(결과) 기계응용실험 내연기관실험

목차

1. 실험 목적

2. 실험 관련 이론
1) 동력
2) 회전속도
3) 연료소비량
4) 각부의 압력
5) 도시평균유효압력(imep : indicated mean effective pressure)
6) 제동평균유효압력(bmep : brake mean effective pressure)
7) 기계효율과 마찰평균유효압력(fmep : frictional mean effective pressure)

3. 실험 장치 및 구성
1) 실험 장치
2) 장치 구성도

4. 실험 방법

5. 실험 결과
1) 연료의 질량 유동률 (mf)
2) P-V 선도와 P- θ 선도 및 해석값

6. 고찰

7. 참고 문헌

본문내용

지 올린다.
6. LOAD 표시가 나타날 때까지 기다린다.
7. 페달을 이용하여 토크값을 3에 맞춘다.
8. 공회전 상태로 복귀한 신호로써 LOAD 표시가 꺼질때까지 기다린다.
9. 토크값을 6과 9로 변경하여 6에서 8까지를 반복한다.
10. RPM을 1800과 2000으로 변경하여 6에서 9까지를 반복한다.
5. 실험 결과
1) 연료의 질량 유동률 ()
3
6
9
1500
0.5714
0.7895
1.0606
1800
0.625
0.9375
1.1667
2000
0.7143
1.0938
1.4516
2) 선도와 선도 및 해석값
1500
선도
선도
Torque
풀이
결과값
도시일
3
388.34
6
599.04
9
861.74
제동일
3
184.91
6
369.83
9
554.74
마찰일
3
203.43
6
229.21
9
317
도시평균 유효압력
3
Total Exhaust Volume(,)
776.7
6
Total Exhaust Volume(,)
1198.1
9
Total Exhaust Volume(,)
1723.5
제동평균 유효압력
3
369.8
6
739.7
9
1115.5
마찰평균 유효압력
3
406.9
6
458.4
9
634
도시연료 소비율
3
0.0001177
6
0.0001054
9
0.0000984
제동연료 소비율
3
0.0002472
6
0.0001708
9
0.0001530
마찰연료 소비율
3
0.0002247
6
0.0002756
9
0.0002677
동력손실
3
406.9
6
458.4
9
608
기계효율
3
0.476
6
0.617
9
0.647
1800
선도
선도
Torque
풀이
결과값
도시일
3
372.7
6
560.02
9
875.4
제동일
3
184.91
6
369.83
9
554.74
마찰일
3
187.79
6
190.19
9
320.66
도시평균 유효압력
3
Total Exhaust Volume(,)
745.4
6
Total Exhaust Volume(,)
1120.04
9
Total Exhaust Volume(,)
1750.8
제동평균 유효압력
3
369.8
6
739.7
9
1115.5
마찰평균 유효압력
3
375.58
6
380.38
9
641.32
도시연료 소비율
3
0.0001118
6
0.0001116
9
0.0000889
제동연료 소비율
3
0.0002253
6
0.0001690
9
0.0001402
마찰연료 소비율
3
0.0002219
6
0.0003286
9
0.0002425
동력손실
3
375.6
6
380.34
9
635.3
기계효율
3
0.496
6
0.660
9
0.637
2000
선도
선도
Torque
풀이
결과값
도시일
3
349.18
6
545.3
9
756.36
제동일
3
184.91
6
369.83
9
554.74
마찰일
3
164.27
6
175.47
9
201.62
도시평균 유효압력
3
Total Exhaust Volume(,)
698.4
6
Total Exhaust Volume(,)
1090.6
9
Total Exhaust Volume(,)
1512.7
제동평균 유효압력
3
369.8
6
739.7
9
1115.5
마찰평균 유효압력
3
328.5
6
350.9
9
403.2
도시연료 소비율
3
0.0001227
6
0.0001144
9
0.0001152
제동연료 소비율
3
0.0002402
6
0.0001687
9
0.0001570
마찰연료 소비율
3
0.0002608
6
0.0003556
9
0.0004321
동력손실
3
328.6
6
340.9
9
397.2
기계효율
3
0.529
6
0.678
9
0.737
6. 고찰
이번 실험은 1500, 1800, 2000 의 회전속도에 대해 3, 6, 9[Kgm]의 토크를 주어 그 상태의 Volume과 Angle, 그리고 Pressure의 데이터 값을 컴퓨터로 측정한 뒤, 각 조건의 연료소비량을 측정하여 내연기관의 성능을 분석하는 실험이었다.
데이터 값을 바탕으로 도출된 결과는 다음과 같다.
4행정 기관의 선도에서 상단루프는 압축행정과 팽창행정이 포함되며, 그 면적은 전체일을 나타내며, 하단루프는 흡입 행정과 배기 행정에 의한 손실일을 나타낸다.
동일한 의 경우, 토크가 클수록 최저 압력이 낮고 최고 압력이 높다
- 한 사이클이 행해짐으로서 그래프의 곡선이 하나의 면적을 가지고 이것이 엔진의 도시일로 토크가 클수록 더 많은 일을 한 다고 볼 수 있다.
이 클수록 도시일의 값 및 유효 압력의 값 또한 크게 나오고 이는 이 크면 엔진의 출력 또한 커진다.
-이 크고, 토크가 클수록 실제로 기관에서 출력해 내는 동력이 더 커진다.
기계효율을 보게 되면 Torque의 값이 증가 할수록 기계효율이 더 증가하며, 의 값이 커질수록 기계효율은 감소한다.
- 이 변화함에 따라 Torque에 영향을 받는 제동일은 일정하나, 에 직접적으로 관여를 받는 도시일이 증가를 하여 결국은 마찰일의 증가로 이어지게 되어 실질적인 기계효율은 감소하게 되는 것이다.
과 제동연료 소비율의 관계를 보게 되면 이 증가 (1500~2000)하면 제동 연료소비는 감소한다.
- (기관속도)가 증가하면 각 사이클에 걸리는 시간이 짧아지므로 열손실이 감소하고 연료소비는 감소한다. 하지만 실험에 주어진 기관속도보다 높은 기관속도에서는 높은 마찰 손실 때문에 연료소비는 다시 증가하게 된다.
실험 결과, 상당부분의 결과값이 이론과 부합됨을 확인할 수 있었다. 다소 난해한 내연기관의 실질적인 거동을 직접 확인하면서 내연기관의 사이클에서 압력과 부피와의 관계를 파악할 수 있었고 엔진의 성능과 도시일과 제동일에 대해 알 수 있었다. 또한 도시일과 제동일의 차이를 줄이는 것이 기계 효율을 높이는 방법임을 알았고 일정한 토크일 경우 rpm이 너무 높으면 손실되는 일이 많음을 확인하면서 이론으로만 접했던 내연기관공학에 대해 깊이 있는 이해를 할 수 있었다.
7. 참고 문헌
기계공학실험교재편찬회, 기계공학응용실험, 청문각, 1998.
Willard W. Pulkrabek, Internal Combustion Engine, Prentice Hall, 1998.

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