내연기관 실험 보고서

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본문내용

i = g/PSi-h
ηi Hl
63.25 10000
bi = g/PSe-h
ηe Hl
여기서 Hl는 연료의 저위발열량이다.
ηi와 pmi의사이에는 다음 관계가 성립한다. 그림(1)의 도시일 AWi는
pmi pmiVB(ε-1) 1
AWi = (VB - VA) = kcal
0.04296 0.04296 ε
압축초 B점에서는 1사이클에 대하여 VB내에 흡입되는 신기량 Ga, 연료 Gf, 잔류가스 Gr을 포함하므로
VB = 〔Ga + Gf + Gr〕(RTB/pB)*735.6*10-4
이것을 위식에 대입하면
735.6*10-4 pmiRTB (ε-1)
AWi = 〔Ga + Gf + Gr〕
0.04296 pv ε
한편 Gf kg의 연료가 가지고 있는 열량은
Qf = HlGf kcal
이므로 열효율 ηi는 마음과 같이
AWi TB (ε-1) 10000 λLmin
ηi = = 0.005044pmi 〔1+〕
Qf pB ε Hl 1/ε
같은 방법으로 제동열효율 ηe와 제동평균유효압력 pme의 사이에는
TB (ε-1) 10000 λLmin
ηe = 0.005044pme 〔1+〕
pB ε Hl 1/ξ
bi와 be를 대입하면
pB ε
bi = 12550 g/PSe-h
pmiTB(ε-1)(1+λLmin/(1/ξ))
pB ε
be = 12550 g/PSi-h
pmeTB(ε-1)(1+λLmin/(1/ξ))
(8) 연료소비량(fuel consumption)
연료소비량 B kg/h
beNe bepmeΣVsn
B = =
1000 900
앞절의 be에의 식에 대입하면
pB ε ΣVsn
B = 13.9 kg/h
TB (ε-1) (1+λLmin/(1/ξ))
TB의 식을 대입하면
pB ε ΣVsn〔1-0.58(pr/pBε)〕
B = 20.8
(490+t) (ε-1) (1+λLmin/(1/ξ))
(9) 4사이클 가솔린기관의 실린더내의 온도및 압력변화(gas temperatures and pressures of 4 cycle gasoline engine)
가솔린기관 실린더내의 가스가 갖는 온도및 압력은 다음식으로 표시할 수 있다. 이것은 비열의 온도변화, 熱解離, 열손실, 혼합비의 영향등을 모두 포함하고 있으므로 실제의 기관실린더속에서 일어나는 상태변화에 비교적 가까운 것으로 생각해도 좋다.
(a)압축초의 상태 TB, PB
328+0.67t
TB = 。K
1-0.58(pr/pBε)
pB
PB = kg/cm2
735.6
(b)압축말의 상태 Tc, Pc
Tc = TBεk-1。K (k=1.387)
Pc = PBεk kg/cm2
(c)연소말의 상태 TD, PD
tD = f(λ)TD〔2400(1/ξ)+{0.40+0.55(pr/pBε)}tc〕。C
TD TD pB
PD = δrPc = δr()ε kg/cm2
Tc TB 735.6
δr = 1 + (δ0 - 1)(1/ξ)
여기서 1/ξ 및 f(λ)tD와 δ0의 값은 각각의 표에 따른다.
(d)팽창말의 상태 TE, PE
493 489+t 〔1-0.517(Pr/PBε)〕
TE = K(ε)Ef(λ)TE 。K
δr 650+t 〔1-0.58(Pr/PBε)〕
K(ε)Ef(λ)pEPB Pr 1
PE = 〔1-0.517( )〕kg/cm2
650+t PB (ε-1)
(10) 밸브겹침으로 인한 잔류가스의 배출효과
4사이클기관에서는 극간체적에 남아 있는 잔류가스는 기계흡입공기량을 감소시켜서 그 성능을 저하시킨다. 과급기를 가지고 있는 것에서는 부우스트 pB는 배압 pr보다 높으므로 배기행정말 T. D. C.부근에서는 배기밸브가 닫히기 전에 흡입밸브가 열려서 새로운 공기는 pB-pr의 압력차에 의하여 배기를 배기관내로 내보내게 된다. 이 작용은 마치 2사이클기관의 배기작용과 유사하다. 이와 같이 흡배기밸브가 함께 열려 있는 각도를 밸브겹침각(valve overlap angle)이라하고, 무과급기관에서는 0…30°이나 위의 목적을 얻기 위해서는 60…120°정도로 두는 것이 보통이다. 밸브겹침각의 최대값은 120°정도이다.
逐出작용에 의하여 극간체적에 남아 있는 잔류가스 Grkg중의 ηsGrkg을 배출시켰다면 (1-ηs)Grkg이 남아 있게 되는데 이때의 ηs를 배기효율(scavenging efficiency)이라 한다.
이 경우 充塡효율 ηc는
pB T0 ε TB pr 1
ηc = 〔1-(1-ηs)( )〕
p0 TB (ε-1) Tr pB ε
체적효율 ηv는
(273+t) ε pr 1
ηv = 1.493 〔1-0.87(1-ηs)( )〕
(490+t) (ε-1) pB ε
압축초의 온도
328+0.67t
TB = °K
1-0.58(1-ηs)(pr/pBε)
도시평균유효압력
pB pr 1
pmi = f(λ)ik(ε)i〔1-0.823(1-ηs)( )〕
420+t pB ε
+0.00136(pB-pr) kg/cm2
기관의 흡입공기량 Ga는 밸브겹침이 없는 경우보다 증가한다.
pB ε pr 1
Ga = 〔1-0.87(1-ηs) )〕ΣVsn kg/sec
(84800+173t) (ε-1) pB ε
그러나 밸브겹침 때문에 흡기밸브로부터 배기밸브로 직접 배출되는 공기량은
Ga - Ga0 = Ga0(μ - 1) kg/s
가 된다.
단, Ga : 과급기로부터 송입되는 공기량 kg/s
Ga0 : 기관의 연소에 소요되는 공기량 kg/s
μ = Ga/Ga0
따라서 과급기구동평균압력(kg/cm2)은
μpB εTs pr 1
pBl = 〔1-0.87(1-ηs)( )〕(rc0.286-1)
(68500+140t) (ε-1)ηc pB ε
도시열효율 ηi는
TB (ε-1) 10000 λLmin
ηi = 0.005044pmi (1+)
pB ε μHl 1/ξ\'
여기서
1/ξ\' = 1-(1-ηs)TB/Tr(pr/pBε) = 1-(1-ηs)(1-1/ξ)
제동연료소비율
μpBε
be = 12550
pmeTB(ε-1)(1+λLmin/(1/ξ\'))
제동연료소비량
μpBεΣVsn(1-0.58(1-ηs)(pr/pBε))
B = 20.8 kg/s
(490+t)(ε-1)(1+λLmin/(1/ξ\'))
기화기를 가지지 않는 실린더 내 분사일 때는 ηi, bi, ηe, be, B의 식 중에서 μ=1로 잡아도

키워드

내연기관 실험 보고서,   4사이클 가솔린기관의 성능,   부우스트압력,   흡기온도,   충진효율과 체적효율