MILITARY TECHNICAL ACADEMY IN WARSAW (DESCRIPTION)

• Document Type: CREST
• Collection: General CIA Records
• Document Number (FOIA) /ESDN (CREST): CIA-RDP81-01043R002000130004-7
• Release Decision: RIPPUB
• Original Classification: S
• Document Page Count: 172
• Document Creation Date: December 23, 2016
• Document Release Date: June 7, 2013
• Sequence Number: 4
• Publication Date: April 2, 1958
• Content Type: REPORT

Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07: CIA-RDP81-01043R002000130004-7
INFORMATION REPORT INFORMATION REPO_RT
CENTRAL INTELLIGENCE AGENCY
This material contains information affecting the National Defense of the United States within the meaning of the Espionage Laws. Title
18, U.S.C. Secs. 793 and 794, the transmission or revelation of which in any manner to an unauthorized person is prohibited by law.
S-E.C-R-E-T 50X1-HUM
COUNTRY Poland/USSR
SUBJECT Military Technical Academy in Warsaw
DATE DISTR. .. APR 195 50X1 -HUM
NO. PAGES t 5
DATE OF
INFO.
PLACE &
DATE ACQ.
1. The Military Technical Academy (Wojskowa Akademia Techniczna - WAT),
located in the Warsaw suburb of Bemowo (formerly called Boernerowo,
N 52-15, E 20-51.), is subordinate to the Ministry of Defense (MON)
which has a special body responsible for coordinating the activities
of military schools. Established during'1950-1951 when highly trained
technicians were urgently needed by the Polish Army, the academy based
its organizational structure and curriculum on the Soviet system.
2. WAT is situated next to the Boernerowo military airfield; the entire
school area is enclosed by a fence, but there is a free passage be-
tween it and the airfield. The group of buildings which constitute
the academy, mostly one-story structures, were formerly used by an
air force technical school. Buses and trolleys from the center of
town go to the school's gates, where a large sign gives the full name
of the school. WAT headquarters are on the left side of the road
leading from the town into the school grounds. Further along are the
offices, stores, service buildings, dining halls, a casinb, dis-
pensary, student living quarters and quarters for the married members
of the WAT staff. Classrooms, lecture halls and laboratories are on
the right side of the road.
3. The academy has a total enrollment of 1,500 students and graduates
200 engineers annually. The school staff is composed of approximately
1000 military personnel and 500 civilians. The school has the following
departments: Armor, engineering, artillery, air force, communications
and radar. All departments are composed of a number of professional
chairs; in addition, there are general academic chairs in physics,
mathematics, chemistry and mechanics.
1.. In 1955-1956, when the Polish armed forces were reduced, WAT was also
reorganized. A number of departments and chairs were merged in an
effort to reduce the staff and to economize on overhead expenditures;
for example, the Department for Standard Motor Vehicles (Fak. Samochodow
Drogowych) merged with the Department of Armor and the Air Force Department.
Thus, in late 1957, 6ne of the three sections of the Air Force chair for
S-E-C-R-E-T
STATE X ARMY 1x NAVY x AIR
Note: Washington distribution indicated by "X"; Field distribution by "#".)
FBI IAEC
50X1-HUM
T_ I
50X1-HUM
INFORMATION REPORT INFORMATION-- REPORT
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07: CIA-RDP81-01043R002000130004-7
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07: CIA-RDP81-01043R002000130004-7
I
theory and construction of gasoline engines (Teoria/Konstrukcja Silnikow
Spalinowych) was for vehicle engines.
5. The regular student body consists of secondary school graduates, accepted
on the basis of competitive examinations, and regular officers with ranks
from second lieutenant to captain who possess matriculation certificates.
The former, upon entering the school, enlist for compulsory service and
are given the rank of private. During their course of study these students
are given promotions, and upon graduation they are commissioned second
lieutenants. The course of study for the regular student body lasts 2
years.- WAT also conducts special courses and supplementary training for
regular officers with the rank of major and senior officers from technical
corps. These are only one-term courses, designed to give Veteran officers
an elementary technical education.
6. The students are under military discipline throughout their entire period
of study. They are organized into companies and platoons according to the
study term and departments. After undergoing basic training, they perform
the usual military chores, such as guard duty, and also participate in
summer maneuvers within the framework of the various corps.
7.
The curriculum of each department is designed to train engineering
officers who upon graduation will be assigned to a specific military corps.
During the first year the courses are similar to those of a polytechnic
institute; the students acquire knowledge in general technical subjects
and, in addition, study various weapons which pertain to their particular
department. In the second year the students continue with general technical
subjects, progressing to specialized topics relevant to the corps in which
they will eventually serve. Upon completion of the second year, the
students are sent to military industrial plants to gain practical work
experience. During the third year the students continue their study of
specific technical subjects and pertinent military-technical subjects.
The last year is spent in complementary studies and in completing the
graduation paper (Projekt Dyplomosy), which the students started in the
third year. Throughout the entire course of study, emphasis is placed
on the study of strictly military subjects, e.g., tactics, topography
and weapons training. Most of the materials used by the academy are trans-
lations from Russian textbooks.
8. On graduation the students acquire the title of engineers which is re-
cognized by Polish civilian institutions. The aim is to graduate the
maximum number of students; failures during the entire period of study
do not exceed ten per cent, most of which are first-year students. Those
who fail are expelled and assigned to regular military units. Students
who graduate with distinction are given the opportunity to obtain the title
of "Engineer.Magister", which requires an additional two years'evening
study. These students, therefore, are usually paced on the school's
staff or assigned to nearby units, enabling them to use their free time
in pursuit of their studies.
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07: CIA-RDP81-01043R002000130004-7
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07: CIA-RDP81-01043R002000130004-7
-3-
9. The lecture staff at WAT is composed of professional military experts
and professors of the Warsaw Technical College. When the academy was
established, many Soviet military personnel held key positions on the
school's academic and administrative staff. WAT has since trained
local personnel for staff positions as lecturers and assistants.
The school hopes to reach a point when its lecture staff will be com-
posed solely of military personnel, except those for such general scienti-
fic subjects as physics, mathmatics and chemistry. Nevertheless, the
participation of lecturers from the Warsaw Technical College has been
beneficial to the spirit of cooperation which exists between the two
institutions. Students at WAT often use the facilities available to
the students at the college and vice versa. WAT also cooperates closely
with the General Staff College.
10. In addition to conducting courses of instruction, WAT also engages
in research work, as directed by the General Staff and as requested by
the various branches of the service. These requirements also determine
the assignment of graduation papers to WAT students and the theses
written by candidates for the "Magister" title, the interested service
rendering assistance to such projects.
ll. The school's laboratory equipment, including measuring instruments,
training aids and research facilities, is modern and generally of high
standard. Most of the equipment is of Soviet origin, although there
are also many Western-made instruments. The large amount of funds in-
vested in the purchase of laboratory equipment was disproportionate
to the school's current requirements and there are consequently well-
equipped laboratories at WAT which are infrequently or never used.
12. A scientific congress is held annually at WAT, attended by representatives
of the MON, the General Staff, various branches of the service, and
civilian scientific and research institutions connected with the military
industry. These congresses, serving as forums for periodic summations
on current research work, function through specialized sections which are
organized according to the subject matter of the lectures. After these
sections have discussed the various research projects, they submit
their conclusions to the congress for approval.
13. The following are details concerning the sections of the IVth Scientific-
Technical Conference at WAT in February 1956:
a. Section (Sekcja) I - General political and military subjects.
b. Section II - Secret subjects (studies not published)
-Sub-section: Chemistry and explosives
co Section III - Armor
Sub-section: Transport corps
do Section IV - Air Force
e. Section V - Secret subjects (studies not published)
f. Section VI - Signal Corps
g. Section VII - Radar
h. Section VIII
Sub-section for physics
Sub-section for technology
Sub-section for electricity
Sub-section for mechanics
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07: CIA-RDP81-01043ROO2000130004-7
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07: CIA-RDP81-01043R002000130004-7
14. WAT published a monthly or bimonthly bulletin which is usually
devoted to subjects of a. specific technical. branch, a research paper
for the title of Science Candidate (Kandydat Nauk), or a summary
of the activities of scientific committees. This bulletin is not secret,
although its distribution is limited to scientific or research institutes
connected with military academies and industries. Another bulletin,
classified "Top Secret", is published monthly for members of the armed
forces, and features research papers of direct interest to the military.
The research projects, however, like those published'in the overt bulletin,
are usually of low standa;r?d. and unoriginal; in fact, most of them are
merely translations from Western textbooks.
15. With the reduction of the armed forces in 1955?1.956, the scope of WAT
was also diminished. The number of departments was reduced and some
lecturers and other staff members were dismissed. It was at this time
that certain individuals in the General Staff and the MON voiced doubts
as to whether or not the academy could justify its existence at all.
Since requirements for engineer officers had been filled in most corps,
it was their contention that there was no need for a separate military
academy for current manpower reinforcements. As for future requirements,
they claimed that engineers for the army could be trained within the
framework of the existing technical colleges if facilities were provided
for the military aspects of their training. The maintenance of a separate
institution for this purpose was therefore a waste of money and effort.
However, the top army echelon agreed with the WAT staff that the training
of army engineers in civilian institutions would not be sufficient, even
if supplementary military-professional training were offered.2 A further
argument for the continued existence of WAT was the need for a central
military institution to engage in scientific research and to develop
combat doctrines for the various service branches.
16. Di-s?_ Gen. Len-beijiya (f n), vas commander of WAT until 1955
an engineer (Dr. )o On completion of his assignment he 50X1-HUM
returned to the USSR together with a considerable number of Soviet .
officers who had held posts at the academy. Brig. General Ovchy (fnu),
is a. Soviet officer who has served as commander of 50X1-HUM
WAT since 1955; he, had been second in command up until that time. An
engineer (Dr.), he does not lecture nor does he engage in research.
His sole duties pertain to the administrative management of the academy.
50X1-HUM
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07: CIA-RDP81-01043R002000130004-7
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07: CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07: CIA-RDP81-01043R002000130004-7
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07: CIA-RDP81-01043R002000130004-7
'm. Jcrrosh~wa ?gbrowskiego
IULETY
WOJSVOWEJ AVADEMII
TCI4NICZNJ
TEZY REFERATCOW
NA IV I nac nie z romieniotworczym preparatem przesuwane jest na zewnEtrz?
p
w poloienie c. W przypadku przeswietlania w trudno dost~pnych mieJ-
?~
at mole b e wyj~ty z oslony 1 i uiyty ~posrednio. Prze
poloienie robocZe odbYwa si@ w odleglosci bezpieez
suwanie prepay reparatu w y
swa
nej dla p pracuj~cego, przy pomocy dlugiego gi~tkiego pr@ta g. Urz~dzenie
rzedstawione na rys. 7 osadzone jest na pionowej kolumnie, ktora za
p e i dokladne ustawienie irodla promieniowania wzgl
pewnia ;szybki n
badanego obiektu.
Dru t kontrola, polegaj~ca na wykorzy-
g~ metod~ rz dzen wykrywania wad jest do pomiaru nat*
i
prayeflia staniu normalnych u ~ p
g
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
s
ieniowania, J 'ak nP. liczniki Geigera-Miillera lub komorY jonizacyjne.
m
W wypadku niejednorodnosci przeswietlanego materialu, nat@ienie pro-
mieniowania ulega zmianie, co mole bye latwo wykryte. W uri~dzeniach
tego rodzaju ?irodlo promieniowania i aparatur~ rejestrujac~ natgienie
promieniowania rozmieszcza sia po obydwu stronach badanego obiektu.
Spotykane s~ dwa rozwiazania: w pierwszym, podobnie jak przy po-
miarze grubosci, nat~ienie promieniowania rejestrowane jest poledyn-
czym przyrzgdem pomiarowym, w drugim - przy pomocy sprztionych
ze soba, komor, Przyklad drugiego rozwigzania ilustruje rys. 8. Z jednej
strony badanego obiektu umieszczone jest irodlo pronnemowama 1,
2 drugiej - die sprz~ione ze sobq komory 3 1 4. Pomi~dzy irodlem
promieniowania i komorami przesuwa sib badany przedmiot. Gdy sclanka
przedmiotu nie posiada iadnych wad, to ze wzgl~du na symetryczne p0-
loienie komor pradY wzmocnione we wzmacniaczach 5 1 6 ulegna kom-
ensacii i wskazowka przyrzQdu 7 nie wychyli sib. W przypadku ukrytej
p
wadY materiahl, prady powstajace w komorach 3 i 4 b~da mialy roin~
.
wielkosc, co natYchmiast wskaie wychylenie wskazowki przyrzaku - 7.
Rys. 8. Przyrzad do wykrywania wad
materialowych:
1 - irbdlo promieniowania, 2 - bada-
-ny material, 3, 4 - komory jonizacyj-
ne, 5, 6 - wzmacniacze, 7 - przyrzad
pomiarowy
n RYs. 9. Wykres wad materialowych:
1 - material bez wad, 2 - mater:nl
z wadami
Na rys. 9 przedstawiono typowy wykres wyjawiajacy wady materia-
lowe, otrzymany przy zastosowaniu drugiej metody wykrywania wad.
Krzywa 1 odpowiada przedmiotowi nie posiadajacemu wad; krzywa 2 ma
trzy charakterystyczne wzniesienia odpowiadajace trzem roinym wadom
materialu. -
W porownaniu z metod~ fotograficzna, metoda druga wykrywania wad
posiada szereg zalet: eliminuje koniecznosd stosowania klisz rentgenow- i
:skich czas trzebnY na wyjawienie wady jest znacznie krotszy, stwarza
I~
moiliwo?c wykrywania wad w przedmiotach znajduj~cych sib w statue
ruchu.
II. ZASTOSOWANIE IZOTOPOW PROMI~NIOTWORCZYCH
PRZY BADANIU ZUGYCIA MASZYN I NARZF~DZI SKRAWAJ4CYCH
Aby moina bylo prowadzie walk o zmniejszenie zuiycia maszyn i na-
rz dzi, naleiy zdawac sobie spraw@ z tych zjawisk'1 pra~vidlowosci, jakie
zachodza w procesie tarcia wspolpracujgcych ze sobq elementow maszyn.
W zwigzku z tyro sprawa wlasciwej metodyki badania tarcia i scieralnosci
nabiera szczegolnie wainego znaczenia.
Stosowane do niedawna metody badania zuiywalno?ci elementow ma-
szyn moina podzielie na dwie grupy: metody wymagajace czg?cio\vego
lub calkowitego demontaiu maszyny dla dokonanla pomiaru i metody
pozwalajEtce badac zuiycie bez zatrzymywania maszyny.
W metodach grupy pterwszej badano zuiycie opierajac sib na jednym
z nast@pujacych sposobow:
1 w metodzie wagowej - na dokladnym waieniu badanych cz~sci
przed i po probie;
2 w metodzie mikrometrycznej - na pomiarze wielkosci sladow zuiy-
cia w sposob bezposredni przy pomocy lupy, mikroskopu warszta-
towego wzgl@dnie optimetru lub posredmo z uiyciem ostrza pira-
midY diarpentowej wciskanej w powierzchni@ badan. Po zmianie
dlugosci przekatnej odcisku piramidy latwo okreslic grubo~d zuiytej
,
warstewki materialu.
.3) przez Porownanie drogq, naloienia profilogramow danego odeinka
owierzchni przed i po zuiyciu (rys. 10).
p
Rys. 10. Profilogramy powierzchni:
1 - pried zuiyoiem, 2 - po zuiyciu.
MetodY grupY drugieJ ' nie wymagaj, demontaiu urz~dzenia i pozwalajq sledzic proces zuiycia w czasie pracy maszyny. Do metod toJ En'uPY moina
zaliczyd nast~puj~ce:
1 tzw, metod~ okre~lania zawartosci ielaza w oleju,
2) metod~ tensometrow elektrooporowych.
Pierwsza z w'Ymienionych metod obj~ta nor,.mami GOST polega na
okresowym pbbieraniu prob oleju kr~iacego w' systemie smarowania
?
i okreslamu drog~ chemiczn~ zawartego w mm elaza. Zna]~c ogolna ilose
oleJju, okresla sib calkowity ci~iar zuiytego.materialu.
~
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
j;'- s
w :~7
i.:r't V
ti
't (iJ
-
12
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
.. I
e
Rys. 11. Zastosowanie el'ektrooporowego 'tensometru do badania zuzyck
w sposob ci~gly:
1 - tarcza, 2 - klocek, 3 - elektrooporowy tensometr, 4 - plytka : blacby
spr@iynujgcej, 5 - galwanometr
Wszystkie opisane metody s~ na ogol klopotliwe w ui ciu dlu otrwale
wymagaj ~ cz sto dla dokonam' Y t '
~ a pomiarow okresowego demontaiu ma-
szyny; nie zapewniaj~ rowniei duiej dokladnosci pomiaru.
W ostatnich latach do badania zuiycia maszyn i narz~dzi zacz na si
stosowac coraz cz scie' nowe ciekawe Y
~ J metody oparte na wykorzystaniu
wlasnosci izotopow promieniotworczych. Jak pokazujq to badania zasto-
sowanie izotopow promieniotworczych pozwala:
1. otrzymac wysokq dokladnosc pomiaru zuiycia osiggaj~c 10-6
g
i wigcej,
2. znacznie skrocic czas przeprowadzonych doswiadczen oraz
3. stwarza moiliwosci jednoczesnego pomiaru zuiycia roinych elemen-
tow tej same) maszyny bez koniecznosci jej demontaiu.
1. Sposoby wprowadzania izotopow promieniotworczych
do badanych cz@sci maszyn
w metodzie drugiej stosowanej najcz@sciej w maszynach do badania
scieralnosci materialow (np, typ Amsler'a), wprowadzenie dodatkowo
tensoinetru elektrooporowego pozwala rejestrowac w czasie rac zmian
iarow tr c ch o sobie rob P y
~ ~ Y P p ek (rys. 11) i na tej podstawie prze-
sledzic przebieg zuiycii badanych materialow.
Przy badaniu zuiycia mast n, ierwsz wain m za adnieniem
Y P Ym Y g jest
wybor izotopu promieniotworczego i sposob jego wprowadzenia w badany
material.
Wyniki badan przeprowadzon ch w ostatnich latach wskazu' o of '
Y J~ g me
na przydatnosc szeregu roinych sposobow wprowadzania izotopow pro-
mieniotworczych:
1, naniesienie metodq elektrolityczn~ cienkiej warst~'~Y materialu pro-.
mieniotworczego na badanq powierzchnig,
2. wprowadzenie promieniotworczych izotopow w Procesie wYtoPiania
od ,
lewania lub prasowania,
3. metoda wkladek,
t. uzyskanie wlasnosci promieniotworczych metody} napromienienia?
J
h. metoda dyfuzyjna,
6. metoda obrobki elektroiskrowej.
W zaleinosci od badanego przedmiotu i innych czynnikow, kaida
z omawianych metod ma pewien okreslony zakres iastosowania.
Metoda pierwsza - pokryc galwanicznych promieniotworczym mate-
rialem okazuje sib korzystna wowczas, kiedy dana cz~sc wykonana jest.
z chemicznie czystego skladnika lub gdy proces technologiczny z gory
przewiduje naniesienie drogq elektrolitycznq pewnej warstwy materialu.
Jak wiadomo, metody galwaniczne stosowane sg w szczegolnosci przy
nanoszeniu powlok ochronnych, zwi~kszaj~cych odpornosc na scieranie
i korozjg danej powierzchni. W tym celu w procesie elektrolizy do zwy-
klych roztworow soli metali wprowadza sib dodatkowo odpowiedne sal
izotopu promieniotworczego.
Z izotopow, ktore znalazly zastosowanie przy *ykorzystaniu tej metody,
moina wymienic:
Ind (In"9) - metal uiywany czasami dla polepszenia antykorozyjnych
i sciemych wlasnosci powlok olowiowych. Nanosi sib go cienkq warstwq
(2-3 ~.L) na warstwt olowiu o grubosci 18-20 E~. Po odpowiedniej obrobce
,cieplnej otrzymuje sib rownomierne rozloienie promieniotworczego indu
w olowiu.
Srebro (Ag"?) - uiywane w ostatnim czasie w loiyskach maszyn
zamiast br~zow olowiowych. Posiadaj~c dobre wlasnosci mechaniczne,
wysokie przewodnictwo cieplne i odpornosc na korozjQ, daje si@ latwo
naniesc elektrolitycznie.
Chrom (Cr5') - uiywany dosyc szeroko w postaci powlok ochronnych
narz~dzi skrawaj~cych, kol z~batych, walow itp. daje sig rowniei dosyc
latwo naniesc metody elektrolityczn~.
Cynk (Zn65) - stosowany przy badaniu zuiycia stopow glinu, nanie-
siony elektrolitycznie w temperaturze 200-250? dobrze dyfunduje w po-
wierzchni~ stopow Al.
Drugi sposob wprowadzania izotopow promieniotworczych stosowany
jest dla cz~sci lanych o malych wymiarach (tuleje, panewki itp.). W tych
przypadkach wygodne jest wprowadzenie odpowiedniej porcji promienio-
tworczego izotopu bezposrednio w procesie odlewania. Podobnie moina
postpic przy cz~sciach spiekanych z proszkow metali i niemetali. Dla
przedmiotow o duiych wymiarach ten sposob wprowadzenia izotopow
pronemotworczych nie jest korzystny ze wzgh du na utrudnione warunki
zachowania bezpieczenstwa pracy przy duiej ilosci aktywnych izotopow,
jakie musialyby byc wprowadzene.
Trzeci sposob, noszgcy nazw@ metody wkladek lub swiadkow zuiycia,
polega na wywierceniu otworu lub wytoczeniu rowka na powierzchni
przedmiotu, ktore nast~pnie zapelnione s~ promieniotworczym izotopem.
Zapelnianie w zaleinosci od potrzeby moie odbywac sib w rainy spo-
sob - przez wprasowanie prcta promieniotworczego, elektrolitycznie itp.
Metody wkladek stosowane s~ przy badaniu zuiycia pierscieni tloko-
wych, w przyrz~dach kontrolnych i sygnalizacyjnych (rys. 1).
Metoda otrzymywania promieniotworczych izotopow drogq napromie-
niowama polega na bombardowamu danego przedmiotu cz~stkami ele-
mentarnymi (neutrony, protony, deutrony itp.). Grod1em tych czastek jest
reaktor uranowy, cyklotron, akcelerator i inne urzgdzenia.
Pod wplywem bombardowania elementarnymi cz~stkami, jgdra naswie-
tlanego materialu staj4 sib promieniotworcze. Ze wzgl~du na budowQ
13
r11
,s.
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
M~ ~n
.
35i
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
~e
w Poisce reaktora uranowego j cyklotronu, to metoda promieniotworcze'
aktywizacji wydaje sib bardzo wygodna, w szcze of sci ' J,
g n? dla plytek na
. narztdzia skrawajace i elementow maszyn o malych w.Ymiarach, Podle-
gajacych intensywnemu zuiyciu.
Metody dyfuzyjne wprowadzania romieniotworcz ch
P y izotopow aparte
sa na znanych wlasnosciach przenikania atomow pewnych pierwiastkow
w powierzchniQ cial stalych w podwyiszonej temperaturze;
W metaloznawstwie znane sa szeroko takie proces obrobki owierzch-
niowe', 'ak d fuz ne chrom Y p .
J J Y YJ owame, naw~glame, dyfuzyjne wplowadza-
nia boru, berylu i innych skladnikow. Przy badaniu zui cia wierzchni
poddawan ch obrobce d fuz 'ne' Y
Y y yJ J, metoda to jest z powodzeniem sto-
sowana.
Ostatnim stosowanym sposobem wprowadzania izotopow romienio-
tworczych jest metoda elektroiskro a P
J w , oparta na znanej zasadzie ulepsza-
nia powierzchniowego cz~sci maszyn i narz~dzi skrawajacych. Roinica
polega tylko na wprowadzaniu do materialu elektrody odpowiednie o
promieniotworcze o izoto u. Metoda to g
g p , procz zastosowania przy znako-
waniu materialow, moie byc wykorzystana do badania zui cia o-
wierzchm cz sci masz n i narz dzi r Y p
~ Y ~ , w p ocesie wykonania ktorych prze-
widziane jest elektroiskrowe ulepszenie. Dotyczy to narz@dzi skrawa'a-
cych do .metali i drzewa cz sci masz n rolni J
~ y czych, budowlanych itp.
2. Przyklady zastosowania izotopow promieniotworczych
przy badaniu zuiycia cz@sci maszyn
Typowe spotykane uklady urzadzen rzeznaczon ch do badania zuycia
'
p y ia
przy, pomocy promieniotworczych izotopow moina podzielic na trzy grupy:
1. urzadzenia typu laboratoryjnego,
2, urzadzenia typu polprodukcyjnego,
3. urzadzenia typu produkcyjnego.
Te trzy rodzaje urzadzen moina zilustrowac trzema schematami
(rys. 12).
if ill
Tlys. 12. urzadzenie do badania scieralnosci:
1 - tarcza, 2 - klocek,
3 -- oslona, 4 -.przewody,
. 5 -,pompa, 6 - licznik
G-M
? W urzadzeniu typu laboratoryjnego (rys. 12 - I) proby przeprowadzane
sa na znanych maszynach do badania scieralnosci' materialow, jak typ
Sawina, Amsler'a i inne. W schemacie dzlalania tych maszyn spotykamy
1 sib z odtworzeniem pewnych typowych ruchow wspolpracujacych ze soba
elementow maszyn: tarcie tarczy po walku, klocka po tarczy, tarczy po-
plaszczyinie itp. .
W maszYnie Amsler'a przedstawionej na rys. 12 - I klocek 2 trze po
tarczy 1. W sklad materialu kiocka wprowadzono pewna ilosc izotopow
promieniotworczych. Traca po sobie para obudowana jest szczelnie
oslona 3.
Pompa 5 powoduje nieprzerwany obieg oleju w przewodach 4. Pro-
' dukt zui cia rzenika'a J c do oleju napofYJ ka' na licznik 6, okreslaJ'ac
Y Y p Ja Y
wielkosc zuiycia po natgieniu promieniowania tych produktow.
Urzadzenia typu polprodukcyjnego (rys. 12 - II) oparte sa na zasadzie'
, odtworzenia nie tylko ruchow, ale i ksztaltow wspolpracujacych ze soba
cz@sci. Typowy przyklad tego urzadzenia przedstawia rys. 12 - II -
urzadzenie do badania scieralnosci materialow loiyskowych. Olej post--
pujacy ze zbiornika 5 podawany jest przez pomp 1 i otwor w czopie 2.
do panewki 3. Powierzchnia panewki pokryta jest materialeni promienio-
tworczym. Olej wraz z produktami zuiycia scieka przez przewod odpro-
wadzajacy 4 do zbiornika. W przewodzie ustawiony jest licznik Geigera-
Mfillera 6, wykrywajacy obecnosc i natQienie promieniowania aktywnych
produktow zuiycia.
W urzadzeniach typu produkcyjnego (rys. 12 - III) - proby zuiycia
przeprowadza sib bezposrednio na okreslonej maszynie (np. silniku).
W maszynie tej badane elementy poddawane sa uprzednio aktywizacji
promieniotworczej, zas w systemie smarowania przewidziane sa odpo-
wiednie miejsca dla rozmieszczenia komor i licznikow, przyrzadow okre-
I slajacych wielkosc nat~ienia promieniowania produktow zuiycia.
Rys. 13. Urzadzenie typu NAMI do badania ~cieralno?ci materialow:
1 - tarcza, 2 - wal, 3 - przegub, 4 - klocek, 5 - przesuwany ci@iar,
6 - dawignia, 7 - pampa, 8 - naczynie szklane, 9 - licznik G-M
Omowione typy urzadzen moina zilustrowac bardziej dokladnymi sche-
matami.
15
l"1 M
1.
'-.i
,,: '
r. re.,
t .
4; J.
t ae~ w
I6Yi:
e~
dal
1- pompa, 2 - czop,
1
- silnik, 2 - zbiornik
3 - panewka, 4 - przewfid
3
- mieszadlo,
odprowadzajacy, .5 -zbiornik,
4
- pompa,
6- licznik G-M
5- licznik G-M
 r,
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
I
to
., r:a
I-. aka
rs
.;'_
1,
.
Na rys. 13 przedstawiono urzgdzenia laboratoryjne przeznaczone Jo
:badania seieralnosei materialow opracowane w radzieckim Instytucie
NAMI. WsPofP racujca na tarcia para materialow wYkonana jest w po-
4
,staci pierscienia 1 i klocka 4.
Na badany material (pierscien lub klocek) w zaleinosci od przeznacze-
nia prob nanosimy elektrolitycznie lub w inny sposob odpowiedniq, ilosc
,promieniotworczych izotopow. Pierscien 1 osadza sig na pionowym wale
2. Pionowe poloienie walu ulatwia wymywanie produktow zuiycia.
Docisk klocka 4 do pierscienia 1 reguluje sib przy pomocy ci~iaru 5
osadzonego na diwigni 6. Dla zabezpieczenia samonastawnosci klocka,
polgczony jest on z diwignk, 6 przegubem kulistym. System smarowania
wykonano w sposob nie dopuszczaj~cy do przenikania i osiadania pro-
mieniotworczych produktow zuzycia w szczelinach ? i innych miejscach.
.Nieprzerwany obieg oleju zapewniala pompka 7 od silni ca samochodu
?Moskwicz". Stopien zuiycia okreslono na podstawie pomiaru promienio-
wania produktow zuiycia unoszonych przez olej.
Dla zapewnienia ci~glosci rejestracji impulsow w przewody smarowa-
. nia, wstawiono specjalne szklane naczynie 8 o podwojnych sciankach.
Wewnatrz tego naczynia umieszczono pojedynczy licznik Geigera-Mullera
9., Naczynie 8 zaprojektowano tak, aby szybkosc przeplywu w nim oleju
nie ulegala zmianie. W przeciwnym przypadku roimca osadzania produk-
tow zuiycia na sciankach naczynia i przewodow moglaby spowodowac
blcdy pomiaru. Na opisanym urzgdz~niu przeprowadzono mi~dzy innymi
proby zuiycia babitu. W tym celu na ieliwny pierscien o srednicy 60 mm
i wysokosci 20 mm naniesiono warstw~ promieniotworczego babitu o gru-
bosci okolo 1 mm. Klocek wykonano z ieliwa. Doswiadczenia przeprowa-
dzono przy naciskach od 4 do 10 kG/cm2 i pr~dkosci obrotowej pierscienia
.950 obr./min. W systemie smarowania kr~iylo meprzerwanie 500 g oleju.
Cala zawartosc oleju przeplywala przez naczynie z liczmliem 9 w ci4gu
1 minuty.
16
cmp
tm n 500
400
too
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
C '
10 20 3,0 4,0 5,0 60 7,0 BO
godnn
Rys. 14. Wykres zaleino~ci natgienia promieniowania od czasu
Na rys. 14 podano charakterystyczny dla Lego rodzaju prob wykres
intensywnosci zuzycia babitu. Na osi odci~tych odlozono czas prob w go-
dzinach, a na osi rz~dnych - ilosc impulsow otrzymywanych w ck gu
minuty.
Wykres dotyczy prob przeprowadzanych z babitem przy nacisku jed-
nostkowym 5 kG/cm2. Zak widac z wykresu, w 3 i 6 godzinie wzrasta
krzywa zuiycia. Spowocowane to jest 2-krotnym zatrzymaniem maszyny,
po 3 i 6 godzinach pracy, dla wycisniQcia oleju z powierzchni probek.
Na podstawie wzorcowania urzgdzenia wyznaczono, ie 100 imp/min, od-
powiada zuiyciu wagowemu 157 mg lub liniowemu 4,92 ..
Et 5L))
Rys, 15. Urz~dzenie do badania zuiycia pier~cieni tlokowych:
1 - pier~cienie tlokowe, 2 - pompa, 3 - mieszadlo, 4 - licznik G-M,
5 - oslona blaszana
Na rys. 15 pokazano bardziej szczegolowy schemat speejalnego urz--
dzenia typu polprodukcyjnego, przeznaczonego do badania zuiycia pier-
scien tlokowych. Pierscienie 1 osadzone s~ w glowicy i dociskane spr--
iynami do powierzchni cyhndra. Glowica otrzymuje such posuwisto-
zwrotny. Olej w ilosci 3-4 kg podawany jest do cylindra przez pomp@ 2
i rozbryzgiwany na scianki lopatk~ 3. Z drugiej strony olej zawieraj jcy
produkty zuiycia scieka do przewodu odprowadzajicego, w ktorym umie-
szczony jest w blaszanej obudowie 5 licznik, Geigera-Mullera 4. Olej
omywaj~c licznik wraca do pompy i z powrotem podawany jest do cylin-
dra. W charakterze promieniotworczego preparatu zastosowano izotop
Zn05. Promieniotworczy cynk wprowadzony byl w postaci wkladek. W tym
celu na obwodzie pierscienia wywiercono 9 otworow o srednicy okolo
0,8 mm i gl~bokosci 1 mm (rys. 16), w ktore 'nast~pnie wprasowano
wkladki. ' -
Na rys. 17 podano schemat badania zuiycia pierscieni tlokowych bez-
posrednio na silniku spalinowym. W urz~dzeniu tym olej z silnika 1 p0-
st~puje do chlodnicy 2 i nast~pnie do zbiornika 3.
Dla dobrego przemieszczania produktow zuiycia w zbiorniku zainsta-
lowano mieszadlo 4 nap~dzane od silnika elektrycznego 5. Po dokladnym
~4.
znalazl przede wszyst-
kim ktore zachowuJe
zastosowanie w technice wysokiej proini i radthtechnice, jako np.
elektrody w ]ampach elei ~tronowych i prety podtrzymuJace wolframowe
ele
wlokna w lampach iarowych [1]. W. lampach radiowych molibden sto-
suje si na anodY+ ?a w lantpach rentgenowskich na oslony anod. Szero-
e
kie zastosowanie ma ter molibden w prostownikach rteciowYch i lam-
pach duieJ ' mocY ze wzgle.du? na jego zdolnosc tworzenia szczelnych inie-
wrai1iwych na zmiane temperatur pplaczet ze szklem [l].
l molibdenowe elementy grzejne w elek-
Znacznc zastos9wane znalazY
trycznych piecach oporowych. Piece to pracujace zawsz z atmosfera wa-
osiagJ a'a, maksYmalna temperature 1450-1700?C i znalazly due
dorowa ?
zastosowanie przy spiekanju proszkow metalicznych,
z mclibd enu w kr+ajach v''S'soce uprzemyslowionych produkuje sie ter elektrod ' do piecow uiywanych do toptenaa szkla. Elektrody takie wY-
kanuje y sie w nostact ,blach o grubosci do 20 mm lub pretbw o srednicy
okolo 25 mm [4]. Rys. 6 przedstawia takie elektrody.
Rys. 6. Elektrody molibdenowe
m skladnikiem stali stopowych konstrukcyjnych
t cenn
hbd
j es
Mo
Y
narzedzio wych. W stalach konstrultcyJnych molibden zwieksza iarood-
pornosc i odp ornosc na korozje, a w sbalach narzedziowych zwiekszahar-
townosc, odpornose na scieranie i polepsza kowalnosc [2]. Dadatek mo-
libdenu do stali pancernych zwieksza ich odpornose na przebicie. W sta-
lath kotlowych molibden zmniejsza pelzanie.
Weglikt mo]ibdenu Mo.2C charakteryzuja sie wysoka twardoscia (1479 H i wraz z weglikami wolframu, tytanu t ntobu uiywane moga byc do
wyrobu spiekow twardych.
WOLFRAM
Otrzymywanie wolframu
Wolfram w skorupie ziemskiej wystepuje w mniejszych Jeszcze tlo
molibden. Wolfram otrzymuje sie w postaci proszku z rud
ciach ntz -
S
wolframowych. wolframitu (wolframian ielazowo-manganowy) i szellitu
(wolframian wapnia). Zmielony wolframi stapia sie najpterw z soda w temp. 800?C i nastepnie wylugowywuje otrzymujac roztwor wolira-
mianu sod u. Przez dodanie do niego kwasu solnego strata sie kwas wol-
framowy, na ktorY dziala sie amoniakiem i otrzymuje wolframian amo-
ru. Ogrzewan ie wolframianu amonu prowadzi do otrzymania trojtlenku
wolframu WOs [1], [3].
Gdy ruda wyJ 'sciowa jest szellit, pruces skraca sie, gdyi opuszcza sie
?e
sbaptame z soda i dziala od razu kwasem salnym na j ego wodna zawie-
sine.
Nastepnie trojtlenek wolframu redukuje sie na metaliczny proszek wolframowy przy pomocY wodcru w temperaturze 800-900? C 1].
PrzedmiotY walframowe otrzymuje sie z proszeu przewaznie procesa-
mi metalurgii proszkow.
Wlasnosci wolframu
Wolfram jest to Jeden z naJ'wYieJ ' topliwych (3370?C) i najcieiszych
metali (gestose 19,3 g/cm3). 0?
nictwo ciePlne wolframu wynoszace w temperaturze 2
Przewod ?C jest wiecej nii dwukrotnie mniejsze nii miedzi, lecz
.
0,47G cal/cm sek -
wieksze nii niklu i ielaza.
W to framu
mperaturach otoczenia wlasnosci wytrzymalosctowe wol sa
niece wyzsze nii molibdenu+ Przy czym wlasnosci to prawte nie ulegaja
.
zmianie ai do 1000?C [ii].
Cecha chaiakterystyczna wolframu jest to, ii podczas przerbbki pla-
styczneJ na ztmno, pod wP1Y ~ wem z . iotu wytrzymalose jego zmtenia sie zu elnie nieproporcjonalnie do twardosci i tak np. przy ciagntentu druttt
p
evalframawego srednicy 6 mm do 2+5 mm wytrzymalosc jt go rosnie
dwukrotnie, podcza., gdy twardosc wzrasta tylko o 3 jednostki RC. Od-
ornose wolframu na korozJe jest wieksz'a nii molibdenu.
p
W temperaturach po niiej 100?C wolfram jest odporny na dzialanie wi kszosci kwasow i lugow. Rozpuszcza sie natomtast bardzo szYbko
e
ty wodzie krolewskieJ ' w'temperaturze 100?C 1 w mieszaninie kwasu flu-
,
orowodorowego i azotowego [4].
Powinowactvvo wolframu z tlenem w temperaturach podwyiszonych jest due. W temperaturach powyiej 400?C wolfram pokrywa si war-
stewka troltlenku wolframu WOs, ktora nie stanowi ochrony pried dal-
szym utlenianiem. \
Przerobka plastyczna wolframu
eraturach otoczenia wolfram ma gorsze wlasnosci plastyczne
w temp
nii tytan, cyrkon tantal czY molibden i dlatego ter przerobka plastycz-
' ' wtkszosci ~vypad-
na wolframu przeprowadzana jest w przewaia1aceJ e
kow na goraco [2].
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
.-.i- -,
,r
ieki wolframowe kuje sie i walcuje w temperaturach od 1150? do
Sp ,
1650?C, przy czym przy' wiekszych przekrojach stosowae nalezy wyisze
temperaturY [4]. Stosowanie temperatur niiszych powoduje powstanie
s i pakniee. Dodac naleiy, ii kucie spiekow. wolframowych przepro-
r3'
wadza sia przy, stosowaniu bardzo malych energu uderzen.
Ciecie woiframu przeprowadza sie tei wylacznie n?a goraco i to w tem-
peraturach zaleznych tei od wielkosci przekroju przecinanego.
Ciagnienie drutu wolframowego o srednicy wiekszej nii 0,3 mm prze-
rowadza sia w temperaturach wyiszych od 800?C w ciagadlach ze spie-
P
kow twardych. Przy srednicy mniejszej od 0,3 mm stosuje sia ciagadla
a ieniu drutow wolframowych stosowa-
diamentowe. Jako smar przY cig'
'
nY Jest zawsze grafit. Nagrzewanie woiframu do temperatur przerobki
pl'astycznej winno bye przeprowadzane w wodorze.
Obrobka skrawaniem woiframu
-
Obrobka skrawaniem woiframu jest bardzo trudna i naleiY unikae ko
niecznosci toczenia, prasowania, wiercenia, czy struganja czesci wo'lfra-
mowYch [4]. Jedynie praktykowane jest,ciecie i szlifowanie wolf ramu.
Ciecie wolframu przeprowadza sie na pilach tarczowych, diamento-
wych z wh zaniem kauczukowym, przy czym oala operacje przeprowa-
dza sie bardzo ostroinie, gdyz latwo powstaja pekniacia, ktore potem
trudno jest usunac droga szlifowania.
Szlifowanie wolframu przeprowadza sie tylko tarczami karborundo-
wYmi [4]. Podczas szlifowani'a, aby zabezpieczye sie przed odpryskiwa-
niem wolframu, naleiy nie?zmieniac obrotow i posuwu tarczy i stosowac
male grubo?ci warstwy szlifowanij.
Obrobka ciePlna wolframu
Wyiarzanie wolframu w temperaturach powyiej temperatur rekry-
,
stalizacji pociaga za soba gwaltowny wzrost kruchosci i dlatego tei' wol-
fram wYiarza sie w ciagu 20-30 min, w temperaturach nieco niiszych
-
od temperatur rekrystalizacji, np. okolo 1000?C, co daje tylko calkowite
usuniecie napreien wlasnych.
Wytrawianie wolframu
DrutY wolframowe przerabiane plastycznie na zimno poddaje sia za-
sadniczo tylko odtluszczaniu, stosujac metody przyjate dla stali.
Natomiast blachy' pretY i odkuwki' wolframowe przerabiane na gore-
co, bez stosowania atmosfer ochronnych podczas procesow przerobki pla-
stY cznej, poddaje sia dla usumecia warstwy tlenkow - wytrawianiu
w cia paru sekund w roztopionej sodzie kaustycznej. Po wytrawianiu
rzedmioty chlodii sia i przeplukuje w bieiacej wodzie goracej. Ze
p
wzgladu na to, ii roztopiona soda moie atakowae wolfram [4] , czas wy-
trawiania musi bye ograniczony do minimum.
Droiszym od wytrawiania, lecz rowniez szeroko stosowanym sposo-
bem oczYszczania warstwy tlenkow wolframowych, jest redukcja przed-
miotow utlenionYch przy pomocy wodoru w temperaturze 800-1000?C
a u 10-30 min. Chlodzenie od tych temperatur do temperatur oto-
W cig
czenia Przeprowadza sia rowniei w atmosferze wodoru '[1].
38
39
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
b,aczcnie woiframu
Do laczenia czascj wolframowych stosuje sia prawie wylacznie luto-
wanie. Najczasciej jako luty stosuje sie miedi, nikiel lub gdy czesci ma-
ja pracowac w wysokich temperaturach - tantal w postaci cienkiej
blaszki L4].
Opracowana tez zostala metoda laczenia czasci wolframowych przyy
pomocy spawania ark'atomowego, przy czym dotychczasowe badania da-
ly pozytywne wyniki.
Czysty wolfram ze wzgledu na swoja wysoka temperature topnienia
j dobre wlasnosci wytrzymalosciowe w wysokich temperaturach znalazl
glownie zastosowanie jako wlokna w ]ampach iarowych i elektrono-
wych. Poza tym uzywa sia go jeszcze na katody i antykatody w lampach
rentgenowskich, na elementy grzejne w piecach oporowych oraz do apa-
ratury pracujacej w wysokiej proini, na spreiynki napinaiace katody ia-
rzeniowe i elektryczne przejscia proinoszczelne w lampach [1].
Rys. 7, Przekr9j przez ciagadlo wykonane ze spiekdw twardych, zaprasowane
\v obrgczy stalowej
Znane sa tez powszechnie elektrody wolframowe do swiec zaplono-
wych wysokiej wydajnosci, elektrody do spawania arkatomowego, a tak-
ze i elektrody do zgrzewania oporowego [1].
Najwieksze jednak zapotrzebowanie woiframu (okolo 90% calego za-
potrzebowania) stanowi metalurgia stali. Dodatek wolframu w stalach
narzadziowych zwieksza ich odpornose na zuiycie, zmniejsza krytyczna
szybkose ich hartowania, zwiaksza ich hartownose i przede wszystkim
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
zmniejsza sklonnose stali hartowanej do odpuszczania w podwyiszonych
temperaturach, dzieki czemu narzadziowe stale wolfrarnowe nad.aja sia
na narzadzia do pracy .na goraco.
O,bok_ stall narzedziowych z dodatkiem wolframu, znane sa tei stale
woiframowe o tiawartosci do 6% W stosowane jako materialy magne-
tycznie twarde.
Duke ilosci wolframu znajduja tei zastosowanie przy produkeji spie-
kow twardych, ktorych glownym skladnikiem jest weglik wolframu. Na
rYs. 7 Przedstawiony jest przekroj przez ciagadlo ze spiekow twardych,
zaprasowane w obraczy sialowej. - .
Z produktow metalurgii proszkow znlane sa jeszcze spieki wolframowe
z dodatkiem miedzi i niklu, o gestosci powyiej 16,5 g/cm3; sa one sto-
sowane przy budowie maszyn w wypadkach, gdy zalezy na umieszczen.u
duiej masy na malej przestrzeni, a wiac przy budowie wirnikow, regu-
latorow, na przeciwwagi i ci~karki wyrownawcze itp. [1].
Innym spiekiem ciaikim jest spiek wolframu z dod'atkiem kobaltu
i niklu c gasto?ci 17 g/cm3, ktory stosuje sie jako oslony przed promte-
niami Roentgena i schowki na materialy radioaktywne [2].
TANTAL
Otrzymywanie tantalu
Tantal otrzymuje sia w postaci proszku poprzez elektroliza soli tanta-
lowej K2TaF7 [1]. Ruda wyjsciowa do otrzymywani'a K2TaF; jest naj-
czescieJ ' tantalit, zawierajacy 75% piaciotlenkow tantalu i niobu. Te dwa
metale wystepuja w przyrodzie zawsze razem, a ze wzgledu na zbliione
wlasnosci chemiczne trudno jest je oddzielie.
W skali technicznej proces otrzymywania czystego tantalu z tantalitu
przedstawia sia' nastapujaco:
Na pokawalkowana rude dziala sia najpierw soda i otrzymuje sia wo-
dorotlenki tantalu i niobu, ktore nastapnie rozpuszcza sia w kwasie flu-
orowodorowym i dodaje fluorku potasu. W efekcie stracaja sia dwie sole
K0TaF7 i K2NbF5 . H2O, latwe od oddzielenia, gdyi tylko druga z nich roz-
puszcza sia W wodzie [1].
Przedmioty tantalowe otrzymuje sia najczasciej druga procesow me-
talurgii Proszkow, przy czym spiekanie musi bye przeprowadzone
w proini, gdyi metal latwo absorbuje prawie wszystkie gazy, a szcze-
golnie wodor [1]. '
Mokna tek proszek tantalowy przetapiae w luku elektrycznym w prok-
ni, a nastapnie odlewac do kokil.
Najwainiejsze wlasnosci fizyczne i mechaniczne tantalu zostaly poda-
ne w tabeli 1 i 2 [1], [2], [4], [12]. Jak widae z powyzszych babel, tan-
tal chociai ma dwukrotnie wyi~za gastose od stall, przypomina ja jednak
w wielu wlasnosciach mechanicznYch i fizYcznYch.
Wytrzymalosc na rozciaganie, twardosc, wydlukenie, a take przewod-
nictwo ciepine tantalu, jest bardzo zbliiona do stall srednioweglowej.
40
41
/
1
Natomiast? przewodnictwo elektryczne tantalu jest mniejsze nil stali.
W odroiniethu tei od stall, tantal w temperaturach otoczenia jest para-
magnetyczny.
Tantal ma dobre wlasnosci plastyczne i jego _vrzerobka plastyczna na
blachy, pray, druty, rury przeprowadzana jest prawie zawsze na zim-
no [2].
T.antal naleiy do metali bardzo odpornych na korozje. W temperatu-
rach otoczenia tantal jest odporny na dzialanie prawie wszystkich kwa-
sow, za wyjatkiem kwasu fluorowodorowego, stekonego kwasu siarkowego
i mieszaniny kwasu fluorowodorowego i azotowego [4]. Na dzial'anie lu-
gow tantal jest mniej odporny; takie i fluorlci atakuja go dose gwaltow-
nie L4]. Wody rzeczne, morskie i mineralne nie dzialaja na tantal zupel-
nie, natomi'ast wysokoalkaliczne wody kotlowe powoduja jego korozja [2].
Ze wzrostem temperatury odpornose na korozja tantalu znacznie sie
zmniejsza. W wysokich temperaturach tantal chgtnie laczy sie z tlenem,.
a takie pochlania prawie wszystkie gazy, a szczegolnie wodor, lazot i gazy
szlachetne. Z chlorem tantal laczy sia juk w temperaturze 175? [4].
Przerobka plastyczne tantalu
Przerobka plastyczna tantalu .przeprowadzana jest na zimno. Ogrzany
tantal przy ietkniaciu sie z powietrzem lub z atmosfera lochronna traci
bowiem od razu wlasnosci plastyczne, ze wzgledu na jego wielkie zdol-
nosci pochlaniania prawie wszystkich gazow.
Tantal ma dobre jednak wlasnosci plastyczne, poniewai na zimno daje '
sia latwo walcowac, tloczye, ciagnac, prasowae, a nawet kue.
Walcowane blaszki tantalowe osiagaja grubosci ponikei' 0,1 mm. Do
glabokiego tloczenia stosowane sa bl'achy tantalowe po Hwy.arzeniu rekry-
stalizujacym w temperature 1000?C w wysokiej proini. Jeieli tloczenie
przeprowadza sia tylko w jednej operacji, wysokose miseczki male bye
rowna srednicy stempla. Przy kilku ciagach wysokosc miseczki m.oie
wynosie najwykej 0,4 - 0,5 srednicy stempla [4].
Ciagnienie tantalu nie sprawia klopotu I vyzarzania rekrystalizujace?
w proini moina stosowae rzadziej nil przy ciagnieniu stall [2].
Ciacie tantalu daje pozytywne wyniki jedynie przy,zastosowaniu luzu
pomiedzy matryca a stemplem, wynoszacym okolo 6% grubosci blachy.
KuciE tantalu naleiy unikae. W wypadkach jednak kaniecznych, stoso-
wae naleiy male ciakary bijaka i uderzenia lekkie, lecz czaste [12].
Ze wzgladu na to, ii skrawalnose tantalu jest stosunkowo dobra, obrob-
ka skrawaniem tantalu me, sprawia wiekszych trudnosci i moina czasci
tantalowe toczye, frezowac, wiercie itp.
Na narzadzia do obrobki skrawaniem tantalu stosowane sa przewaknie
stale szybkotnace, gdyi na narzedziach ze spiekow twardych podczas
sknawania szybko powstaje na krawadzi tnacej narost w postaci przyle-
pionych czasteczek tantalu skrawanego. Katy ostrza przy skrawaniu tan-
t~,lu stosuje sia takie same, jak przy skrawaniu miedzi.
Dzielenie procesow obrobki skrawaniem tantalu nla obrobke zgrubna
i wykanczajaca nie daje wynikow pozytywnych i raczej daffy sia do jed-
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
'Pg
r?
r
?v;}l ?a
k!U; ~'
6i.' l~.?~?eb'?
tosowac szYbkosci skrawania nie
ennierac r odczas ktorej nalezy s ? 'ach mnie'-
mej ope 1 p wartosci posuwu. Przy szybkosci J-
kanie tantalu skra
Jsze nii 30 m/~mmmm mo i ie na male stepowac bardzo latwo pQ
.szych niz 30 m/
-wanego [4].
Sz fowame szcze 61nie gdy przed-
tantalu nie daje dobrych wynikow, g
'
tantalowe po obrbbce plastyczneJ bY}Y wYiarzane ez rekrystalizuszlifowajaco.
-
mioty si tarczami karborundowyini, le
`Tantal utwardzony szlifule e
ie to d'aje wyniki mierne [91. '
n
Obrobka cieplna tantalu
-
ObrSbka cieplna tantalu sprowadza sie do wYiarzania rekrystalizujace g ?C w wsokiej
i w temperaturach okolo 1000 Y
? o, ktore przeprowadza se
pr6ini [4].
Wytifawianie tantalu
-
o rzerobce plastycznej przedmioty tantalowe poddaje sie wytrawia
ma any jest
P p kwasie chromowym [4]. Gdy wy g
~niu najczesciej w agrzanym wYtrawianej, pried zanurzeniem
spec)alnle Y w soka czystosc sie powierzchni chromowym stosuje sie goraca kapiel kwasu
tantalu w ogrzanym kwa
dla calkowitego pozbycia sie czasteczek ielaza na ? powierzchni
musza bye s
solnego, trawione przedmioty ty musza bye s
przedmiot~W asuszone w ieranme
tantalowych. Wy strumieniu suchego i odkurzonego powietrza.
Lgczenie tantalu
rzewa-
Czesci tantalowe, moina spawac i zgrzewac oporowo 2 . Przy zg
-niu punktowym 'czscie' stosowane,
ktbre jest dla blach tantalowych naJ e J rz
, . P y
stbsowaniu i stosowac duiych mate nacis naciskbWki i pwysokie wartosci nateienia }atwo pradu sie do-
nale y lastYczne blachy tantalowe
-
'e powierzchnio
i 'szac opbr elektryczny, co w ofekcie daJ rz
we zgrzei zmn eJ sciach wYzymalosciowych. P y
we grzeinawidtowo y o bardzo niskich przeprowadzonym pro wlasnocesie zgrzewariia, a take spawaniz.
p ne maJa wlasnosci plastyczne i wytrzyena}osciowe podobne
miejsca taczo
.do metalu laczonego [12]. '
Zastosowanie tantalu
yinYch g.aleziach wspblczesnej
techrukitrotechnTan . tal I Ina talc lazl stosowany Jzastosowanieest w szeroko wielu w wprzemysle chemicznym elek-
?' proini, radiotechnice,
icznym, medycznym, w technice wysokieJ
?rnetalurgii itp? 1 du na swoja odpornosc
rzem sle , chemicznym tantal ze wzg e nstrukc ny, uiy-
dzialanie kwasow, znalaz} na
W p Y zastosowanie jako material ko YJ budow urzadzeri przy produkc?? ~i kwasu solnego i m w azatowego.
ym tantal Y w przemys1e chemicznym i elektrotechniczny
Poza ty wielu
oza
wypadka np. elektrody pracujace w ele ro-
ep
? litach o ch ma}ym lub zast owac duiym moie platyne ( ,
st ieniu jonow wodorowych).
e
chnice i radiotechnice tantal uiywanY jest jako material
od -
W elektrote r i nki napinajace wlokna kat y w rbi
konstrukcyjny, np. na anody i sp @ Y technice wysokiej proini
ach elektronowych [1]. Poza tyro w
nych lamp
42
Declassified in Part - Sanitized
tantal uiywany jest Jako getter> a to ze wzgledu na wymienione wyiej
wlasnosci pochianiania gazow. Te gettrujace wlasnosci tantalu wykorzy-
e sq tez w generatorach lampowych o duzej mocy, gdzie wYkonuJ
stywan 'e
?
siG anody z tantalu [2].
Ze wzgledu na to, iz tantal nie jest podatny na dzialanie kwasow fizjo-
-
iczn ch w chirurgii stosowane sa nici tantalowe do laczema przecie
tvch log , nerwow y i sciegien, a t..kze blaszki tantalowe do zastepowania bra-
kujacYch tkaiiek w czaszce [4].
W metalurgii stab zastosowanie tantalu jest -znacznie mniejsze nii wolframu, ' 'ach
mo1ibdenu> tYtanu, a nawet cyrkonu. W mektbrych kraJ
?
wysoce uprzemys}owionych sa wprowadz ane nieznacznie ilosci tantalu do
co stale to osiagaja lepsze wlasnosci antyko-
stali nierdzewnych, przez
rozyjne [2].
NIOB
Otrzymywanie niobu
Niob w skorupie ' ziemskieJ ' wystepu'e zawsze wraz z tantalem. Sposob
J
tantalu i niobu opisariy byl jui wyiej. Nio,b podobme jal:
oddzielania
tantal otrzymuje sie w post .aci proszku - drog a elektrolizy. Po wydzie-
niny K~TaF- i K0 Nbo F5 H,O - soli zawierajaceJ
lemu z mi?s.a ? ' niob
_ ,
oddaje sie ja elektrolizie [1] . Proszki niobu prasuje sie nastepnie i spie-
p
ka podobme jak proszki tantalu i tytanu.
Wlasnosci niobu
Wlasnosci mechaniczne J fizyczne niobu podane sa w tabeli 1 i 2 [2],
[4], [15]. wic jest okolo dwukrotnie
Gestosc jego jest zbliion'a do miedzi, a e J
niisza nii tantalu. zbliione do wla-
snosci nosci tantalu, w ntrz maloatomiast s Jebuciowo e i przplastyczne niobu sa
W}as Y Y ewodnictwo cieplne i opor elektryczny sa wyisze nii tan ~ 'est
talu. Poza tYm niob podohnie jak i tana tal jest para-
magnetyczny [4].
Niob jest rawie
mniej odpornY na korozJe nii tantal. Atakuja , go P wsz stkie alkalie, a take kwas fluorowodorowY i miesz'anina kwasu
fluorowodorowego ineralne
Y i azotowego. Natomiast kwasy organiczne i m nie dzia ' 100?C od-
pornosc laJ ' na na korozje niob zu niobu pelnie [4] . W temperaturach powyieJ
a
est jeszcze mnrejsza, a w temperaturach jeszcze
j
z ch odobme jak tantal niob pochlama wiekSZOsc gazow.
Niob posiada duie powinow
w y p actwo z tlenem, ale powstala warstewka ?tlenkbw chroni go Przed dalsza korozla. [2], [15].
,jest szczelna i go
Przerobka p!astyczna niobu
Podobnie jak tantal, niob poddawanY jest przerobce plastycznej na owac tlocz c, ciagnac, kuc itp. [4]
zimno. Mona go walc Y
ter st czn niobu jest maly wp}yw zgniotu na wlasnosci
Cechy charak y Y a 'i?
rnechamczne i dlatego moina w jednej oper.acJ przerobki plastycznej na
zimno uzYskiwac zgnioty do 60% [4].
V
Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
43
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Cis Y:
may.
?Y
4yMKyV
Obr6bka skrawaniem niobu
Skrawalnosc niobu jest podobna jak tantalu. Niob moina toczyc, fre-
iowae oraz wiercic. Ze wzgledu jednak na latwe odpryskiwanie i lama-
nie niobu podczas obrobki skrawaniem, konieczne jest stosowanie malych
posuwow [4].
Narz dzia do obrobki skrawaniem niobu wykonuje sie najczesciej ze-
e
stali szybkotnacej lub rzadziej ze spiekow twardych.
Obrobka cieplna niobu
Wyiarzanie rekrystalizujace niobu przeprowadzane jest w temperatu-
z'ze 1000? C w wYsokieJ ' Proini [15].
Czesci wykonane z niobu laczy sie najczesciej droga zgrzewania. Spa-
wanie oporowe niobu jest moiliwe do przeprowadzenia, lecz.spoiny maja
bardzo niski wlasnosci wytrzym'alosciowe. Spawanie gazowe niobu nie
daje wynikow pozytywnych [15].
Zastosowanie niobu
Zastosowania czystego thou sa dotychczas nieznaczne. Czysty niob sto-
sowanY jest w technice wysokiej prozni na zarzace sie katody i anody w lampach elektronowych wysokiej jakosci, 'a take w elektrotechnice
jako prostownik pradow o niskim napieciu [1].
Poza tym nio;b male bye stosowany jako material konstrukcyjny
w przemysle, chemicznym, gdzie wykorzystana jest Jego odpornosc na
dzialanie niektorych kwasow [2]. Glownym zastosowaniem niobu jest
metalurgia stali. W krajach wysoce uprzemyslowionych wprowadza sie
niob w niewielkich ilosciach od 0,5-0,8% do wszystkich stall nierdzew-
nych chromowo-niklowych [2]. Niob w stalach tych ,podwyisza odpor-'
nose na korozJe w wysokich temperaturach, znriiejsza mozliwosci korozji
miedzykrystalicznej, podepsza spawalnosc tych stali i wlasnosci pla-
styczne.
Bardzo korzYstnY jest tei dodatek niobu w stalach nariedziowych wy-
sokochromowych, gd; i zwieksza ich hartownose [4] i w stalach do azo-
towania, gdzie powieksza szybkosc azotowani, tych stall i zwieksza ich
twardose [2].
13ardzo odporne na korozje sa take stopy nikiel-nieb i ielazo-niob.
Stop o skladzie 97% Fe i 3%oNb mole byc uiywany przy budewie turbin
parowych.
Nieznaczny dodatek niobu do stopow aluminiowych zwieksza ich drob-
noziarnistosc, a w zwiazku z tym polepsza ich wlasnosci wytrzymalo-
sciowe. Stopy niobu zaaluminium i chromem cechuje wysoka odpornosc
na korozje i wysoka twardosc [2].
Wegliki niobu o bardzo wysokiej twardosci (do 2055 H) wraz z we-
glikami wolframu i chromu moga, . a nawet Jjui znaJ'duia zastosowanie
, .
przY produkcji spiekow twardych [1].
44
Laczenie niobu
WANAD
Otrzymywanie wanadu
Wanad nie naleiy do metali tzw, rzadkich. W skorupie ziemskiej wa-
nad wYstepuje w wiekszych ilosciach.nii metale tak popularne, jak cynk
i nikiel. Zloia wanadu sa jednak rozproszone po calej kuli ziemskiej,
a rudy wanadu sa rudami ubogimi.
Metalurgia wanadu polega na chemicznej metodzie otrzymania z jego
rud czystego trojtlenku wanadu, a nastepnie jego redukcji przy pomocy
wapnia Ca w atmosferze ochronnej [11], [2].'
Przedmioty wanadowe otrzymuje sie z proszku wanadowego procesami
x ietalurgii proszkow albo droga topnienia w luku elektrycznym w atmo-
sferze argonu.
Wlasnosci fizyczne i mechaniczne wanadu sa ujete w tabeli 1 i 2 [2],
?[4], [11].
Wanad ma niska gestose i wysoka temperature topnienia, w zwiazku
.Z czym przypomina cyrkon i tytan. Modul spreiystosci wanadu jest Jed-
nak znaczilie wyiszy nil tytanu i cYrkonu i stosunek modulu sprezy-
stosci do gestosci dla wanadu i stall weglowej jest zbliiony.
Wanad w podwyiszonych temperaturach chciwie laczy sie z tlenem
i azotem, a take pochlania wodor w duiych ilosciach. Utlenianie wanadu
zaczYna sie jui w temperaturze 300?C .1 rosnie bardzo szybko do tempe-
ratury 400?C. Z azotem wanad laczy sie dopiero w temperaturach powy-
iej 700?C. Wtracenia gazowe w wanadzie zwiekszaJq jego kruchosc, przy
czym przy zawartosci tlenu powyiej 0,1%, a azotu 0,03, wanad Juz jest
riezdol~iy do przerobki pbastycznej [4].
. Odpornose na korozje czystego wanadu nie jest calkowicie zbadana.
Wiadome jest Jjednak] ii wanad jest odporny na dzialanie wody'morskiej,
iimiarkowanie steionego kwasu solnego i siarkdwego i jest gwaltownie
atakowany przez kwas azotowy [2].
Przerobka plastyczna wanadu
Czysty wanad ma dobre wlasnosci plastyczne i moina go walcowac,
prasowac, ciagnac, tloczye i ciac na wykrojnikach [4].
Na rys. 8 przedstawione jest walcowanie ra ziipno blachy wanadowej.
Przerobk plastYczna na zimno moina przeprowadzae do zgriiotu 85% be.
e.
- yiarzania rekrystalizujacego. Blache wanadowa do grubosci 6 mm wal-
cuJ'e sie rna zimno, a przy grubosciach wiekszych walcuje sie w stance podgrzanym w temperaturach 800-1150?C [4].
Drut wanadowY moina przeciagae do grubcsci 0,1 mm [4].
Na rys. 9 przedstawione sa polprodukty i gotowe czesci wykonane z wu
nadu. '
45
1-~?~.r
. Allli
9 4u
e~~b?
A't
-Fr
i?a~~
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Rys. 9. Potprodukty i gotowe czgsci wykonane z wanadu
Obrobka skrawaniem wanadu
Wanad podczas obrobki skrawaniem przypomina stal wtglowa walco-
wana na zimno.
Przy obrobce wanadu noiami ze stali szybkotnacej, otrzymuje sit
powierzchnit o witkszej gladkosci nii noiami ze sniekow twardych.
Przy skrawaniu wanadu naleiy stosowae moiliwe wysokie szybkosci
skrawania [2].
Obrobka cieplna wanadu
Wyiarzanie odprt'.ajace wanadu przeprowadza sit w temperaturze
600?C w 'atmosferze obojttnej lub redukujacej, a wyiarzanie rekrystali-
zujace w temperaturze 900?C w proini [2].
Laczenie wanadu
Cztsci wanadowe moga bye spawane lub zgrzewane elektryczrie, ale
zawsze przy zastosowaniu obojttnej atmosfery argonu [4].
Zastosovanic
Czysty wanad nva we wspolczesnej technice jeszcze ogranicione zasto-
sowanie.
Wydaje sit, ii glowne zastosowanie znajdzie wanad w najbliiszym
czasie w przemysle chemicznym, z racji wysokiej odpornosci na korozjt
i w przemysle okrttowym -- z racji odpornosci na dzialanie wady mor-
skiej [4].
Najwitksze zastosowanie obecnie ma wanad w metalurgii stali. Doda-
tek wanadu. w stali wplywa na dobre odgazowanie stali, a szczegolnie
na ddazotowa'nie i odwodorowanie. Poza tym wanad zwitksza wytrzyma-
lose stali na rozciaganie, jej twardose, granict sprtiystosci, udarnosc
i wytrzymalose na zmtczenie [2]. Dlatego tei wanad wprowadza- sit do
stali narztdziowych i niektbrych konstrukcyjnych, a zwlaszcza sprtiyno-
wych. W stalach konstrukcyjnych dodatek wanadu nie przekracza 0,2%,
w stalach narztdziowych niskostopowych 0,65%, a w stalach szybkotna-
cych dodatek wanadu dochodzi nawet do 2,5%.
Wanad uiywany jest takie jako dodatek stopowy do ieliwa, gdyi zwit-
ksza jego drobnoziarnistose i utrt dnia grafityzacjt.
Roine zwiazki wanadu uiywane sa w przemysle chemicznym jako ka-
talizatory. Przy produkcji kwasu siarkowego i organicznej syntezie, ka-
talizatory zwiazkow wanadu wypieraja obecnie znacznie drozsze kataliza-
tory platynowe [2].
Poza tym zwiazki i stopy wanadu uiywane sa w przemysle medycz-
nym, tekstylnym, ceramicznym i filmowym.
HAFN
Otrzymywanie hafnu
Jak jui poprzednio bylo wspomniane, hafn towarzyszy zawsze cyrkono-
Wi i dlatego tei produkcja czystego hafnu jest zawsze produkcji uboczni
w zakladach metalurgicznych cYrkonu. Oddzielenie hafnu i cyrkonu jest
trudrie, gdyi oba to metale maja bardzo zbliione wlasnosci chemiczne.
Metoda produkcji czystego hafnu polega na otrzymaniu z rud zawieraji-
cYch hafn, zwiazku J'odu z hafnem, ktory dysocjuje w temperaturach wy-
c
sokich, dajac hafn, zanieczyszczony glownie cyrkonem [14] (1 /oZr). Otrzy-
many w ten sposob hafn topi sit w ~piecach lukowych w atmosferze 'argonu
i odlewa do kokil. Walcowanie wlewkow hafnowych przeprowadza sit na
goraco w temperaturze powyiej 850?C [4].
Wlasnosci hafnu podane sa w tabeli 1 i 2 [2], [4], [14]. Jak widae
z tabeli 1, gtstosc hafnu jest przeszlo dwukrotnie wyisza nii gtstose cyr-
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
' y
,,;;tea
 konu, a temperatura topnienia hafnu jest wyisza o okolo 370? C nii
temperatura topnienia cyrkonu.
Z innych wlasno?ci naleiy podkreslic, ii modul spreiystosci hafnu jest
prawie o 50% wiekszy nii modul spreiystosci cyrkonu.
0 wlasnosciach chemicznych hafnu wiadome jest, iz hafn podobnie jak
?cyrkon ma bardzo due powinowactwo do gazow, a zwlaszcza do tlenu
i aiotu. Jui w temperaturach otoczenia hafn przy zetknieciu z powietrzem
pokrYwa sie cienka warstewka tlenkow, jednak penetracja tlenu w gla'b
metalu jest wolf iejsza nii w wypadku cyrkonu. Tlenki hafnu sa hardzo
trwale'i nie ulegaja redukcji przez wygrzewanie w wodorze [14].
Zanieczyszezenie tlenkowe hafnu,, a take azotki hafnu obniiaja znaez-
nie jego wlasnosci plastyczne i jui w'niewielkich ilosciach czynia go nie-
zdolnym do przerbbki p] astycznej.
Hafn jest metalem odpornym na korozJe. W temperaturach otoczenia
na hafn nie dziala kwas solny, siarkowy, azotowy, a takie'wiekszosc al-
kaiM ['4]. Hafn rozpuszcza sie natomiast w kwasie fluorowodorowym
i w mieszaninach kwasu azotowego i solnego oraz kwasu azotowego i siar-
kowego [2].
Przerobka plastyczna hafnu
Hafn ma stosunkowo dobre wlasnosci plastyczne i mointa przerabiac go
plastyczne na goraco i na zimno [4]. Przerobka plastyczna na goraco
odbywa sie w temperaturach, powyiej 850?C na po vietrzu. W ten sposob
a takie bardzo duia emisje elektronow, naleiy przypuszczac, ii zastoso-
wanie hafnu wzrosnie gwaltownie i to przede, wszystkim w przemYsle
chemicznym, radiotechnicznym i technice wysokiej proini.
Obecnie hafn jest giownie stosowany jako dodatek w postaci dwutlenkq
(Hf0:) w ilosci od 0,1-3% do wolframu, molibdenu j tantalu przerabia-
nego plastyczne na zimno [4].
Dodatki to opoiniaja rekrystalizacje tych metali, zwaekszajac czasokres
pracy nlektorych gotowych wyrobow, np. wlokien wolfnamowych w lam-
pach iarowych.
LITERATURA
1. K. Wesolowski, B. Ciszewski - Metalurgia proszkow. P.W.N. 1954.
2. M. A. Piliand, E. I. Semenow - Swoistwa redkich elemcntow Melalurgizdat
?
1953.
3.
J. L. Everhart - Materials and Methods, 77 (1951). 90.
4.
P. B. Litton, B. W. Gonser - Metal Progress. 55 (1949). 346. .
5.
G. I. Bradford, J. P. Catlin, E. L. Wemple - Metal Progress.
55 (1999). 348.
6.
W. L. Wiliams, W. G. Stewart - Metal Progress. 55 (1949). 351.
7.
N. E. Promise] - Metal Progress, 55 (1949). 354.
8.
R. Kieffer, H. Hotop - Metalurgia proszkow i materialy spiekane - I{alowice
1951.
9. A. Van Arkel - Reine Metalle - Berlin 1939.
10. 'E, Hyac, E. Dilling, A. Robertson - Transactions of American Society for Me-
tals - 42. 619. 1950.
0. A. Songina - Redkije metally - Metalurgizdat. 1951.
Sprawocznik Maszinostrojenija t. 3. Maszgiz 1947.
Gmelins Handbuch der anorganische Chemie. N. 41 Titan - Berlin - 1951.
Gmelins Handbuch der anorganische Chemie. N. 43 Hofn - Berlin. 1941.
Gmelins Handbuch der .anorganische Chemie- Niols - Berlin. 1947.
hafn moiemY walcowac, kuc i pnasowac.
Najtrudniejsza przerobka plastyczne hafnu jest jego toczenie, ktore
11.
?
12.
na powietrzu [4].
przeprowadza sie w temperaturze 950
'
13.
zac na zim-
Cignieniet a takie miekiedY walcowanie moina pp rzeprowad
a
14.
no, jednak zgniot rile powinien przekraczac 30% [4].
15.
Obrobka cieplna hafnu
Hafn wystepuje w dwoch odmianach 'alotropowych. Do temperatury
1600?C hafn wystepuje jako odmiana a o siatce przestrzennej heksago-
nalnej. W temperature powyiej 1600?C istnieje odmiana 'alotropowa p
krystalizujaca w ukladzie regularnym o siatce przestrzennie centrycznej
[14]. Ta przemiana alotropowa hafnu more stac sie podstawa obrabki
cieplnej obecnie jeszcze nie stosowanych stopbw hafnu.
Obecnie obrobka cieplna hafnu sprowadza sie do wyzarzania rekrysta-
lizujacego, kt6re w zaleinosei od zgniotu przeprowadza sie w temperatu-
rze 700-800?C, w atmosferze argonu lib w proini.
Zastosowanie hafnu
Zastosowanie ?hafnu we wspolczesnej technce jest jeszcze bardzo male,
przede wszystkim dlatego,metal niedawno jeszcze zostal odkryty (1923
r.), a take dlatego, ie otrzymanie czystego hafnu sprawia jeszcze duio
trudnosci.
Ze wzgledu jednak na jego bardzo dobre wlasnosci antykorozyjne,
wysoka temperature topnienia, dobre wlasnosci mechaniczne i plastyczne,
Wlasnoci fizyczne [1) [2) [4] [11] [13] [141 [15J
d
!t
a
Przcwodnictwo
1Yspolc:pnnik
C
p
Clcplo
P
Ii
Metal
GcstoSC
w
Tcmpcrout?
eleplnc w tem?
llnlowel roz?
elnolcl
wlsSclwc
Gpdr
eleklr,
1lorlul
2U C
ra topnle?
pernturze 20?C
pInei na 1?C
tle
w temp,
mlkroom
sprq*pstoScl
w 0(cm3
nla w ?C
w cal/cm sck,
w zakrealc
18?C
cm
w kcfcmz
?C
0-100?C
?
w calf6 G
Ti
4.5
1730
0,033
7 ? 14 ? 10-6
0,142
60
1 ? 18 ? 106
Zr
6.4
1860
0,047
6 ? 3. 10-6
0a066
41
0,8 ? 106
Mo
10.2
2620
0,350
5 ?49 ? 10-6
0,0647
4,77
3. 106
W
19.3
3370
0,476
4.0 ? 10-6
0,034
5,48
3 ? 5 ? 106
Ta
16.6
2996
0,130
6 ? 5 ? 10-6
0,034
12,4
1 ? 9. 106
Nb
8.6
2415
-
6. 6 ? 10-6
0,065
13
-
V
6.0
1720
-
7 . 0 ? 10-6
0,1153
26
1 ?4 ? 106
Hf
13.0
2227
-
8 . 4 ? 10-6
0,035
30
1 ?4 ? 106
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Tabela 2
Wlasnoscr mcchaniczne [1J (21(41 [111 [131 [141 (151
Metal L Postae
Cyrkon
Cyrkon otrzymany przez
dyssocjacj0 zwiazkow
cyrkonu z jodem, zawie-
rajacy 3% Hf
Cyrkon otrzymany droga
redukcji czterochlorlcu
cyrkonu-magnezem (to-
piony tndukcyjnie w ty-
glu grafitowym)
Cyrkon o zawarto?ci 0,1%
Hi topiony w piecu lu-
kowym
Molibden
Molibden otrzymany dro-
g1 proces6w metalurgii
proszkow
Moltbden topiony w luku
elektrycznym
Blacha
Blacha
Tytan,pospolitej jako~cl,l Rura
6
Tytan otrzymany przez Tama
dyssocjacj@ zwiazk6w
tytanu z jodem
Blacha
1 mm
Pr@ty
q 12,4 mn
49
wyiarzona
przerobiona plastycz- 70
nie na zimno
63
84
63
55
67
88
wyiarzona
przerobiona plastycz-
nie na zimno
kute
wyiarzona w proini
zgniot 18%
zgniot 55%
wyiarzona w proini
zgniot 95%
Blacha wyiarzona w 735?C
0,6 mm zgniot 90% 35?C
Drut wyiarzony w 7
q 3 mm zgniot 65%
Blacha wyiarzona w 735CC
1,2 mm zgniot 60%
Blacha wyiarzona w 735?C
wyiarzona
przerobiona plastycz-
nie na zimno
0,25 mm wyiarzonn
przeroba Plastycz-
nie na zimno
Prgty
0 6,4'mm
1,3 mm
Drut wyiarzony
0,6 mm przerobiOflY plastycz-
nie na zimno
0,12 mm wyiarzony
przerobiOflY plastycz-
nie na zimno
wyiarznne w 1100?C
walcowane
84
91
122
38 31
59 9
72 5
Twar-
do?c
a5?/? Rock-
wella
Rn 42
Ra 87
27 lia 91
10 Ro 98
1 Rn '22
7 BB 95
Volfram
Tantal
Wanad
Wand topiony w luku
elektrycznym
Ilafn
Blacha przerabiana plastycz-
1 mm nie na zimno
0,25 mm
Pr@ty
06,4mm I.
0 2,5 mm
Drut
0,6 mm
? 0,12 mm n
Blacha wyiarzon last cz
0,25 mm przerabtana p Y
nie na zimno
Drut przea bion
prz ero Y Plastycz-
nie na zimno
c 0,05 mm
surowymw stanie
Blacha wyiarzona lastycz-
Drut przerobto yp
ale na zimno
Tama wyiarzona w 9000C
I 1,5 mm walcowana na zimno
zgniot 75%
Prat walcowany na gora-
9 mm co ,
49
105
158
210
35
77
70
126
35-40'
65-75
50 45 28 Rn 81
79 76 5 Ro 93
59 50 20 -
0-2 Rc 45
0-2 Rc 67
0-2 Rc 37
0-2 Rc 40
40 IR6O
Itr 95
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Kpt. mgr ink. ST. KOCA15DA
Mje doe. dr J. GIERULA
ZASTOSOWANIE LICZNIKOW GEIGERA-MULLERA
DO .POMIAROW GRUBOSCI ELEMENTOW K
ONSTRUI{CYJNYCH
Niniejszq prac~ wykonanb w roku 1953. Jej rezultaty nie zostaly wow-
czas opublikowane, gdyi uwaialismy je za zbyt skromne i niezupelne.
Poniewai jednak w biei~cea, s~fiatowej literaturze technicznej ukazujr
sie'publikacje, zawierajgce material, doswiadczalny, ktory nie wykracza
poza ramy wykonanych przez nas pomiarow *, uwaiamy za stosowne po-
daielic sie z naszymi uwagami na .ten temat. Sklania nas do tego jeszcze
fakt, ie do riiektorych wynikow i wykresow roboczych zawartych w roi-
nych pracach moina ustosunkowac si@ krytycznie (pomiary w zakresie
niskiej czuld?ci metody: mala ilosc danych, statystycznych).
Problem polegal na zbadaniu moiliwosci wykorzystania promieniowa-
nia j preparatu radowego do techniki kontrolnej, jak np. do pomiarow
grubosci elementow konstrukcyjnych 1 do defektoskopii. Podobne pomiary
znajdujq szczegolne zastosowanie przy okreslaniu grubosci blach lub roi-
nych scianek w miejscach niedostepnych dla pomiaru zwykle uiywanymi
srodkami, jak rowniei vvykry'wa sie nimi utajone wady przewainie w du-
iych przedmiotach.
Analiza.,procesow fizycznych zwi~zanych z przejsciem promieniowania
gamma przez substancJe wykazuje, ii istniejq dwie zasadnicze moiliwosci
pomiarow grubosci na tej drodze. Pierwsza wide sie z oslabieniem pro-
mieniowania gamma, druga z jego rOzproszeniem.
Dla cienkich warstw rzeczywisty wspolczynnik oslabienia moie bye
z dobrym przybliieniem zast~piony wspolczynnikiem absorpcji .
Wladomo, ii prawo absorpcji brzmi:
? d
. Jd=Joe 1
gdzie: Jo - nat ienie promieniowania padaJ'qcego?
e
Jd - nateienie promieniowania po P rzejsciu warstwY materialu
o grubosci d w cm;
? - wspolczynnik absorpcji promieniowania, zaleiny ad rodzaju
- materialu i od energii kwantow promieniowania.
Prawo to mote byc zilustrowane wykresami podanymi na rys. 1 i 2.
Latwo stud zauwaiyc, ie stosunek nateienia przepuszczanego j padajq-
cego jest prost~ funkcj~ grubosci warstwy. Na tej zasadzie beds oparte
metody pomiaru grubosci pierwszego typu (rys. 3).
Rozpraszanie promieniowania gamma nastepuje w procesie Comptona.
Kwant promieniowania gamma przy oddzialywaniu z elektronem prze-
* Na przyklad: Djaczenko P. E. Tolkaczewa N. N. Opriedielenije tolszczyny stenok
z pomoszczju radioaktiwnych izotopow, Wiestnik Maszynostrojenija, Nr 9, wrzesien
1955.
I
N
.
/
S
\
5
4
_
_
_
_
:_
~ln
_
r
_
7 .
-
\
7
_
N
4
-____
_
N
5
Rys. 1. Prawo absorpcji promieniowania
1,0
?
cm-~
5
ct em
o energii 1 MeV w olowiu
\
.
_____
_____
_____
_____
I
n 'l
9
3 4
Rys. 2. ZaleknoSE spolczynnika absorpcji ? w olowiu od energii 'kwantu
promieniowania E
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
,1t:
:Y
w?
w~.
uJ'e mu cz sc sweJ ' energii i porusza sib dalej w zmienionym kierunku
kaz ~
kwant o ? mnieJ'szej energii (kwant rozproszony). Zaleinosc energii
Jako
kwantu rozproszonego ad kierunku rozproszenia jest nast~pujgca:
liv' _
liv
1+0,0242 (1-cos)
gdzie:
.hv - energia kwantu padajgcego;
hv' - energia kwantu rozproszonego;
cp - kgt rozproszenia.
e/ektrnn
Rlys. 3. Schemat pomiaru grubosci metodg oslabienia promieniowania gamma
1 - irbdlo promieniowania, 2 - obudowa z olowiu, 3 - kontrolowany element.
4 - licznik G-M, 5 - oslona z olowiu,
Rys .4. Schemat rozproszenia comptonowskiego
Szansa na rozProszenie rosnie wraz z gruboscig rozpraszajgcego mate-
rialu. NaleY i ednak liczyc si@ z tym, ii rozproszony kwant porusza sig
j
wewngtrz substancji rozpraszajgcej i moie bye w mel zaabsorbowany
na ogol z tym wiQkszYm prawdopodobienstwem, im wi~kszy jest kgt
'e
rozproszenia. Wynika to std, ie energia kwantow rozproszonych maleJ
ze wzrostem kgta rozproszenia (wzor 2). Stosunki sg to dose skompliko-
wane - zachodzi wi~c koniecznosc badan doswiadczalnych. Jeieli wy-
obrazimY sobie zasadniczy schemat doswiadczema talc jak na rys. 5, to latwo moina sib zorientowac, ie na1eialoby znalezc optYmalne warunki
dla kgtbw wiazki padajgcej i rozproszonej oraz przebadac nat~ienie pro-
mieniowania rozproszonego w funkcji grubosci ,probki w tych optymal-
nych warunkach.
Dlatego tei etapy pracy uj~to nast@pujgco:
1. db iadczenia z` ist 1i j cg w Wojsl~owej Akademn Technicznej apa-
ratur i srodkami badawczymi nad najlepszym ich umiejscowieniem
'S
wzgl~dem elementu mierzonego i badanego oraz wybraniu optymalnego
poloienia do dokonywama pomiarow, a w szczegolnosci:
a) odleglosci mierzonego elementu od irodla promieniowania;
b) kgta nachylenia elementu do osi licznika.
2. przeprowadzenie pomiarow grubosci blach.
3' y
Rys. 5. Schemat pomiaru grubosci metodg rozproszenia promieniowania gamma
Oznaczenie jak na rys. 3
Przeprowadzenie dos viadczen
Do pomiarow jako irodla promieniowania uiyto 100 mg radu, umiesz-
czonego w obudowie z blok6w olowianych, jak to ilustrujg schematy
urzgdzen pomiarowych na rys. 6 i 7.
T
400
90 r- /` ? 1, r+-300
5
Rys. 6. Schemat urzgdzenia pomiarowego do wst@pnego okre?1enia najlepszych
warunkdw doswiadczenia. Licznik G-M o srednicy d = 55 mm i dlugosci 1= 700 mm
H2:
1'
0
80
65
:..-.'
-i
Syr
 ?
Y
?
.
i
ILO
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
s5
:sr
;F bL~ j1
Przed przystqpieniem do. wlasciwych pomiarow zbadano tlo promienio-
wania rozproszonego w nieobecnosci,probek (bieg wlasnY licznika G-M
w obecnosci preparatu w obudowie i nieobecnosci rozpraszaj~cej probki)
Stale tlo jest zaznaczone na wykresach.
e
56
90
mat urzidzenia pomiarowego do okreslania grubosci probek z blachy
Rys, 7, Sche
Licznik G-M o srednicY d = 25 mm i dlugosci I = 60 mm. Wymiary i oznaczenia
Zbadanie wplywu od1eglosci j k~ta nachylenia probek odnosnie osi licz-
nika dostarczylo wynikow, ktore uj@to w formie wykresow na rYs. 8-10.
Pomiarow grubosci dokonano na probkach z blachy stalowej o zawar-
tosci w~gla od 0,05-0,2% o wymiarach 100 x 100 mm w przedziale gru-
bocci od 0,2-12 mm. Celem zbliienia warunkow pomiaru do warunkow
bliiszych praktyce doswiadczenia przeprowadzono przy pomocy znacznie mniejszego licznika przy stalej odleglosci i stalym kcie nachylenia
a
probki do osi licznika (rYs. 7). Odleglosc i kit nachylenia probki odpo-
wiadalY sprawdzonym, optymalnym warunkom doswiadczenia. Uzyskane
rezultaty pomiarow pp rzedstawia wykres rys. 11. Naniesione punkty na wYkresie reprezentuj~ srednie wartosci z 54 pomiarow.
Wnioski
1. Stwierdzono doswiadczalnie ii zmiana od1eg1osci mi~dzy badanym
elementem a 1icznikiem i irodlem promieniowania w zakresie od 100-
300 mm nie wp1Ywa istotnie na wskazania licznika (rys. 8). Natomiast kat
od r wa ro1 zasadniczI na wyniki pomiarow, ale
t lko do nachylenia k~ta a = probki 30)uo ; g Y zakres od 30 o do60o nie wykazuje powazniejszych
t
Y
? /
zmian we wskazaniach aparatury dla danych warunkow pomiarow (rys. 9
i 10).
2. Doswiadczenia dobitnie wykazaly, ii istnieji} dostateczne przeslanki
do dose dokladnego okreslenia grubosci elementow w miejscach niedo-
st~pnych dla zwyklych pomiarow, uiywalgc do tego celu licznikow Gel-
gera-Mullera. Wykres na iys. 11 wskazuje na latwo odczytalnq zalei-
nosc miidzy grubosci a ilosciq impulsow rejestrowanych przez licznik
w przedziale grubosci blachy od 0,2-12 mm. A zatem zostala jednoznacz-
nie okreslona funkcla ~vielkosci rozproszenia promieniowania od grubosci
10000
N
tmp/mrn.
.. 75OC
5000
50 100 ' 150 200 250 300
od1e91osc probki
Rys. 8. Wykres ilosci impulsow na min. N w zaleanosci od odleglosci probki od skraju
obudowy irodla promieniowania, wykonany na podstawie. doswiadczen przy pomocy
urz1dzenia na rys. 6. Wyniki obowigzujg dla licznika G-M o d=55 mm i I=700 mm
oraz dla numeratora (przyszgdu rejestruj~cego) w skali 32. Probka z blachy stalowej
n+b
o wymiarach 200X70X5. Oznaczenia odleglosci probki -~ widoczne na rys. 6.
Kt nachylenia probki do osi licznika a=19?,
57
h '~
, .
? a.r
?,:
?.: _
-4 .,
..,~
t;
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
15000
N
imp/mm.
//
/
_
rro
i
0 1
5 3
0 4
5 6
9
0 75
0
a,
Rys. 9. Wplyw kata nachylenia probki a odno?nie osi licznika na wskazania
aparatury rejestrujacej dla warunkow pomiaru, jak podano przy rys. 8.
N
impu(sy/min
6Gp0
500
400
?
t2.-
.-. ..
_.-._-
--
3_
?000
1000
o
_ .
.
n L
5
60
d ,
Rys. 10. Wykres funkcji N=f (a) wainy dla warunkow pomiaru podanych przy
rys. 8, lecz odnoszacy si@ do probki o wymiarach looX1o0X1,1 mm
q+aboif biarhy
Rys. 11. Zaleinosc ilosci impulsow na minute N od grubosci blachy stalowej g.
a Wykres sporzadzony na podstawie wynik6w z aparatury pokazana na rys. 7 dla
: optymalnych warunkow kontroli. Wymiary licznika: ?rednica d=25 mm;
i dlugosc 1=60 mm. Skala numeratora 8,16 i 32
~vtr~
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
10000
rozpraszaj~cego materialu; funkcja to wskazuje na szerokie moiliwosci
praktycznego zastosowania.
3. Dokladnosc pomiaru jest ograniczona:
a) bl~dami natury statystycznej, ktore wynikaJ4 z fluktuacji liczenia.
w wartos' bl du w no 100 lkowi
Procento a c ~ y si gdzie N jest ca to
1/N
ilosci~ impulsow.
Blcdy tego typu moina zmniejszyc przez podwyiszenie czasu
trwania pomiaru;
b bl dami sYstematYcznYmi na skutek niestalosci liczenia sPowodo-
~
wanym wahaniami napigcia oraz niepowtarzalnosci,ustawienia prob-
ki, licznika i irodla promieniowania. Bl~dy to s0 zawsze wi~ksze
~d bl~dow pierwszej grupy (a).
Wyczerpujqcych badal nad skrupulatnym okresleniem dokladnosci
pomiaru nie przeprowadzono, natomiast je przeanalizowano zakladaj~c,
ii suma bl~dow w liczeniu dochodzi do 2,5%. W tak nieco uproszczonym
przypadku uzyskujemy na podstawie wykresu rys. 11, ii dokladnosc po-
miarow wynosi odpowiednio:
do grubosci 1 mm - cv 0,06 mm
? 4 ? - CV 0,19 ?
8 ? - N 0,43 ?
12 ? - N 0,70
4. Przy pomiarze cienkich scianek dose powain~ przeszkode stanowi
tlo. Podwyiszenie czasu badania usuwa cz~sciowo t@ niedogodnosc, polep-
szajOc tym samym warunki pomiaru.
N
.Nnpolsy/min
EbYG
1
I
WGp
I~
?00
X000
,
708
flo
;
.
0 ,
1
3
4
5
6
7
6
N
Ji
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
,,,?',9..
r1
i odkreslic ii w pomiarach grubosci, a take w defektoskopii
Naley p
przy PomocY licznikow Geigera-Mullera istnieja, znaczme doskonalsze
nki dla zastosowania omowionej metody w codziennym iyciu tech-
waru
nicznym, _wyraiajace sig przez:
1., tanie irodlo promieniowania np. si Co;
2. wydatnie mniejsze wYmiarY urzgdzenia, pozwalajace na latwy trans-
port i bardziej podroczne uiycie;
3' poza tYm"wYda'e sib ie istnieje energia kwantow promieniowania ? gamma, dajaca optymalne warunki przy uzyciu metody rozprosze-
-
nia. W przYtoczonYch doswiadczeniach nie mielismy jednak mods
ivosci stosowania innych preparatow, poza radem.
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
L
TEMPERATURA SPALIN JAKO JEDEN ZE WSKA~NIKOW
PRACY SILNIKA SPALINOWEGO
Badajac silnik spalinowy' analizujemy szereg ~vskainikow Lego pracy.
Chodzi o to, abysmy otrzymali jak najbardziej wszechstronny obraz
danego zjawiska, aby?my wykryli poszczegolne jego elementy dla wzbo-
gacenia teorii i praktycznego stosowania. Chodzi zarazem i o to, aby sto-
sowane wskainiki byly moiliwie proste i latwe z_punktu widzenia prac
doswiadczalnych i obliczeniowych.
Jednym z szeroko stosowanych wskainikow pracy silnika spalinowego
to temperatura spalin. Temperature t@ mierzy sib za pomoc~ termopary
umieszczonej na wydechu przy wylocie spalin z silnika. Uwaza sio po-
wszechnie, ie im temperatura spalin na wydechu jest nitisza, tym straty
sa mniejsze, tj. praca silnika jest korzystniejsza.
W niektorych silnikach stosuje sib nawet regulacj@ obciaienia poszcze-
golnych cylindrow przy pomocy temperatury spalin na wylocie z kaidego
cylindra. Slusznosc stosowania tel regulacji i jej uzasadnienie nie byly
jednak opracowane.
Sprawa moiliwosci oceny jakosci procesu pracy silnika na podstawie
temperatury spalin za cylindrem zasluguje na wnikliwe badania. W przy-
padku pozytywnych rezultatow uzyskalibysmy przeciei dogodny sposob
np. kontroli pracy silnika w eksploatacji, sposob, ktory moglby bye bar-
dzo cenny.
W tym wlasnie kierunku poszedl w swoich badaniach A. G. Tyriczow.
Badania to przeprowadzil on w Charkowskim Politechnicznym Instytucie
im. W. I. Lenina. W 1954 r. Tyriczow opublikowal [1] uzyskane rezul-
taty badaYi, w ktorych podaje micdzy innymi, ie poprawa procesu spala-
nia wywoluje zmniejszenie temperatury spalin na wydechu, zas pogor-
szenie procesu spalania pociaga za soba wzrost tej temperatury. '.fyri-
czow dochodzi do wniosku, ie na podstawie temperatury spalin na
wydechu moina ocenie jakose pracy silnika i stosowae jej kontrol~
w eksploatacji. Tyriczow zaleca zarazem, aby w fabrycznych danych
technicznych dotyczacych produkowanych silnikow byly podawane krzy-
we zmian temperatury na wydechu w powiazaniu z charakterystykami
pracy silnika. W czasie eksploatacji, co pewien okres czasu, bylaby kon-
trolowana"temperatura na wydechu dla porownania z danymi fabrycz-
nymi i w ten sposob moina by stwierdzic czy praca silnika jest wlasciwa.
Przedstawione wyniki badan Tyriczowa pokrywaja sib, jak jui zazna-?
czylismy, ze spotykanym pogladem niektorych badaczy, ktorzy podaja,
ie im niisza jest temperatura spalin na wydechu, tym witksza jest spraw-
nose silnika. Poglad ten jednak, jak i wnioski Tyriczowa powinny wzbu-
dzie powaine zastrzeienia.
' Zatrzymajmy sib riad zaleiiioscia temperatury spalin na wydechu (Tay
od temperaturry spalin w cylindrze pod koniec rozpr~ienia (Tb), tj. w mo-
mencie, w ktorym zawor wydechowy zaczyna sib otwierae.
61
x.
b,rJ'
r r
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
..
12
it
fL ~. he.
, YSV1Y
1
ir'P~.tr7
CzY zawsze zmniejszenie Tb poci~ga za sobq spadek Tr, czy tei moie y c i na odwrbt, tj. Tn rosnie chociai Tb maleje.
Jak wiadomo, wydech (w silniku 4-suwowym) sklada sie z trzech czesci.
Pierwsza czesc, tj. glowna, odbywa sie z szybkosck nadkrytycznq przy
:znacznej r6inicy pomiedzy cisnieniem panujgcym w cylindrze, a cisnie-
niem zewngtrz cylindra. Druga czesc wydechu to wypychanie spalin
z cYlindra Przez tlok przesuwajacy sie w kierunku GMP.
Trzecia cc wydechu ma miejsce na ipoczatku suwu ssania i mote
ona trwac do zamkniecia zaworu wydechowego.
Pierwszej czesci wydechu towarzysiy stosunkowo nieznaczna strata
ciepla spalin na drodze do temperatury, ktorq mierzymy ich temperature. W czasie drugieJ czesci wydechu prze, plyw ciepla od spalin do scianek
?cYlindra jest dose `duiy. Temperatura na wydechu (zewn~trz cylindra
mierzona termopara) TP mote wiec zwiekszac sie lub zmniejszac w za-
leinosci od stosunku ilosci spalin wydostajgcych sie z cylindra w czasie
pierwszej czesci wydechu, do ilosci spalin wypychanych przez tlok w cza-
.sie drugieJ ' czesci wydechu. Stosunek ten mote zmieniac sie w szerokim
zakresie w czasie pracy silnika. Zaleiy on od tych wszystkich czynnikow,
ktore wp` lywaj na cisnienie'w cylindrze w momencie ipoczgtku otwarcia
zaworu wydechowego Pb. Do czynnikow tych naleza wielkosci obci~zema,
maksYmalnego cisnienia obiegu i k4ta obrotu walu korbowego odpowia-
dajacego maksymalnemu cisnieniu, przedostawame sie gazow z cylindra
do przestrzeni podtlokowej itd.
W dowolnym momencie suwu wydechu r (schemat) ' znajduje sie
seniu pr' zajmuj~ca
-v . cYlindrze ilosc spalin G', o temperaturze T', i cim
obJetosc V'
Poczatek otwarcia
` I zaworu wydet
r'lP;;Vr!Tr
?--
Rys. la
b (Pb ; Vb;7).
a
Mona przYJac, ie to ilosc spalin G'r, w momencie pocz~tku otwarcia
zaworu wydechowego, tj. w punkcie b (schemat), zajmowala objetosc Vb
oraz> ie J'eJ ' cisnienie bylo 'wtedy rowne cisnieniu czastkowemu (par-
?cjalnemu) p,b przy temperaturze Tb.
WYmieniona ilosc s1?alin G'r ulega najpierw pewnemu rozpreieniu od .stanu w punkcie b do DMP, a nastepnie w czasie suwu wy,dechu odbYwa
.si J'eJ ' spr ianie. Przemiane to moina uwaiac za politropoWa o zmienia-
ee
]ecYm ? si wYkladniku fn = var.), ktorego sredf iq wartosc oznaczy-
@
my n,.
Na temperature spalin w dowolnym momencie suwu wydechu T'r wply-
wa oczywiscie oprocz wielko?ci Tb (temperatury spalin w cylindrze
w momencie poczatku otwarcia zaworu wydechowego) i wymiany ciepla,
e la scian-
rowniei stosunek P- . PrzyJmuJ 'qc, ie spaliny nie oddaJ'q cip
r
Pb
kom, otrzymalibysmy:
gdzie:
k - wykladnik adiabaty.
Z zaleinosci tej dostajemy dla dwoch roinych warunkow pracy silnika:
T'
r,
T'
r,
k-1
r k
T'r=Tb pr
p'b
Tb,
7'b,
k-1 k-1
k k
Pr, Pb,
Pr, pb,
w przypadku Tb, = Tb2 oraz p'r* = P~; otrzymalibysmy np. wzrost
r
Tr Pb P' ly.m
w miare zmniejszania i zarazem wzrost - (przy sta
Tr I Pb, TP
cisnieniu pp).
Zmniejszenie p'b przy stalym Tb i P 'r jest oczywiscie, moiliwe W rze-
czywistej pracy silnika. We wzorach (1) i (2) naleialoby wtedy zamiast
wykladnika adiabaty k stosowac odpowiedni sredrli wykladnik politropy n'.
W ~przypadku Tb, ? Tb, oraz p'b, = p'b, otrzymalibysmy zgodme z za-
leinosci~ (2), wzrost T'r i zarazem Tp (przy stalym p~) w miare wzrostu
Jest to oczywiscie rowniei moiliwe w rzeczywistej pracy silnika.
0 wielkosci przeplywu ciepla ad spalin do scianek cylindra w czasie
wydechu moina s~dzic na podstawie nastepuJecego wzoru, ktory otrzy-
mal N. R. Briling [2]
n caa
ae = 0,99 3/ 2 . T . (a+0,185 cm) (3)
l P m2 ? godz 1 K
Vie wzorze tyro:
aX: - wspolczynnik przeplywu ciepla od gazow do scianek,
p,T - cisnienie i temperatura abs. gazow,
a - pewna stala wartosc (Briling przymuje dla silnikow gainiko-
wych a = 1),
cm - szybkosc tloka (m/sek).
Przy stalej wartosci cm otrzymujemy dla dwoch roinych warunkow
pracy danego silnika zaleinosc:
as, _ P1 li -I I cg2 P2 T2
~~ -- .?a:
(I)
(2)
f41
.Z zaleinosci tej widzimy, ie cisnienie gazow wplywa znacznie na wiel-
kosc ae.
63
XA I
:.;:.??
c+
w~~ e
+r'xiR'E
sya
a
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Autor niniejszego artykulu w swoich badanich nad wplywem resztek
spalin na pracy silnika gainikowego [5] otrzymal w przybliieniu wzrosf
ILg o, 0,6 do 0,7% przypadajacy na zwiQkszenie cisnienia na wydechu p,
o l%.
Cisnienie pp bylo przy tym zmieniane w szerokim zakresie, a miano-
wicie od 0,45 ata do 2,4 ata (rys. ib).
"-g/'g,0
2.C- I
?5 1,0 15 20 2,5
Pp
Rys. lb, Wplyw cisnienia na wydechu (p0) na wzg1~dn1 zmiang wspolezynn ca
przeplywu ciepla od spalin do scianek cylindra la8/at ) w czasie suwu wydechu.
1 g,n
Dane przybliione badati przeprowadzonych przez autora w MWTU im? Baumana
GdY szYbkosc obrotow walu korbowego rosnie zwi ksza si c? oraz
cisnienie spalin w cylindrze w czasie suwu wydechu p'r. Z tego pdwodu
zgodnie z wzorem (3) wartose a~ w czasie wydechu rosnie. Czas suwu wy-
dechu trwa jednak wtedy kr? cej i dlatego gazy w czasie wydechu przeka-
zul~ sciankom mnielsz6, ilosc ciepla. a~ zmienia sib bowiem wolmel niz
obroty walu korbowego, jak to wynika z zaleinosci (3) i znanego wply-'
wu wielkosci obrotow na wartosci cisnienia i temperatury spalin w cy-
lindrze podczas .suwu wydechu?
Dzialanie wzrostu temperatury spalin w czasie suwu wydechu T'r na
przeplyw ciepla od gazow do scianek jest wi~ksze dzi~ki wzrostowi ag,
zgodnie z zaleinosci (3) i (4)? Im wi~ksza jest wi~c wartosc Tb, tym roi-
nica Tb - Tp jest wi~ksza, tj. w tym mniejszym stopniu wskazania ter-
mopary umieszczonej za ,zaworem wydechowym odpowiadaj~ temperatu-
rze spalin w cylindrze pod koniec rozpr~iania.
Trwanie cz~sci wydechu, ktoia odbywa .sib z szybkosciq nadkrytyczni,
mole w poszczegolnych przypadkach znacznie sib przedluiyc i obejmo-
wac powain~ cz~sc suwu wydechu? Szybkosc krytyczna spalin wystcpuje,
jak wiadomo, przy stosunku cisnienia' w cylindrze p do cisnienia na wy-
dechu pI) rownym p/pp - 1,86. Trwanie wydechu z szybkosci~ nadkry-
tyczn~, mierzone w stopniach obrotu walu korbowego, zaleiy wi~c od
stosunku pp do cisnienia na ssaniu pk (stosowanie spr~iarek, dlawienie
ssania przepustnic~ itp.), od szybkosci obrotow walu korbowego 9b, od
oporow przeplywu gazow przez zawory i od innych czynnikow wplywaj--
cych na stosunek p/pa. Zagadnieniem tym zajmowalo sib wielu badaczy.
Dobrynin [3] w oparciu o badania Babarina i Czerkeza [4] podaje wplyw
wielkosci stosunku p,/p~ na kit obrotu walu korbowego (po DMP), przy
ktorym nast~puje przejscie od szybkosci nadkrytycznej spalin do szyb-
kosci podkrytycznej dla dwoch badanych silnikow ?a" i ?b" (rys. 2).
Rozwaiania nasze wskazuj~ witYc, w czasie pracy silnika w roinych
warunkach, zmiany temperatury za zaworem wydechowym TD moga byc
inne nit temperatura w cylindrze w momencie poczatku otwarcia zaworu
, wydechowego Tb. W poszczegolnych prz padkach zmniejszaniu sig Tb
mote towarzyszye wzrost T9. Takie wlasnie wyniki otrzymal autor w ba-
daniach, ktore przeprowadzil w Moskiewskiej Wyiszej Uczelni Technicz-
nej im Baumana [5] i [6] . Na iys. 3 podano zmiany T, (pokazania termo-
paiy) oraz wzgl@dne zmiany Tb/Ti,o w zaleinosci od cisnienia za zaworem
wydechowym p,,.
Pp
1,0 08 06 0,4 0,2 P~
Rys, 2, Wplyw wartosci p?Jp4 na zasiGg nadkrytycznego wyplywu spalin wedlug
Dobrynina w oparciu o badania Babarina i Czerkeza (ZSRR).
W wyraieniu Tb/Tbl,o wielkosci Tb odpowiadaja poszczegolnym pD, zas
Tbl,o - odpowiada cisnieniu po = 1,0 ata.
Wartosci Tb/Tbl,o otrzymano przy pomocy wykresow indykatorowych
jako srednie wartosci szeregu kolejnych obiegow (oscylograf p~tlicowy).
Badania przeprowadzono na jednocylindrowym silniku gainikowym
typu laboratoryjnego sluigcym do okreslania liczby oktanowej paliwa
metod~ 1 - C (COST 3337-48). Mieszanki nie podgrzewano. Silnik
pracowal na benzynie krekowanej o liczbie oktanowej 54. Obroty walu
korbowego byly stale i wynosily n = 1200 obr/min. Przykrycia faz roz-
rzgdu zaworow nie stosowano. Zawor wydechowy otwieral si@ przy k--
cie 40? przed DMP. Przepustnica na ssaniu byla calkowicie otwarta: Sto-
pien spr~iania E = 5,4. Mieszanka palna byla ekonomiczna (a > 1). Kqt
wyprzedzenia zaplonu 0 byl kaidorazowo ustawiany na wartose opty-
maln~ (wg mocy).
Z wykresow przedstawionych na rys. 3 widzimy, ie w badanych wa-
runkach pracy silnika, wzrostowi Tp towarzyszyl powazny spadek Tb.
Przykrycie faz rozrz~du wywoluje (szczegolnie na malych obrotach)
przeplyw cz~sci swieiego ladunku do rury wydechowej. Przeplyw ten
obniia wskazania termopary umieszczonej na wydechu. Zjawisko to wy-
stQpuje w zwi~kszonym stopniu w silnikach dwusuwowych. Temperatura
Tp odbiega wtedy jeszcze bardziej od Tb.
Temperatura na wydechu Tp mote oczywiscie bye interesuj~ca przy
badaniu takich zagadniei jak utylizacja energii zawartej w spalinach
(np do nap~du turbospr~iarki). Poslugujemy sib temperatur6 Tp przy
obliczaniu ogolnego bilansu cieplnego silnika. Z punktu widzenia, nato-
miast procesu indykowanego silnika spalinowego, temperatura Tp, jako
wskainik pracy silnika, mote bye zawodna. Datwo zreszt~ stwierdzic
-\v szeregu publikacji, ie np. wzrostowi TD towarzyszy cz@sto zarowno
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
i
Podkrytyczna strefa
6
a
1
Nadkrytyczna
9
strefa
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
wzrost sprawnosci indykowanej jak tei i jej spadek. Widzimy to rowniez
na rys. 3, nay ktorym podano dodatkowo przebieg 7]; *.
Odnosnie temperatury spalin w cylindrze pod koniec rozpr~iania Tb
naleiy podkreslie, ie temperatura to jest faktycznie wyrazem przebiegu
procesu indykowanego. Temperatura Tb moie bye jednak uwazana je-
dyriie za jeden ze wskainikow pracy silnika, obok szeregu innych wskai-
nikow ktore lgcznie mog~ dac nam wlasciwy obraz zachodzgcych w sil-
niku zjawisk.
Vt
0,31
0,30
0,19
0,78
T
1100
900
T /T0
b ,
1,1 ~-
1,0
x
b1o
a to
0,5 ~0 i5 2,0 , 2,5 p,,
Rys. 3. Zaleino~ci temperatury na wydechu Tn, wzgl@dnej zmiany temperatury spalin
w cylindrze na poczetku otwarcia zaworu wydechowego Tb/Tb,,o i sprawnosci
indykowanej iod ci?nienia na wydechu pp. Badania autora w Moskiewskiej
Wyisiej Technicznej Uczelni im. Baumana. (Silnik gainikowy 1-C)
Przebieg pracy silnika spalinowego moie bye taki, ie np. zmniejszo-
nej temperaturze Tb towarzyszy wigksza iloso ciepla przechodzeca od
spalin do czynr~ika chlodzgcego, niepelne spalanie itd.
Pomimo wi@c zmniejszenia Te mote nastepic spadek 7]; , chociai prze-
wainie bywa na odwrbt.
* W przyjertej metodyce badan straty indykatorowe suwu wydechu i ssania wlg-
czano do strat mechanicznych. Metodyk~ takg stosuje obecnie wielu badaczy
radzietikich.
Jeieli bedziemy zmniejszac ket wyprzedzenia zaplonu 0 od maksymal-
nej jego wartosci do minimalnej stwierdzimy najpierw wzrost Tb i row
noczesny wzrost 11;, a nast@pnie po przekroczeniu optymalnej wielkosci 0,.
dalszemu wzrostowi Tb towarzyszy jui spadek 1];. Detonacja j samozaplon
w silniku gainikowym wywolujg, jak wiadomo, spadek i1; ] rownoczesny,
spadek temperatury spalin. Zuboienie mieszanki zwi~kszajgc Tb, moie-
rownoczesnie zwiekszyc i. Rowniei z wykresow rys. 3 widzimy, ?e?
w pewnym zakresie cisnien na wydechu zmniejszeniu p0 odpowiada
zwiekszenie Tb i zarazem wzrost i];.
Obecny stan techniki pomiarow szybko zmieniajgcych sib temperatur
nie'pozwala jeszcze praktycznie mierzyc bezposrednio wartosci Tb. Otrzy-
mujemy je wylgcznie na podstawie indykatorowych wykresow cisnien
gazow w cylindrze drogq obliczen przy pomocy znanych zaleinosci ter-
modynamicznych.
Wartosci Tb s~ wiec przybliione. Wygodnie poslugiwac si@ wzgledny-
mi wielkosciamj (Tb/Tbo),' jak to widzimy na rys. 3.
W przypadku poslugiwania sic wykresem indykatorowym dla analizy
innych wskainikow pracy silnika, jak trwanie spalania i poszczegolnych
jego faz, szybkose narastania cisnienia itd., okreslenie temperatury Ti,nie stanowi jui duiego obcieienia j jest ono tyro bardziej celowe. Naleiy
oczywiscie uwzglednic nierownosc kolejnych obiegow pracy silnika, ktora.
w poszczegolnych przypadkach w silniku gainikowym mote przekraczac'
nawet 30% [6]. Wartoscj Tb otrzymuje sib wtedy jako srednie szeregu ko-
lejnych obiegow j dlatego wygodnie jest poslugiwac; sie oscylografem pg-
tlicowym. Pozwala on mianowicie latwo fotografowac duie dose kolej-
nych obiegow na przesuwajacej si@ tasmie filmowej. Te drogg otrzymano.
tei krzywq Tb/Tbl,o przedstawione na rys. 3.
Krotkie uJecie wnioskow koncowych moie bye nastgpuJece;
1. Posluiwanie sib temperatury spalin na wydechu (Tn) dla oceny ja-
kosci pracy silmka spalinowego i dla kontroli w eksploatacji mote bye za-
wodne i dlatego nie zasluguje ono na zalecenie. Wniosek ten nie wyklu-
cza oczywiscie celowosci poslugiwania sie temperaturg To dla innych
celow, o ktorych byla jui mowa.
2. Temperatura spalin w cylindrze pod koniec rozprEiienia (tj. w mo-
menbie, w ktorym zawor wydechowy zaczyna sie otwierae) Tb moie by&
uwazana jedynie jako jeden z szeregu innych analizowanych rownoczes-
nie wskainikow procesu indykatorow.ego silnika spalinowego. Tempera-
tura Tb, w odroinieniu od temperatury Tn, jest oczywiscie bezposrednio
zwigzana z procesem indykatorowym, jednak potraktowana w oderwaniu
od innych wskainikow, podobnie jak i szereg pozostalych wskainikow,
nie wystarcza ona dla oceny jakosci pracy silnika.
[1] Tyriczow A. C. - Ispolzowanije tiemperatury wychlopnych gazow pri issledo-
wanij raboczewo processa dwigatiela - 1954 r.
[2] Briling N. R. - Issledowanije raboczewo processa ,b tieploperedaczy w dwigatie-
lach Diesel - 1931 r.
[31 Mielkumow T. M., Dobrynin A. A. I inni. - Teoria awiacionnych porszniewych
dwigatielej - 1954 r,
[4] Babarin W. I. i Czerkez A. J. - 0 wlijanii protiwodawlenija na wychlopie na.
moszcznosV awiacionnowo dwigatiela t raschod wozducha - 1947.
[5] Gronomski L. - Wlijanije ostatocznych gazow na roboczyj process karbiura-
tonnowo dwigatiela 1954 r.
[6] Gronomski L. - Przebieg spalania w ?silniku gainikowym w zaleinosei od za-
wartosci spalin w mieszance roboczej. (Biuletyn WAT, czerwiec 1955 r.).
67
::
die
Sr
t`a
x~
K1,1rr
- x
yr
~Fd'
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07: CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Drukowano na pap. ilustr. ki. V, 70 g, 70 Y 100 w Wojskowej Drukarni w Lodzi.
Zam, nr 1351 z 6.12.55. Druk ukonczono 20.01.56. CW-26094.
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07: CIA-RDP81-01043R002000130004-7
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
BI.ULETYN.
WATECHNICZNIE:i:',
Im. latoslawa Ua6rorskiege-'
ZAGADNIENIA
TECHNIKI SAMOCHODOWEJ
ROK IV CZERWIEC 6(50) .
WARSZAWA 1955
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
1s~dti
w
Sr4'?~~ii=i
mr.
SPIS TRESCI
.,/ "
r
Kpt. mgr ink. J. Sikorski Niektbre metodr badan drogowych samochodu
i stosowane przyrzgdy pomiarowe . ,
L. ,Gronomsk'i,,.kand, nauk techn: - Przebieg spalania w silniku gaknikow
ym
t' . v; w/ipleznosci od iawarto?c(: spalim w mieszance roboczej . 17
fKpt: mgr, inz, S. Probulski =.;Niektore zagadnienia dotycz~ce;perspektYw roz-
woju silnikbw pojazdow mechanicznych ?
Kpt, mgr inz. T. Kasprzyk - Wyznaczenie reakcji drogi na kola samochodu
te1enowego,4X4? ;' 7$
I ? i~ ?
Kpt, mgr mz. M. Bernhardt -WZagadnienia;doladowania czterosuwowych sil-
nikdw gainikowych , . , , ,
Mjr mgr ink, J. Michalak - Podstawy teoretvezneg okre~lania zui cia aliwa
o ?, Y P
przez silnik samochodo}vy :. ? 114
Mjr mgr inz. A. Zimniak - Badani
e silmkow spalinowych za pomocq prze-
mienmkow piezoelektrycznych .
A
h
Str
93
. 12S
Kpt. mgr in. J. SIKORSKI
NIEKTORE MET.ODY BADAIV DROGOW'YCH SAMOCHODU
I STOSOWANE PRZYRZ DY POMIAROWE
Ogolna charakterystyka badan drogowych .
Badania drogowe samochodu rozunue sib jako zespol prob d pomiarow
dokonywanych w ezasie jazdy w scisle akre?lonych warunkaeh. Odnosz~
si@ one w zasadzie do Ipojazdu jako calosci i maj~ na celu przede wszyst-
kim okreslenie wlasnoscj ruchowych samochodu oraz ocenaenie jego za-
chowania sib w terenie.
Badania to sttanowiq jakby uogolnienie pomiarow, .odnosz~cych si@ do
pcszezegolnych zespolow I mechan.izmow samochodu, wykonywanych na
stanowiskach laboratoryjnych i un1oz1iwiaj~ krytyczn~ ocane jakosci ?y-
nikow i sluszncsci obranych metod badawczych. Ay jednak ooena to
byla sluszna i w ' osiggni~te prawidlowe, warunki, w jakich doko-
nywane s~ badania drogowe, anuszq bye dokladnie i jednoznacznje okre-
slone. I
Brak od owiednich nonml nastr
P ~cza niejednokrotnie trudnosci ,w usta-
leriiu pojee, jednostek miar oraz metod i sposobow postepowania przy ba-
daniach i poiniarach. Dzicki istnieniu takich norm warunki Przeprowa-
dzania doswiadczen, prob i ppmialrow moglyby bye scisle okreslone, a poza
tyro istndalaby moiliwosc porownywania wynikow badan rze rowadzo-
n ch w rozn ch okresach p p
Y y czasu przez rozne mstyinzcje.
Zanim przystapimy do omowienia pomoarow niektorych wla. ciwosci ru-
chowych samochodu, nalezaloby jeszcze nadmienic, ze badania to mogq
rcinic siQ wlasciwosciami zaleznie ed celu, ktoremu naj~ sluzyc, Mona
tn1 wya epic trzy zasadnicze grapy, a mdanowicie:
1. badania laboratoryjne,
2, badania drogowe,
3, badania eksploMacyjne.
Badania laboratoryjne przeprowadza sig na speejalnych stanowiskach,
badawczych przeznaczonych do okreslonych pomiarow i ?prob_ pojazdow,
zespalow i m chanizmow. Baidania to umoiliwiaja wyodrebnienie tych
cech, ktorych okreslenie w czasie jazdy samochodu jest trudn'e ," malo
dokladne, a czasami wr~cz niemoiliwe.
Na przyklad:
- pomiar charakterystyki zewnetrznej sjlnika,
- pomiar sprawnosci mechanizmow nap~dowych,
- polozeme srcdka ci~zkoscj ,i rozklad .naciskow na osie,
- poaniar sily napgdowej, .
- pomiar wspolczynnika oporu pcwietrza itd.
Ceim~ zalet~ pomiarow na stanowiskach jest stosunkowo w soka do-
kI dnose w i cow wad natoniiast
Yi? ~ , ze waivnld, w jakdch sa? przepra;
wadzo?ne badania lub pcmiary, zwykle odbiegajq mniej lub wiecej cd wa-
runkow rzeczywistych. .
a~
rrr~;
y~.h
~r
i
c.M
t:~
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Badania drogowe uzupelnione badaniami laboratoryjnymi daja wyczer-
pujacy obraz wszystkich wlasnosci skladajacych sie na pen, charakte-
?rystyke pojazdu. Ponadto badania drogowe +umoiliwiaji, ooene zachowa-
nia sie pojazdu w zalozonych z gory warnmkach pracy.
Badania eksploatacyjne przeprowadzane sa nad znajdujacym sie w uiyt-
kowamu taborem samochodowym. Wyniki takich badan stanowi~ defini-
tywne.i.rozstrz?ygajaee kryteriuan jakosci i przydatnosci samochodu. Oce-
niaja'one trwalosc pojazdu; i jego elementow sklado*ych oraz pozwalaja
okreslie jego oplacaJnosc.'
Naleialoby sic nieco zatrzymac nad zagadnieniem, jalde wlasciwosci
pojazdu moga bye badane na'drodtie. W tym celu zestawimy poszczegolne
pozycje, bilansu strat ?mocy pojazdu mechanicznego. Bilans ten uklada
sie nast~pujaco:
Str'aty zachodzace w silniku:
1, straty gazow wydechowych,
2. straty chtodzenia,
3."straty na tarcie i promaeniowanie.
St.ra,ty wewn.etrzne w mechanizmach napedowych:
4. straty ria poslizg sprzcgla,
5. straty'w przekiadniach"skrzyni biegow,
6. straty w priegubach' walow napedowych,
7. stratY w przekladni gihwnej i mechanizmie roinicowym
.
. 8..straty wiloiyskach polpsi.
StratY na ' pokonanie oporow zewnetrznych
9. stratY na opor toczenia kol samochodu,
10. 'straty na opor powietrza.
Moc pozostala uiyta jest na:
- pokonywanie wzniesien,
przyspieszenia pojazdu.
Poza tym interesowac nas bedzie wiele i mych wlasnosci charaktery-
zujacych samochod iak:
- szybkosc maksyanalna,
-.zdolnosc hamowania,
- oszczlnose zuiycia paliwa,
- statecznro'sc, .
= plynii?osc 'ruchu,
- kierowalnose,
- zdolnosci terenowe i inne, ktore naleialoby oanowic oddzielnie.
Zastanowrny si@, ktore z wymienionych pozycji w bilansie mocy moga
bye mierzone w badaniach drogowych.
Pozycje 1 - 3. Dokladny pomiar mocy efektywnej silnika wykonuje
sie w zasadzie na specjalnych urzadzeniach zwanych hamowniami. Zda-
rza sie czasama, ie moc 'rozwijana ? przez silmk badahego samochodu nie
jest narn dokiadnie znana, chociaiby ze wzgledu na 'pogarszeme sae jego
stanu technicznego.
W' 'takiarv 'przypadku? wykonujac probe drogowa moina okneslic moc
efektywna, a rnawet sporzadzie wykres'mocy silnika w funkcji szybkosci.
Dof tego 'celu stosuje sie przyrzad `wahadlowy kub przyrzad rejestnujacy
, z kolem biegowym.
Pozycja 4 - 8. Straty zachodzace w ukladzie napedowym okresla sie
na stanowiskach laboratoryjnych. Pomiar tych strat za pomoca prob dro.
gowych nie daje zadowalajacych rezultatow.
Pozycja 9 -10. Straty mocy na 1oszczegolne P6Z3'eje w te' u ie m
, J ~' P o-
ga byc z dostateczn dokladnoseia zmierzone, jesli dysponujemy odpo-
wiednia aparatura pomiarowa.
Pomiary strat na opor toczenia wykonuje sie zwykle za pomoca dyna-
anometru. Naleiy je wykonywae przy analych predkosciach jazdy, n .
r u 15 - 20 kmJgodz., a ' n a p
~ a drodze poziomei, ab3 unilrnae wplywu
oporu powietrza i wzniesienia. Przy niskich predkosciach wplyw o ru
wietsza jest tak mal . tie m
1~ J Y. Dina go porninae.
Jest bardzo wskazane ze wzgledu na dokladnosc wynikow, aby dyna-
namoanetr byl zaopatrzony w urzadzenie rejestnujaoe,
Schemat takiego dynamometru pokazany jest na rys. 1.
Rys. 1. Schemat dynamometru hydraulicznego z urzgdzeniem rejestrujgcym:
1 - skala tarczy; 2 - rysik?zapisujgcy, 3 - ramit rysika; 4 - cigglo polsczone
z tlokiem; 6 - zaczep dynamometru; 7 - tlok; 8 - cylinder; 9 - przew6d laczacy
cylinder glbwny z cylindrem urzgdzenia wskainikowego; 10 - tlok przekazujacy
ci~nienie na diwignie wskainika
Dynamometry spreiynowe, a nawet hydrauliczne bez urz~dzen tlu=
miacych, nie nadaja sti do wykonania dokladnych pomiarow w czasie
jazdy ze wzgledu na wstrzasy wskutek nierownosci dro
Pomaar oporu powiebza w czasie prob drogo ` h jest moili ~ ed-
nak nal ~ J wYY ] .
eiy zaznaczyc, ie wynik abejmowao b~dzie, podobnie,zreszta jak
przy pomiarze oporu toczenia, straty w ukladzie napedowym.
Pokonywanie wzniesien drogi
? Y
Zdolnosc pokonywania wzniesien, podobnie jak przyspieszanie pojazdu,
scisle odpowiada wielkosci sil riapedowyeh. Maksy? ialnej sue napedo-
wej na danym biegu odpowiada maksymalna zdolnosc pokonywania
wzniesien na tym s2nlym biegu, przy 5talej szybkosci. ?.
Ooena wartosci pojazdu pod t wz 1 em the :mole bYm g. ~ yc oparta , na
samych pomiarach zdolnosci pokonywania wzniesien. Mierzac . wzme-
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
 JJ
s-s
1::{L~~~JLL'-
yw'f N
t
err
e9Fb ems' ``"t .
Declassified in Part-Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
sienia pokonywtane przei" pojazd trzeba rowniez mierzyc szybkosc jazdy
i silo-nap~dowa,'-
Pomiar taki motina wykonac' posluguj~c' si@ przyrz~dem wahadlowym
i szybkosczomierzem. Urzadzenie to uni 1iwj poza tym pomiar k~ta po-
chylenia drogi. Przyrz~d pezymocowany do samochodu obroci sie wraz
z pojazdem o kat rowny wzniesieniu drogi, ktnry odczytac mozna ns
`skali bgoria' zwi zanego z wahadlem zajmujacym polozenie pionowe.
Dzialanie to schematycznie przedstawiono na rys. 2?
Nai tare ? ; te' o' r z du 'w konane dwie'skale z ktor ch jedna
okresla pochylosc' drogi ` w prooentach; a druga silo w kilogramach na
tone cioiaru pojazdu,, potriabna do pokonania wzniesienia. Do' iomiaru
pochylosci, czy to przy jezdzie pod gore czy w dol, ?nalezy utrzymac po-
jazd na stalej szybkosci'(V=constans). Budowe tego'przyrz~du przedsta-
wiono na rys. 7a i 7b.
O
"ju
Rys" 2?
Pr niewielkich wzniesieni ?
zy ach (do 7 lo) wymki odczytane z przyrza-
du wahadlowego sa niedokladne ze wzglodu na jego mala czulosc. Znacz-
na tbezwladnosc ezosei, obracajacych+sie, glownie wahadla wakutek zanu-
rzetna go w cieczy, wymaga; stosunkowo d)ugiego czasu na, ustalenie sie
we wlasciwym `poloieniu? Poci ga to za soba, koniecznosc dobierana od-
Po4viednio dlugich odcinkow 'pomiarowych drogi, co niejednokrotnie
w praktyce nastrecza wiele trudnosci.
Zanurzenie wahadla w cieczY wolane jest koniecznosci tlumienia
~'Y a
jego drgan pochodz~cych od wstrzasow wywolanych nierownosciami
drogi.
. ? ?Metody pomiaru?przyspieszen samochodu
? Pomiar? przyspieszen lub opozmen jest zwykle oparty na wykorzysta-
niu sil bezwladnosci, ktore pojawiaja sie w chwili zmian prodkosci ruchu.
Istnieje kika mtod' pomuanu przyspieszenia samochodu zaleinie od
Todiaji ? uzytivanych przyrzadow, z ktorych najczesdej stosowane s~:
- metcda przy uiyciu przyrzadu rejestrujgcego z, kolem biegowym,
- metoda przy uzyciu przyrzadu wahadlowego,
. - metoda oparta na zasadzie bezwladnosci cieczy.
,W zagadnieniu tym staramy sie przede wszystkim okre5lic przyspiesze-"
nia, jakie mode osk gngc pojazd na poszczegolnych biegach od, szybkosci
minianalnej do szybkosci maksymalnej oraz caikowity rozbieg od ruszenia
z miejsca i kolejnej zmiany biegow az do osi~gni~cia maksymalnej szyb-
kosci jazdy. '
Dobre rezultaty osiaga sie przy uiyciu przyrzgdu z kolem` biegowym.
w wyniku pomiaru otrzymujemy wykres na tasmie wykazujacy zmiany
szybkosci w fuhkcji przebytej drogi. '
Mechanizm tegourz~dzenia sklada sio z dwoch czosci.-Jedna z jego czos=
ci, a mianowicae kolo bnegowe, sluiy do pomiaru przebytej przez ?ba=
dany pojazd drogi, druga zas zaopatrzona w aneehanizm zegarowy i urzq-
dzenie rejestrujace * do pomiaru czasu.
Sam rz z d otrz u`e na d za om
p yr a ym J pe p oc elastycznego przemesiema
pd kola biego{wego, ktore jest mocowane, przegubowo, do stopn~a lub
jnnej dogcdnej czosci pojazdu. Urzgdzenae' re)estrujace ? jest sprzozone
z mechanazmem zegarow n j mechanizm"earn iiap@dowysn, wprawianym
w such ed kola biegowego. Na tasmie, wykonanej z nawoskowanego pa-
pieru, rysik kresli w'odpowiednio dobranej skah'odcinki drogi proporcjo-
name do drogi rzeczywiscie przebywanej przez badany' pojazd w ciagu
kazdej sekundy" 55/ , ? t' t
Po uplY wie kaidej 'sekund3 y w"1acza Si Pcmiar' drogi i sownoczesue
Y o
co sekunde blokowany jest pomiar ezasu.:? Dzialanie to powtarza sio cd
sekundo, z tym ie"rysik zostaje prze&unigty na tasmie ?w kiei~unku rzod-
nej (skala szybkosci) w takie polozenie, ktore odpowiada sredniej szyb-
kosci pojazdu w ciagu mierzonej sekundy. W wyniku 4ego przy ruche
smnennym pojazdu lima wykreslona: na tasmie przybiera charakter linii
schcdkowej.
Przy nuchu przyspieszonyan kreslona linia wznosi sib ku gorze, przy
jednostajnym biegnie rownolegle do osi odcietych, a przy opoinion
o ada v w dol
p , Jak to uwidoczniono na rys. 3.
40
60
Rys" 3.
Przyrzady rejestrujace oraz' przystosowane od ? nich, tasmy s, wyskalo-
ware fabrycznie na rozny zakres szybkosci odpowiednio do. potrzeb,
* Dokladny opis budowy i dzialania tego przyrzgdu czytelnik znajdzie` w ksigice
,Teoria samochodu" E. A. Czudakowa? .":.
-"1-
,.:?
=xa
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
?.r1;
41Y?'
?4?
N
a
fix;
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
z ktbrych najczesciej'' spotyka sie o zakresie do 60 km/godz, 90 kan/godz,
i 150 km/godz.
W celu zapewnienia dokladniejszych wynikow pomiaru naleiy zawsze
uzywac 'przyaz~dy `o takiej .skali, ktora jest najbardziej zb1i ona do szyb-
kosci badanych.
Tasmy wykonane sa z papieru nawoskowanego dlugosci 20 m; posiadaj,
one nai calej d1ugoci naniesion podzialke szybkosci w km/godz. W czasie
pracy urz~dzenia skala drogi znaczona jest na tasmie przez specjalny be-
ben. Odleglpsc miedzy znaczonyani punkt;aani wynosi 3 mm.
Podzialka` skali drogi (na tasmie) jest proporcjonalna do drogi rzeczy-
wiscie ;przebytej , przez, badany pojazd; przedstawia sie ona dla roinych
przyrzgdow w.sposob nastepujacy:
L dla przyrzadu o zakresie do 60 km/godz. - 3 mm = 3 m drogi,
2. dla przyrzadu o zakresie do 90 km/godz. - 3 mm = 1,5 an drogi,
3r. dla przyrz~du:o zakresie do 150 kmlgcdz. - 3 mm = 1,5 m drogi,
Wartos&drogi znaczona na.tasmae jet J'ednoczesme wielkosciq, kontrol-
,
ai4 'dokladnosci wykonanych odczytow sredniej szybkosci pojazdu w ciagu
danej sekundy:
z u'Ykresu namesionego w czasie pomiaru wykonuje sie krzyw~ szyf b
kosci rzeczywistych V = f (t).
..w celu znmiejszenia wplywu ezynnikow ubocznych, np, wiatru i nie-
znacznychwzniesien. drogi, wykres ten nalezy wykonac jako wyposrod-
kowany, z poaniarow;:,w?oba kierunkachrjazdy.
szybko5ci rzeczYwisteJ ' Pokazano na rYs?, 4.
fi S b' eslenia kr e'
poso wYaa' zyw J
a''
i
m
Sfk~~ 11,
u,
u.
1,1,
to
of
g
S Qf
of
41
QS
02
H
;f^/aekj
dv ij
- -=GQ1 .
di 1a
dv it)
I = - = tai -.s/sfLb- , -
di a:
W ten sposob anoina wykonac wykre psi ~ ch~lu na posz-
czegblnych bie ach lub dla calko
g witego rozhn~~~.
W przypadku, gdY hie zachodzi koniecznoec wyltm~~~a dokladn ch -
kresow, moina okreslic s ieszeni Y
przy p a bezpo~rednio z 4~srny w sposob na-
stepuj~cy.
Dla danego punktu szybkose w nesi c m/sek, a uP?1 . '
Y , Po Yrvie pewnega
czasu wzrosnie do d m/sek, (patrz rys. ~).
To srednie przyspieszenie w tynv czasie wynczi:
-d--c s
ja = m/sek ,
I .
Dla dokonania wykresu przyspieszen na k rzyweg szybkosci obiera sad
kilka punktow i przez kazdy punkt przeprowadza sie styczne. Im wiecej
bedzie cbranych punktow na krzywej szybkosci i im 'b1i ej siebie beda one
poloione, tym wykres przyspieszen bedzie dokladniejszy. Na rys. 5 poka-
zano? wykres szybkosci, na podstawie ktorego wykonano wykres przyspie-
szen dla I' i II' biegu.
Tangeris' k4ta iawari;ego "mledzY stYczn a osi odci tYch z uwzglednie-
niean;stosunku podzialek skali,-czasu i szybkosci wyraionych w milime-
trach, okresla wartost przyspieszenia, np.:
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Dla uproszczenia przyjmuje sic wskainik W dla danego typu przyrzadu.
max. zakres szybkoscd dla danego przyrzadu w m/sek.
1v - max. szerokosc wyskalowanej tasmy w mm.
Np. dla przyazadu o zakresie 90 kan/godz.
/sek--$
X
Rys, 6.
6V = -.- 90 -- -
- 0,4166.
60 ? 3,6
Uwzglcdn'vajao wskainik W,
srednie przyspieszenie okreslic
moina wg zaleinoscl
Jr ? W m sek'
x
gdzie:
y - roinica micdzy obranymi
punktami szybkosei w
kierunku rzcdnej, wyra-
iona w mm,
x - ilosc sekund micdzy tymi
punktami.
Rys. 7a. Widok zewn~trzny przy- Rys. 7b.
j rzgdu. wahadlowego 1 - wahadlo; 2 - os wahadla; 3-
. obudowa wahadla (naczynie zam-
knicte); '4 - plyn tlumigcy drgania
wahadla; 5 - kotwica; 6 - sruba
reguiluj~ca; 7 - b~ben (wyskalowa-
ny); 8 - wziernik; 9 - kdlko zcba-
te; 10 - segment zgbaty; 11 - os
bgbna; 12 - tarcza reguluj~ca; 13 -
pierscien mocuj~cy przyrzad; 14 -
. zarowka oswietlaj~ca skalc przy-
rz~du.
Pomiar za potnoca przyrzad'u wahadlowego
w przyrzadach tych masc wahadlowa stanowi magnes zanurzon
w cieczy. Rownoczesme z ma esem chyI y
gn wt' a sic ramka'anetalowa, ktora
powoduje poprzez cdpowiednie przeniesienia rutch tarczy, w ksztalcie b-
na (rys. 7a i 7b).
Na powierzchni tej tarczy wykonane sa dwie skale, z ktor ch 'edna
wyraiona jest w kG/t i okresla warto' ' Y J
J sc silt' przyspieszajacej, a' druga
w stopniach lub procentach okresla wzniesienie drogi.
Rezultaty pomiarow odczytuje sic przez wziernjk wykonan , w obu-
dowie przyrzadu. Jak z w isze o n' Y
pay g wt' ika, konstlukcja tego przyrzadu
pozwala na wykorzystanje go do pomiaru sily przyspieszajacej, sil -
trzebnej do pokonania wzniesienia dro i i om' Y
g g p iaru kata wzmesiema dmo-
gi, o czyrru byla jui?flowa.
Wykorzystujac -cmiatviany przyrzad do pomiaru rz' s ieszen nalei
-dodatkowo zao afz c si w c p Y p Y
p y c szybko-ciomierz.
1 Moina do tego celu wykorzystac szybkoscicmierz wbudowan na ta-
i blicy wskainikow samochodu 'ednak upr 5
J zednio~ naleiy sprawdzic pra-
idl
w
owosc jegovskazan.
Do wykonania pomiaru przyspieszen
na poszczegolnych biegach naleiy
zwolnic szybkosc: pojazdu, do z gory
okreslcnej waitbsci j gdy tarcza przy-
rzadu ustali sic na' zero, nacisnac pedal
przyspiesznika. W' czasie pcmiaru noto
wac jednoczesnie dia kilku posrednnch
szybkosci wartosci sily przyspieszajacej
oraz szybkosc.
Dosporzadzenia wYkresu przYspie-
,
szeri wskazane jest wykonac 4-5 pa-
rn arow dla kaidego biegu. W szczegol-
nosci waine jest uchwycenie m,aksymal-
neJ silt' przyspieszajacej na danym
biegu.
Gdy wyst@puje dzialanie wiatru, pro-
be wykonac w obydwae strony d wziac
wynik sredni.
Sporzadzajac wykres naleiy uprzed-
nio przejsc z wantosci silt' przyspiesza-
jacej wyraionej w kG/t na jednostki
przyspieszenia w m/sek. W tYm celu
oblioza sic calkowita silc iprzyspieszajaca
analc?ac otrzymane wyniki w kG/t przez
calkowity ciciar samcchcdu wyraiony
w tonach. Nastcpnie ze znanej zaleino-
sci cbliczamy przyspieszenia (j)
3,6 ? Po
3=
m
Rys. 8.
1 - korpus przyrzadu; 2 - rdzen
elektromagnesu; 3 - iglica; 4 -
sprctiyna iglicy; 5 - dysza wtrysku;
6 - zbiornik plynu;.7 - korek v1e-
wowy; B - sruba 'regulujgca skok
.rdzenia; 9 - zaw6r powietrza
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
 Przy tej metodzie draggy rozbiegu nadezy mierzyc dcdatkowo. W tymm
celu do dokladnego oznaczenia na powierzchni drogi punktow poczatku
j korica pomiaru stosuje sib urzadzenie zwane ?pistoletem~ strzalowyrn".
Na rys.',8 pokazano przekroj przyrzadu do oznaczenia drogi za pamoca.
plynu kolorowego.
Pomiar pomoca przyspieszeniomierza cieczowego
Dzialanie tega przyrzadu oparte jest na tej samej zasadzie co i przyrza-.
du vvahadlowego: Ro1~ masy wahadlowej spehiia to eiecz w zamknigtym
ukladzie odpowiednio polaczonych naczyn'rys. 9.
I Rys.' 9.
1 - rt~c;,2 - plyn zabarwiony; 3 - zbiorriili wyrbwnuj~cy cisnienie wskutek zmia-
ny temperatury; 4 - rurka wyrownuj~ca poziom plynu; 5 - przewcienie dla
tlumienia drgan
Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Przyrz~d sklada sib z diwoch zasadniczych rurek polaczonych przew@-
iemiern t i m iacym xuchy rtgci, ktora rurki sa cz~sciowo wypeilnione:
Ponad, rt@cia znajduje sib eiecz zabarwiona. Obydwie nurki sa w gornej
swej czgsci zwQione i polaczone. Naprzeciw tych rurek znajduje sic txze-
cia, majaca polaczenie z poprzednimi; zadaniem jej jest zmniejszenie
wplywu zmian. 'temperatury. -
Odpowiidnie dobranie kednicy rurek i sposob ich polaczenia zapewnia,.
ie rt~c pod wplywem bezwladnosci cdchyla sib od poziomu proporcjo-
nalnie da zmian- szybkosci, jakie zachodza pray przyspieszaniu j opoi-
ni,aniu pojazdu. '
Jedna z nurck wygkadowana jest dla pomia'ru iprzyspieszenia w m/sekz,
druga die op6~nienia. Poniewai rprzyspieszenie jest zazwyczraj znacznie
mniejsze inii opoanienie, rurka to jest ramiejszej srednicy.
Metoda Pomiaru jest analogiczna jak przy uiyciu przyrzadu wahadlo-
wego, z to roinica, ie wyniki otrzymujemy 'bezposrednio w m/sekz.
W_ tabeli '1 ,podano wyuniki maksymalnych przyspieszen merzonych
za pomoca przyrzadu wahadxowego i cieczowego. PrOb@ wykonano na sa-
mochodzie ZIS-151, z wlaczonym reduktoreni o Przeloieniu 1 : 2 24 na
drodze o nawierzchni betonowej mokrej.
Na kaidym biegu wykonano 4 pcmiary.
Tabela 1. Wyniki pomiaru przyspieszen max. samochodu
ZIS-151 z wlaczonym reduktorem
Bie
Typ
Przyspleszenia w m/sek'
g
przyrzadu
Uwagi
I
C.
O5
0,5
0,8
0,5
w.
0,4
0,5
0,55
0,45
II
C.
0,8
0,9
0,95
0,95
w.
0,7
0,78
0,85
0,88
III
C.
1,1
1,15
1,17
1,17
w.
0,981
1
1,1
1,05
IV
C.
0,85
0,82
0,8
0,8
w.
0,88
0,8
0,78
0,8
W rubryce ?Typ przyrzadu" symholem ?C".oznaczono=priyrzad cie-
,czowy, a synlbolem ?W" przyrzad wahadlowy. Z wartosci podanych w ta-
be11 widac, ie roinice migdzy wskazaniami obu przyrzadow wynosza
w niektorych przypadkach ponadc '10%. Trzaba przy tym podkreslic, ie
odczyty z obu przyrzadow dokonywano jednoczesnie i jak najstaranniej.
Std wmosek, ie do wykonania stosunkowo scislych pomiardw przyspie-
.szen, naleiy stosowac przyrzad rejestnujacy z kolem biegowym.
Pomiary hamowania
Zdejmowanie doltdnej charakterystyki hamowania pojazdu jest za-
gadnieniem dose skomplikowanym, chociaiby dlatego, ie cz~sto anamy
do czynienla z drogama d rbinej nawierzchni I t udno jest okreslic w po-
szczegolnych etapach okresu hamowania wplyw reakcji kierowcy.
Aby temu zapobiec, stosowane sa rbineg o rodzaju dadatkowe urzadze-
nia umoiliwiajace wyodr~bnienie pcszczegolnych etapow calkowitego
okresy hamowania np.:
- czar reakcji kierowcy, tj. chwili dania mu sygnalu do nacisni~cia
pedalu hamulca,
- czas pcczgtku hamowania obejmujacY wzrost silY nadsku,
- czas pelnego hamowania ai do zatrzymania sig ppjazdu,
- czas calkowity obejmujacy wyiej wymienione, okresy i? mierzony
od pewnej prgdkosci V, przy ktbrej nastapilo hanvowanie, ai do calkowite-
tego zatrzymania. , .~
Drugian miernjk7em okreslenia intensywnosci hamowania jest dlugosc
drogi niezb~dnej do zatrzymania samochcdu.
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07: CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Praktycznie rzecz biorac, okreslenie drogi hamowania zasluguje na
wi~ksza uwagg, poniewai podczas hamowania samochodu kierowca zazwy-
czaj musi dostosowac inQensywnosc hamowania do wolnej przestrzeni
przed samochodem.
Na rys. 10,.przedstawiono idieowy wykres wskazujacy narastanie opoz-
nienia a hub sly hamowania Ph w procesie hamowania oraz poszczegol-
ne etapy tego procesu wyrazone w jednostkach czasu.
Rys. 10.
Pi - sila hamowania w kG; a - opbinienie w m/sek t, - czas reakcji kierowcy
w sek.: tz - czas narastania silt' hamujacej; t, - czar. intensywnego hamowania
przy maksymalnej warto?ci sily hamujacej; to - calkowity czas hamowania.
W rzeczywistosci przebieg sily hamowania P,, lub opozniania a nie jest
tak r?wriamiernyq jak na rys. 10.
Rys. 11.
Na rys. 11 pokazano wykres zdj~ty w czasie badan przy okreslaniu
charakterystyki hamowania metoda 'bezposredniego pomiiaru przeblegu
opoinienia,za, pounoca specjalnego przyrzadu rejestrujacego. Przyrzad ten
jest wyposaiony iv` inechanizmi 'zegarowy odmierzajacy czas. Dzieki temu
otrzymuje sib ziniany opoinieinia w czasie, poza tym~ marry 'inoznosc wy-
odr~bnienia poszczegolnych etapovv czasu t1, tzi t3 w procesie ham wania.
W celu'ograniczenia sily'nacisku na pedal hatulca stosuje sia dodatkowe
urzadzenie. instalowane pod pedialem. W ten sposob zabezpieczamy si@
przed; pelnym zablokoWaniem kol samiochodu i wystapieniem poslizgu kol
wzglgdem drogi. .
14
Na tasmie rejestrujacej znaczony jest punkt poez. TAYLOR [2], GZU-
DAKOW [3] i inni otrzymywall, na poditawie badan. w bombie i w sil
niku, zmniejszenie szybkosci spalania i zakresu zapalnosci w miar . zwi k-
szenia ws blc nnika resztek s ~
p zY pain. Na teJ?podstawie panujepowszech-
nie poglgd, ie resztki spalin pogarszaj proces spalania. Std tei i nazwa
?zanieczyszczenie resztkama spalin" (?zagriaznienije").
Czy moina jednak zgodzic sib z takim o 1 dem? Przeci
ssania p g ~ ez dlawienie
przepustmcktore stosujemy przy nonmalriej regulacji mot sil-
nika gainikow? o zwi ksza ws olc Y
g , ~ p zynnik resztek spalin y. Dlaczego wi~c
rue zm'niejsza ono sprawnosci indykowanej ~l;? Zmniejszenie bardzo
zreszt~ nieznaczne, obserwuje sic jedynie przy bardzo anal ch obci ie-
mach (doswiadczenla MASLE Y ~
NNNIKOWA 1 RUDZKIEGO [4] ). Niektti-
rzy badacze, n.p. JODGE [5] , otrzymali przy czgsciow an dlawieniu mot
(bez Sianskladu mieszanY Y
Y lci palnej) wieksze wartosci rl; mz przy cal-
kowicie otwart'ej przepustnicy.
Analogicznie nie daje sib zauwaiyc poprawy irz stosowaniu s r -
izrki. p Y p
Autor w swoich do;wiadcze '
mach przeprowadzonych w Moskiewskiej
Wyzszej Technicznej Uczelni im. Baumana [6] , otrzYmYw''al PAY dla-
.
wieniu mocy przepustnicq zwi~kszenie ll; w przypadku stosowania sto
nia sprgiania E zbliicnego do opt3ymalne o di a g a danego paliwa w danym
aku, zas w przypadku zmniejszonych e, observt}owane wartosci bY t
Y
w przyblizeniu stale.
Na tej odstawie moina pr
p zypuszczac, ze zwi~kszenie wspblczynnika
resztek spalin, przy dlawieniu mocy, nie tylko nie po arsza rocesu s -
lania, lecz moie nawet ' g p
> tivplywa na mego dodatnio.
Nast~pnyn niejasnym zagadnienaem jest wplyw y na wstawanie de-
tonacji. MKRTUMIAN i in '
[7j m wprowadzah do silrtika spaliny dla ga-
szenia detonacji. Dzi~ki teams udawalo sic zwi~kszyc stopien 'sPr zania.
@
Stosowuue spr@iarki, jak wiadcmo, zwi~ksza sklonno?c do detonacji
a dlawienie ssanla zmlue'sza ' . Je J '`
J J~ dnak zwkszeme y, ktore wyst~pule
Y - Bluletyn WAT nr 6
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
przy dlawieniu wydechu, prawie nie wplywa na detonacJe. Swiadcz~ o tyro badarua TAYLORA [8] i wymieniona jut praca autora [6].
SOKOLIK [9] i [10] sungl hipoteze o roinym dzialamu resztek
~'Y
na szybkosc spajlania w zaleinosci od skladu nii eszanld palneJ
spahn '.
Zgcdnie z 14 hi otez~, w przypad'ku pracy silmka na bcgatej mieszance, w resztkach spalm znajdujq sie pewne 11osct weglawodorow (np. metanu),
wadoru i aktywnych policzen.
Dz1eki temni resztki spalin powinny wtedy powodowac szybszy proces
spalania, a nie "wolniejszy.
Wyameniona hi teza SOKOLIKA mote wywolac powatine zastrzeie-
nia, zwlaszcza, tie doswiadczen2a BOUCHARDA I. TAYLORA [2] wyka-
zalY zm1 Iiejszenie szybkosci spalania, w aniare zwiekszenia ' wlasme przy
kresow
silnika na bogatej anieszance (a = 0,88), Jak to widac z wy
pracY
nay rys, 2. ? Hipa Nieza-
teza SOKOLIKA wym:aga oczywiscie wruldlwy?ch badan?
leznae od swoje) slusznosci P? budza ona do nowego podejscia do zagad-
' e m n
menia~ resz?tek spalin. Chodzi o to, aze~by o b o k u j y c h s t r a n
na s alanie szukac rowniei i stran do-
d ff s a h t n i w c p l h. J uezeli uda 1? sie wykryc to ostatme, w owczas mote okazac sie
'
celowyan praktyczne ich wykorzystanie. .
Talae podeJ'scie do omowionego zagadmenia uwzglednialoby sprzecz-
?
~
nosci. vVewnetrzne zjawiska, tj. byioby dlalektyczne. Dziki temu mate
ona przyczymc s~i ,do rozwi~zania niejasnego dotychczas prtrblemu w teoru
silnika spalinawega, J 'akin jest wplYw resztek spahn na proces spalania,
? raic yoe anoze dac" poprawe wskazruow k sprawnosci
rozwa4zanaa, ktore w p
i mocy.
2. 0 niektorych wskainikach jakosci spalania
a) Trw!anY spalania szYbkosc narastania c5~snie-
e'
nia i ich w,ielkosci jednostkowe.
Do glownych wskaznakow procesu spalania zalicza sie zazwyczaj szyb-
kosc rozprzestrzeniania sie plom1enia (m/sek.), lub trwante spalania w stopmach abrotu walu ' korbawego) i szybkosci narastania cisnienia
kG/am~
. VV oki esleniu tych wskainikow i w ich analizie bardzo wain
-
1? a. w. k fa' alarXia oraz ustalenie
'eat wlasciwe rozroilni flue pcszczegolnych >z sp
czy iktora z tych faz cdgrYwa pcdstawowq role.
:t
J
Bezuwzg edruenaa togo warunku moiemy popasc w eklelctyCZ, metade
badan, metode szkodliw~ i antynaukoW t.
, Naleiy~ 'zaznaczyc, ie spofykamY dose roiny podzial procesu spalania, ni . osc n -
charaloter s c7ne jego okresy czyli fazy. Ich 11 azwY i oznacze
ma nie s~ u poszezegolnych badaczy jednakawe. Zagadnienie to omowil
szczegolo!wo SOKOLIK [9] , ktory sxusznie wydziela faze widocznego spa-
lama, Jakonajwazniejsz4, nazywaj~c j~ nawet ?glown i faze spalania".
,
Odnosnie silnikaw gainikowych przyjmuje sie zazwyczaJ, ze pierwsza
faza zaczylna sie w momencie przeskoczenia iskry miedzy elektrodami
zyiecy 1 konczy sie, gdy ro.poczJ'na sie wzrost cisnienia na wykresie in-
s' czsto induk-
tydwnyan katorow , spalaniem, a jej spowodowany trwspalanthe. Faze to nazywaJ& e
y anie w stoPmach obrotu walu korbowego
ozc do unyInych wmoskow. Zauwazyl to
'ui PORTNOW [12] w swoich badaniach nad silnildem wysokopr~inym.
i wi c analizowac wartosci Tb, chociai ich otrzymanie nie jest la-
Naley
Praktycznie dla analizy zmiany jakosci spalania mozna poslugiwac sib
twe. ~
wielkosciami wzgl~dnej zmiany temperatury gazow w mo nencie otwar-
L -
~ Y
cia zawonu wydechowego, tJ. stosunkienv rb gdzie Tb, dot czY v'YJscio
wych walunkow p,racY silnika.
PrzY IxmocY rownania charakterystycznego stanu gazow motiemy
otrzymao:
Tb _ Pb Gb, Rb,
,
1 b, Pb, Gb Rb
gdzie:'Gb, Gbt - ci~.arowe ilosci spalin w cylindrze pod koniec nozpr--
ienia (przed otwarciem zaworu wydechowego),
Rb, Rbt - ich stale gazowe.
PrzyJmuJ 'emy, ie Rb Rbt , przy jednakowych wspolczynnikach nadmia-
d
1 Wt
>
e
~ Y
u wietrza a, wzgl~dnie I przy roznych a, lec
r Po
T Gb b Go,-}-G,, Pb_G01(1+1t/Pa)pb
Tv, Gb Pb, Go-{-Gr Pb, G0(1+1IPY~Pb,
gdzie: Go, cu - ci~iarowe ilosci swieiej mieszanki,
i
G G - ci zarowe~ ilosci resztek spalin
(5)
r, T1
(lo any molowej pod warunkiem wy-
- wspolczYnnik zmi
mienionych a. Dla a > 1 wartose ~o N 1,05.
Przy pomocy tego wzonu nioiemY otrzymac wielkosci Tb/Tbj po oktesle-
mu ilosci swieiej mieszankwartosci pb/Pbi (z wkresow andYkatora
ch) ?oraz wspblczymnikow resztek spalin.
gow,
? c) Nierownosc koleJnych obieb
Srlm ki gaznakowe wy kazuj znazn nieiiownosc kolejnych obiegow
(eykli). Jest ona szczegolnie duza p?dczas pracy na ubogich mueszankach. Nierownosc to wyraia sib powaanymi rozmcama w przebiegu linli sAalania
ioe dotycz~
i roz r ienia y kresow mdykatorowych. Roni
zarazesn hni' i p ~ ~
wielkosci cisnien i szybkosci ich narastama, trwaria spalama i poszcze-
golnych jega faz; te eratur itd. Jasne wi~c, ie srednie cisnienie indyko-
rn~p
wane p a sprawnose indykowana mkolejnych obiegow s 4 rozne.
`
Za adnieniu' nierown'osci obiegow poswi~cono dotychczas w teorii sil-
naka g spalinowego bardza mho uwagiOrganiczalnlo sit przewainie do s 'ak ZADO-
GA tvvie [13] rdzenia, ie m potraktowerownosc obiegow wystgpuje. Tacy badacze J
all j raezeJ ' fragmentarycznie.. Dopiero REWO i SAR-
& .
KISIAN [14] zaj~li sib tym zagadnieniem obszerme i to przed kilkoma
22
zaledwie laty. Na pracy ich powolujq sib jut MASLENNIKOW i RAPI-
PORT [15].
REWO i SARKISIAN poslugujq snazw~ ?nieindentycznosc kolej-
nYch obiegow". Wprowadzili oni pojrticie stopnia nierownosci kolejnych
obiegow, jako jej mner'nika. Poj~cie to definuje zaleinose:
nk
,
Pz - Pz~H
~a =
Ilk prsr
100Qa
(s)
gdzie I pZ -= pZ? I - 'to wantosc bezwzgltidna roinicy mi~dzy pz danego
obiegu i pzEr, otrZymanym jako srednia arytmetycz-
na pZ kolejnych obiegow w ilosci nk?
Stopien nierownosci kolejnych obiegow naleiy uwaiac za cenlny
wskainik procesu spalania. Jeieli przy danej wartosci da otrzymujemy
pewh4 wielkosc sredniej sprawnosci indykowanej Il;, to zmniejszaj~c ~o
mojceuny zbliiy.e sib do 1); optymalnego obiegu tJ. zwi~kszyc sprawnosc
pracy 'silnika.
REWO i SARKISIAN, badajgc t1o w zaleinosci od' a, stwierdzili, ie na
ubogich mieszankach (acv1,35) tl; optymalnych obiegow mote bye o 18%
wi~ksze nit srednie ri; pracy silnika na a maksymalnej sprawnosci.
Dla pomiaru wielkosci, potrzeb'nych do obliczenia At,, wygodnie poslu-
giwae si@ oscylografem pctlicowym, zmniejszaj~c przy tynv szy;bkosc prze-
suwania sib tasmy fotograficznej. Otrzymujemy wtedy wykresy pokaza-
ne na iys. 3.
Rys. 3. Wykres indykatorowy szeregu obiegow pracy silnika otrzymany przy malej
szybko?oi przesuwanta siQ tasmy fotograficznej (oscylograf p tlico vy).
3. Metodyka badan
Badania przeprowadzono na silniku C -1, ktor , sluiy do badania litz-
1by oktanowej paliwa. Silnik by wi~c jednocyl' drowy, czterosuwow
z gorn3im1 zaworami. Srednica cYlindra D=82,5 mm, a skok S =114,3
23
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
mm. Obroty wale korbowego byly stale i wynosil n = 1200 abr./min.
Stopien r~iania 8' ?nog' l Y
sp zmdeniaF sib w zakresie od 4 do 10
Standartow3l ~uklad ssania zastgpiona gaz4rikiem sl ' cYm do badan
. ?~
regulacyjnych siimka. Przekrycie otwarcia zaworow usuni to.
Uklad wydechu ' 1';konano w spos '
op pokaiany na scheanacie rys, 3a.
Skladal sib on z rury wydechowej, chlodnicy dla obniienia tem eratur
spald(13), chlonnika skro lone' ar wo p Y
p J p Y dnej spalin (9) ze zlewem (10),
wentyla regulacyjnego dlawi~cego wydech (21), pom roiniowe' na neJ ' matorem pY p J (8),
p~ elelctrycznyrrr (7), alspiratora dla zde'mawania
prob spalin .(6) manometry termro r J
(M3), par umreszczonych bezposrednio
za zaWorem wydechowym (T6) i pried pCGmIP4 proiniow (T4 ).
. Stosowany, uklad pozwalal na zmaang cinienia na ' dechu w sze-
rokim zakresie. Zakres ten obej ~ mowal cisnienia od 0,45 do 2,,4
4 ata.
Zasilanie paliwa odbywalo sig ze zbiornika (15). Pomiar ilosci aliwa
odbywal sib p onioc kolb caniara p
. rzy p y p wych (16).
Powietrze wchodzilo do gaznika przez? rur~ (1), zbiornik u'rownaw
Y aY
(3) i nur~ (12). Pomirar ilosci powietrza odlbywal sib przy moc ce-
chowane' d u Venturi Y
J Y~Y ,.tYp (11) i manometru w?dnega (Mi). Mano-
mietr (wodny) (M2) pokazywax spadek cinienia w zbibrniku (3). Temv era-
turc powietrza rzed gat~em ka p
(P .) pozyiwa'1 termomefr rt~ciowy (Tr),
tempeiatur@ wody chlcdz~cej silnik - termrometr rt@ciowy (T2), a tempe-
ratiur ~ olej'u w silniku - termjDmetr cisnienio j
wq (T3)? ,
AY 19 20
Eli
14
fr
3 4 5 -' 7 8 g t~10
13
21
1 , Rys. 3a. Schemat stoiska doswiadczalnego:
tuna zbiornika wyrdwnawczego, 3 - zbiornik wyrownawczy, 4 -' hamulec
elektryczny, 5 -,silnik spalinowy, 6 - aspirator dla prob spalin, 7 - silnik elek-
tryczny; 8 - pompa pi6 niowa, 9 - chlonnik wody, 10 - zlew, 11 - dysza do po-
miaru rozchodu powietrza, 12 - rura doprowadzajaca powietrze, 13 - chlodnica
spaliny 14 -,wylot spalin, 15 - zbiornik benzynowy, 16 - kolby pomiarowe, 17 -
czujnik, 18 - wzmaoniacz, 19 - prostownik, 20 - oscylograf> 21 - wentY1, P -
przel~cznik, G - galwanometr, T1, T2, T. T,, Ts, Ta - termometry, M.,, M:, M, -
manometry, W - watomierze z pomocnicz~ aparatur~.
Hamulec elektryczny tu s nchronjczne"o 4 sluy
ff l 3'p _ Y o () zarazem do roz-
ruchu silnika (5). Wykresy indykaatorowe (rozwini~te) otrzymano o-
mocy piezokwarcoweg o czujnika p Y p
(17), pethcowega ?oscylografu (20) i pa-
mocniczej aparatury (18, 19): Przesuwajca si tasma filmowa
oscylogra-
rejestrowala cisnienia, czas i moment przeskakiwania iskry.
24
Moment ten odezytywano rowniei na przyrz~dzie neonowym silnika.
Pocz4tek widocznego spalania okr?eslano przy pomocy odpowredniego na-
lozema na sreb7'e lmu casruen z zaplonem i. bez zaplonu (rys. 1).
Chlodnica (13) byla wykorzystana jako zbiornik hvyrownawczy wa-
han cinienia na wydechu. Wskazania manometru M3 byly korygowane
o roznicti cisnien mi~dzy manometrenv i rur?~ wydechow~ bezposrednio za
zaworem silydka. Skorygowari wartosc przyjgto jako cisnieme na wy-
dechu pp.
Cisniende w cylin~drze pod koniec wydeehu: Pr =pp + Op? gdzde
A p, to straty cinienia przy przej5ciu spalin przez przekro' zaworowy.
Wielkosc Apr, na podstawie przeprowadzonych pomiarow i ecer wielu
badaczy [16] , przyj@to rown~ 0,05 kG/cmz.
Wspolczynnik nadmiaru powietrza a okreslono przy pomocy pomiarow
rozchodu powietrza i paliwa. Wdelkosc a kontrolowano rowniez przy po-
m'acy analizy spalin. .
Wartosc umax okreslano w pastQpujacy sposob:
Zmniejszano rozchod paliwa, przy stalym rozchodzie powietrza, do poja-
wienia sib przerw w zaplonie mieszanki palnej (na sluch). Przerwy to usu-
wano przy pomocy zmiany k~ta wyprzedzenia zaplonu 0 i ponown.ie-
zmnrejsz*ro rozchod paliwa. Czynnosci to powtarzano do utrzymania ma-
ksymalnego a poczgtku pojawiania sic wyniienionych przerw, ktorych nie
usuwala jui wi~cej zmiana 0. Nast~pnie zwi~kszano nieznacznie doplyw
paliwa do utrzymania pracy bez przerw w zaplonie, tj. do tzw. statecz
nej pracy sdlnika. Pomiarow dokonywano po sprawdzeniu, ie przerwy nie
pojawiaj, sic w ei~gu nie mmiej nii 1 mdnuty.
Granite bezdetonacYJ 'nego spalania ofrzymano w sposob nast1?
y uJ'~cY:
Zwi~kszano stopien sprania ? do pojawiania si@ detonacji stwierdzanej
sluchowo. Regulowano przy tym na maksymalnq detonacjQ zarowno 0,
jak i a. Ta astatnia wielkosc byla rowna okolo 0,9. Badania przepro~yadzu-
no przy roinych cisnieniach na wydechu pp. W drugiej czgsci tych ba-
dan wspolczynnik nadmiaru powietrza a byl rowny okolo 1,15.
Na1eY i zaznaczYc> ie zmiana cinienia na dechu zmieniala wielkosc
~'Y
napelniarita cylindra swieiq mieszank~ i szereg innych, zwi~zanych z 14.
wtJelkosciparametrowj Okoliarrosc t~ moina uwaiac" za korzystn~.
Dzi~ki niej bowiem otrzymujemy zaleinosci, ktore s, bardziej tern dla
praktyki. W badaniach silnikow spalinowych zmiana jakiegos parametru
pocigga za, scbq zmian~ innych, ktorych zazwyczaj nie elimanujeny, je-
ieli nie wymaga tego praktyka. Badajgc naprzyklad, zaleznosc jednost-
kowego zuiycia paliwa' gp i mocy Np cd cbrotow silnika przy calkowicie
atwartej przepustnicy (zewn~trzna charakterystyka), nie usuwamy wyst--
puJ4cej pry tym zmiany wspolczynnika napelhiania a kit wyprzedze-
nia zaplonu 0 stosujemy kazdorazowo optymalny, tj. zmienny.
ZmialnY e1kosci
. wi
, mocy zaleznoscr:
'c isl' crnika
~ ~'m
resztek s1 okreslono ,er' p0-
~ p
r'
P~+0,05
Go
TP
_
'
(z?
T" _ p" -(- 0 05
C
T'
P
P
gdzie: Go - ro2chod powietrza w kG/godz.
Pr Tp
- cisnienie i temperatura absolutna r a wydechu (bezposrednio
za zaworem wydechowyarv).
. 25
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
:W wyprowadzeniu I tej zaleinosci wykorzystano znany wzor Hry-
niewieckvego ?
w ktorym Po, T? - cisrnienie i temperatura abs. na ssaniu,
pr, Tr - cisnitie i temperatura abs. w cylindrze pod koniec
. wydechu?
Jak J kach przeprowadzonYch badan pr = p0 -i-
'~uz zaznaczono w warun -;- 0,65kG/cmz. , 1
Dla dwoch roinycli ps,, przy stalych ?, p0j T?f otrzymany
n
?q; Tr p' -}- 0,05 w
T' I); +0,05 '?
7,, v P
r,
vl r P
Przyjmujemy, ie ti ;
T T
r P
i `ha tej' podstawie otrzymujemy za1&nose (7), w ktorej wszy tkie wiel-
kosci prawej strony okre?lano z pem~aarow.
Z eznosc '(7) jest oczywiscie przybli~ona. Dla malych wielkosci pp,
ktor& ?znac7.nie'?zwi~kszaj~ nadkrytycznq cze?e wydechu (pp < 0,45 ata),
:niedokladnosc, wynikaj~ca`z przyjetej zaleinosci pr = p? -f - 0,05 mote bye
.znaczna. ` Swiadcz, o tym ba dania zaleinosci p, od pD przeprowadzone
przez `DOBRYNINA A. A. [17] .
W czasie badan silnik Pracowal na benzynie krekowanej,, ktorej dane
techniczne byly nast~puj~ce: "
Lictiba oktauowa . . . . . . . . . 54,0/M
G~stosc 20/4 : . . . . .- . . . . . 0,733
' Wartosc' opalotiya . . . . . . . . 10394 kcal/kG
Sklad chemiczn:
Destylacja frakcji:
Poc~tek dentY lacji . . . . . . 37 ?C
1Q?% o .destyln:.je do . . . ? . ? 67 ?C
40?lo destyluje do . . . . . . 103 ?C
50% destyluje do . . . . . . 115 ?C
90% destyuje do' . . . . . . 177 ?C
97,5% destyluje do . . . . 222 ?C
a Stopien spreiania s stosowano w zalresie od 4 do 8. Wysokie s wyma-
galy gaszenia de4 *iacji, ktore otrzymywano przy porocy zm"niejszenia
kta wyprzedzania zaplonu 0? Przy e = 8 wyst~pcwal jut samozaplon,
? ktory wywolywal silnq deton'acj~. Przy s < 7, samozaplcnu nie stwierdzono'.
Optyinalny stopien-s'pr~iania r?uc (wg mocy i jednostkowego zuiycia pa-
liwa) wyncsil okolo 5,4?
26 ?
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
' 1 1 pr T?
?-1 ~v PO Tr
oraz -= C
ijv ?
c?'-. . , . . . . 86,09%
T"
T~
Obiegi pracy silnika bez resztek spalin (tj. y = 0) otrzymano w pierw-
sz-ymJ obiegu po krotkotrwalyrrv wylgczeni&i zaplonu (srednio na 'okres
2 - 3 obiegow)? Metodyka to daje jednak pewne znieksztalcenia, ktore
wymikaj~ z nast~pujgcych przyczyn:
a) Kit wyprzedzenia zaplonu 0, wyregulowany na optyanalne warunki
pracy z zawartcbcia resztek spalin, jest zbyt duty dla obiegu bez
resztek spalin.
b) Wydiczenie zaplonu narusza w pewnym stopniu warunki deplne pra-
cy silnika.
c) W czasie abiegow bez zaplonu mote osiadae w cylindrze pewna ilose
paliwa, ktora wplywa na zmmiejszenie wspolczynmka nadmiaru po-
wietrza. , -
d) Opracowywanie wykresow indykatorowych pracy bez resztek spalin
odbywa sib kaidorazo vo na podstawie jednego obiegu, a nie jak pcd-
czas pracy z zawartosci~ resztek spalin, kiedy moana otrzymac ~red-
nae wartosci z szeregu kolejnych obiegaw.
Omawiana anetoda jednak, pcmimo swoich ujemlmych stron, moze bye
vwaiana za wartoscio'w1, z tym, tie otrzyanane wymki maj~ charakter
przybliiony. Metoda to byla jut poprzednio stosowana w Moskiewskiej
Wyiszej Technicznej Uczelni im. Baumana w mnego rodzaju badaniach,
ktore dotyczyly silnika z napcdem gazowym [18].
4. Temperatura mieszanki roboczej w koncu suwu ssania T3
_ Gr
hose mieszanki roboczej (kG) : Go = Go + Gr - G? (1+
G?
gdzie G? - ilosc swieiej mieszanki (kG),
Gr - iiosc resztek spalin (kG).
G` nik
Wspolczyrmik resztek spalin y - - P?--. Wielkosc fs? to wspolczyn
- G?
many m lowej. Jest on stalyy gdy a = const? Dla u const, gdy a > 1,
=
wartosc P? tei jest stala (w przybliieniu). Otazymamy wtedy (tj. gdy jo
const) :
Poriiewa
Co, _ G0, 1+1/3o= G0, 3 +1
G0, G?, 1+121P0 G0, Po+1'2
. Got _ II'1
G?,
-oraz (na podstawie rownania charakterystycznego gazow)
Ga, Te,
Go, T8,
Te2
dla a> 1; mamvy I3 =1,05.
Przyjmuj~c wartosci Toe ; ; m jako wyjsciowe, tj. rowne kolejno
Te
T80 ; '9 o I y?; otrzyanamy dla, rotinych T8; ; y krzyw~ ; = f ('j/j0) War-
? roo
tosci ?O~h,., okreslamy z pomiarow rozchodu powietrza, a wielko?ci Y/'y0I
dla roznych pD, przy pomccy rowmania (7) i pomiarow T.
przeto '
To,
27
.-
kr
~W
Y3j,
.+Fr
~d
A
~:~y rls
ff! 1 s
 Nre
?
awk./mg/od
iry
~~
I
OIA
f
e
mo"t
"
.C.
ata
'
Ta/ Ta
.o
(08
{06
04
X02
40
(
r r?
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
? .w
~'~ .~ tYa
-;
wK
28
Na rys..4 przedstawiono zaleinosc T /T od -
Y ? odb ala, si ? ? Y/Y?, dla y? - 0,1. Zmiana
Yw Jak Juz zaznaczono, przy pc,mocy zrnian
wyjsaowe dotycza pn =1. ata, Warun Y p? Wartosct
lc+ pracy silnika byly nast~pujace:
przepustnica calkowicje
? otwarta,
pn - w zakresie od 0,45 do 2,4 ata
0 - optymaln~, '
iinieszanka -- ekenomiczna~ a > ] ;
na ssaniu: Tk -- 290 K; Pk cv 0,96 ata?
45 w r5 2p
Rys, 4. Zmiana temperatury mieszanki roboczej na pocz tku s r i
od zmany wspolczynniha resztek s p aura w zaleinosci
palm.
Na. podstawie wykresu -- rys. 4 - nw em
anieszanlfl robacze' y stv~ierdzic, ie tRanperatura
J na poczatku spr~zania Ta zmienia sib w zaleinosci od
wspolczynnika resztek spalin w sposob nastcpJ u'ac
?
a Wzro' Y?
st y w stosunku do y, {t', d =1
T?,, kto jest; J g Y p? ata) wywoluJe wzrost
, _ ry J wi~kszy dla duiych y nlii dla mal ch. Zwi kszente
Y/Y? do 2,8 (na skutek.2anianod Y ~
, , .. Y pn 1 ata do 2,4 ata), ktore byl~o; zwia-
zanel ze zminiejszeniem napelniania c i o ylmdra swieza mieszanka o22%,
zwi~kszylo Ta o 10 /o (dla podanych wariunkow rac
b p y silnika).
Zamiejszenie y w stosunku do y? w rolu'e bardz -
Y~ J o meznaczne zlnia
ny Ta. W zakresie spadku y/Y? od 1,0 do cv 0 5 (tJ'. d
to si od 10 d , ~ g Y pn zmmeJsza- ~
? o 0,45 ata), ktory byl zwiazany ze wzrostem mapelnienia
065 10 wa i tasc Ta c'. const, i
Przebieg T/T?=f (Y/Y?) pozwala wi d uwaiac - ?
~ popraw~ jakosci spa r
lama za anoiliwa, zarowno rzy zwigkszeniu wspof
~ czynn>.ka resztek s alin
jaac i jego zmniejsze?niu w stosunku do normaJ.neJ ' p ,
nie te' "t w>elkosci (tJ. y?)? Uzyska- ~
J p0FrawY, Jak I jej wielkosci, zaleiy rowniei od 1 zosta-
lych czynri&ow zwiazanch ze znaian 1e Y
wartoso Y 4 y, doktorych nalezy zaliczyc za-
gazow abojgtnych spalinach oraz pewnej ilosci w lowcdor'
(?? a?~ -5%--wa . Bg ow
5,0
5. Trwanie spalania i jego wielkosc jcdnostkowa
Na rys. 5 pokazano za1einosc trwania s alania i oszczegolnych
faz (w stoF~ mach obrabu p P jego
walu korbowego) oraz jednostkowego trwania wi-
doczmego.spalania (obr. w. k./mg paliwa/obie od cisnieni
g) a na wydechu
p? (ata). Na rysunku tym pokazano rowniea zaleinosc ws olc
p zyzunka re;z-
'~sv
VN,d.
Prnd.
ii __
tek spalin cd pn i dzi~ki temu many zarazem zaleinosci wyrcriienionych
wielkosci cd y. Krzywa 0 pokazuje stosowane wielkosci optymalnych ka-
to,w wyprzedzenia zaplonu.
Warunki pracy silnika byly nast~pujace:
Przepustnica (nal ssaniu) byla calkowicie otwarta, s 4,0; a cv 0,85,
?0 - optyanalne; Pk cv 0,96 ata; Tk CV 290?K.
Punkty wykresow odpowiadajace pn = 0 otrzymano opisan~ jui metoda
krotkotrwalego wylaczama zaplonu?
Otrzymane wyniki (dla podanych warunkow pracy silnika) pokazuja co
nast~puje: .
a) Wzrost pD wywoluje prawie prostolinijny wzrost calkowitego spa-
lania +p~+,, co pokrywa si@ z danymi Boucharda (rys. 2).
b) Zarowno wzrost J'ak i zmniejszenie p (a 'vi c i Y) w stosunku do
n ~
pp C?) 1,0 ata wywoluje zmniejszenie trwania widocznego spalania
C'u id?
c) Jednoetkowe trwanie widecznego spalania ~T,~.id rosnie w miarg wzro-
stu pn, z tym, ie wzrost ten dla malych pjest 'w kszy nii dla du-
iych pn.
d) Trwanie induktywnego,spalania P;nd rosnie pcd wplyweun wzrostu
pp, z tyro, ie dla malych pn wzrost ten jest nieznaczny.
Wymienione zaleinosci dctycza pracy ze stopniem spr~iania s=4,0,
ktory nie wymagal gaszenia deteinacji.
W przypadku s = 5,4 stosowano gaszenie pojawiajacej sib detonacji
zmniejszeniem 0. Wtedy to, dla, tych samych pozostalych warunkow rac
,silnik P Y
a (przepustmca na ssamu calkowicie otwarta; a cv 0,85; Pk cv 0,96 ata;
Tk cv 290?K), otrzymano zaleinosci pokazane na rys. 6.
10 12 1,4
DP
Rys. 5. Wplyw cisnienia na wydeehu na trwanie spalania. Przep.istnica na ssaniu
calkowcae otwarta; g =4,0; a cv 0,85; 0 - optymalne; p cv k 0,96 ata; T1. ? .N 290?K.
Porownanie wynikow pracy (rys. 5 i rys. 6) pokazuje, ie w przypadku
E = 5,4 krzywa Pw;d jest bardziej wypukla nii przy e = 4,0 z tyan, .7.e cha-
rakter krzywych jest ten sam. Jednostkowe ?trwanie widocznegb spalania
29
S.n4
.- 7
*, t
L"
9n:~~rc
p~.
L?=
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
x+'v
~:'.
7wR
Zyu:
ktV
NG:F~,I
. .-y N
~I'?,;d dla s'= 5,4 znnniejsza:si~ zar6wno przy wzroscie p? (i zarazcm ~') jak
i. spadku pp w stasunku do p, cv 1,0 ata?
Wykresy rys. 5 i rys, 6 dotycz0 pracy silnika na a maksymalnej mocy
(w przyibliieniu). Dla skladu mieszanei odpowiadaj cego mvinimalnemu
jednostkowe?nu zuiyciu paliwa {a zmienne oraz > 1), otrzymujemy za-
leznosci pokazane na rys. 7. Pozostale warunki pracy silnika, jak dla za-
leznosci podanych na rys: 6 (tj. c = 5,4 itd.).
Porrowniujgc' wykresy rys. 6 i 7 moiemy stwierdzic, tie dla pp > 1 ata
krzywa cPw;d jest bardziej stroma dla bogatych mieszanek -(linia kresko-
wana'na rys. 7 przeniesiona z rys, 6) nii d1aJubogich. Dla pp < 1, na ad-
wr6t: dia bogatych mieszanek krzywa P vid jest mniej stroma niti dla ubo-
~id
w
cr
~p
30
30
.t,'0 ?0i
m/ote
?uid
1
B
-1-- -+4
+- _____ ____ P,nd
~r
O2O4608 (0 12 II
Pp'afa
Rys. 6. Wplyw cisnienia na wydechu na trwanie spalania. Przepustnica'na ssaniu
ealkowicie otwarta, s = 5,4; acv0,85; 0 - optymalne; pk c~ 0,96 ata, Tk cv 290?K.
gich? To samo dotyczy rowniez jednostkowego trwania widocznego spa-
lania cI,;d.Wyniki to mozna wi@c uwazac za eksperymentalne potwierdze-
nde slusznosci wspomnianej juz hipotezy Sokolika, dotycz~cej dodatniego
wlplywu akty;wnych polgczen, zawantych w resztkach spalin, na proces spa-
lania.
Wykresy 5, 6 i 7 to zarazem doswiadczalny dowod sksznosci naszego
twierdzenia, ze zwiekszenie wspolczynnika resztek spalin zmniejsza trwa-
nae widocznego spalania Pwid (dla y> y, o)?
Dotyczy to oczywiscie zwi@kszenia zawartosci gor6cych spalin w anie-
szanoe roboczej. Odnosnie zas dodatku chlodnych spalin do mieszanki ro-
boczej, skutek maze bye wr~cz odmuenny. Czudakow, na przyklad, wpro-
wadzil do cylindra (przez gaznik) ostudzone spaliny i otrzymak zmniej-
szenie szybkosci spala~iia [9] , podobnie jak to otrzymal Bugrow w bomr
bie [1] . Wprowadzenie natomdast do cylindra gor~cych spalin powinno
dac zwiQkszende szybkosci spalania, jak to otrzyma1i my w naszych do-
swiadczeniach, ZatrzyniuJ 'ac gor ce spalin3" w cylmdrze drog~ dlawienia
,. ~
wydechu. Decyduje wi~c temperatura spalin.
Zminiejszenie trwania widocznego spalania m,r.;d i jednostkowej jego war-
tosci',id (1'ys.,5, 6 i 7) pod wplywean znuiiejszenia w stosunku do nor-
mainej jego wartosci (dla pD < l ,ata) mozna wyjasnic bardzo nieznacz-
nyan oddzialyw miem czyrnnika tenvperatury (rys. 4). Decyduje wtedy, wi-
doariie,. zmniejsz nie dlosci gazow o'boj~tnych w niieszance roboczej.
Wazne jest; szczegolnie odnosnie praktycznego wykorzystania wlasci-
wosoi sin, pordwnanie rezultatow, otrzymanych przy zwi~kszeniu ci-
snienia na dechu p~ i ealkowicie otwartej przepustnicy na ssaniu z od-
powiednim dlawieniem ssania (regulowanie mocy) przy stalyan atmosfe-
rycznyan cL n.ieniu na wydechu. W tymi celu wykreslono krzywe doswiad-
czalne pckazane na rys. 8. Silnik pracowal na s=5,4; na ekonomicznym.
skladzie mieszanki painej, optymalnych 0, pk cv 0,96 ata, Tk cv 290?K. _.
Krzywe rys. 8 pokazano w zaleznosci ad rozchodu paliwa przypadaja- '
cego na 1 obieg w ang/obieg, tj. w zaleznosci od obcigzenda. Wielkosci ze
znakiem ?1" (linie pelne) odnosz~ sa@ do pracy ze zmnieniap6cym sib pD d eal-
kowicie otwart~ przepustnic~, zas ze znakiem ?2" (linie kreskowane) -
pracy ze stalym atmosferycznym cisnieniem na wydechu i przy zmieniaj~-
cyirv sic otwarciu przepustnicy. W wyrazeniach 1'1/?o i v2/y?, wielko?c
}'? dotyczy pracy bez dlawienia ssania i pD cv 1 ata?
?OIJ*
8~
30
20
'Pc
wad
ala
0,5 10 15 20 1,5
pp
?Gw.k
mg/caeg
? wrd
2.0
1.5
10
Rys. 7. Wykresy trwania spalania oraz lJ1 w aaleinoki od ci?nienia na wydechu p?.
Silnik -pracowal na s - 5,4; przepustniea byla ealkowicie otwarta; 0 - optymalne,
pk - 0,96 ata; Tk c' 290?K. Linie pelne dotycza pracy na ekonomicznych a, zas
linia kreskowana - pracy na a cv 0,85.,
Na rys. 9 przedstawiono krzywe jednostkowego trwania widocznego spa-
lania 0,,.;d, i w zaleznosal ad g?b;cc (mg/obieg)? Warunki pracy silnika
d oznaczenia takie, jak na rys. 8.
Na podstawie rys. 8 i 9 anoiemy stwierdzic, ie przebiegi linii trwania
widocznego spalaiiia i jego jednostkowej wielkosci przy regulowania
mocy; zmian : zawartosci gor~cych spalin w mieszance roboczej, bez dlawie-
nia ssania, s~ korzystniejsze nii przy nonmalnym regulowani.u mocy przy-
mykaniem -przepustnicy ?na ssaniu.
Dla poszczegbinych goh;cg (mg/obieg) wartosci P,,.;d,
3
'
P
'
d
i;j
~I2
?
-
pmd?t
4i
10
n
r
-
? mg/
'S
ctv
0
P
wv
P
z
- I
3G
16
9
t(
1
2
i
,
4
9
2
1,1
r,
ONide
gNid
,
!z
10
-
-
obi -
mg-
- 9- 03
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Declassified
Naleiy zaznaczyc, ie przy regulowani'u mocy przymykanaem przepustni-
cy na ssaniu, w~t~puje zmniejszenie cisnieme w cylindrze na pocz~tku su-
wu spr~zmia i?a. 0 wply~rie jednak po na szybkosc spalania trudno sgdzic
na podstawie doswiadczen w bombie, ktore przeprowadzil Nejman [1] czy
.
Fening [5] , a odpowiednich badan w silniku nie spotykam~y w literaturze.
0u1d ?a4..4/mq/obieg
28
30
32
34
0 16 18 30 32 34 38. 33
.9ob:eg mg~o}reg
Rys. 8. P.rzebieg trwania spalania i poszczegolnych jego faz, oraz zmiany wzgl~dnej
wielko~ci resztek spalin (yl?o) i qc w zaleino?ci od zuiycia paliwa przypadaj0cego
na 1 obieg (gable) przy zmieniaj@cym siq pp bez dlawiema ssania (linie pelne i ozna-
czenia %e znakiem it1n) i przy statym pa c.. 1 ata z przymykaniem przepustn:cy
:ssania (linie kreskowane i oznaczenia ze znakiem "2"). Silmk pracowal na s = 5,4;
1: Q - bptymalne, a - dkonomiczne, pb cv 0,96 ata; Tk cv 290?K.
38 38
9 obieg
Rys. 9. Przebieg jednostkowago trwania widocznego spalania przy regulowaniu
obcigienia zmian0 pp (krzywa ~I>~vjd,), i przymykaniem przepustnicy (~I>w;d,) w za-
leino?ei od zuiycia paliwa-przypadaigcego na 1 obieg (7obicQ) s = 5,4; Q - opty-
malne; a - ekonomiezne; pk cv 0,96 ata, Tc\) 290?K.
16
12
10
6. Cisnienie spalania i szybkosc wzrostu cisnienna
Na rYs. 10 Pokazano zmiany , cisnienia na Poczgtku widocznego spalania
(Pc,), W GMP (Pc,) i rnaksymalnego cisnienia obiegu (pe) oraz sredni~ szyb-
kosc wzrostu cisnienia (wp) i jego jednostkow~ wartosc (~I>p) w zaleinosci
od cisnienia na wydechu pp. Na rysunku tym pokazano rowniez, jak zin2e-
niala sjt< przy tyro wie1kosc zuiycia paliwa przypadaj~ca na 1 obieg (gob1eQ)
oraz wie1kosc ekonoan cznych a. Silnik pracowal na e = 5,4, 0 - optymal-
ne; pk C..) 0,96 ata; Tk cv 290? K.
,& cm2
gobicy
Pct
Pc,
d ata
gobieg
mg
4u
Ifi
05 l0 i?3 1,0 ?,
Rys. 10. Zaleinosci cisnien linii spalania (PPc, pZ ), szybko?ci wzrostu ci?nienia
(wp) i sego wielkoici jednostkowej (f>p) w zaleino?ci od pp. Silnik pracowal na
s = 5,4, Q - optymalne, a - ekonomiczne (linia kreskowana), pk c' 0,96 ata,
Tk N 290?K.
Na rys. 11 przedstawidno zaleinosci pZ, wp, (I>p od pp w czasie pracy sit-
nika na a cv 0,85. Pozostale warunki pracy take, jak rys. 10.
Wykresy na rys. 10 i 1.1 pokazuj~ nam, ie zmiana maksymalnego cisnie-
nia obiegu pZ w zaleinosci od cisnienia na wydechu pp i zarazem od za-
wartosci gor~cych spaiin w mieszance roboczej jest nast~puj~ca:
W miar@ wzrostu pp nast@puje zmniejszenie pZ, je 1i 1c dla malych war=
to4ci pp krzywa p2 jest bardziej strcma niz dia duiych pp:
Charakter (krzy~vej pz = f (pp) moina wyjasnic zrnnan~ gobie0 = f (pp)
I znuan~ ~I>?,;d= f(p). Rozchod paliwa, przypadaj~cy na 1 obieg, zmniejsza
sib, w przybU eniu prostolinijnie (rys. 10) pod wplywem wzrostu pp (zmniej-
szenie napelnienia cylindra swieiq an6eszank~), zas i1>w.id w miarg wzrostru
pp rosnie jedynje dla wartosci pp < 1 ata (rys. 6 i 7), zas dla pp > 1 ata
wyst~puje pewien spadek ~Iyid.
Z tego powcdu spadek pZ, pod wplywem zmniejszenia rozchodu paliwa
gob;e0 jest przyspieszony przy mralych pp (tj. < 1 ata), zas przy duzych
pp (pp > 1 ata) spadek pZ ulega cz4xsciowemu powstrzymaniu (przyhamo-
waniu). I , I
33
ha
Fi
td~
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
I.
t.
 o,;
`
g
oi1
Q
oot
Qoio
v,
Opo9
g o4reg
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Ta
r
.rikil
leinosci x1 pp wplywa rowniei zmiana W ,(rys. 7).
Na przebieg pZ w za
t1' obm 'ia pZ, tJ'. W rzypadku zmnieJszenia tF otrzymali-
p
Wzrost warto~cr '
b sraY dla malych po wi~ksze wartosci px
Y .10) oraz pa i. (I??;a (rys. 6, 7) wywoluje
Charakter zanialrty pz i pc, (rYs .
niej szya kosci wzrostu cisnienia wp i jego jednost-
'ny Bred
od awiednie zanaa .
p
kowej wartosci (I)p.
Pp ato
Rys. 11. Zaleino?ci wp od p. Silnik pracowal na s = 5,4, a c 0,85, 0 -
pZ, ,cl p p
optymalne, pk - 0,90 ata, Tk cv290?K
d 0,45 ata do 2,4 ata obserwujemy (rys. 10) po-
W m2ar@ wzrostu p c ,
aczne zanniejszenie wp a I p, ktore ulega powstrzymanr
czatkowo dosc zn p ? c, u
'ui w - rosnie.?
dial d ' ch p0' kiedy dalszy wzrost pp nie obniza J we,, zas (I) p
ezasie 1 obiegu
paliwa Ten dajwzroe s~t (wI) p,i~kszy ktory sredno2nacza, ie~ kauly mg spalonego w o
i wzrost crsnienia prz.ypadajacy na 1 obrotu
owego, jest niezaniernie duiej wagL, Wyprka bowiem, z togo wzro-
walu korb
-
'szy tj.,ieja
stu ~I'p: Proces spalania jest korzystnieJ
kose spalania jest lepsza.
An,alogiczny p 11.
p
7,akres p jest to rzebie mniegjwszy, i ( gI) p w zaleznosci od pp olbserwujemy rYs. .
dY i dla a c'.. 0,85 praca na duzych pp (i zara-
p
zean y) jest nm ej' istotna.
Wane jest porowname przebregu (I) w zaleinosci cd obciaienia (gpb;cg)
si zawartosct goracych spalin w mieszance roboczeJ
przy zaniefliaj~eeJ p '
~
- i calkowicie otwartej przepustnrcy ssania, tl. Q,1, z adpowdednim
rze ebie var)giem I' tj . otrzymariyan pray dlawaeniu ssania i atmosferycznym
pr
ci$niernu na wydechu. Krzywe (I> o, r cIp: w zaleinosci od gob;c2
stalyan IP,? ~
przedstawiono na rys. 12.
34
kG/cm2
q'P 'owkmg/obieg
0,010
t00
0,008 ~v
nnn'7
f,3
p2
kG/cm c
22
20
kG cm2
0a Mk
w'p
18
16
gobieg
mg
50
46
42
Warunki pracy silnika byly nastcpujace:
e =1 5,4; a - ekoncmiezne; 0 - optymalne; Pk cv 0,96 ata; Tk cv 290? K.
Porownanie krzywych ~I'p, z II',, pokazuje nam, ie na duzych obcigie-
niach (Mdanych warunkach dla gobice > 28 mg/obieg), gdy; silnik praeuje
na stopniu spr~i mia bliskim optymalnego (dla danego paliwa), wielkosci
(I)p, :ieniem doladowania ma meznosc doplyni@cis do komory
' o zwi@ksZZonym cisn.ie-
pl ywakowej, panadto wyanaga porripy paliwoweJ
niu dostosowanyan do cisnienia doladowania.
Prey o lie cisnienie doladowania jest zmienne w roinych warun-
kach a pracy, pompa anusi pcsiadac san?~oczynna regulacJ cisnienia. Mote
~
rownrez kla p:iTpa paliwowa, a powietrze pod c
bye stosowana ~-
~'Y -
meniem doprcwadzane jest wowczas do zbiormka paliwawe?go. Ro2wia
tame takse Jest bardzo ktopotliwe w obsludze, a w przypadku powstania
~
nieszczelnosci w przewcdach palrwowych - wprost niebezpieczne - i dla-
tego tei the powsnr o ,bye zalecane.
Zaleta rozwi zania a" jest latwy rozruch silnika przy niskich tempe-
a
raturach. znika i klej
Rozvwiazanie ?b pozwala na stcsawame dowolnego g.a zwY
pompy pali ad J'ega jest dluga droga mieszanki od gainika do
wowej. Wa
silnrka co mcPe powodowac trudnosci rozruchu w zunae. Panadto +ulclad
taki wymaga stosowania zaworaw bezpieczeri5twa, gdyz znaczala ilosc mie-
szankr w przewodach ss1cYch i r@ .arce w przypadku cafni~cia sib plo-
~' 'ralY 'a staso-
y YwaJ
wani mienia mote obydwai spowodowac powazny wybuch. W p 'tce b
i nia. Wobec malego rozpowszechniemia sfllnikow
rozwa
e
gaznikowYch ze spr~iarkami w samochodach uzytkowych i braku danych o wlasciwc~ciach eksp]oatacyJnych oprsanYch rozwiazan, trudno jest za-
jac stanowisko, ktore z nkh jest bardziej wlasciiwe w przypadku silnika
trakcyjnego.
4.2. Napcd sprciarki
Jak wiadomo, spr~zarka mote posradac napd mechamczny od silnika,
bath tee bezposredni cd turbiny gazowej nap~dzanej spalinanmi. Byrwaja
rowniei w wh kszych silnikach stosowane nap~dy kcmibinowane mecha-
niczno-turbinowe. Zadaniem ich jest usuni~cie zasadniezej wady turbo-
sprgiarek - zmniejszenia cisnienia doladowania przy spadku obrotow
silnika. Dla unikni~cia duzych przekladni stotsuje sib w przypadku nap~dii
turbinawego spr@ia kj cdsrcdko ve, zas przy napcdzie mechaiiicznym
spr~zarki pojemnosciowe roznych typow (Roots`a, Lysholma, manvosrcd-
kowe,i inne). Przy nap~dzie kombinowanym stosuje sib cz~sciej (thee nie
wylacznie) spr~zarki pojemnosciowe.
W przypadku hrteresujacych nas glownie silnikow gaznikowych s '~alosci
?E"
/ N'e
(XMJ
Nmox
--~
ri (y~jo11.
Rys. 8. Charakterystyka silnika z do`adowaniem Na = f (G).
mechanicznej silnika, wzgl~dnie zbyt malo odpornego na detonacj@ pa-
liwa, w przypadku ktorego praca silnika staje si@ niemoiliwa przy war-
tosciach cp dalekich od punkttu C.
7. Analiza wykresu funkcji Ne = f (G, p)
Na wYkresie funkcJji N = f (G, cp) i pzedstawionym pogk dowo na rys. 8
interesuj ice s~ szczegolnie nast~puj~ce punkty:
pkt. A okreslonY przez parametry Ga i Pa, odpowiadaj~cy maksymalnej
'ed-
m
sprawnosci rozwaianego silnika i ty~n samy minimalnemu J
nostkowemu zuiyciu paliwa moiliwemiu do uzyskania w danym
silniku, przy okreslonych obrotach i rodzaju paliwa.
t. B okreslonY Jest analogicznie, jednak nie dia linii grarncznej, lecz
dia linii stanowi~cej miejsce geometryczne punktow od1owiada
J~cYch maksiam.im mzocY przy roinych cp = cont. Pozornie wydaje
si, ie pkt. B jest malo' istotny, gdyi analogiczn~ mac n oina
g
skac rzy iszpk cismeniu spr~iania i przy niiszym zuiy-
du ~ palipwa np. w pkt. A'. Zamteresowanie punktem B moim
zdaniem winno wynikac stud, ie leiy on na Jinni cpb = const. prze-
biegaJ' ceJ ' na ogof w pobliiu inii cPa = cont. okresla on maksi-
~ i cisnienia
mum mocy moiliwe do osi~gni~cia bez zwkszema @
doladowania w stosunku do punktu A, a wic i bez znaczniejsze-
go wzrostu maksymalnego dsniema w cyhndrzP, koszteni
J'edYnie zwi kszenia zuiyoia paliwa (regulacja gainik'a), a wiec
latwe do uzyskanla w praktyce.
107
+~Y
i"
=r.tiy
ti
F c;:
;~sY'
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
pkt. C przedstawia dla silnikow uiytkowych jedynie wartosc teoret cz-
nq, gdyz ak to rzedstawilem w unk ' Y
p p cie poprzedninv, osiggni--
cie jego w takim silniku jest raczej problematyczne.
Natomuast dla silnikow wyczynowych okreslenie parametrow tego punk
iu mote rnaec dune znaczenie praktyczne.
pkt. ?D" - cdpowiada mocy maksyanalnej bez doladowania. Linia D)!
hest miejscem gecmetrycznyrn punktow, dla ktorych jedno-
stkowe zuiycie paliwa jest identyczne jak dla punktu D.
pkt. ?H" - odpowiada minimum jedncstkowego zuiycia paliwa bez do-
ladowania, Linia HIS jest miejscenv gecmetrycznym punktow,
dla ktorych jednostkowe zuzycie jest identyczne jak w punk-
cie H.
Wydaje sib, ie w przypadku silnikow uiytkowych praktyczne znacze-
me pos2ada Iedyme cz~sc powierzchni ograniezona: krzyw~ N~, krzyw~
(papt, dolnq krzyw~ graniczn~, prest~ DF i krzywq cp =1. Dla wszystkich
punktow cmowionej powierzchni jednostkowe zuiycie paliwa jest niisze
od zni ycia odpowiadal~cego mocy maksymalnej bez doladowania. Poza
tym dla celow praktycznych"duie znaczenk mode posiadac znajomosc pa-
rametrow punktow A i B.
Celem ustalenia parametrow ,punktow A i B ustalimy najpierw wa
runki matematyczne, Iakrm odpowiadaja gorna krzywa gramiczna i lima.
k cz~ca punkty mocy maksymalnej dla poszczegolnych cisnien dolado-
wania. Dla skrocenia oznaczg lini~ gornq znaczkiem ?g", a dmg~ znacz-
kiem
Funkcja f (G, cp) ma jedno maksimum. Wartosc G = Gmax wyznacza sig
z rownania:
Rugujgc z rownan: N = f (G, cp) i F, (G, cp) = 0 parametr G otrzyma-?
my rowname lino Nm w pcstaci uwdklanej:
F(11;G) = 0
Dowolny punkt P (N, (p) krzywej N~ spelrua 'rownania:
d N -
dG G
Ruguj~c z nich parametr G lub p otrzYroamY rownanie linii N
~
cl' (N, 4) = 0 (6)
(I', (IV, G) = 0 (7).
Warunek matematyczny dla punktu A moina znaleic: ze zwi~zku
(' '(N, G) = 0 wyznacza sib N = tI>z (G), a nest~pnle:
N (1)9(G)
g~ _ - _ -- =M(G)
G G
dia punktu A:
wstawiaj~c znalezionq wartosc z rownania (9) GA do rownania N = th, G
otrzymuJ'e " ( )
my drugs wspolrz~dna punktu A' jako N = tIl._ (GA),
W analogiczny sposob moina okreslic punkt B.
Ze wzgl~dow ezysto rachunkowych wygodnie jest traktowac moc sil-
nika jako funkcj~ stopnia podwyzszenia cisnienia i wspolczynnika nad-
miaru powietrza, a ten ostatni wyrazic jako funkcj~ m i G.
Charakter zmiennosci funkcji N = f (u, (p) przedstawia rys. 9.
Zaleinosc pomi~dzy wspolczynnikiem nadrnianu powiehza is sto niem
podwyzszenia casnienia p c i odzino p
g wym zuzycaem pa)ltiva G dla omawia-
nych warunkow daje sib ustalic w spovob nast~puj~cy:
gdzie:
Gd - ilosc powietrza rzeczywiscie doprowadzonego do cylindra w 'ed-
nostce czasu
Go - ilosc stechiometryczna P owietrza w jednostce
czasu.
gdzie:
Ga = G ? Lo
G - ilosc doprowadzonego paliwa w jednostce czasu,
Lo - stechiometryczna ilosc powietrza przypadaj~ca na
prowadzanego paliwa.
. 09 1p _ U
Rys. 9. Zaleinosc mocy siinika od skladu mieszanki dia roinych wspblczynnikow
podwyiszenia cisnienia doladowania
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
r~~~N
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
-J?S Uk
e s`Y
110
=f (d, '?)
A - wspolczyrnnik ujmujacy wszystkie wielkosci stale,
I1v? - sprawnosc obj~tosciowa silnika,
Yd - cie?ar wlasciwy powietrza.
Pondewaz przyjahsmy jako Jedyny paranietr doladowania stopren
podwyzszenia cisnienia, mozna napisac opierajac sib na rownaniu stanu
gaau doskonalego:
Gd = B ? riv c~ (12')
gdzie:
B - wspolczynnik ujmujacy wszystkie wielkosci stale.
Poniewai z doswiadczen zarowno Diaczenkn [11 jak k autora wynika, ?e
l1v dla niezbyt wysokinh cisnien 'doladowania jest funkcja (przy n = const)
jedynie cisndenda doladowania i ?e mozna ja tra'ktowac z duia dokladnoscka
jako funkcj~ liniowa, mozna wi~c napisae:
Po uwzgi~dnieniu poprzednich zaleznosei otrzymanvy ostati?cznje:
A,?c? 2?~
(13)
(14)
gdzde:
A, i AZ - nowe wspolczynniki grupujace odpowiednie wieikosci stale.
Wyniici otrzymane przy pomocy zale?nosci (14) sa w znacznym stopniu
zgodne Z wynikami doswiadczalnymi. uzyskanymd przez autora. Rozbiez-
nosd jakie pomi@dzy nimi wyst~puja sa tego samego rz~du co blad po-
miaru.
Wyprowadzenie ogolnego. rownania N = f (a, p) moze przedstawiac
islotne korzysci przy analizie zagadnienia doladowania silnikow i ustala-
nia kryteniow dobonu parametrow doladowania. Jednakie problem tell
jest bardzo skomplikowany i wym'aga odthAel'nego omowienia.
Najogolniej mozna 'tu podac, ?e moc silnika o danych parametrach kon-
strukcyjnych pracujacego na okreslonym paliwie przy stalych obrotach
mozna okreslic zaleznoscia:
(15)
N= K ? . ? i
gdzie:
K - wspolczynnik grupujacy wszystkie wielkosei stale,
liv - sprawnose obj~tcsciowa silnika,
11 - sprawnosc laozna obejmujaca sprawnosc wywdazywania ciepla,
sprawnosc znuany ciepla na pracy i sprawnosc mechandczna.
Jedynymd zmiennymd wyst~pujacymd w rownaniu sa i n. Poniewaa
zaleinose pomi~dzy ?1,. i przyj@tymi zmiennynia a i p jest mama, zagadnie-
nie sprowadza sib do okreslenda funkcji
(16)
Okreslenie funkcji (16) pozwol loby na okreslenie na drodze teoretycznej
parametrow poszczegolnych punktow wykresu funkcji N? = f (G, cp).
Wediug dotychczasowych wynikow doswiadczalnych oraz analizy
teoretycznej, przeprowadzonych przez autora wydaje sib, ?e zagadnienie
to mo?e bye rozwiazane w sposob pozwalajacy na dose szerokie uogolnie-
nie wynikow.
8. Wplyw doladowania na niektore parametry pracy silnika
.
w rozclziale 6 artykulu podalem parametry, ktorych zaleinosc ad cis-
nienia doladowania bylaby szczegolrie inb resujaca.
W krotkim artYkale trudno omowic wszystkie wymdenione zagadniema.
Jednak?e dla uzupeinienia najwainiejszych danych o wplywie doladawa
nia na pracy silnika pcdam Stu w znacznym skrocie zasadnicze wyniki
przeprowadzonych przez autora doswiadczen.
8.1. Obciaienie cieplne silnika.
Przy doladowywaniu silnika S-42 w zakresie cisniei doladowania ?do-
0,25 atn (co cdpowida mocy 112,5 KM przy obrotach nominalnych) nie
stwierdzono objawow przegrzania zadnych czcsci silnika poza swiecami
zapknowymi. Swiece zaplonowe o war tosci cieplnej 175 wedlug skali Bo-
sch`a (zalecane przez wrytworr i~) wykazywaly po dlugotrwakj pracy przy
cisnieniu doladowania 0,25 atn i noni.inalnych obrotach lekkie lady prze-
grzanta, jednak?e nadawaly si@ do dalszej pracy.
Tempera?tura gazow wydechawych m'.erzona na konou rury wydechowej,
silnika wzrasla Przeci tnde o okolo 80?C.
@
Przy zwickszeniu intensywnosci chlcdzenia silnika i zastosowaniu chlo-
dzenia oleju nie stwierdzono sklonnosci do samozaplonow nawet po ?dlu-
gotrwalej pracy *
Przy cisnieniach doladowania 0,5 atn i wi~cej, jak rownaez i przy
cisnieniach ndeco nizszych i przy znaczniejszym przekroczeniu nomanal-
nych obro.tow silnika wyst~powaly samozaplony, ktoryeh nee mozna bylo
usunac mime stosowania swiec o wartosci cieplnej 275 wg skali Bosch`a
1 obnizeniu ternperatury wody chlodzacej wychodzacej z silnika do 40? C,.
Sadzac pa tenvperaturze spalin, ktora wzrastal'a wow,czas o okolo 200?C,
przyczyna samozaplonow byly prawodopodobnie zawory wydechowe.
ot,rwala maksymulna mcc ' uzyskana przy nominalnych obrotach
I~atk
wynicsla 131 KM, przy czym silnik pracowal do wystapienia pierwszych.
samozaplonow i gwaltownego spadku mocy okolo 5 mm.
8. 2 Cisnienie szczytowe w czasie spalania
Rysunek 10 przedstawia wykres indykatorowy silnika pozwalajacy na?
znalezienie sredndej wartosci maksymalnego cisnienia spalania, jak row
nie? okreslenie nierowpoaniernosci pracy cylindra, w ktorym zainstalowa-?
ny jest czujnik indykatora.
Dane uzyskane przez autora dla silnika S-42 podaje ponizsza tabela
(dIa obrotow n = 1300).
Dane to sa obliczone ma podstawie dwu zdj~c wykonanych natychmiast
jedno pa drugim i obejmujacych razem ale mniej ndz 35 obiegow pracy
silnika. rednie cisnienie spalania bez doladowama pzyjQto w tabeli za 100.
Charalcterystycznym jest ze wzros't cisnienia spalania jest ograniczcny
I po przekroczendu pewn~ego cisnienia doladowania, cisnflenie spallania
zmniejsza sad. Wywolane jest to niewatpliwie opoznieniem zaplonu dla
? Dla uniknigcia samozaplonow konieczne bylo ponadto intensywne chlodzenie
przyspawanej do glowicy specjalnej koncowki dia 'czujnika indykatora. Konc6wka
ta, mimo ?e czujnik byl chlodzony woda, nawet gdy silnik pracowal bez doladowania
rozgrzewala sic do czerwonosci i byla przyczyna samozaplonow w odpowiednim
cylindrze. ,I
'it
cM
r~
?,,..z
?If.
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
rownoczesnie tluriaczy wyst~powanie maksirnum
alnikni@cia detonacji, a
sprawnasci pr2Y podnoszeniu oL nienia doladowania.
Wspbiczynnik v zro3tu
cisnienia.dolad?
Podany w taben swsunelc nl~nlmia g okresie kazu-
ra do srednnego cisnienia spalania w tym wY
nyln okresle p cy Dwane a cYlindra nieznacznie rosnie ze
'e ze ro~vnomierriosc pracy lndyk g
Rys. 10.
lne a cisnienia spalania w obsei woWa-
9. Zakollczemie
wodv an'c na stwierdzic:
____
d
i
e w
staW
e
of
y
Reasiunujc
1. Zastosowanie daladowania w g-- - :..wycn s1 r r rrn WV szere~u przy-
Stosunel( cisnienia
minimalnego 1) do
sredniego ')
- I
0,85 0,87 0,88
1) Chodzi to o minimalnl wartosc cisnienia spalania w obserwowanym okresie
pracy.
2) Chodzi o ledni4 wartosc cisnienia spalania w obserwowanym punkcie?
s
2? Zastosowanle sainucow z. wsaa~?L~,. ,v~,,, c;lnilrntxr n'tezbednvch dla
wala na zmnlejszenle 11UJe1 i uaiu j ~,? ?. olavcia zapotrzeboWanla n a zrodla nap~du roznego rodzaju pojaz-
u
r
3? Dla umozllwieTia optymalnego dobaru Param,e kt
i anocy ele ywnej
1 znas
e
l
nej za
c
' sa ik a, celowyan jest usbalenle ago
ika skladu mieszanki i wspolczyfl laka podwyi-
silnika od wspolczynn
szenia cisnienia. zui cie silnika wy-
Wobec braku danych o wplywie doladowania y
4.
eprowadzenie odpowiednich badan w tyro kie-
daje sib celowym plz
runku.
LITERATURA.
worn. Maszgiz 1953?
21.. N A.. S. H. Orlin Diaczenko - .,A~vtotraktornyje d~vigatieli s naddu 51.
n i in. - Dwigatieli wnutriennogo sgorama .Maszgiz 1 1
3? A~kademik E. A. Czudakow i K. I. Genkij - ,>Traktornyj gazowyj dwigatie
soobrazowaniem". Izdatielstwo Akademli Nauk SSSR.1954.
s wnutriennym smle
4? W. N. Boltynsk~ i' - ?Awtomobilnyje f traktornyje dwigatieli". Maszgiz 1955? -
5. W. Hintze - . Zur Aufladung von Verb rennungsmotoren" - Verbrennungs
motoren - praca zbiorowa VEB Verlag?,Berlin 1953.
F.A.F. Schmidt - ?Flugieugtriebwerke VEB Verlag. Berlin 1953
Artykuly w czasopismach
4, W. Buck - ?Warum Aufladung".
7? Auto Markt Nr 31!195 ;
Power Nr 10!1952, C. F. Harms - ?Turbocharger maintenance".
8? Diesel
Diesel Power Nr 8/1952. ?Turbocharger for automotive engines".
9,
10. SAE Journal, October 1949. Max M. Roensch (Ethyl Corporation) ?Which way
,
to more engine power". C '
Awtomobilnaja i traktornaja promyszlennost' Nr 3/55 D. M.~Aronow I G. Pan-
11.
kratow (NAMI) ?Wiijanie stiepieni szatia na moszcznost r ekonomicznost
awtomobilnogo benzinowogo dwigatiela.
8- 4
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
dow mechanicznycn? t
ow doladowania dla
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
y
a.-(fj
;, ar .,
-
Ii~A1~A ~!
5;:~ art
s: W.
r~~?v
S
Mjr mgr in. J. MICHALAK
PODSTAWY TEORETYCZNEGO OKRESLANIA ZUZYCIA PAL! WA.
:, P
PRZEZ SILNIK SAMOCIi000WY
Podczas';ruchursam~ochodu energia paliwa zuiywa sie na:
1 straty cieplne ..i mechanaczne w silniku,
2. straty mechanaczne w ukladzie naPedowym samochodu,
3. pokonywanae oporow (ttoczenia, wzniesienia, powietrza).
Zuyeie ppaliwa dla silnika samochodowego na postoju oceniamy zwykle 'ednostkowym zuiyciemv paliwa w kgJgodz., a dla calego samochcdu w ruchu
J
w kg lub litraoh na1 km lub 100 km przebiegu (kg 100 km, 11100 km)-
Do celow eksploatacyjnych oraz szybklego obliczenia zuiycia paliwa przy-
J' to tzw:' eksploatacyjne. none i.y zuiycia paliwa. N o r m a e k s p to a t a-
e
cy,j,na~jes;tta wielkosc zuzycia pali?wa wYkazywana
srednio rzez sa?nochod pracujacy w przecietnych
p
wa.runkach idro'gowych, atmjos.ferycznYch, trakcyj-
%
'nYch a przy srednim obcaaienau. Za sre'dnie warun-
ki dragowe przyj@ta droge o nawierzchni ulepszo
nej w sredninl stanie.
rednie waruriki atmasferyczne uwzgledniaja. wszystkie moil,iwosci
atmosferYczne: wiMty, opady i zmiany temperatur, jakie wyst~puja w cza-
sle wlosny, lata j i esieni, z jatkiem zmian temperatur.O lub duiych
~'Y
opadow snieznych.
Zaradnicze normy eksPloatacyjne oparte sa na wymikach specjalnie
celu rze rowadzon ch badan oraz na materialach sprawozdaw-
w tyre pp . mimlimlaln stanowi
ezych. Dolna grauice Duzycia paliwa, a wlec narmr
norma wzorcowa. Jest to norma opracowana dla wybitnie korzyst-
tZW
nYch warunkow eksploatacyjnych (ma autcstradzie, bez wzniesiel , przy
bezwietrznej sucheJ ' pagodzie, dla.nowega, lecz datartego samochodu i jaz-
dy n '
d nabe " edniej przekladmi przy szy~bkosci ekonomaczneJ). Norma taka
i cia paliwa przez poszczegolne
Y nia zuy
mote sluzyc Jedyni~e do porown~a
tYpY samcchodow. Jest to bowiem najniisza norma dla danego typu sa
moina os1i ac na normalnie wyregulowanyln sam~ochodzie.
mochcdu, Jaka -
Norma eksp1oatacY7 ,'ma jest wieksza nii wzorcowa, poniewai uwzglednia
,
zwikszone opory podczas jazdy. Na przyklad dla samochodu M-20 ,,War-
szawa" norms s w zorcowa rowna sie 11 U100 km, a norma eksploatacyjna
13,5 1/100 km.
Ustalone normiY eksploatacYjne nie rozwiazuja zagadmenla obliczania dokladnej filosci zuzyw mega paliwa. Zmienne warunki pracy samochodu
w duiyrrv stopnlu wplywa]a na zu' cie paliwa, ktorego nie moina uwzgled-
~'
-
nic w normre eksploatacyjnej. Zachodzi wi@c potrzeba stworzenia teore-
Pcznej dstawy do doktadriiejszYch abliczen. Zagadnienigto jest przed
po~
t5
muotern togo artykulu. Wie1kose zuiycia paliwa obllczamy kalkoma spo-
scbami:
d1 donh norm eksploatacyjnych,
1. weug y c
2. wedlug sredniogo oboiaienia siln>ika w czasie ruchu po jazdu me-
chanicznego,
114
3. wedtug wykresu zuiycia paliwa na jednostke.czasu,
4, wedlug nomogramu polaczonego z nomogramem sily nap~dowej.
Pierwsze dwa sposoby siu a. do przybliionych obliczen analitycznych,
a dwa ostatnie - do dokladniejszych abliczen wykre?lnych.
1. Sposob obliczania zuiycia paliwa
wg danych {norm eksploatacyjnych
Zwykle mamy dana norme eksploatacyjna zuiycia paliwa w litrach lub
kg na jeden lub 100 km przebi?egu samochodu (Qo kg/100 km), na pod-
stawie ktorej moiemy latwo wyliczyc zuzycie paliwa dla dowolnej mar-
szruty z nastgpujacej zaleinosci:
Q=Qo(1 ?n)?L'a
n - wspolczYnnik uwzglednuajacy zmienne warunka uiytkowania,
L - ogolna dlugose marszruty,
a - wspolczynnik dlugosci marruty, uwzgledniaj~cy niedokladnosc
obliczen wg mapy (a =1,05 -1,2).
Wspolczynnik ?n" moze bye dodatnim a ujemnym. Na przyklad: zin
nonme eksploatacyjna zwieksza sag o 10%, a przy holowaniu pustego sa-
mochodu zmniejsza sie ja o 20 % w porownaniu z ogolnyrm zuiyciem pa-
liwa dlaa dwoch samochodow..
lub?
gdzie:
Ge - zuiyde paliwa w kg/KM godz.,
(G - 0,2 - 0,22 kg/KM godz. dla silnikow wysokopreinyoh),
e
)
Spesob ten jest mailo dokladny, lecz najczesciej stosawany;. Trudnosci
pof aJ 'a na okresleniu waelkosci wspolczynnaka poprawkowego (n), szcze-
~' .
golnie dia cieikich war?unkow drogawych.
r
2. Obl'iczanie zuiycia palinva wig sredniego obcigienia silnika
rv czasie ruchu samochodu
Da ow ' zeg?o obliczania przyjmujemy srednie obciaienie silnika
p
rowne akalo 50-80 /o o Jega c natomrast jednostkowe
pelnej rtnocy. ,ZnaJa
i cie 1lwa (Ge) w kg/KM gedz. lub g/KM godz. i czas pracy silnika
zuY
w ).
, zuzycie paliwa obhczyc mozna wg wzort.t (2
godzinach
Q_G~?1\le t 1cg
L
Q= Ge iV (3 ?- kg
V
(2)
(3)
ti 5
'? i;,
:
a 1'
Marka_samoThodu
Norma
Slude-
GAZ-
GAZ-
GAZ-
ZiS-
ZIS-
ZiS-
JAZ
STAR backer
zuiycia
MM
51
63
5
150
151
200
20
US
kgjlOO km
10
15,5
20,0
22,5
25,7
t
28,5
39,6
28,0
21,2
29,0
27
5
1/100 km
13,5
20,5
26,5
30,0
34,0
38,0
52,0
35,0
,
-23
38,5
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
(G~- 0,25 - 0,26 kg/KM godz. dla silnikow ga rikowych),
N~ - efekty,wna moc silnika w KM, ?
--,~wspoczynruk abciaienia silnika rowny 0,4 _ 0,6,
L - marszruta w:km,? .
V - srednia szybkosc ruchu samochcdu w knv?'godz.,
t. - czas jazdy w gcdz. .
Wg wzcni (2) p. rzeprowadzamy najcz~sciej obliczenia zuiycia pal:iwa
dla traktorow j silnikow pracujcych na postoju lub stanowiskach, nato-
rniast wgwzoru' (3) - dia samochcdow.
.. PowYisza metoda obh'czama nie'daje dokladnych wyuikow. Najcz~sciej
pOpelniam iu blad przy okreslamia wielkosci wspolczynmka obciaienia
Y -
silmka (li). Dlatego tez do dokladnych obiiczen zuiYcia Paliwa nalezy' za
stosowac'inne me+tody obliczen, ktore pcdano niiej.
3. Obliczanie zuiycia paliwa
wedlug wykresu, godzinowcgo zuiycia paliwa
? W . ilcu badan calkowicie sprawnego silnika na hamowni moina
a
otrzymac zaleznosc zuzycaa pa)lwa (Q kg/godz.) od obcenia obrotow
walu korbowego. Powyisza zaleznosc moina przedstawic wyk?eslnie za
_~ .
pcmoca krzywy;ch, rjak na, rys. 1.
--+ n
obr./iflm.
Rys. 1. Zaleinosc zuiycia paliwa od obciaienia silnika i obrot6w walu korbowego
Gorna azywa przedstawia zuiYcie paliwa przy stuprocentowym obcia-
l .
ienii*silnika, a dolna przy zerowym obcaaieniu, tj. w wypadku triedY
l racuje luzem. Znajac obroty walu korbowego kub szybkosc po-
jdu p azdu mechanicznego oraz obciazemie silnika moiemy akreslic zuiycie
paliwa w kg/godz. Jednak z punktu widzenaa eksploatacji interesuje nas tiuiycae paliwa ride na godzin~, a na jeden lub 100 'km przebiegu. Zuiycie
to wylacza sib z zaleilnosci (4)
Q--Qo 100 kg/ 100 km
--
N
Dia przykladu pokazano wykres trakcyjny d1 biegu bezposr'edniego
(rys. 2).
Dla wygody za lini~ zerowa przyjmuje si@ nie os OV, lecz krzywa'zmia-
ny wielko~ci oporu powietTza (P) w zaleinosci od szybkosei ruche samo-
ehodu, odloiona w dl od osi OV. Wowczas gorna krzywa przedstaw a-
a
LAO)-1
45
t 4~ app
Rys. 2. Wykres trakcyjny biegu bezpo~redniego
+ U
jaca roinic~ sily nap~d'owej a oporu powie+trza (+P~ - Pp) jest w rzeczy-
wastosci zaleinoscia lily napgdowej (P~) od szybkosci, po uwzgl~dnieniu
oporow powietrza. Linia zerowa przedstawia wowczas zerowe.;obciazemie
silnika (prata silnika na biegu iuzem), .a lia krzywa (P~ - PD).-:100%
obciaienie silnika. Wielkosc sily P~ moiemy przycownywac do obciaie-
nia dlatego, ie sila nap~dowa jest wprost proporcjonalna do mocyG efek-
tywnej silnika?. ,
2'7Q N7 7 = , .` N .
V -
gdzie:
N~ - moc silnaca w KM,
' l -. wspolczynnik sprawnosci mechanicznej,
bkosc samachodu w km/godz
z
V -
.,
y
s
K - stala wielkosc ?przy danej szybkosci ruchu; obejmujaca wszystkie
niezmuenne 4e1kosci.
Z kres+u (2) moina graficznie okreslic stopien % abciaienia silnika
jako stosunek wielkosci dwoch odcirikow: ~?~
1. odcinka przedstawiajacego niezb~dna silt napgdawa_na_pakonanie
:wszelkich o`orow ~uchiu ~(oporu toczenia - Pt, oporu wznaesiemia
P
- P,,. j oporu powietrza - Pp)
P, -}- PW -f - PP = P? -}- Pr
1 ,' gdzie: ?
F4, sila potrzebna na Pokonaiue oponu drogi, uwzg1 dniajaca siioporu
wznietsieniia,
ktora mo-
-` -
?2. odcirika przedstawiajacego calkowita' silg napodow a (Ps)
ie bYc przekazan a od silnika na kola nap~dowe1 przy danej szyb-
.
kosci 1, danyni biegu:
Wowczas sto ieri abciaienia, to jest. wspolczynnik obciazema silmka
p .. .
(3), okresla sib wyrazenaein`(6)'.
gdzie:
Q - zuiycie paliwa w kg/100 km,
Qo - zuiycie paliwa w kg/godz.,
V - szybkosc ruchu w km/gcdz.
Jak zaznaczono, do okre1enia zu ycia paliwa na podstawie wylc?esu
.
potrzebna jest znajonvosc % obciaienia silnika, ktorego praktyczne okre-
, ano?na okreslic na
slenae nasuwa znaczne trudmosci. Obciazeme sainika
pcdstae wykresu trakcYjnego przedstawaajacego zaleinosc sily nap@-
v~n
doveJ ' od sz~bkosei ruchu samcchodu P = f (V).
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Ws 6l nik jest rzeczywistym wspolczynnikiem obcigienia i odpo-
w`iada to p o obci~ienia silnika dlatego, ie wielkosd sily napdoweJ ' (P?) przed-
stawaona jest na wYkresie z uwzgl~dnieniem wspolczynnika sprawnosci
mechanicznej ukladu nap dowego sannochcdu.
Okreslenie zuiYcia paliwa wg podanego sposobu jest doss klopotliwe w praktyce, wymaga bawiem jednoczesnego Poskigiwanna si @ dwora cd-
m i w~ylkresami. Dla ulatwienia obliczen dokonano paltczenia tych
dzielnYm /
dwbch kresow w jeden nomogran. Obliczenie zuiycia paliwa za p0-
m0 anaenionego nomogramu stanowi' czwarty sposob .okresla-
~1 wY7RJ u'Y
nia zuiyda paliwa.
4. Obliezenie zuiycia paliwa wg nomogramu Q = f (N~ ' 1 ' V)
Sposob ten lega na naniesieniu llzywych?jednakowego zuiycia pa-
'. Diatego
liwa (kg/100 km lub 1/100 km) na nomogram sily napdoweJ
tei rzebudowano wykres godzinowego zuiycia paltiwa na znziycie paliwa
p
w kg/100 km, 'a Hash@pmie namesa 'ono krzyw a jednakowego zuiycia paliwa
(kg/.100 km) na nomogram zmiany saly nap~dowej w zaleinosci dd szyb- kosci ruchu. ,
Przebudow wJ'kresu godzinowego zuiycia paliwa na wykres zuiycia
paliwa w kg/100 km przedstawiono na rys. 3.
,Q
kc/~+L
21
18
12
Q
60 kg iOOkm
RYs. 3a b. Wykres zuiycia paliwa w zaleinosci od obcigienia silnika i szybko?ci ruchu
30
wa cz sd s. 3 Przedstawia wykres godzinowego zuiycia paliwa
ranej mocv
w zaleinosci od obrotaw wale korbawego ?n i iloscn pobie
silnikai (N~, E)
118 {
100 N
75:'(N
50%N
25%N
~0%N
F-
n obr./mrn
V /god'
45 6'O
12
6( 0zN
75%N,
20
k $0km/gcdz
1002'N(''
V2=30km/gadz
V =15km/pdz
Q kg/100 krn= f (Nc, 1, n).
Os pozioan, obrotow walu korbowego (n)' motienvy, wykorzyaac i dla
0
szy ?
bko?d ruchu (V) odpowiednio przeliczaj~c &a daneJ Przekladni. Wykres ten kdn ujemy na podstawiie badan na han owna. Prawa C3:P5d sYs. 3 przedstawa zuiycie paliwa w kg/100 km (Q kg1100 km) na pod-
stawie danych z ~poprzedniega wykresu
Q kg/'100 km= f (Q kg/godz. N~; (3; V).
Pra v sd rys. 3 budujemy w nast~puJ6cej kolejno?d:
a rz si .rz doych Q k~godz. take sam0, jak0
'eany ska1~ dla c ~
P YJmuJ
dla, wykresu lewej cz~sci rys. 3;
b) akreslamy skal~ dla osa poziomej Q kg/100 kind obliezaj~c najpierw
naJwi ksz wantosd zuiycia paliwa (Q kg/'100 kin), jaka moie zaist-
pied dla danej przekiadni, na' podstawie wyraienia (4) ;
Q _ Qo 100 kg/100 km
V
Przy szybkosci ruchu 15 kmlgcdz. i 100% obci~ieniu silnika zuiy-
cie paliwa nosi 9 kg/godz., tj. 60 kg/100 km. Wystarczy wi~c na-
~'Y
niesd skald na os1 pozlomeJ oowym? (rys. 2), ktorega czulosc nie'zalezy od wymiarow, przy rownolegle wliczoneJ ' Pojemno ei C rownej 1000 pF wynosi okol0 50 kg
i jest o2naczana Jako ?czulosc" elementu. Stud otrzymuje sib wielkosc
charakterystyczna d1a elementu kr~ikowego:
Pd U _ 50.1 1
1000 20
C
wn
,rc,,
Y[5. spa
t~
'-.
F ~'I
~d
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
I
."
. 1.
Wzory to wskazuja, ie nacisk j napigcie pry C=const sa proporcjonalne
tak, ze charakterystyczna kwarcu jest linia prostq.
Ta cecha sl nowi wyzszosc tej metody nad innymi sposobami pomiarow,
gdyz przy wszelkich ponziarach porownawczych wystarczy kaidorazowo
sprawdzic tylko jeden punlct charakterystyki jndykatora, oczywikie pod
warunkiem, ze pozostale elementy aparatury pomiarowej pracowaly bez
zarzubu.
W wypadku, gdy ?nierzona warto d cisnienia przekracza zakres pomiaro-
wy aparatury rejesbrujgcej, zakres pomiarow komory mote byc dowolnie
rozszerzany przez dolgczenae odpowaedmo dobranych pojemnosci. Jeieli
to pojemnoki np, maja wartosei C1, C2 i C3 (pF), to niepotmebne jest nowe
cechowanie aparatu, gdyi zgodnie z wytiej powiedzianym zachodz~ sto-
sunki (rys. 3):
CI : C., : C3 = tga : tgp : tgi
Pojemnosc wlasna komory kwarcowej jest b. mala. Dlatego nalezy dola-
czyc zawsze rownolegle kondensator dodatkowy, aby nie przekroczye za-
kresu pomiarowego, aparabury.
Bicgunowosc kwarcu (dodatnia lub ujemna) dziala tylko na kierunek
wychylenia strza&i, ale nie na jego wielkosc. Zasadnieze pol~czenie ko-
.mory pomiarowej pokazuje rys. 4.
Rys. 3. Wykres ceehowania komory kwarcowej z rozmaitymi rownolegle wlaczo-
nymi kondensatorami C,, C: i C.
J 28
O
rnT
Pn (k91
.Rys. 4. Polaczenie komory kwarcowej a rbwnolegle z kondensatorem C i przyrzadem
rejestrujacym b. Na komor@ kwarcowa dziala ci?nienie P.
.Na rYs, 5 do 8 p?kazana jest wewmetrzna budowa roznych rodzajow no-
woezesnych komor pomiarowych.
Zasadnicz i elementami kemor sa: obwod wstepnego napiecia, skla-
daJ' cY sie z kilku kr?~zkow kwarcu - a, z tulejki wzg1dnie sworznia
~.
wstePnego naPiecia - b, oraz elementew napinajacych - c, membrany
d' p ierscienia dociskajgcego membrane - e, korpusu - f, koncowki pol 1-
czeniowej - g, koncowek do chlodzema wodnego - h, przewodu odpro-
wadzaJ' cega ladunki elektryczne - i, oraz polaczenia dla kabla - k. Ele-
~
mentY kwareowe ustawione s~ pomiedzy tulejka a elementem napmaja-
cYm lub p?miedzy elenventami napinajacymi (rys. 8) z pewnym napie-
e nYrnaby zapobiec rnozliwosci przesuwania sie pionowego tu-
ciem wstp
z
lejki wzgledem elmentbw kwarcowych, gdy w tym wyPadku moglYby
powstac bledy pomiarowe.
Rys. 5. Komora wysokiego ci?nvenia
Rys. 7Komora do przewodow pa- Rys. 8. Komora do pomiaru sli
.
liwowych
a - krazkowe elementY kwarcu, b - tulejka wzgl. sworzen wstepnego napiecia,
c element naPinajacy, d -- membrana, e - pier~cien dooiskajacy membrane,
f - korPus 9 - kor c6wka polaczeniowa, h - koncbwka do chlodzenia, i - prze
wod odprowadzajacy ladunki, k - polaaenie do kabla.
I1 II
Rys. G. Komora niskiego ci?nienia
, 129
e
. r.
e..+ i
"4;
~z<
j J J'+
r.~4
 n? n7, 5
55 .1 5t
5G
"~~
"'
~
~
(
I
I
I
I I
I
a
B
4
I I
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
lI'n
.7
50
~Na rys. ?9 podane s~.krzywe sprawnosci roymaitych nadajnikow, zlkto-
rych widao, jak duly wplyw ma budowa a obrbbka czgsci komory na wiel-
-kosc wstcpnego napi~cja; poza ktorym wyst~puje,jui ,jednakowe przekazy-
wane cbci~tei nadajnika.
1 .c L _
~a I I
---------r--
I
I r ~
~ I
-----H------:- -4--
40.__L______+__--
I F I.
3i0 100 200 300 400 500 900
PW-kg
Rys. 9. Zaletnose sprawnosci piezoelektryeznej komory,od napigcia wstGpnego P?.
a - stary.typ -,;nasycenie przy P15, = 600 kg Ilk -. 85 %
b .- nowt' typ - ,, Pw. = 350 kg ilk = 92%
C - papr.'nowt': typ ,. ,, ,, P?, = 350 kg Ilk = 95 no
Jakouc obwodu? naPi~cia wst@pnego zaleiy oprocz 'tego' jeszcze od sto-
p; ~
sunku ~przekrojow!\poprzecznych bulejki i elementow kwaroowych, ma-
terialu z ja1dego:wykonana lest tulejka, a take w mniejszym stopn.iu od
teanperatury:
Te czynniki^okieslaj tak zwany stopien sprawnosci tulejki:
1 Pk d
%T= ? 100,0
Pk -I- P,
gdzie:
Pk - jest to przez kwarc, a Pt - przez tiulejk~ grzmoszone obek~ienie,
stanowigce cz~sc obci enia zewn~trznego P.
Przez cigle ulePszanie budowy i. obrobki stopien sprawnosci tulejki zo-
~
stal powi~lrszony do 95-96%. ?
Wysokie napigcie; wst~pne ma zapobiec znielcsztalceniu charakterystyki
prostqliniowej kwarou, wywolanemu przez nieprawidjawy przsplyw sil,
a take ?tiuleijka. nie_dopuszcza wilgoci z komory chlodz~cej. Najanniejszy
esad a;,powierzchniach kwarcu talc znacznie pogarsza Fzolacjc, ie i talc
mraJTTe ladunki -el'ektryczne splywaj~ na mas@ komory kuiarcowej the od-
dz alywuj~c . na przyrzgd pomiarowy. Zasadniczym2 wadami starych ko-
amor byly za niskie napi~cia wst~pne i zla izolacja. Trwalosc elementow
kwarcowych.przy odpotiviedniej budowie jest praktyoznie nieograniczona,
gdyt wytrzymuj4 one nadiskd powierzchniowe do 20000 kg/cm'. S~ one
nataaniast badzo caule na zginanie r p~kni~cia.
;.l?rz pcaniarze;cisnien,gazow i cieczy,,przesJtrzen indykowana znajduja-
Y
ca. sib=pod tcisniea~nem;.musi 'bye odgradzona odo Lcisnienia zewn@trznegp.
Rol te] ' Przeg rod , sPth-is membrana. Musi ona przestrzen ponnaarow~
~
od odzic od komory chlodz"lcej i an.erzone cisnienie bez opoinien prze-
? Idlega ona nie tYlko silnYm waha-
te p
mnoiescanna elementy kwarcowe. To
cibciaz'enia ale take - J'ak np. w silnikach spalinowych wysokim
temperaturom i dzialaniom chemicznym (korozji). t
Jakose wigc stosowanego materialu odgrywa zasadniczi rol@ w pracy
membrany. Mote ona byc wykonana jako oddzielny element lub l~cznie
z tu1ejk~, stanowi~c z nib calosc. Zastosowanie Jednego lub drnrgiego spo-
sobu budowy zaley ad kaidorazowych warunkow utycia. Rys. 5 i. 6 poka-
zuJ'e komory z oddzielnymi membranami, natomiast na rys. 7 stanowi ona
,
jedn~ calosc z tulejka.
Przez membran~ jest odProwadzona czc5c obci~ienia, nieuwzg1 dniona
przy pomiarze, naskutek czego ogolny stopien sprawnosci komory znunej-
sza sib o sprawnosc membrany.
~ok='qk ?'7m
Na rYs. 10 PodanY jest wykres sprawno d membrany flm w zaletnosci od
szerokosci szczeliny t r i grubosci membrany s.
IloczYn szerokosci szczeliny i sredniego obwodu pierscienia?daje wolnn
wierzchniQ membrany, abci~ionej cisnieniem. Wykres wskazuje, ie mo-
bYe osi ate najkorzystniejsze warunkl przy zachowanku okreslo-
ny ych wymiarow,ktore nal,.zy brat pod uwag@ przy proJektowaniu komorY.
4
D
0,
S9
BD
61
62
63
94
42
46
0 0,05 0,91 Q15 420 025 Q30 q35 440 0,45 0,5
Smm
RYs. 10. Za1eino~5 sprawnosci membrany od jej grubo?ci s i szeroko?oi szczeliny it
Badania kazal , ie jakoso materialu w porownaniu z danymi na
wt'kresie 10 jest Pierwszorz~dna. Jego odpornosc na korozj@ wplywa na
czar pracy komory.
Kabel odprowadzaJ0cy xackmiki elektryczne musi bye wyprowadzony
w ten sposob aby w iadnYm wypadku wilgoe nie mogla przedostac si
z zewn trz do komory kwarcowej, miec dobry styk z przewodem prowa-
l~czenie bagnetowe.
dz~cym do wzanacnacza. Warunki to zapewrria po
NajlePszYm materialem izolacyjnym jest polerowany bursztyn. Na szczegoln~ uwag~ zasluguje chlodzenie komory, ktora nieehlodzona
r miarach komor spalania silnikow musialaby przejanowac tempe-
raitury r Po wielu setek C. Czulosc kwarcu jest Prawie nieza1eina od tempe-
a atury, ale irme cz~sci aParatury uykonane s~ ze stall, a wi~c z materia-
lu o duiej edksztalcalnosci cjeplnej.
131
. L
ii
 55.E
~.
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
CJ j
frv4i~. E4
~rnv7:
%.?e
'.? ;w'.:
{t A ~1
N
Najbardziej obcigzona cieplnie jest membrana, ktora musi bye odpo-
waedni.o chlodzona; jednak nie nalezy dopuszczac do wahania sib cisnie-
nia w ukladzie chladzgcym, spowodowanego tworzeniem sib p~cherzykow
pary lub tym pcdobnym.
Podczas gdy wkrccony do glowicy cylindra nadajnik nagrzewa sib przez
bezposrednie dzialanie wysokich 'temperatur, to w wypadku np. umiesz-
czenia komory kwarcowej na rurze ssgcej nagrzewa sib ona przez pro-
m2eniowan2e ciepla przez sulnik i rowniez anusi bye chlcdzona. Kormory
kwarcowe natomiast uzywane do pomiaru cisnien w ulcladzie paliwowym
silnikowiwysokopr~inych lub do pomiaru sil nie potrzabuj~ w zasadzie
specjainych 'urz~dzen do obnizania temperatury, gdyi male wahania nie
wplywaj~ na dokladnose pomiarow.
Ksztalt j wymiary korp~usu oraz koticowki pohczeniowej (gwinty) za-
lez i ed mozliiwosci ich wbudowania, talc ze na ogol wedlug ksztaltow zew-
nc trznych n- ozna ooenic przydatnosc komory kwarcowej. Jednak glowny
warunek stanowi wylnaganie', aby masa obudowy byla duia w porow-
naniu do masy cz~sci wewn~trznych, podlegaj~cych wibracjcm, tj. ele-
mentow kwarcowych, membrany i tulejkl. Obliczenia teoretyczne (uklad
trzech mas), jak rowniez i badania praktyczne wykazaly, ie shy zewn~trz-
nel, jak np. drgania kadluba silnika tyro mniej przenosz~ sib na nadajnik,
a tyym samym wplywaj~ na poaniiary, ins wi~ksza jest cz~stotliwosc drgal
wlasnych komory. Powinna ona wynosie anoiliwle okolo 10000 Hz,
Wzmacniacz
Ilosc ladunkow dostarczona przez komor~ kwarcow~ na oldadki kon-?
densatora wywoluje napi~cia, ktor2 jednak s1, za slabe dla sterowania
urzgdzeniem pomiarowym lub Tejestruj cym. Wzmacniacz to slabe na
P -
igcia niezaleinie od ich cz@stotliwosci nvusLprzeksztalcic w proporejo-
name pr 4y dostatecznej wielkosci i rownoczesnle nvusi on posiadae cha-
rakterystyk prosto1miow2.
-9
s_II,IIFri f -I'- L1Y
Rys. 11? Schemat trzy,stcpniowego ~rzmacniacza pomiarow:
a - komora kwarcowa, b -- kondensatory rownolegle, c - stopnie wzmocnieniar
d - amperorriierz, e - oscylograf, f - potencjometr (obwod wzorc.), g - miernik
napigcia, 1i - przekainik obwodu wzorcowego (uruchomiony przez przyrzgd steru-
jgcy), i - irodlo pr~du (bateria).
Poza tYm muss on bye odporny na wstrzasy, chociai znajduje sig
w poblizu aniejsca pom2arow, wodoszczelny, niezaleiny od wplywow tem-
peratury, latwoprzenosny i prosty w obsluaze.
132
b c
L .LL Tr
t,
r
2r l1 L
W zale~ancsct cd z~da ib wzracniaczy dwu -
nego wzmccnienia uiywa s
lub trzystcpniowych?
odu wYJsciowego muszi miee azczegolme dobt 1 )~
Lampy abw izalac'
'Pe stern'ci male ojeanno5e, cdpowiednao do niskich nape J& Ych. Ty~nl cab}~-
dwum p arunkom odpowiadaJE lampY T 113 i T 114 ktore dla obnize-
w,
cia anodowego posiadaj~ siatkQ przestrzenn~. Dalsze tvzmccnie-
nie .m ? ~topruu przy pomccY pentcdy, a jezeli zacho-
nie odby dbywa sig w tlrugl
dz1 potxzeba, w trz.eclan stopniu' przy pani~cy triody kcncowej.
_
Poniewai niektore p~tlice cscYtobnaliczne potrzebujt silntejszego pr~du
druRp lam-
zna do koncowej tricdy wlczyc rownolegle b`S
p, mo
okazano na schemacie wzmacniacza (rys. 11).
p~, tak jak p
ni zasadami pracuje sic tylko na prosto-
Zgcdnie z wyzej wspcamnianYl
liniowej cz~sci charakterystyk lamp.
Aby odci~zye apaYatur rejeJtruj~c~, prod spoczynkowy ostatnteao stop-
zostaJle sprowadzony do zera, tak ze wlasci~vie dopiero przy roz-
nia po
oczeciu rniarow pr id zaczyna przeplywac przez pdice. Porbwnanie
p ~ych z linia cechowania nadajmka cele
otiz man ch pr~dow pcantarov ir m
Y Y i
oven wyluesu staje sib mozliwe, gdY PrzY ~niocy ro 'dzielacza nape
-
Y ozone jest stale napi~cie o znane_j wielkosc
do siatki lampy p-zyl i, Przo
o-
leg~kaz~e nik cddz ela kandensatorody , kosiatkimecten wzorcotivy cbwod w czasie pcaniarow. Rown
zne do dostroJenia impulsow przechedztcyc 1 z komory k ~blizu siatki
warcowej na obwdd pomiarawy, le? take w p wejsciawej. W uiyciu praktyczny ;o ~-
an wzmacniacz zwykle umiCszCZa sib
- chronic
omaarow - stanowiska prob silnikow
w pabhiu mielsca p
go przed wplywami i rzez elastyczne zawieszenie i obsl'u-
gr.Je sib pine zewn~tiznyan P .,
z aparatur@ rejeshujgC h oddalona cz~stokrae o kilkaset me-
ti7?ow a pol2czonEt z nim wie1czylow5m1 kableni (rys. 12).
Aby unie-zaleznic wzmacniacz do wahan napi~cia sieci zasilany on jest
pity pomocy aknimulatorow.
000
row piezoelektrycznych z wzmacniaczem i aparatbr
rg
Rys. 12. Urzadzen.e dla pom~a ejestruJic
torero piezoelektrycznym. b - kabel wysokiej cze
a - silnil, z kwarcowym inpomiomiarowy z ~ awieszonv elastyczme, d - bateria, e - ka-
stotliw -
oscr, c -- wzmacniac7.
4
bel do aparatnry rejestrujacej, f - stol oscylografu, g - pdice oscylograficzne,
- ok:enko obst.rwacyjne (matowka), ]c - kaseta dla
]i - przyrzad sterujacy, i oscytogramu.
133
F~~J
ery
t{rp;
4
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
i;. '.-?
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
f~~rn
~f
Aparatura rejestrujca
Impulsy wychodzgce ze wzmacniacza s~ uwidocznione przy pomocy
oscylografu katodowego lub' petlicowego i nastepnie s, fotografowane.
,
Oscylograf katodowy, zaopatrzony w lamp@ jedno - lub dwustrumieniow,
pracuje bez opbznien, jest wygodny w uiyciu i stosunkowo tani.
Wbudowane urzgdzenie odchylaj~ce stenuje w czasie odchylania stru-
mienia elektronow w lampie oscylograficznej. Dzieki temu moiliwe jest
przez polgczenie urz~dzeii przy siilniku (przekainik k~ta korby, wzglednie
drogi tloka) zdejmowanie wykresow cisnien w funkcli czasu wzglednie
cbJetosci (p - t, p - V).
Wadi tej aparatury jest to, ie nw na r6wnoczesnie atrzymywac naj-
wyiej tylko dwa wykresy. Tymczasem oscylografy petlicowe pozwa1aj0
przyl~czyc ta'kq ilosc miejsc pomiarowych ,ile posiadaj~ one petlic.
Najndwsze oscylografy petlicowe firmy Siemens i Halske posiadaj~
dwanascie petlic.
A1atura to wraz z w'budowanym aparatearn fotografacznym nadaje sie
~'
szczegolnie do okreslania wartosciowego wykresow oscylograficznych,
podczas gdy oscylator katedowy jest bardziej poiyteczny przy bezpo-
Yv
sredniej obserwacji np, dla pokazow przy wiekszym audytorium.
Zasada dzialania pokazana jest na rys. 13.
LI
Rys. 13. Zasada dzialania oscylografu p@tlicowego:
a - irodlo swiatla (lampa lukowa), b, c - p~tlice pomiarowe, b - zwierciadlor
c = drut p@tlicy, d - magnes ntaly, e - sprgiyna napinaj~ca dla ustalenia tiu-
mienia, f - bQben z papierem swiatloczulym.
Proanienie irodla swietlnego a (lampa lukowa) skupione przez soczewki
i przeslonY szczelinowe oraz odchylone przez pryzmarty padaja. na zwier-
ciadlo b petlicy c. Zwierciadlo rzuca promiei swietlny na wiruj~ce zwier-
ciadlo wield aniaste lub na beben z papierem swiatloczulym j'.
AbY moina ibylo abserwowac obraz jako nieruchomy na maitowce, re-
lu'e si ilosc obrotow zwierciadelka wielogramastego tak, aby byly one
guJ
e
synehronicznde z czestotliwo?ci~ zjawiska mierzonego.
Zasadnicza budowa jednej petlicy oscylografu jest take pokazana na
l ri polu magiietycznym d znaldule sie cienka druciana
~'
rs. 13. W staYa
Petlica c natpMeta sill sprezyny e. 'Na petlicy umieszczone lest maleiikie
zwierciaderka b, o powierzchni 1 mmz. Urzgdzenie to znajdule sie w zbior-
niku Z oliw, zaopatrzonYm w okienko, przez ktore promien swietlny pada
~
na zwierciadlo b. Jeieli przez petlice c przepuscimy prod, to w polu ma-
h:
t-
P ~a
e meanent obr6towy, ktrry skreci petli-
ce gne c t i ycznym zwiermagne/u d pawstani s ? ~
ciadlo b a p?Wien kit, zalezny od wielko ci pr1du. Jetlnd-
'e odchylony i na ma-
towce czesnie z tyan prcmaeii odbity od z~vierciadla zostaJ
ojawi'a sie adpowiedni odcinek krzywej.
p
Czestotliwosc wlasna pethcy more bye w duiYch granicach zmieniana i cie s r i n e, kpiel olejowa sluiy lako tlumik
przez rozmaite nape p e Y Y tlice ~ konu e sie w roz-
zaleinosei od czestotliwosci pomiarowych pe vY , j
W
rrnaity sposob i rozni~ si one pomiedzy sobs czestatliwosci~ wlasn~.
e
Przyrzqdy dodatkowe
Do badania na drodze piezoelektryczne] ' procesow zachodz~cych w sil-
nikach korneczne s Jeszcze dcdatkowe urz~dzenia.
Wskaznik czasu
Dla okreslenia dloscil obrotow silnika, p?trzebna jest do tego skala
'~c~ ze
e e, drga1
Iona na oscYlograanie przez speclaln~ pflit
stal czesto~tliwosci~ 500 Hz. W czasie trwania badanego przebiegu, Petla 500 Hz '~ okresow
c~`~' ~'y'~
'eni 'a na oscYtot "e sinusoidalny przebieg, Z. i os
zm i
tega Przebiegu dbliczyiriy czas trwania badanego zJawiska.
Przekainik kata korby
Dla ozna)czenia poloienia tlaka badanego silnika, na dbwodzie kola zamaehowego umieszczo tore
ne s~ w roinych odstepaeh zeby, k prze-
chodz~ kolo cewki indukcyjnej. och tlic pol~czo-
ny ewce im uls prgdu, przy pomocy dw pe
P rowe le c I? Y dolne] i gornej ki awedzi oscylo-
ch Ti rownolele, s, uwidocznione na g
ramu w postaci znakow k~ta korbY.
e odksztal-
g nie lint ozwalaj~ na wyrozniem
Znaki to przez ich pol~cze p swiatloc7JU1ega. Punkty
ie
ceii p?wstalych podczas wywolywaiiia iekszychpapru ampliWdach przekai-
m,artwe staj~ sie bardziei waduczne przy w
nika e zamachowym).
szersze zeby na kol
Przekainik punktu zerowego
S sobea iezoelektrycznyaiv the moina mierzYc samego cisnienia, lecz
tylko n rbznice p cisnieii. Z togo powodu dla odczytania wykresii ixzeba nuec esienia odpowiadajgc,~ ci?nieniu atmasfeiycznemu.
hnie odm giej
Membrana, abci~,iona z jednej sixonY ~meniem mierzonym, z dru
zas cisnieniem atm ontakt elektrycznY
osferYcznY zwier a na krotko k e zrbwnania sie obu cisnien. Punkt ten zostaje c wykreslony na
ascylow gmomenciramae przez dalsza petlic. Potrzebra rb nica casnien steruj i ych
e
ia kontaktu wynosi ok. 0,03 alum i me ma praktycznego wply-
dla przerwan
wu na dokladnosc pomiaru.
Zwieracz
sc kresu przebiegu casrnenia jest ograniczona wyiniarami
tasm ch rbinic
cisnieii, jWysakoak to wY ma kladnego okreslenia tat e maly
Y oscylognaficznmiel: sae Da np. daw saiwie ssania tub wydechu, wykres po-
"en miec odpowiedn14 wielkosc.
wmi
135
c~?'.
'mow
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
136
GI'IP
DNP
Rys. 14. Umieszczenie komory pomiarowej w cylindrze silnika:
a - cylinder, b - tlok, c -komora porn. do wys ci?nien, d - komora porn. do
niskich asnien> GMP - gorny martwy punkt, DMP - dolny martwy punkt.
Rys. 15. Zwieracz?do ograniczenia pr~du sterujgcego:
a - komora kwarcowa, b - lampa wzmacniacza, c - nastawny kolek sterowan
przez silnik, d - kontakt do uziemtvienia siatki lampy b. y
Na rys. 16 j 17 pokazane s~ wykresy przebiegu cisnien w c lind srl
nika sPalinoweago. Na r b y -
ys. 17 szczegolnle dobrze widac wplyw zwier ieracza.
Zdj~cia zostaly wykonane przy jednym a tyro sa my sitanie rac T si
(R s. 16 - wykres osc ~a'
Y ylograficzny wysokiego cisnienia. Rys 5 . 17 - wy-
kres oscylograficzny niskiego cisnienia. Widoczne dzialania zwieracza).
JON,'
KrOtW
zwteiac
GFI P
?/5v sek
c
.1.1.1 .1 ? t.~(.s I..?
., ~, .. f?.. ,:..... f_:;1
.............1....7.......
13's. 16 i 17. Piezoelektryczne wykresy przebiegu ci~nienia w cylnndrze silnika
spalinowego przy 1224 obr./min..
a - krzywa cisnienia, b - znaki klta korby, 1 dzialka = 10?, c - znaki ci?nie-
nia - 1 dzialka 1/500 sek, d - linie cechowania w odleglosci t1U = 0,2 V. GMP -
gorny martwy pttnkt, DMP - dolny martwy punkt.
Przelcainik igly ivtryskiwacza
Do badania przebiegu wtrysku w silnikach wysokopr@inych z rozamity-
mi wtryskiwaczami sluiy przyrz~d sterowany przez ig1~. Jej kaidorazowe
polotienie, a tym sanvyum i przekroj poprzeczny otworu wyplywu paliwa,
wykresla sib na dredze indukcyjnej. Igla wtryskiwacza jest przedluzona
i na konou posada talerzyk, ktory wraz podnoszeniem sib igly zbliia sie
mniej lub wi ceJ ' do bieguna magnesu unlieszczonego w cewce induk-
~
cyjnej. Indukawane pr~dy steruja jedn~ z p~tlic oscylografu. Cale urzg-
dzenie znajduje sib w obudowie typu kalorysnetrycznego, aby zapobiec
stratom cieplnym. Qdst@p pomitrdzy talcrzykienr a cenx'kg rnoze bye
z zewn~tr ustawiony. Jego wilkc~sc, jako cechowanre okresla specjalna
skala.
Do omowienia pozostaly jeszcze spotykane bl~dy pomdarowe oraz spo-
soby ich wykrywania.
Temat ten b~dzie poruszony w nastcpn5m artykule.
WYKAZ LITERATURY
1. Maszinostrojenue - tom XIII.
2. In. Tadeusz Haupt - Pomiar maszyn.
3. Przeglad Mechaniczny - zeszyty 9 i 10.
137
4'l~ip
3
r?
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
4jJt~
Wadq Lego spcsebu jest brak wykresu zrnian cisnienia d
duje sh w okolicY GMP. g S flak znaJ-
..1
. f.
.
Aby rozciggn~e wykres malych roinic ci?nieri
wi ksze am '
l
t
d
b
,
r
u
y cr-
snienia s alania niusz p
P q b'yc r.' niego usuni~te, gdyi w przecawn rnv razie
5
'
'rli' R
acy
nas
r 1jrzeaterowam e p@tlic . Mozna to osi n
Y ~ c rozn s
g ~ ym posobama
.
1. Komoral kwarccwa jest w 'taki spcsab wlcr Iona do
w czasie dwalanr ~ cylrndra, ze
a wysokiego cisnienia jest ona przez tick rzeslo-
p
0:0.2 VT
nigta i cisnienie na nib nie dziala RYs
( . 14).
2, Wzmacnjacz jest tak wyregulowany, ae rzY przesterowaniu ra -
p
'
p
cu
e on, na krz olinio
J yw wej cz~scr swoJej charakterystyki. Regula-
i
DM
P
wan
e jest jednak bardzo klopotliwe a
rze
t
p
waga s
osunkBw rosto-
liniowychh charakterYstYki staJ'e sip wad p
4 ~.
3. Zwieracz (rys. 15) stanowi najlepsze rozwi zanie too rob/
Sterowan rzez silnik i mo# g p emu.
Y p b4cy oyc dowolnde ustawiony pales c,
w zaleinosci od cisnienia - dzaaia na kontakt d, ktor o csi ni -
i
d
l
y
::::::'
1:::
c
u
opuszcza
nega r du steruj cego
p na siatce pierwsze j lampy b,
l~czy jg z ziemi~ i w ten spcsob me dopuszcza do' uszkodzenia tlic
~
....
.
..
P
Y?
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
Obj~ta~E ark, druk. 810, Drukowano na papierze druk, sat, k1. V. 60 g, 70X100
tip. Wojskowej Drukarni w Lodzi. Zam nr 033 z 25.08.55. Druk uko~czono 15.10.55,
CW-19860,
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
 Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
H
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 2013/06/07 : CIA-RDP81-01043R002000130004-7
J