Research of the efficiency of using the Miller cycle of an internal combustion engine

封面

如何引用文章

全文:

详细

The article is devoted to the study of the possibilities of improving the technical and economic indicators of an internal combustion engine (ICE) through the use of the Miller cycle with a shortened intake. A review of scientific works on the use of the Atkinson cycle and Miller cycle in an internal combustion engine is carried out. A comparative analysis of theoretical cycles: Otto cycle, Atkinson cycle and Miller cycle is carried out. Calculated studies of the influence of the expansion ratio and the pressure increase ratio on the efficiency of the Atkinson cycle have been carried out. The ratios are presented that allow using the Miller cycle with a short inlet to obtain the same theoretical efficiency of the cycle as that of the Atkinson cycle. At the same time, the implementation of the Miller cycle in a real engine design significantly exceeds the possibilities of using the Atkinson cycle. The results of the study showed that the use of the Miller cycle with a shortened intake is preferable, but it must necessarily increase the compression ratio and intake pressure through the use of boost. On the example of real data of the main parameters of the cycle, it is shown that the use of the theoretical Miller cycle can provide a significant up to 12.2% increase in the efficiency of the cycle compared to the Otto cycle. The ratios, conditions and recommendations are presented that allow the effective use of the Miller cycle with a shortened intake in a real engine design.

作者简介

Sergei Smirnov

Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)

编辑信件的主要联系方式.
Email: smirnov-sv@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-8887-1745

Associate Professor at the Department of Mechanical Engineering and Instrument Engineering, Engineering Academy, Candidate of Technical Sciences

6 Miklukho-Maklaya St, Moscow, 117198, Russian Federation

Alexander Makarov

Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)

Email: makarov-ar@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0001-6895-3076

Professor at the Department of Mechanical Engineering and Instrument Engineering, Engineering Academy, Candidate of Technical Sciences

6 Miklukho-Maklaya St, Moscow, 117198, Russian Federation

Ivan Zaev

Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)

Email: i_zaev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2498-9197

Leading Scientist at Engineering Academy, Candidate of Physical and Mathematical Sciences

6 Miklukho-Maklaya St, Moscow, 117198, Russian Federation

Gulnara Khudaibergenova

Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)

Email: 1032155550@rudn.ru

Master’s student at the Department of Mechanical Engineering and Instrument Engineering, Engineering Academy

6 Miklukho-Maklaya St, Moscow, 117198, Russian Federation

参考

  1. Zlenko MA, Kutenev VF. Ter-Mkrtichyan GG. Some issues of creating a gasoline engine with a variable compression ratio. Problemy konstrukcii dvigatelej i ekologiya: Sb. nauch. tr. NAMI. 1999. Vol. 224. (In Russ.)
  2. Kutenev VF, Yamanin AI, Zlenko MA. Aksial’noporshnevye dvigateli s peremennymi stepen’yu szhatiya i rabochim ob”emom [Axial piston motors with variable compression ratio and displacement]. Moscow: Publishing house of the State Scientific Center NAMI; 2000. (In Russ.)
  3. Markov VA, Chaynov ND, Gurtovoy AV. Compression ratio control systems for internal combustion engines (part 1). Gruzovik. 2016;7:3–12. (In Russ.)
  4. Markov VA, Chainov ND, Gurtovoy AV Compression ratio control systems for internal combustion engines (part 2). Gruzovik. 2016;8:3–11. (In Russ.)
  5. Khripach NA, Lezhnev LYu, Papkin BA, Shustrov FA, Tatarnikov AP, Tingaev NV. Analysis of structures that ensure the maximum thermodynamic efficiency of piston engines. Izvestiya MGTU “MAMI”. 2012;2(14).Vol.1:360–367. (In Russ.)
  6. Miller RH. Superchargind and internally cooling for hing output. ASME Transactions. 1947;69:453-464. (In Russ.)
  7. Zinner K. Pressurization of internal combustion engines. Leningrad: Mashinostroenie, Leningradskoe otdelenie. 1978;3:184-192. (In Russ.)
  8. Luksho VA. Conversion of a diesel engine into a gas engine with a controlled thermodynamic cycle. Transport na alternativnyh vidah topliva. 2010;6(18):44-50. (In Russ.)
  9. Mishchenko NI, Yurchenko YV, Kolesnikova TN, Dyatlov VV. Load regulation of a four-stroke gasoline engine by unconventional methods of Atkenson and Miller. Mezhdunarodnaya nauchno-tekhnicheskaya konferenciya «8-e Lukaninskie chteniya». (In Russ.)
  10. Zmudka Z, Postrzednik S, Przybyła G. Realization of the Atkinson-Miller cycle in spark-ignition engine by means of the fully variable inlet valve control system. Archives of thermodynamics. 2014;35(3):191–205. doi: 10.2478/aoter-2014-0029
  11. Zhao J, Xu F. Finite-Time Thermodynamic Modeling and a Comparative Performance Analysis for Irreversible Otto, Miller and Atkinson Cycles. Entropy. 2018;20(1):75. doi: 10.3390/e20010075

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».