Energiomvandling Ottomotor, Energi A 7,5 hp

Transkript

1 Institutionen för Tillämpad fysik och Elektronik Energiomvandling Ottomotor, Energi A 7,5 hp Reviderad:?????? AS AÅ

2 Allmänt Ottomotorn har stor flexibilitet och används i många sammanhang. Men hur effektiv är den egentligen? Laborationens syfte Syftet med laborationen är att med verkliga mätdata få en uppfattning om hur effektiv energiomvandlingen kan vara i en applikation med en Ottomotor. Omvandling och förståelse för olika mätmetoder är också en del av laborationen. Uppgifter och redovisning Via mätdata så skall du beräkna och redovisa: 1) Kemisk effekt in i ottomotorn 2) Mekanisk effekt 3) Elektrisk effekt ur generatorn 4) Termisk effekt ur varmvattenberedaren 5) Totalverkningsgrad 6) Effektfördelningen i ett Sankey-diagram i W och % Tekniska data Ottomotorn 1-cylindrig bensinmotor Honda GX cm 3 Generator 1~230V Mecc Alte 3000 rpm 4.2 kva Synkron Varmvattenberedare 1~230V, 2000W Vridmoment/varvtal Roterande mätning via trådtöjningsgivare samt pulsmätning Bensinens densitet ca 0,74 kg/dm 3 Bensinens värmevärde ca 44 MJ/kg Figur 1. Exempel på multimetrar i laborationsutrustningen.

3 Gör er bekanta med var närmaste brandsläckare finns Mätinstrument och signaltyper Funktion Mätsignal Mätutrustning Tempdifferens VVB mv Multimeter Vattenflöde VVB Differenstryck, kpa MMA AC6 Vridmoment V Multimeter Varvtal rpm Tachometer Generatorström A Multimeter Generatorspänning V Multimeter Bensinförbrukning ml/tid Tidtagarur Kontrollera att alla instrument är korrekt inkopplade och bekanta er med vad de olika instrumenten mäter/visar. Flödesmätning VVB Börja med att starta flödet av kallvatten, ca 750 l/h enlig svävkroppsmätaren på väggen vid kranen. Stäng sedan STAD-ventilen och öppna den 1,5 varv. Yttre skalan på vredet ska stå på 1 och den inre skalan ska visa 5. Koppla in injusteringsinstrumentet MMA AC6 på STAD-ventilen och följ instruktionen på den gula lappen på instrumentet. Figur 2. STAD-ventil. Figur 3. Mätinstrument MMA AC6.

4 Figur 4. Instruktion för MMA AC6. Figur 5. Typiska värden för injusterat flöde. När injusteringen av flödet med MMA AC6 är klar bör instrumentet visa värden liknande (av samma storleksordning) som denna. Start av körning 1. Starta utsugsfläkten med strömbrytaren till höger om dörren in till svetsverkstaden. 2. Se till att varmvattenberedaren är elektriskt ansluten till generatorn. 3. Öppna bensinkranen under tanken och på motorn 4. Slå på tändningen på motorn. 5. Slå på choken på motorn om motorn är kall, annars inte. 6. Dra igång motorn och stäng av choken direkt och öka varvtalet lite grand och låt motorn gå i några minuter tills den blir varm. 7. Justera varvtalet till ca 3000 varv. 8. Kör tills temperaturdifferensen över varmvattenberedaren är konstant, ca 15 min. 9. Övriga mätningar och avläsning av mätdata kan ske under tiden man väntar på konstant temperaturdifferens. 10. Efter körningen: Stäng av motorn genom att sänka varvtalet till tomgång och slå av tändningen och stäng bensinkranarna, både på motorn och under tanken. 11. Stäng av kylvattnet direkt för att behålla värme i varmvattenberedaren så minskas gångtiden för motorn till nästa grupp som ska köra motorn. Figur 6. Bensinkran och choke. Figur 7. Strömbrytare för tändning.

5 Temperaturdifferensmätning Temperaturdifferensen mellan in och utgående vatten i varmvattenberedaren mäts med termoelement av typen T monterade i dykrör. Sambandet mellan uppmätt spänning och temperatur avläses i Bilaga 1. Figur 8. Temperaturdifferensmätning med termoelement av typ T. Vridmomentsmätning Vridmomentet mäts med hjälp av en lastcell. Sambandet mellan uppmätt spänning och vridmomentet avläses i Bilaga 2. Figur 9. Vridmomentsmätning med trådtöjningsgivare.

6 Varvtalsmätningsmätning Axelns varvtal mäts med en tachometer mot en reflex monterad på axelkopplingen mellan motor och generator. Figur 9. Tachometer för avläsning av axelvarvtal. Eleffektsmätning Generatorns ström och spänning mäts med de monterade multimetrarna. RÖR INTE KABLARNA TILL MULTIMETRARNA! Figur 10. Multimetrar för mätning av ström och spänning från generatorn. OBS, nätspänning!! Bensinförbrukning Bensinförbrukningen mäts med tidtagarur och det installerade mätsynglaset. Mätning görs lämpligen på 20 ml. Kranen under bränsletanken stängs och sen tar det ca 30s innan den förbrukat det som finns i slangarna ovanför mätglaset.

7 4-takts Ottocykel Rita ett effektfördelningen i ett Sankey-diagram enligt nedanstående exempel, ange effekt i W och i %: Pin = Pkemisk = Paxel = Pel = Ptermisk =

8 Bilaga 1 0,08 1, deltat C delta-t Linear (delta-t) ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 mvolt Kalibreringsdiagram för temperaturdifferensmätning.

9 Vridmoment [Nm] Bilaga ,25 42,5 4,5 45 4,75 47, Vrid [Nm] Linear (Vrid [Nm]) Mätvärde [V] Kalibreringsdiagram vridmomentsmätning.

10