Пути повышения показателей двигателя внутреннего сгорания с учетом нагрузочных режимов трансмиссии автомобиля

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Важнейшим направлением развития экономики страны в условиях санкционной политики стало импортозамещение. В связи с этим предъявляются высокие требования к производству в рамках конкурентоспособности автомобильной техники. Автомобильная техника является неотъемлемой частью развития экономики страны, что подтверждается ростом объемов автомобильных перевозок. Однако, в тоже время, рост автомобилей, повышает потребление топлива нефтяного происхождения, основным недостатком которого является эмиссия вредных веществ, поэтому двигатели внутреннего сгорания автомобильной техники должны обеспечивать малые расходы топлива и меньше выбросов вредных веществ в отработавших газах. Вместе с тем, режимы работы двигателя во многом зависят от нагрузок, формируемых в трансмиссии автомобиля.

Цель работы ― определить возможности расширения диапазонов регулирования мощности двигателя внутреннего сгорания автомобиля, с одной стороны, обеспечивающих малые расходы топлива и меньше выбросов вредных веществ в отработавших газах, а с другой стороны – обеспечивающих требуемую для движения автомобиля мощность, с учетом типа трансмиссии и движителя.

Материалы и методы. Проведен анализ возможных традиционных и нетрадиционных рабочих циклов двигателя внутреннего сгорания. Применяется метод математического моделирования формирования моментов в различных типах трансмиссий автомобиля.

Результаты. Рассмотрены возможные пути расширения диапазонов регулирования мощности двигателя внутреннего сгорания, обеспечивающих потребную мощность, малые расходы топлива и меньше выбросов вредных веществ в отработавших газах, а также схемы трансмиссий и процессы формирования в них потребной мощности для обеспечения движения автомобиля.

Заключение. Рассмотренный в статье подход расширения диапазонов регулирования мощности двигателя внутреннего сгорания автомобиля позволяет сделать вывод о необходимости использования принципов научного подхода к процессу конструктивного оформления трансмиссий автомобилей, способных управлять двигателем внутреннего сгорания в зависимости он нагрузок, обеспечивая его работу с минимальным расходом топлива и эмиссией вредных веществ.

Об авторах

Алексей Анатольевич Бердников

Пермский военный институт войск национальной гвардии Российской Федерации

Автор, ответственный за переписку.
Email: aa-berdnikov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1716-6659
SPIN-код: 1472-8701

профессор кафедры инженерного обеспечения служебно-боевой деятельности войск национальной гвардии

Россия, 614030, Пермь, ул. Гремячий Лог, д. 1

Антон Олегович Шангутов

Пермский военный институт войск национальной гвардии Российской Федерации

Email: army_5559@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7054-8109
SPIN-код: 2737-5382

доцент, доктор воен. наук, доцент кафедры продовольственного и вещевого обеспечения

Россия, 614030, Пермь, ул. Гремячий Лог, д. 1

Артем Владимирович Шилоносов

Пермский военный институт войск национальной гвардии Российской Федерации

Email: artemjch@rambler.ru
ORCID iD: 0009-0000-2513-5444
SPIN-код: 3760-6350

доцент, канд. пед. наук, доцент кафедры программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем

Россия, 614030, Пермь, ул. Гремячий Лог, д. 1

Список литературы

  1. Вырубов Д.Н., Иващенко Н.А., Ивин В.И. и др. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей: Учебник для втузов по специальности «Двигатели внутреннего сгорания». M.: Машиностроение, 1983.
  2. Бердников А.А., Мингазов С.Р., Жуков А.А. Повышение экономических показателей двигателей внутреннего сгорания путем отключения части цилиндров // Современные наукоемкие технологии. 2017. № 1. С. 12–16.
  3. Бердников А.А., Нагайцев Д.С., Титков Н.В. Двигатель внутреннего сгорания с нетрадиционным рабочим циклом // Фундаментальные исследования. 2017. № 1. С. 21–25.
  4. Тер-Мкртичьян Г.Г. Двигатели внутреннего сгорания с нетрадиционными рабочими циклами: учеб. пособие. М.: МАДИ, 2015.
  5. Пятитактный двигатель работает и может пойти в производство. Дата обращения: 10.04.23. Режим доступа: http://autoutro.ru/review/2014/11/19/pyatitaktnyj-dvigatel-rabotayet-i-mozhet-pojti-v-proizvodstvo
  6. SCUDERI™ Split-Cycle Engine – принципиально новая схема четырехтактного мотора с «раздельным циклом». Дата обращения: 10.04.23. Режим доступа: http://enginepro.ru/?p=698
  7. Бердников А.А. Оценка подвижности активных автопоездов. Пермь: Изд-во ПВИ войск национальной гвардии, 2022.
  8. Белоусов Б.Н., Попов С.Д. Колесные транспортные средства особо большой грузоподъемности. Конструкция. Теория. Расчет. М.: Изд-во МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2006.
  9. Белоусов Б.Н., Шухман С.Б. Прикладная механика наземных тягово-транспортных средств с мехатронными системами: монография. М.: Агроконсалт, 2013.
  10. Ушнурцев С.В., Келлер А.В. Общие положения оптимизации распределения мощности в трансмиссии военной автомобильной техники // Стратегическая стабильность. 2022. № 2(99). С. 57–64.
  11. Лянденбурский В.В., Шаихов Р.Ф., Пономарев В.М., и др. Основы конструкции автомобилей: шасси, трансмиссия: учебное пособие. Пенза: Изд-во ПГАУС, 2014.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Внешняя скоростная характеристика ДВС с областями удельных расходов топлива:

Скачать (59KB)
3. Рис. 2. Схема двигателя с впрыском воды: 1 – коленчатый вал; 2, 14 – шатуны; 3 – основной цилиндр; 4, 13 – поршни; 5, 9 – впускные клапаны; 6 – форсунка подачи топлива; 7, 11 – выпускные клапаны; 8 – перепускной газоход; 10 – форсунка впрыска воды; 12 – дополнительный цилиндр.

Скачать (77KB)
4. Рис. 3. Двигатели с нетрадиционным рабочим циклом: а – двухтактный двигатель Scuderi [6]; б – пятитактный двигатель [5].

Скачать (183KB)
5. Рис. 4. Схема трансмиссии автомобиля с симметричным дифференциалом.

Скачать (52KB)
6. Рис. 5. Схема трансмиссии автомобиля с межбортовым дифференциалом.

Скачать (55KB)
7. Рис. 6. Плотности распределения максимумов крутящих моментов в механической трансмиссии с индивидуальным приводом: а – на валах привода переднего моста; b – на валах привода заднего моста; c – на жестком движителе; ▬▬▬▬▬ – силовой привод без регулирования ВКР; ▬ ▬ ▬ ▬ – силовой привод с регулированием ВКР.

Скачать (77KB)
8. Рис. 7. Схема привода колеса в индивидуальной трансмиссии: ПЧ – преобразователь частоты

Скачать (58KB)

© Эко-Вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).