madiАвтомобиль. Дорога. Инфраструктура. = Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.2409-7217МАДИmadi-1232Research Article2.4.7. Турбомашины и поршневые двигателиОпределение момента сил сопротивления ДВСDetermination of the moment of resistance forces of the internal combustion engineАлександровАнтон ВячеславовичAlexandrovAnton V.

канд. техн. наук, доц.

Ph.D., associate professor

madilab@mail.ruМорозкинТимофей ВикторовичMorozkinTimofey V.

аспирант

postgraduate

tima.skazi@gmail.comДолговИван АлексеевичDolgovIvan A.

канд. техн. наук

Ph.D.

bmwmadi@mail.ruНиколаевСергей ЕвгеньевичNikolaevSergey E.

инженер

engineer

madilab@mail.ruСергеевичКонюшков ДмитрийKonyushkovDmitry S.

зав. лабораторией

head of the laboratory

madilab@mail.ruМАДИРоссияMADIRussian Federation20230606202302(36)1414Copyright © Александров А.В., Морозкин Т.В., Долгов И.А., Николаев С.Е., Сергеевич К.Д., 20232023Александров А.В., Морозкин Т.В., Долгов И.А., Николаев С.Е., Сергеевич К.Д.Alexandrov A.V., Morozkin T.V., Dolgov I.A., Nikolaev S.E., Konyushkov D.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.adi-madi.ru/madi/article/view/1232

Предлагается экспериментальная методика определения момента сил сопротивления ДВС. Эмпирическая методика определения момента сил сопротивления основана на том, что при работе двигателя без внешней нагрузки (режимы холостого хода) работа газовых сил направлена на преодоление сил сопротивления и изменение кинетической энергии подвижных деталей двигателя. Если известен момент инерции вращающихся деталей, связанных с коленчатым валом, а также массы и кинематика деталей, совершающих возвратно-поступательное и плоскопараллельное движение, то зная мгновенную угловую скорость коленчатого вала рассчитать кинетическую энергию подвижных деталей ДВС в любой момент времени. Работа сил сопротивления на некотором угловом промежутке определяется, как разность между работой газовых сил и изменением кинетической энергии подвижных деталей двигателя на этом угловом промежутке. Угловая скорость и положение коленчатого вала определяются на основании обработки сигнала штатного ДПКВ. Рассчитав изменение кинетической энергии подвижных деталей ДВС, можно найти значение действующих на них внешних крутящих моментов, одним из которых является крутящий момент от газовых сил, определение которого на основании обработки сигнала штатного ДПКВ является конечной целью работы.

На примере рядного четырехцилиндрового двигателя, описан алгоритм определения момента сил сопротивления ДВС, производится аппроксимация данных, полученных в результате двухфакторных экспериментов, полиномом третьей степени, выясняется влияние крутящего момента от газовых сил на получаемое по предложенной методике значение момента сил сопротивления ДВС.

The article discusses an experimental method for determining the moment of resistance forces of an internal combustion engine. The empirical method for determining the moment of resistance forces is based on the premise that when the engine is running without an external load (different idling modes), the work of gas forces is aimed at overcoming resistance forces and changing the kinetic energy of moving parts of the engine. If the moment of inertia of the rotating parts associated with the crankshaft is known, as well as the masses and kinematics of the parts performing reciprocating and plane-parallel motion, then knowing the instantaneous angular velocity of the crankshaft, it is possible to calculate the kinetic energy of the moving parts of the internal combustion engine at any time. The work of resistance forces at a certain angular interval is defined as the difference between the work of gas forces and the change in the kinetic energy of the moving parts of the engine at this angular interval. The angular velocity and position of the crankshaft are determined based on the signal processing of the standard crankshaft position sensor. By calculating the change in the kinetic energy of the moving parts of the internal combustion engine, it is possible to find the value of the external torques acting on them, one of which is the torque from gas forces, the determination of which, based on the signal processing of the standard crankshaft position sensor, is the ultimate goal of the work.

In the article, using the example of an in-line four-cylinder engine, an algorithm for determining the moment of ICE resistance forces is considered, the data obtained as a result of two-factor experiments are approximated by a polynomial of the third degree, and the effect of torque from gas forces on the value of the ICE resistance moment obtained by the proposed method is determined.

индицирование ДВСускорение коленчатого валакинетическая энергия деталей ДВСработа газовых силмомент инерции вращающихся деталей ДВСмомент сил сопротивления ДВСICE indicationcrankshaft accelerationkinetic energy of internal combustion engine partswork of gas forcesmoment of inertia of rotating internal combustion engine partsReferencesАлександров, А.В. Повышение достоверности данных, полученных при индицировании ДВС. Часть 1 / А.В. Александров, И.А. Долгов / Журнал автомобильных инженеров. – 2018. – № 3(110) – С. 30-35Alexandrov A.V., Dolgov I.A. Zhurnal avtomobil'nyh inzhenerov, 2018, no. 3 (110), pp. 30-35.Александров, А.В. Повышение достоверности данных, полученных при индицировании ДВС. Часть 2 / А.В. Александров, И.А. Долгов // Журнал автомобильных инженеров. –. 2018. – №. 5(112) – С. 40-42.Alexandrov A.V., Dolgov I.A. Zhurnal avtomobil'nyh inzhenerov, 2018, no. 5 (112), pp. 40-42.Долгов, И.А. Мобильный комплекс для регистрации и обработки параметров работы автомобильного двигателя / И.А. Долгов, А.В. Александров // Журнал автомобильных инженеров. – 2017. – № 2(103). – С. 11-17.Alexandrov A.V., Dolgov I.A. Zhurnal avtomobil'nyh inzhenerov, 2017, no. 2 (103), pp. 22-28.Морозкин, Т.В. Исследование корреляции крутящего момента от газовых сил и динамики вращения коленчатого вала на различных режимах работы ДВС: специальность: 13.04.03: дис. … магистра / Морозкин Т.В.; МАДИ. – Москва, 2020. – 81 с.Morozkin T.V. Issledovanie korreljacii krutjashhego momenta ot gazovyh sil i dinamiki vrashhenija kolenchatogo vala na razlichnyh rezhimah raboty DVS (Investigation of the correlation of torque from gas forces and the dynamics of rotation of the crankshaft in various operating modes of the internal combustion engine), Master's thesis, Moscow, MADI, 2020, 120 p.Александров, А.В. Индицирование двигателя на переходных режимах / А.В. Александров, Т.В. Морозкин // 8-е Луканинские чтения. Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса: Сборник трудов Международной научно-технической конференции, Москва, 31 января 2019 года. – Москва: МАДИ, 2019. – С. 270-282.Alexandrov A.V., Morozkin T.V. 8-e Lukaninskie chtenija. Problemy i perspektivy razvitija avtotransportnogo kompleksa. Sbornik trudov Mezhdunarodnoj nauchno-tehnicheskoj konferencii. Moscow, 2019, pp. 270-282.An alternative approach to the assessment of internal combustion engine filling and its technical and economic parameters / M.G. Shatrov, L.M. Matyukhin, V.V. Sinyavski, A.Y. Dunin // International Journal of Emerging Trends in Engineering Research. – 2020. – Vol. 8, No. 6. – P. 2805-2811. – DOI 10.30534/ijeter/2020/94862020.Shatrov M. G., Matyukhin L. M., Sinyavski V. V. and Dunin A. Y. An alternative approach to the assessment of internal combustion engine filling and its technical and economic parameters. International Journal of Emerging Trends in Engineering Research, 2020, no. 8(6), pp. 2805–2811.Research of the influence of alternative fuels on diesel engine noise level / A.L. Iakovenko, A.Y. Dunin, P.V. Dushkin [et al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering : 2019 International Conference on Digital Solutions for Automotive Industry, Roadway Maintenance and Traffic Control, DS ART 2019, Cholpon-Ata, 01 ноября 2019 года. Vol. 832. – BRISTOL: Institute of Physics Publishing, 2020. – P. 012004. – DOI 10.1088/1757-899X/832/1/012004.Iakovenko A. L., Dunin A. Y., Dushkin P. V., Savastenko E. A. and Shatrov M. G. Research of the influence of alternative fuels on diesel engine noise level. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 832 012004, 2020 DOI:10.1088/1757-899X/832/1/012004The influence of mass composition of water-fuel emulsion on ecological characteristics of a diesel engine / A. Iakovenko, A. Dunin, P. Dushkin [et al.] // Energies. – 2019. – Vol. 12, No. 14. – P. 2689. – DOI 10.3390/en12142689.Iakovenko A, Dunin A, Dushkin P, Savastenko E and Shatrov M . The influence of mass composition of water-fuel emulsion on ecological characteristics of a diesel engine. Energies, 2020, no. 12(14), pp. 2689 DOI:10.3390/EN12142689Results of Simulation and Experimental Research of Automobile Gas Diesel Engine / V.V. Sinyavski, M G. Shatrov, A.Y. Dunin [et al.] // 2019 Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications, SOSG 2019, Moscow, 20–21 марта 2019 года. – Moscow, 2019. – P. 8706756. – DOI 10.1109/SOSG.2019.8706756.Sinyayski V. V., Shatrov M. G., Dunin A. Y., Shishlov I. G. and Vakulenko A. V. 2019 Results of simulation and experimental research of automobile gas diesel engine 2019 systems of signals generating and processing in the field of on board communications. Proceedings Paper. 8706756 DOI: 10.1109/SOSG.2019.8706756Simulation of fuel injection through a nozzle having different position of the spray holes / M.G. Shatrov, V.I. Malchuk, S.D. Skorodelov [et al.] // Periodicals of Engineering and Natural Sciences. – 2019. – Vol. 7, No. 1. – P. 458-464. – DOI 10.21533/pen.v7i1.403.Shatrov M. G., Malchuk V. I., Skorodelov S. D., Dunin A. Y., Sinyavski V. V. and Yakovenko A. L. Vestnik tehnicheskih i estestvennyh nauk. 2019, no. 7(1), pp. 458–464.Analysis of the nozzle hole diameter effect to common rail diesel engine characteristics using a calculated model of an internal combustion engine / A.Y. Dunin, M.G. Shatrov, N.T. Quynh, L.N. Golubkov // International Journal of Emerging Trends in Engineering Research. – 2020. – Vol. 8, No. 6. – P. 2301-2308. – DOI 10.30534/ijeter/2020/17862020.Dunin A.Y., Quynh N. T., Shatrov M. G. and Golubkov L. N. Analysis of the nozzle hole diameter effect to common rail diesel engine characteristics using a calculated model of an internal combustion engine International Journal of Emerging Trends in Engineering Research. 2020, no. 8(6), pp. 2301–2308.Shatrov, M.G. A laboratory investigation into the fuel atomization process in a diesel engine for different configurations of the injector nozzles and flow conditions / M.G. Shatrov, A.Y. Dunin, V.I. Malchuk // Fluid Dynamics and Materials Processing. – 2020. – Vol. 16, No. 4. – P. 747-760. – DOI 10.32604/FDMP.2020.08991.Shatrov M. G., Malchuk V. I. and Dunin A. Y. A laboratory investigation into the fuel atomization process in a diesel engine for different configurations of the injector nozzles and flow conditions. Fluid Dynamics & Materials Processing. 2020, no. 16(4), pp. 747–760; DOI:10.32604/fdmp.2020.08991.

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