Дослідження впливу механізму зміни ступеня стиску на швидкість зниження ступеня стиску залежно від режиму роботи двигуна
DOI:
https://doi.org/10.31734/agroengineering2023.27.076Ключові слова:
двигун внутрішнього згоряння, дика теплового розрахунку, механічні втрати, робочий процес, циліндр, режими роботи, паливна економічність, кривошипно-кулісний механізмАнотація
Аналітично доведено, що у відомих двигунах максимальний ступінь стиску на малих навантаженнях не перевищує 12...14 через зниження ефективного ККД внаслідок значних втрат на тертя. Це обмежує можливість подальшого підвищення паливної економічності за рахунок збільшення ступеня стиску понад 14. Зазначено, що одним із можливих конструктивних варіантів двигуна, що забезпечує реалізацію змінного ступеня стиску понад 14, є безшатунний ДВЗ, в якому замість звичайного кривошипно-шатунного механізму застосовується кривошипно-кулісний механізм. Відмінною рисою двигуна із кривошипно-кулісним механізмом є низькі втрати на тертя у всьому діапазоні навантажень і частоти обертання, повна динамічна врівноваженість і рівномірність ходу, а також компактність і мала питома маса. Ці переваги пов'язані з тим, що в безшатунному двигуні поршні роблять строго прямолінійний рух, у зв'язку з чим бічні навантаження на них відсутні.
Виконано розрахунково-теоретичні дослідження безшатунного ДВЗ з кривошипно-кулісним механізмом, які дозволяють припустити про доцільність використання в такому двигуні змінного ступеня стиску.
Розроблена методика розрахунку механізму зміни ступеня стиску (МЗСС), що враховує взаємозв'язок параметрів механізму й робочого циклу двигуна.
Отримано, що на базі безшатунного двигуна з кривошипно-кулісним механізмом можливе створення двигуна з ε = var з достатньою швидкодією МЗСС для запобігання детонації.
Встановлено, що зменшення частоти обертання колінчастого вала суттєво підвищує швидкодію механізму, а середнє значення швидкості зміни ступеня стиску становить від 0,29 до 0,5 цикл-1 на режимі максимального крутного моменту і може підвищуватися до 7 разів по зовнішній швидкісній характеристиці двигуна.
Посилання
De Gooijer Lambertus H. (2011). Pat. 2001/0036334 USA, A1 : F02B 47/08; declared 9.01.2009; published 17. 02. 2011. 4 p.
Mishchenko, M. I. (1998). Non-traditional small-sized internal combustion engines. Vol. 2: Theory, development and testing of non-traditional internal combustion engines (Vol. 1, p. 228). Donetsk: Lebid. (in Ukrainian).
Mishchenko, M. I., Khimchenko, A. V., Kolesnikova, T. M., & Shliakhov, V. S. (2008). Calculation and study of the compression ratio change mechanism for a gasoline engine. Part 1: Mathematical model. News of the Automobile and Road Institute, 1(6), 10-16. (in Ukrainian).
Mishchenko, N. Y., Novokreshchenov, V. S., & Khimchenko, A. V. (1999). Research and development of an experimental sample of a connecting rodless gasoline engine with a variable compression ratio. Cars and engines: Report on NIR. No. г/р 0197U009344. Donetsk. (in Russian).
Mishchenko, M. I., Novokreshchionov, V. S., & Khimchenko, A. V. (2001). Pat. 42034 Ukraine, MCD F 02 B 75/32. No. 97062776; application for patent filed on June 11, 1996; published on October 15, 2001, Bulletin No. 9.
Mishchenko, M. I., Novokreshchionov, V. S., Khimchenko, A. V., & Kramar, S. M. (2002). Improving the performance of a two-stroke gasoline engine without a connecting rod based on the optimization of its parameters. Cars and engines: Report on NIR. No. г/р 0100U001096. Donetsk. (in Ukrainian).
Pouliot, H. N., Robinson, C. W., & Delameter, W. R. (1978). A Variable displacement spark-ignition Eengine. Final Report. Report No. SAND 77 – 8299. Sandia Laboratories, Livermore, California.
Shchelokov, M. Variable compression engines: From Saab to Infiniti. Retrieved from https://dvizhok.su/parts/dvigateli-s-izmenyaemoj-stepenyu-szhatiya-ot-saab-do-infiniti (Accessed May 19, 2023).
Variable Kompression. (2000). Auto, Mot. und Sport, DE, 6, 12.
