, ima slabuotpornost na detonaciju i obrnuto.6. Koji se idealni termodinamiki ciklusi razmatraju kod motora SUS. Predstaviti ovecikluse u p-v dijagramu uz objanjenje procesa od kojih se sastoje.Oto ciklus. Osnovna karakteristika je dovoenje toplote Q1pri konstantnojzapremini uSMT. Ovaj zatvoreni kruni proces se sastoji iz sledeih faza:- 1-2 izentropasabijanja- 2-3 izohorskodovoenje toplote Q1,- 3-4 izentropa irenjai- 4-1 izohorskoodvoenje toplote Q2.Kod realnog klipnog mehanizma, nemogue je ostvariti potpunu ekspanziju, zbogega se neiskoriena toplota odvodi izohorski da bi se stanje ciklusa vratilo napoetak.Razvijeni termodinamiki rad ciklusa Wtproporcionalan je povriniomeenoj linijama zatvorenog krunog procesa u p-V koordinatnom sistemu.Istovremeno, razvijeni rad je jednak razlici dovedene i odvedene toplote (Q1Q2).Dizel ciklus. Osnovna karakteristika ovog termodinamikog ciklusa je dovoenjetoplote pri konstantnom pritisku. Definisan je sledeim fazama:- 1-2 izentropa sabijanja,- 2-3 izobarsko dovoenjetoplote Q1,- 3-4 izentropa irenja i- 4-1 izohorsko odvoenjetoplote Q2Osnovni uslov za realizaciju ovog ciklusa je kontrolisano postepeno dovoenjetoplote na poetku hoda irenja, ime se spreava pad pritiska koji bi nastaozbog ekspanzije radnog gasa.Sabate (kombinovani) ciklus. Osnovna karakteristika je kombinovanodovoenje toplote Q1i to jednim dijelom pri konstantnoj zapremini (izohorski) adrugim dijelom pri konstantnom pritisku (izobarski). Faze ovog ciklusa su:- 1-2 izentropa sabijanja,- 2-3 izohorsko dovoenjetoplote Q1,- 3-3 izobarsko dovoenjetoplote Q1,- 3-4 izentropa irenja i- 4-1 izohorsko odvoenje toploteQ2injenica je da svi realni klipni motori u principu rade po Sabateovom ciklusu,samo to je kod oto-motora realni ciklus blizak teorijskom oto-ciklusu pa se njimei zamenjuje, dok kod dizel-motora realni ciklus se i prouava preko teorijskogSabateovog ciklusa.7. Kojim se parametrima karakteriu ekonominost i efikasnost idealnihtermodinamikih ciklusa motora SUS. Kako su definisani ovi parametri.Osnovni kriteriji za uporeivanje efikasnosti ovih ciklusa u pogledu efikasnostiiskorienja dovedene toplotne energije i veliine razvijenog mehanikog rada su:a) Termodinamiki stepen korisnosti tib) Specifini rad ciklusa ptTermodinamiki stepen korisnosti ciklusa definisan je odnosom dobijenog rada(iskoriene toplote) prema dovedenoj toploti ciklusu, odnosnoSpecifini rad ciklusa omoguuje uporeenje ciklusa u pogledu iskorienjaradne zapremine za razvijanje mehanikog rada. Po definiciji to je odnosiskoriene energije u vidu razvijenog mehanikog rada prema radnoj zapremini:gdje je Wtrazvijeni rad termodinamikog ciklusa8. ta je stepen sabijanja () kod motora SUS. Objasniti uz pomo p-v dijagramamotora.Stepen sabijanja pretstavlja odnos ukupne zapremine i kompresione zapreminecc hV V VVV += =21Sa porastom stepena sabijanja bitno raste TMD stepen korisnosti.9. Diskutovati izraz za termodinamiki stepen korisnosti idealnog termodinamikogoto ciklusaTermodinamiki stepen korisnosti dobija se kada se u izrazu za stepenkorisnosti kombinovanog ciklusa stavi da je =1, tako da jePromjena stepena korisnosti oto ciklusa za razliite vrijednosti eksponentaizentrope k data je na s.2.4. Na osnovu prikazanezavisnostii gornjeg izrazamogu se izvui sledei zakljuci:1 Na TMD stepen korisnosti OT ciklusa najvei uticaj ima stepen sabijanja,2 Kod Oto ciklusa , koliina dovedene toplote1Q (od koje zavisi i )ne utiena TMD stepen korisnosti;to znai da bez obzira na koliinu dovedene toplotekod oto ciklusa, ekonominost zavisi pije svega od stepena sabijanja.3 Sa porastom koeficijenta izentrope , stalno raste stepen korisnosti ciklusaSlika str 2810. Ako se idealni termodinamiki ciklusi uporede pri istom stepenu sabijanja () i istojdovedenoj koliini toplote (Q1) koji od njih ima najvei stepen korisnosti oto, dizelili kombinovani.Pri istom stepenu sabijanja, najvei steepen korisnosti ima oto ciklus, slijedisabate (kombinovani) ciklus, a najloiji je dizel ciklus; a razlog tome je to otociklus, pri istom stepenu sabijanja, ima najvei steepen irenja (=). Znai: otociklus ima dobar potencijal u pogledu ekoniminosti koji se ,na alost,ne moeiskoristiti jer se ne smije raditi sa velikim stepenom stepenom sabijanja kojipoveava maksimalni pritisak u cilindru i time moe izazvati neeljenu detonaciju Isl.Za = const.dtkt t > >011. Ako se idealni termodinamiki ciklusi uporede pri istom maksimalnom pritiskuciklusa (pmax) i istoj dovedenoj koliini toplote (Q1) koji od njih ima najvei stepenkorisnosti oto, dizel ili kombinovani.Pri istom maksimalnom pritisku u cilindru, pri kome dizel ciklus ima znatno veisteepen sabijanja od oto ciklusa, najvei steepen korisnosti ima dizel ciklus, slijedisabate (kombinovani) ciklus, a tek na kraju dolazi oto ciklus.Za const p =maxotktdt > >Ovaj sluaj je vaan za realne motore jer se koristi u praksi, tako da dizel motorpostie veu ekonominost od oto motora.12. Predstaviti naelno u p-v dijagramu stvarni radni ciklus usisnog etvorotaktnogmotora i objasniti tok procesa.Stvarni radni ciklus je jedan kontinualni kompleksni proces u kome prepliu razliiti fizikohemijski procesi koji ine radni ciklus a ovaj razvija mehaniki rad. Uprkos toj kompleksnosti,mogu se uoiti etiri glavna procesa koji se nadovezuju jedan na drugi, a to suI proces izmene radne materije,II proces sabijanja,III proces sagorevanja iIV proces irenja.Sl-Stvarni radni proces IV-taktnog motoraProces izmene radne materije obuhvata pranjenje radnog prostora od sagorelih gasova izpredhodnog ciklusa i punjenja radnog prostora sveom radnom materijom.Procesom sagorevanja, omoguava se oslobaanje toplote i poveanje energetskog potencijalaradnog fluida kao preduslova za dobijanje mehanikog rada. Nain i tok sagorevanja u motoruznatno zavise od nainai i kvaliteta obrazovanja smee. Zbog toga se sagorevanja u oto i dizel-motoru bitno razlikuju.13. Predstaviti naelno u p-v dijagramu stvarni radni ciklus dvotaktnog motora iobjasniti tok procesa.Dvotaktni motor obavlja radni ciklus u 2 takta odnosno za 2 hoda klipa, tj za 1 obrt koljenastog vratila1 sabijanje2 irenjeIK izlazni kanalUK ulazni kanalProces sagorjevanja u dvotaktnom motoru je isti kao kod 4-taktnog motora. Nakon sagorjevanja odvijase takt irenja koji je i ovdje jedini radni takt. Ekspanzija gasa traje sve dok klip svojim kretanjem neotvori izlazni kanal. Tada,pod dejstvom pritiska, sagorjeli gas istrujava iz radnog prostora tako da unjemu pritisak opada do pritiska koji je blizak pritisku okoline. U tom trenutku, klip otvara ulazni kanalpreko koga se pod, dejstvom napojnog kompresora, pod malim nadpritiskom, u cilindar ubacuje svjeasmjea.14. ta je ema razvoda etvorotaktnog motora. Predstaviti u polarnom dijagramu ilidijagramu otvaranja ventila u funkciji ugla kol. vratila (Av-) emu razvoda inaelno objasniti uglove eme razvoda.Dijagram koji pokazuje, ematski, trenutke otvaranja i zatvaranja ventila je tzv.ema razvoda koja je predstavljena krugom okretanja kolenstog vratila na kome suoznaeni trenuci otvaranja i zatvaranja ventila, kao to je prikazano nasledecoj sliciIVO izduvni ventil otvaraIVZ izduvni ventil zatvaraUVO usisni ventil otvaraUVZ usisni ventil zatvaraI izduvavanjeU usisavanje15. Koeficijent punjenja motora (v); definicija i najvaniji uticajni inioci.Koeficijent punjenjav definie koliinu punjenja cilindra svjeom radnommaterijom, a izraen je odnosom mase stvarno usisane radne materijestvmprema teorijskoj masiteorm koja se moe usisati pri odreenim referentnimuslovima.stdshefteorstvvVVmm= =Od koliine svjeeg punjenja zavisi koliina razvijene toplote, a time I snagamotora:, , , , , ,v v v v =,v - ekspanzioni koeficijent punjenja, , ,v - kinematski koeficijent punjenja,v - gustinski koeficijent punjenjaT T TTTo ssoosvA + == =, , ,16. Tok koeficijenta punjenja motora u funkciji broja obrtaja i uticaj eme razvoda.Sa porastom broja obrtaja, rastu otpori strujanja te se koeficijent punjenjasmanjuje. Meutim, kod realnih motora, koeficijent punjenja posjeduje maksimumpri oderenom broju obrtaja. Desno od tog maksimuma, koeficijent punjenjaopada, zbog porasta otpora strujanja, uprkos korienju inercije punjenja prikasnijem zatvaranju usisnog I izduvnog ventila. Lijevo od toga maksimuma,koeficijent punjenja opada,jer su brzine strujanja male, tako da je i inercija gasamala zbog ega se izduvni I usisni ventili nepotrebno isuvie rano otvaraju iisuvie kasno zatvaraju. Optimalni broj obrtaja pri max =v (pri maksimalnomkoeficijentu punjenja), zavisi od uglova eme razvoda.-ema razvoda sa malim uglovima otvaranja I zatvaranja ventila (1) omoguavadobar koeficijent punjenja na niskim brzinskim reimima, ali i veoma brzoopadanje istog sa porastom broja obrtaja jer se ne koristi inercija gasnestruje.Motor sa emom razvoda veih uglova otvaranja I zatvaranja ventila (2)dobro e koristiti inerciju punjenja tako da e posjedivati povoljan koeficijentpunjenja na viim brzinskim reimima, ali uz znatan gubitak sveeg punjenja naniim brojevima obrtaja zbog isuvie malih brzina strujanja , tako da dolazi dousisavanja ve izbaenih produkata sagorjevanja i izbacivanja ve usisanogpunjenja.Optimalno bi bilo kada bi motor posjedovao promjenjljivu emu razvoda (3) takoda, pri svakom broju obrtaja, postie najvei mogui koeficijent punjenja. Naalost, to je, zbog isuvie sloene konstrukcije, uglavnom, teko ostvarljivo zbogega se, kod realnog motora, ema razvoda bira kao kompromis izmeu dobrograda na niskim i visokim brzinskim reimima.17. Koeficijent zaostalih gasova motora (r); definicija i najvaniji uticajni inioci.Koeficijent zaostalih gasova (r ) pretstavlja mjerilo koliine inertnih produkata kojise iz prethodnog ciklusa prenesu u sledei, mjeajui se sa svjeim punjenjem irazblaujui ga. Po definiciji je odreen odnosom koliine zaostalih produkata izprethodnog ciklusa (rM ) i koliine svjee smjee nakon procesa punjenja (sM )srrMM= - najvei uticaj na koliinu zaostalih gasova ima steepen sabijanja, odnosno,veliina kompresione zapremine.- Sa porastom pritiska izduvavanja, odnosno, sa porastom otpora izduvavanjaraste I koeficijent zaostalih gasova- Sa porastom temperature izduvnih gasova, smanjuje se koeficijent zaostalihgasova i- Koeficijent zaostalih gasova i koeficijent punjenja su obrnuto proporcionalneveliine.18. ta je specifini pumpni rad kod etvorotaktnog motora (pp); definicija, pretstavitiu p-v dijagramu i najvaniji uticajni inioci.Specifini rad izmjene radne materije ili srednji pritisak pumpnog rada (pp A )pretstavlja mjerilo energije utroene na savlaivanje strujnih otpora procesapranjenja i punjenjacilindra. Zavisi od strujnih gubitaka u izduvno usisnomsistemu odnosno od toka linija izduvavanja i usisavanja., )a r p pp p p = AGdje jep - koeficijent pumpnog rada koji uzima u obzir oblik I tok linije pritiska,obino jep =0.7-1.0Utie jo srednja brzina izduvavanja, srednja brzina usisavanja i broj obrtaja.19. ta je ema razvoda kod dvotaktnog motora. Predstaviti u polarnom dijagramu ilidijagramu otvaranja ventila u funkciji ugla kol. vratila (Ak-) emu razvoda inaelno objasniti uglove eme razvoda. Simetrina i nesimetrina ema razvoda2-t motora.Simetrina ema razvoda kod 2-taktnih motora ograniava mogunost punjenjacilindra zbog naknadnog isticanja gasova, a sprijeavanje ovog isticanja jemogue formiranjem nesimetrinog razvoda, kada se izlazni kanal zatvara biloistovremeno ili ak pre ulaznog kanala.20. ta je meuhlaenje kod natpunjenih motora. Objasniti svrhu primenemeuhlaenja.Danas je veoma aktuelna i esta primjena tkz. Meuhlaenja punjenjaturbopunjenih motora. To se postie smjetanjem hladnjaka (voda ulaznivazduh ili okolni vazduh ulazni vazduh)izmeu kompresora i usisnog sisemamotora, tako da se, na ulazu u motor, bitno smanjuje temperature punjenja(vazduha ili smjee, zavisno od toga da li se radi o oto ili dizel motoru). Time se,zbog niih temperature, bitno poveava koef. punjenja, a time i snaga iekonominost motora.I ovdje ema razvoda ima veliki znaaj.21. Proces sabijanja kod motora. Diskutovati obrasce za pritisak i temperaturu nakraju sabijanjaSrednji eksponent politrope sabijanja moe globalno opisati proce, na osnovukoga se mogu priblino definisati temperatura i pritisak na kraju sabijanja.1n -srednji eksponent politrope. S obzirom da je u ukupnom bilansu toplota predanasa gasa na zid vea od toplote koja je predana u prvom dijelu sabijanja sa zida nagas, to je i srednji eksponent politrope sabijanja manji od odgovararajuegeksponenta izentrope. Pri tome, to je intenzitet razmjene toplote izmeu gasa iokoline vei, utoliko je eksponent sabijanja manji od eksponenta izentrope. Svifaktori koji utiu na razmjenu toplote, utiu i na ovo odstupanje, a oni su: brojobrtaja, povean intenztet hlaenja, vihorenje punjenja, dimenzije radnogprostora, kompaktnost, termiko stanje i dr.Oto motori j bar pc20 14 = j K Tc770 700 =Dizel motori j bar pc70 40 = j K Tc1100 900 =22. Objasniti ukratko fizikalnost formiranja smee i normalnog odvijanja procesasagorevanja kod oto motora.Kod oto motora, da bi se obavilo brzo sagorjevanje i oslobaanje toplote u blizinisame SMT (pri priblino V=const.), neophodno je obrazovati homogenu (dobroizmjeanu) smjeu prije sagorjevanja. Proces obrazovanja smjee moramootpoeti znatno prije sagorjevanja, to znai ak van cilindra, kako bi seobezbjedilo dovoljno vreme i prostor za mjeanje.Upaljenje se mora vritidirigovano (stranom energijom) na taj nain to se prvo upaljenje inicira varnicomna elektrodama svijeice, odakle s sagorjevanje dalje nastavlja tako to se sferniplamen prostire kroz komoru postepeno zahvatajui sloj po sloj svjee smjee Ioslobaajui toplotu.23. Prikazati u p- dijagramu tok pritiska pri sagorevanju u oto motoru; ugaopretpaljenja, karakteristine faze procesa sagorevanja.I faza periodpritajenogsagorjevanjaII faza period pravogsagorjevanja iIII faza perioddogorjevanja24. Koji su glavni uticajni faktori na ubrzanje odvijanja procesa sagorevanja kod otomotora.- Sastav smjee utie na regularnost upaljenja, kvalitet sagorjevanja idirektno utie na brzinu sagorjevanja- Turbulencija haotino strujanje sastavljeno iz niza veih ili manjih vrtloga- Oblik komore sagorjevanja utie na kvalitet sagorjevanja- Poloaj i broj svjeica utiu na duinu puta fronta plamena- Broj obrtaja utie na brzinu sagrjevanja- Poloaj otvora leptira utie na priguenje u usisnom sistemu, a time i nakoliinu zaostalih gasova.- Ugao potpaljenja utie na efikasnost sagorjevanja.25. Detonantno sagorevanje kod oto motora; fenomen, manifestacije i posledice iglavni uticajni faktori.Detonantno sagorjevanje je jedan vid eksplozivnog ili zapreminskog sagorjevanja,tokom koga dolazi do trenutnog oslobaanja toplote u veem dijelu smjee.Zapreminsko sagorjevanje nastaje kada se, u manjem ili veem dijelu zapremineradnog prostora, nae homogena smjea podvrgnuta istim uslovima kojiispunjavaju kriterijume samopaljenja .Tada dolazi do upaljenja i trenutnogsagorjevanja tog dijela smjee, to stvara nagli porast pritiska u cilindru.Porast sila izaziva razbijanje uljnog sloja izmeu kliznih metalnih povrina, glavniproblem pri detonaciji je porast mehanikih i termikih opterenja. Kratkotrajnadetonacija ne mora da bude opasna, ali, ako se ona ponavlja sa pojaanimintenzitetom, onda posljedice detonacije mogu biti tetne po motor. Dopunskepratee pojave jake detonacije su jo pad snage i gubitak ekonominosti.Faktori koji utiu na pojavu detonacije mogu se svrstati u tri grupe:- pripremni faktori gorivo, tj njegov oktanski broj- konstruktivni faktori stepen sabijanja, konstrukcija komore sagorjevanja,material klipa i glave, vrsta hlaenja- radni faktori ugao pretpaljenja, reim rada, sastav smjee, stvaranje taloga.26. Objasniti ukratko fizikalnost formiranja smee i odvijanja procesa sagorevanja koddizel motora.Kod dizel motora, doziranje goriva se, u najveem broju sluajeva vri sehidraulikim ubrizgavanjem goriva pod pritiskom. Jedan od posebnih zadatakaubrizgavanja je da obezbjedi rasprivanje ubrizganog goriva kako bisepoveala ukupna povrina mlaza goriva i ubrzalo isparavanje goriva.Osnovni faktori koji utiu na kvalitet rasprivanja su: pritisak ubrizgavanja, zakonubrizgavanja, konstrukcija brizgaa, gorivo sa svojim fizikim svojstvima, pritisakgasa u cilindru.Isparavanje goriva slijedi odmah nakon rasprivanja koje direktno utie na brzinuisparavanja. Vrijeme isparavanja zavisi od:srednjeg prenika kapljica,temperature sredine, relativne brzine, pritiska sredine i fizikih svojstava goriva.Mjeanje goriva i vazduha je preduslov za obavljanje sagorjevanja.Kod dizel motora je neophodno organizovano vihorno kretanje vazduha, kojese postie bilojo tokom usisavanja, bilo oblikom komore, pri kraju sabijanja, ili,esto, upotrebom i jednog i drugog zahvata.27. Prikazati u p- dijagramu tok pritiska pri sagorevanju u dizel motoru; ugaopredubrizgavanja, karakteristine faze procesa sagorevanja.I period pritajenog sagorjevanjaili zakanjenja upaljenjaII period burnog ilineregulisanog sagorjevanjaIII period regulisanogsagorjevanja iIV period dogorjevanjaNa duinu trajanja perioda zakanjenja utiu: vrsta goriva, sistem ubrizgavanja,temperature vazduha, stepen kompresije, vihorno kretanje vazduha.28. Vrste dizel motora prema nainu obrazovanja smee (obliku komoresagorevanja); prednosti i nedostaci pojedinih vrsta dizel motora.Osnovna podjela je na :a) dizel motore sa direktnim ubrizgavanjem:sa zapreminskim obrazovanjem smijeseI sa filmskim obrazovanjem smjesePrednosti zapreminskih motora sa direktnim ubrizgavanjem: dobra ekonomicnost,jednostavnost konstrukcije, startovanje motora lako pri hladnom vremenu.Nedostatci zapreminskih motora sa direktnim ubrizgavanjem: tvrd rad, velika bukamotora, konstrukcija sistema ubrizgavanja je delikatna, emisija NOx I dima je znatna,zahtjevaju visok kvalitet goriva.Prednosti motora da direktnim ubrizgavanjem I filmskim obrazovanjem smjese: miranrad, dobra specificna snaga motora, dobra ekonomicnost, I dobre ekoloske karakteristike,umereni pritisci ubrizgavanja.Nedostatci motora da direktnim ubrizgavanjem I filmskim obrazovanjem smjese:Otezano startovanje motora pri hladnom vremenu, slozenija konstrukcija cilindarske glave,neophodno odrzavanje temperature zida motorab) dizel motori sa indirektnim ubrizgavanjem: dizel motori sa vihornom komorom Idizel motori sa pretkomorom.Prednosti dizel motori sa vihornom komorom; miran rad, manja buka, manja dimnost,pogodnost za rad pri vecim brojevima obrtaja, niska toksicnost, manja odgovornostsistema ubrizgavanja,mogucnost koristenja goriva sireg kvaliteta.Nedostatci dizel motori sa vihornom komorom: Losija ekonomicnost, slabija startnostpri hladnom vremenu, vece termicko opterecenje I slozenija konstrukcija cilindarskeglave.29. Specifini indicirani rad motora (srednji indicirani pritisak); definicija i prikazuz pomo p-v dijagrama.Srednji indicirani pritisak predstavlja mjerilo razvijenog specificnog rada tokomprocesa I on pokazuje koliki je rad razvijen radnimprocesom u cilindru motora pojedinici radne zapremine, on pokazuje sposobnost da motor Iz jedinice radnezapremine razvije odredjeni radtokom radnog ciklusa.pi= Wi/VhTeorijski I stvarni radni ciklus30. Indicirani radni parametri motora: srednji indicirani pritisak, indicirannasnaga, specifina indicirana potronja goriva, indicirani stepen korisnosti,stepen dobrote stvarnog ciklusa motora.-Srednji indicirani pritisak predstaavlja mjerilo razvijenog specificnog rada tokom radnogprocesa, I on pokazuje koliki je rad razvijen radnim procesomu cilindru motora po jediniciradne zapremine.pi= Wi/Vh- Indicirana snaga motora je snaga koju motor razvija u svojim cilindrima. Snaga je ujedinici vremena. Snaga je rad u jedinici vremenapi= Wi 2n/-Ekonomicnost radnog procesa se odredjuje na odnosu potrosnje goriva potrebne zarazvijanje radne snage , parameter koji definise taj process naziva se specificna indiciranapotrosnja goriva I predstavlja odnos potroslnje goriva u jedinici vremena I razvijene snage ucilindru motora.Gi= mg/Pi-Parametar koji definise koliko se stvarni ciklus priblizava teorijskom, naziva se stependobroteciklusa.- Indikatorski stepen korisnosti predstavlja mjerilo kvaliteta odvijanja radnog ciklusamotora u pogledu njegove ekonomicnosti odnosno u pogleduiskoristene toplotne enegrijegoriva , On je definisan odnosom dobijene energije , u obliku razvijenog mehanickog rada utoku radnog procesa, prema ulozenoj energiji koja se oslobadja sagorjevanjem gorivaucilindru motora.i= Wi/Qi31. Diskutovati izraz za srednji indicirani pritisak motoraOvaj izraz pokazuje najvaznije uticajne parametre na razvijeni specificni rad motora, tifaktori su :- Odnos donje toplotne moci Hd prema minimalnoj teorijskoj kolicini vazduhaneophodnog za potpuno sagorjevanje.Lmin je priblizna konstanta za svaugljovodonicna goriva ( ne utice na razvijeni specificni rad)- gustina svjezeg punjenja bitno utice na razvijeni rad Sg= Pk/Rtk- mehanicki stepen korisnosti(direktno utice) stepen punjenja (utice) optimalnevrijednosti zavisi od izabrane seme razvoda- postigniti inducirani stepenkorisnosti pri datom sastavu smjese utice na razvijenirad. najveci razvijeni rad je pri maksimalnom odnosu i/32. Efektivni stepen korisnosti motora; veza izmeu stepena korisnosti i analizaukupne ekonominosti motora.???????????33. Diskutovati izraz za srednji efektivni pritisak motoraPredhodni izraz pokazuje najvaznije uticajne parametre na razvijenispecificni rad motorati faktori su:- Odnos donje toplotne moci Hd prema minimalnoj teorijskoj kolicini vazduhaneophodnog za potpuno sagorjevanje.Lmin je priblizna konstanta za svaugljovodonicna goriva ( ne utice na razvijeni specificni rad)- Gustina g= Pk/RTk- Mehanicki stepen korisnosti utice na razvijenu snagu I rad motora- Stepen punjenja motora direktno utice na razvijeni rad te smanjenje otporausisavanja.- Postigniti indicirani stepen korisnosti pri datom sastavu smjesedirektno utice narazvijeni rad.34. Kako se vri regulacija snage kod oto i dizel motora.Postoji razlika u reglaciji kod oto i dizel motora. Kod Oto motora regulacija se vrsikvantitativno , dok se kod dizel motora vrsi kvalitativna regulacija.Kvalitativna regulacija odnosno regulacija putem promene kolicine punjenja ostvaruje sepromjenom koef. punjenja,a to se moze postici tokom usisavanja svijezeg punjenja.Kvalitativna regulacija, odnosno regulacija putem promjene sastava smjese ostvaruje sepromjenom odnosa i/35. Energetski (toplotni) bilans motora.Jasno je da se samo jedan manji dio dovedene toplote efektivno iskoristi na razvijanje snage isvladavanje spoljnih otporaTerazlicite energije imaju sledeca znacenja- Qi- toplotna energijadovedena u motor putemsagorjevanja goriva Qi=mb*Hd- Qe- Energija koja se efektivno iskoristi i preda radnoj masini u vidu efektivnesnage motora Qe=e*Qi- Qr- energija koja se izduvnim gasovima odvede u vidu njihove kineticke energije,jos vise u vidu njihove visoke entalpije zbog nepotpune ekspanzije u cilindrimamotora- Qr=mr*ltr-mv*ltv- Qw- je toplotna energija odvedena sredstvom za hladjenje dijelova motora u ciljusprijecavanja mehanickih karakteristika sa porastom temperature i radiobezbedjenjaoptimalnog termickog stanja motora- Qm je toplotna energija odvedena sredstvom za podmazivanje pri njegovomhladjenju radi sprecavanja njihovog zagrijavanja usled dodira sa vrelimdjelovimamotora i usled toplote razvijene trenjem na klizavim povrsinama.- Qng- je kolicina toplotne energije koja se gubi zbog nepotpunog sagorjevanja umotoru.36. Brzinske karakteristike motora; prikazati naelno tok efektivne snage,obrtnog momenta i specifine efektivne potronje na spoljnoj brzinskojkarakteristici oto i dizel motora.Brzinska karakteristika predstavlja zavisnost snage obrtnog momenta potrosnje i drugihparametaraod brzine obrtanja, odnosno broja obrtaja koljenastog vratila ili neke velicinedirektno proporcionalne brzini obrtaja koljenastog vratila (npr srednjoj brzini klipa ) prikonstantnom polozajuregulacionog organa37. Karakteristike optereenja motora; prikazati naelno tok specifine efektivnepotronje u funkciji optereenja kod oto i dizel motora.Ekonomicnost motora pogodno je posmatrati prekoSpec efekt potrosnje ge= C/imKOd oto motora spec ef potrosnja pri punom optereecenju ima min u oblasti srednjeg brojaobrtaja.38. Propelerske karakteristika motora.Propelerske karakteristike motora predstavljaju zavisnost promjene karakteristicnihparametara u f-ji, broja obrtaja, pri cemuse snaga koju motor razvija mjenja po zakonukubneparabole tj Pe=a*n3Ovakav nacin opterecenja motora karakteristican je kod brodskog i avionskog pogona.39. Univerzalni dijagram specifine efektivne potronje goriva motora; naelniprikaz u koordinatnom sistemu pe-n, pol ekonominosti.40. Sile motornog mehanizma; gasna sila, inercijalne sile (pravolinijskioscilatornih masa i rotacionih masa).U principu se mogu izdvojiti 3 karakteristicne grupe sila :1. Sile pritiska gasova u cilindru2. Sile inercije pokretnih delova3. Sile trenja na kliznim povrsinamaSile koje poticu od tezine elemenata se, kao veoma male u odnosu nazanemaruju osim kod vrlo sporohodih motora velikih dimenzija.- Sile trenja se najcesce zanemaruju pri razmatranju dinamickih problem;relativno male u odnosu na prve dve grupe sila, medutim, ipak ih treba imati na umuza njihovo savladivanje trosi znatan deo energije razvijen u cilindru (kao sto jeobjasnjeno, najmanje oko )0 - 20 %, a na nekim rezimima i znatno vise).- Sile pritiska gasova ili tzv. gasne sile poticu od dejstva pritiska u itprostoru motora. Pritisak u cilindru ne djeluje ravnomjerno po cijelojpovrsiniprostora: djelujuci na zidove cilindra, stvara radijalne sile koje opterecuju cilindar.- Inercijalne sile nastaju usled promjenljivog kretanja masa klipnog mehanizma uprincipu u zavisno od vrste kretanja karakteristicne mase klipnog mehaizma ovesile se mogu svrstati u dvije grupe; sile inercije pravolinijskih oscilatornih masa iinercijalne sile rotacionih masa.41. Diskutovati izraz za inercijalnu silu pravolinijski oscilatornih masa Fio= -moR2cos moR2cos2 = FioI+ FioIIDakle inercijalna silapravolinijskih oscilatornih masa ima shodno kretanje kretanje ubrzanja,dva harmonika. Prvi harmonikFioInaziva se inercijalna silapravoliniskih oscilatorinh masaI reda.i ima frekfenciju koljenastog vratila , dok drugi harmonikkoji se naziva inercijalnasilapravoliniskih oscilatorinh masa II reda.ima 2x vecu frekfenciju i oko 4x manjuamplitudu.42. Rezultujua sila na klipu kod motora; prenos sila kroz motorski mehanizam.R ezultujuca sila klipa prenosi se dalje klipnim mehanizmom razlazuci se premaPrema semi na slici. Najpre. ona se razlaze u samoj osovinici klipa, odnosno, malojpesnici klipnjace. na jedina dva moguca pravca dejstva, a to su: pravac klipnjace i pravacnormalno na osu cilindra, tako da se dobijaju njene komponente: normalna sila i sila klipnjaceNormalna sila ima vrijednost:FN= Fr*tg43. Tangencijalna sila jednog cilindra motora. Ukupna tangencijalna sila celogmotora.Promjena tangencijane sile koja potice usled dejstva jednoog cilindra motoraprikazana je na slici, ova sila imje jednaka 0 u mrtvim tackamaali je takodje jednaka0 kad je rezultujuca sila klipa jednaka 0. najvecu vrijednost tokom hoda sirenja. DA bidoslo do obrtanja vratila pozitivna sila(iznad 0) mora biti pozitivna da bi se koljenastovratilo okretalo.U odredenom trenutku ukupan obrtni moment motora jednak je zbiru obrtnihmomenata od pojedinih cilindara, koji se izmedu sebe razlikuju za fazni razmakpaljenjaizmedjucilindara, tj.:Mtu=Mti=RFti=R.FtuDijagrami promene ukupne tangencijalne sile za linijske motore sa razlicitim- cilindara prikazani su na sl.9.10. Razlika u promeni, a posebno u odnosu na..lindricni motor, je ocigledna. Sa povecanjem broja cilindra, znatno se poboijsavanernost i pravilnost promene ukupne tangencijalne sile. To znaci i da ce problemneravnomernostiobrtanja kolenastog vratila biti manji.44. Neravnomernost ugaone brzine kolenastog vratila motora; uloga zamajcamotora.Zamajac je potreban kod motora sa manjim brojem cilindara(koji imaju veci visak radatangencijalne sile) I manjim nominalnim broem obrtaja.Pored povecanja ravnomjernostiobrtanja zamajac motora svojom zamajnom masompotpomaze ketanje iz mjesta(kod motornih vozila) I savladavanje kratkotrajnih preopterecenja( kod traktora) I takodje se preko njega ostvaruje veza sa spojnicom I elektropokretacem(preko zupcastog vjenca)45. . Mogunosti uravnoteenja inercijalnih sila kod jednocilindrinog motoradodavanjem protiv tegova na kolenastom vratilu.Trebamo uravnoteziti tri sile:- Inercijana sila rotacionih masaFirFir= mrR2posto je ova sila konstantnog intenziteta I djeluje radijalno ka periferiji ona semoze uravnoteziti dodavanjem protiv tega sa suprotne stranempt=mrR/Rptgdje je mptmasa protitega Rptradijus protutega.- Inercijana sila pravolinijskih oscilatornih masa I redaFio= moR2cos posto ova sila djeluje u pravcu osa cilindra ona se moze upotpunosti uravnoteziti dodavanjem protivtegaMpt=k0R/Rptfaktormk se odredjuje koji dio Fioje uravnotezen I zavisi od namjenemotora, kod stacionarnih motora stabilni fundament moze primiti znatne sile uvertikalnom pravcui usvajaju se manje vrijednosti ovog faktora, dok je kodbrodskih motora pozeljnije da se smanji dejstvo inercijalne sile upravona dnobroad pa se biraju vece vrijenosti faktora k.- Inercijalna sila pravolinijskih oscilatornih masa II reda Fio= moR2cos 2Ova sila se obzirom na njenu 2x vecu frekfenciju od obrtanja koljenastog vratila ne moze secak ni djelomicno uravnotieziti dodavanjem protivtega na vratilo.46. Problem uravnoteenja inercijalnih sila i njihovih momenata kodviecilindrinih motora.OD 154 do 16247. Toksine komponente izduvnih gasova kod oto motora; naelni uticaj sastavasmee na njihovu koliinu (koncentraciju) u izduvnim gasovima.Na zalost osim produkata potpunog sagorjevanja, tokom sagorjevanja, u motoru sejavljaju I izvjesne toksicne komponente, medju kojima su najvazniji sledeci sastojci :- Ugljenmonoksid CO vezuje hemoglobin u krvi sprecavajuci razvodjenje kiseonikapo tijelu.COnastaje kao product nepotpunog sagorjevanja pri nedostatku vazduh, zbog cegaga ima najvise u radu sa bogatom smjesom.- Nesagorjeli ugljovodonici HC iritiraju sluzokoze disajnih organa I ociju dok teziugljovodonici djeluju kancerogenoNesagorjeli ugljovodonici javljaju se kao product neizvrsenog sagorjevanja zboggasenja plamena u lizini zidova, sto je komora razrudjenija sa vise hladnih zidovavise je HC- Azotovo oksidi NOx, veoma su toksicne komponente jer osim iritacije I oboljenjadisajnih unistavaju prirodu.Azotovi oksidi nastaju kao product oksidacije azota pri ekstremno visokim tempkoje vladaju tokomk sagorjevanja(peko 2200K) to znaci da se oni formiraju privisokim opterecenjima motora,ali pri radu sa dovoljnim viskom vazduha.48. . Mogunosti poboljanja izduvne emisije kod oto motora; primenatrokomponentnog katalizatora.NJegova uloga je da u izduvnom sistemu u prisustvu katalizatora obicno nekog plemenitogmetala intenzivira oksidaciju CO I HC ili redukciju NOx I njihovo petvaranje u neskodljiveprodukte potpunog sagorjevanja. Proces istovremene redukcije I oksidacije je jedino mogucukoliko motor radi sa preciznim odrzavanjem smjese, to je jedino moguce u zatvorenojsprezi, sa dvije lambda sonde jednom ispred I jednom iza katalizatora.49. Toksine komponente izduvnih gasova kod dizel motora; naelni uticajsastava smee na njihovu koliinu (koncentraciju) u izduvnim gasovima.Kao I kod Oto motora I kod dizel motora se javljaju CO HC I Nox, medjutim koddizel motora situacija je nesto povoljnija, zato sto dizel motorradi sa siromasnijomsmjesom tako da je emisija CO I HC relativno niska, najveci problem kod dizelmotora je NOx, ali oi ona je niza nego kod oto motora zbog nizih t sagorjevanja. Saporastom opterecenja motora, odnosno smanjenja koef vazduha raste udio toksicneemisije. CO se javlja kao posledica lokalnog manjka vazduha pri sagorjevanju. , usputraste I emisija NOx zbog porasta t sagorjevanja.50. Uticajni inioci na stvaranje dima i estica u izuvnim gasovima dizel motora.Mogunosti smanjenja koncentracije dima i estica u izduvnoj emisiji beznaknadnog tretmana.Stvaranje dima najvise zavisi od dva faktora:- Koef viska vazduhacijim povecanjem se obezbedjuje sigurniji kontakt goriva Ivazduha u zadnjim fazama sagorjevanja- Intenziviranje vihornog kretanja vazduhau komori motora moze poboljsatimjesanje ubrizganog goiva I vazduha u komori.SPrjecavanje pojave dima :- Povecanjem koef viska vazduha, cime se obezbjedjuje cime se oezbjedjuje kontaktgoriva I vazduha u kasnijim fazama sagorjevanja- Intenziviranjem vihornog kretanja vazduhau komori motoracime se mozepoboljsati mjesanje- Poboljsanje kvaliteta rasprsivanja urizganog goriva putem povecanja pritiskaubrizgavanja .51. . Mogunosti naknadnog tretmana izduvnih gasova kod dizel motora u ciljupoboljanja izduvne emisije.