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 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».