madiАвтомобиль. Дорога. Инфраструктура. = Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.2409-7217МАДИmadi-1190Research Article2.4.7. Турбомашины и поршневые двигателиПереходные процессы поршневых двигателей с различной формой внешней скоростной характеристикиTransient processes of piston engines with various forms of external speed characteristicМарковВладимир АнатольевичMarkovVladimir A.

д-р техн. наук, проф.

Dr. Sc., professor

vladimir.markov58@yandex.ruБарченкоФилипп БорисовичBarchenkoFhilip B.

канд. техн. наук, доц.

Ph.D., associate professor

barchenko@bmstu.ruНеверовВсеволод АнатольевичNeverovVsevolod A.

ассистент

teaching assistant

sevasxp@mail.ruШлёновМатвей ИльичShlenovMatvey I.

канд. техн. наук, ассистент

Ph. D., teaching assistant

matvey-job@mail.ruСавастенкоЭдуард АндреевичSavastenkoEduard A.

канд. техн. наук, доц.

Ph.D., associate professor

e.d.u.a.r.d@inbox.ruМГТУ им.Н.Э. БауманаРоссияBMSTURussian FederationМАДИРоссияMADIRussian Federation20232803202301(35)1313Copyright © Марков В.А., Барченко Ф.Б., Неверов В.А., Шлёнов М.И., Савастенко Э.А., 20232023Марков В.А., Барченко Ф.Б., Неверов В.А., Шлёнов М.И., Савастенко Э.А.Markov V.A., Barchenko F.B., Neverov V.A., Shlenov M.I., Savastenko E.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.adi-madi.ru/madi/article/view/1190

На сегодняшний день основными характеристиками поршневых двигателей остаются мощностные и динамические показатели. При этом динамические качества автомобиля в целом в значительной степени определяются формой внешней скоростной характеристики (ВСХ) двигателя. Рассмотрены возможности изменения формы ВСХ двигателя путем корректирования топливоподачи на различных режимах. Описан метод улучшения мощностных и динамических показателей путем перевода четырехтактного двигателя на работу по двухтактному циклу на режимах с низкими частотами вращения. Проведен анализ результатов расчетных исследований переходных процессов двигателей с различной формой внешней скоростной характеристики. С помощью разработанной авторами математической модели смоделирован переходный процесс разгона двигателя типа КамАЗ-740 в диапазоне частот вращения двигателя от 800 до 2200 мин-1 (увеличение скоростного режима в 2,75 раза) при корректировании топливоподачи. Показано, что увеличение подачи топлива двигателя типа КамАЗ-740 на режиме максимального крутящего момента примерно в 1,5 раза (рост коэффициента приспособляемости по крутящему моменту с 1,05 до 1,50) сокращает время разгона двигателя с 8,2 до 5,4 с (на 34%). Проведенное фирмой Ricardo моделирование разгона автомобиля с двигателем типа 2/4 Sight (переход на двухтактный цикл на максимальной нагрузке в области низкой частоты вращения) показало, что при разгоне транспортного средства с 80 до 120 км/ч (увеличение скорости автомобиля в 1,5 раза) время разгона сократилось с 8,1 до 6,7 с (на 17%) по сравнению с автомобилем со штатной комплектацией.

Power and dynamic indicators remain the main indicators of piston engines. At the same time, the dynamic qualities of the car are largely determined by the shape of the external speed characteristics of the engine. The possibilities of changing the shape of the external speed characteristics of the engine by adjusting the fuel supply in these modes are considered. A method is described for improving power and dynamic performance by converting a four-stroke engine to work on a two-stroke cycle in modes with low rotational speeds. The analysis of the results of computational studies of transient processes of engines with different forms of external speed characteristics is carried out. Using the mathematical model developed by the authors, a simulation of the transient acceleration process of a KamAZ-740 engine in the engine speed range from 800 to 2200 min-1 (an increase in the speed mode by 2.75 times) was carried out when adjusting the fuel supply. It is shown that an increase in the fuel supply of a KamAZ-740 engine in the maximum torque mode by about 1.5 times (an increase in the torque adaptability coefficient from 1.05 to 1.50) reduces the engine acceleration time from 8.2 to 5.4 seconds (by 34%). The simulation of acceleration of a car with a 2/4 Sight engine carried out by Ricardo (with its transfer to a two-stroke cycle at speed modes lower than the maximum torque speed mode) showed that when the vehicle was accelerated from 80 to 120 km/h (an increase in the speed of the car by 1.5 times), the time of such acceleration was reduced from 8.1 to 6.7 seconds (by 17%) compared to a car with a standard configuration.

поршневой двигательдизельный двигательдинамические показателивнешняя скоростная характеристикаpiston enginediesel enginedynamic indicatorsexternal speed characteristicReferencesМашиностроение. Энциклопедия. Том IV. Двигатели внутреннего сгорания / Л.В. Грехов, Н.А. Иващенко, В.А. Марков и др. Под ред. А.А. Александрова, Н.А. Иващенко. – М.: Машиностроение, 2013. – 784 с.Grekhov L.V., Ivashchenko N.A., Markov V.A. et al. Mashinostroenie. `Entsiklopedija. Dvigateli vnutrennego sgoranija (Mechanical Engineering. Encyclopedia. Volume IV. Internal Combustion Engines), Edited by A.A. Alexandrov, N.A. Ivashchenko, Moscow, Mashinostroenie, 2013, 784 p.Топливная аппаратура и системы управления дизелей / Л.В. Грехов, Н.А. Иващенко, В.А. Марков. – М.: Изд-во «Легион-Автодата», 2005. – 344 с.Grekhov L.V., Ivashchenko N.A., Markov V.A. Toplivnaja apparatura i sistemy upravlenija dizelej (Fuel Equipment and Diesel Control Systems), Moscow, Legion-Avtodata Publishing, 2005, 344 p.Гусаков, С.В. Показатели динамических качеств двигателей внутреннего сгорания / С.В. Гусаков, С.С. Бисенбаев, А. Прияндака // Вестник РУДН. – Инженерные исследования. – 2004. – № 2. – С. 20-24.Gusakov S.V., Bisenbaev S.S., Priyandaka A. Vestnik RUDN. Inzhenernye issledovanija, 2004, no 2, pp. 20-24.Патрахальцев, Н.Н. Неустановившиеся режимы работы двигателей внутреннего сгорания / Н.Н. Патрахальцев. – М.: Изд-во РУДН, 2009. – 380 с.Patrahaltsev N.N. Neustanovivshiesja rezhimy raboty dvigatelej vnutrennego sgoranija (Unsteady Modes of Operation of Internal Combustion Engines), Moscow, RUDN Publishing, 2009, 380 p.Нарбут, А.Н. Оптимизация разгона АТС / А.Н. Нарбут, А.А. Мухитдинов, К.В. Мартынов // Автомобильная промышленность. – 2002. – № 1. – С. 20-22.Narbut A.N., Mukhitdinov A.A., Martynov K.V. Avtomobil'naja promyshlennost', 2002, no 1, pp. 20-22.Перспективы развития электромобилей в России / С.Н. Девянин, В.А. Марков, А.А. Савастенко, Э.А. Савастенко // 9-е Луканинские чтения. Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса: сборник докладов Международной научно-технической конференции, Москва, 29 января 2021 года. – М.: МАДИ, 2021. – С. 114-121.Kuznetsov A.G., Kharitonov S.V., Ryzhov V.A. Izvestija VUZov. Mashinostroenie, 2021, no 11, pp. 59-74.Кузнецов, А.Г. Улучшение динамических свойств среднеоборотного дизеля при использовании регулируемого турбонаддува / А.Г. Кузнецов, С.В. Харитонов, В.А. Рыжов // Известия ВУЗов. Машиностроение. – 2021. – № 11. – С. 59-74.Kuznetsov A.G., Kharitonov S.V., Ryzhov V.A. Dvigatelestrojenije, 2021, no 2, pp. 20-25.Кузнецов, А.Г. Разработка и исследование системы управления дизельным двигателем / А.Г. Кузнецов, С.В. Харитонов, В.А. Рыжов // Двигателестроение. – 2021. – № 2. – С. 20-25.Agureev I.E., Maliovanov M.V. Dvigatelestrojenije, 2001, no 2, pp. 36-39.Агуреев, И.Е. Динамика и синергетика поршневых двигателей внутреннего сгорания / И.Е. Агуреев, М.В. Малиованов // Двигателестроение. – 2001. – № 2. – С. 36-39.Mateychik V.P. Dvigatelestrojenije, 2004, no 1, pp. 10-12.Матейчик, В.П. Динамическая система для оценки различных энергоустановок дорожных транспортных средств / В.П. Матейчик // Двигателестроение. – 2004. – № 1. – С. 10-12.Evdonin E.S., Dushkin P.V., Kuzmin A.I. Trudy NAMI, 2020, no 4, pp. 101-108.Евдонин, Е.С. Разработка и применение эмпирических моделей для оптимизации управления двигателем внутреннего сгорания / Е.С. Евдонин, П.В. Душкин, А.И. Кузьмин // Труды НАМИ. – 2020. – № 4. – С. 101-108.Sistemy upravlenija dizel'nymi dvigateljami (Diesel Engine Control Systems): Translated from German, Moscow, Za ruljom Publishing, 2004, 480 p.Системы управления дизельными двигателями: Перевод с немецкого. – М.: ЗАО «КЖИ За рулем», 2004. – 480 с.Sistemy upravlenija benzinovymi dvigateljami (Gasoline Engine Control Systems): Translated from German, Moscow, Za ruljom Publishing, 2005, 432 p.Системы управления бензиновыми двигателями: Перевод с немецкого. – М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», 2005. – 432 с.Markov V.A., Shlenov M.I. Izvestija VUZov. Mashinostroenie, 2009, no 1, pp. 47-57.Марков, В.А. Оценка влияния формы внешней скоростной характеристики на показатели дизеля в переходном процессе / В.А. Марков, М.И. Шлёнов // Известия ВУЗов. Машиностроение. – 2009. – № 1. – С. 47-57.Lysunets A.V., Medvedev V.V. Dvigatelestrojenije, 2015, no 2, pp. 25-27.Лысунец, А.В. Моделирование скоростных характеристик ДВС для разработки автоматических систем управления с обратной связью / А.В. Лысунец, В.В. Медведев // Двигателестроение. – 2015. – № 2. – С. 25-27.Shlenov M.I. Uluchshenie `ekspluatatsionnyh pokazatelej transportnogo dizelja putem sovershenstvovanija sistemy avtomaticheskogo regulirovanija chastoty vraschenija (Improving the Performance of a Transport Diesel Engine by Improving the Automatic Speed Control System), PhD thesis, Moscow, BMSTU, 2008, 164 p.Шлёнов, М.И. Улучшение эксплуатационных показателей транспортного дизеля путем совершенствования системы автоматического регулирования частоты вращения: дис. ... канд. тех. наук / М.И. Шлёнов. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. – 164 c.Markov V.A., Barchenko F.B., Neverov V.A., Savastenko A.A., Latfullin Sh.R. Izvestija VUZov. Mashinostroenie, 2022, no 3, pp. 31-52.Марков, В.А. Расчетные исследования динамических качеств дизельного двигателя и гусеничной машины / В.А. Марков, Ф.Б. Барченко, В.А. Неверов [и др.] // Известия ВУЗов. Машиностроение. – 2022. – № 3. – С. 31-52.Markov V.A., Barchenko F.B., Savastenko E.A., Savastenko A.A., Latfullin S.R., Neverov V.A. Izvestija VUZov. Mashinostroenie, 2022, no 2, pp. 38-52.Марков, В.А. Форсирование четырехтактного двигателя путем перевода на работу по двухтактному циклу в режимах с низкими частотами вращения / В.А. Марков, Ф.Б. Барченко, Э.А. Савастенко [и др.] // Известия ВУЗов. Машиностроение. – 2022. – № 2. – С. 38-52.Savastenko E.A., Savastenko A.A., Moskvichev R.A. Forsirovanie chetyrjohtaktnogo dvigatelja v oblasti nizkih chastot vraschenija perevodom na rabotu po dvuhtaktnomu tsiklu (Forcing a Four-Stroke Engine in the Low-Speed Region by Switching to a Two-Stroke Cycle), Problemy i perspektivy razvitija avtotransportnogo kompleksa, Devjatye Lukaninskie chtenija, Moscow, MADI Publishing, 2021, pp. 367-379.Савастенко, Э.А. Форсирование четырёхтактного двигателя в области низких частот вращения переводом на работу по двухтактному циклу / Э.А. Савастенко, А.А. Савастенко, Р.А. Москвичев // 9-е Луканинские чтения. Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса: сборник докладов Международной научно-технической конференции, Москва, 29 января 2021 года. – М.: МАДИ, 2021. – С. 367-379.Osborne R.J., Stokes J., Lake T.H. et al. Development of a Two-Stroke/Four-Stroke Switching Gasoline Engine – The 2/4 SIGHT Concept, SAE Technical Paper Series, 2005, no 2005-01-1137, pp. 1-17.Osborne R.J., Stokes J., Lake T.H. et al. Development of a Two-Stroke/Four-Stroke Switching Gasoline Engine – The 2/4 SIGHT Concept // SAE Technical Paper Series. – 2005. – № 2005-01-1137. – P. 1-17.Osborne R.J., Stokes J., Lake T.H. et al. Development of a Two-Stroke/Four-Stroke Switching Gasoline Engine – The 2/4 SIGHT Concept // SAE Technical Paper Series. – 2005. – № 2005-01-1137. – P. 1-17.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.