madiАвтомобиль. Дорога. Инфраструктура. = Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.2409-7217МАДИmadi-1462Research Article2.4.7. Турбомашины и поршневые двигателиМеханизм модульного отключения цилиндров в бесшатунном поршневом двигателеModular cylinder deactivation mechanism in a connecting rodless piston engineМищенкоНиколай ИвановичMishchenkoNikolay I.

д-р. техн. наук, проф.

Doctor of Sciences (Technical), professor

mim2802@mail.ruХимченкоАркадий ВасильевичKhimchenkoArkady V.

канд. техн. наук, доц.

Candidate of Sciences (Technical), associate professor

himch.arkady@yandex.ruСупрунВладимир ЛеонидовичSuprunVladimir L.

ст. преподаватель

senior lecturer

suprunv@mail.ruБыковВалерий ВасильевичBykovValery Vasilyevich

канд. техн. наук, доц.

Candidate of Sciences (Technical), associate professor

bykov_v_v_59@mail.ruКолесниковаТатьяна НиколаевнаKolesnikovaTat'yana Nikolayevna

канд. техн. наук, доц.

Candidate of Sciences (Technical), associate professor

kolesnikova.tetiana@yandex.ruДонецкий национальный технический университетРоссияDonetsk National Technical UniversityRussian FederationВоронежский ГАУРоссияVoronezh State Agrarian UniversityRussian Federation20252703202501(43)22Copyright © Мищенко Н.И., Химченко А.В., Супрун В.Л., Быков В.В., Колесникова Т.Н., 20252025Мищенко Н.И., Химченко А.В., Супрун В.Л., Быков В.В., Колесникова Т.Н.Mishchenko N.I., Khimchenko A.V., Suprun V.L., Bykov V.V., Kolesnikova T.N.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.adi-madi.ru/madi/article/view/1462

В работе описан механизм модульного отключения цилиндров в бесшатунном двигателе. Двигатель с таким механизмом может обеспечить высокую топливную экономичность и уменьшить количество несгоревших углеводородов СН путем улучшения рабочего процесса в работающих цилиндрах при отключении цилиндров в условиях низкой нагрузки. Приведено конструктивное решение механизма модульного отключения цилиндров путем остановки поршня, установленного в бесшатунном двигателе, содержащем два коленчатых вала в картере и кулису, имеющую возможность с помощью узла блокировки штока и узла управления блокировкой штока рассоединять кинематическую связь со штоком поршня. Узел блокировки штока дает возможность исключить или позволить линейное перемещение штока относительно вращающихся коленчатых валов, тем самым обеспечивая соответственно включение в работу или остановку поршня, то есть отключение цилиндра. В статье показан один из вариантов конструктивного исполнения механизма модульного отключения цилиндров. Проанализированы преимущества и недостатки такого решения. Полученная конструкция механизма отключения цилиндров путем остановки поршня в бесшатунном двигателе с кривошипно-кулисным механизмом является перспективной и может обеспечить значительный эффект экономии топлива при отключении цилиндров.

The paper describes a mechanism for modular cylinder deactivation in a connecting rod-less engine. An engine with such a mechanism can provide high fuel efficiency and reduce the amount of unburned hydrocarbons CH by improving the working process in the operating cylinders when cylinders are deactivated under low load conditions. The paper presents a design solution for the mechanism for modular cylinder deactivation by stopping the piston installed in a connecting rod-less engine containing two crankshafts in the crankcase and a linkage that can disconnect the kinematic connection with the piston rod using a rod locking unit and a rod locking control unit. The rod locking unit makes it possible to exclude or allow linear movement of the rod relative to the rotating crankshafts, thereby ensuring, respectively, the inclusion in operation or stop of the piston, i.e., cylinder deactivation. The article shows the operation of one of the design options for the mechanism for modular cylinder deactivation. The advantages and disadvantages of such a solution are analyzed. The obtained design of the mechanism for disabling cylinders by stopping the piston in a connecting rod-less engine with a crank-rocker mechanism is promising and can provide a significant fuel saving effect when disabling cylinders

бесшатунный двигатель внутреннего сгораниякривошипно-кулисный механизмотключение цилиндровconnecting rodless internal combustion enginecrank-rocker mechanismcylinder deactivationReferencesПовышение эксплуатационной топливной экономичности газового двигателя, регулируемого на режимах малых нагрузок отключением части цилиндров / В.А. Марков, Н.Н. Патрахальцев, Ф.Б. Барченко, Ш.Р. Лотфуллин // Автомобильная промышленность. – 2019. – № 2. – С. 3-7. – EDN ZRVZDU.Markov V. A., Patrakhal'tsev N. N., Barchenko F. B., Lotfullin SH. R. Avto-mobil'naya promyshlennost', 2019, no 2, pp. 3–7.Дойнов, А.В. Методика определения среднего индикаторного давления неактивного цилиндра для двигателя, обладающего возможностью отключения цилиндров / А.В. Дойнов, Г.И. Косенко, С.В. Харитонов // Двигателестроение. – 2023. – № 3(293). – С. 44-50. – DOI 10.18698/jec.2023.3.44-50. – EDN LTNHDM.Doynov A.V., Kosenko G.I., Kharitonov S.V. Dvigatelestroyeniye, 2023, no 3(293), pp. 44–50.Гайсин, Э. М. Базовая характеристика управления топливоподачей тракторного дизеля, оснащенного системой пропуска подач топлива / Э.М. Гайсин // Тракторы и сельхозмашины. – 2020. – № 2. – С. 21-25. – DOI 10.31992/0321-4443-2020-2-21-25. – EDN DMMHDP.Gaysin E. M. Traktory i sel'khozmashiny, 2020, no 2, pp. 21–25.Исследование экологических качеств дизельного двигателя и его экономичности при отключении части цилиндров в режимах малых нагрузок / А.В. Гриценко, К.В. Глемба, А.А. Петелин [и др.] // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. – 2019. – № 4(44). – С. 46–64. – DOI 10.20291/2079-0392-2019-4-46-64. – EDN JZUNIV.Gritsenko A.V., Glemba K.V., Petelin A.A., Kozhanov V.N., Karpenko A.G., Rudnev V.V Vestnik Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta putey soob-shcheniya, 2019, no 4(44), pp. 46-64.Fridrichová, K. Comparative study of engine dynamics for rolling and selective cylinder deactivation / K. Fridrichová, L. Drápal, P. Raffai, M. Böhm // Energy. – 2024. – Vol. 303. – P. 131946. – DOI 10.1016/j.energy.2024.131946.K. Fridrichová, L. Drápal, P. Raffai, and M. Böhm, “Comparative study of engine dynamics for rolling and selective cylinder deactivation,” Energy, vol. 303, p. 131946, Sep. 2024Impact of cylinder deactivation on fuel efficiency in off-road heavy-duty diesel engines during high engine speed operation / R. Kakani et al. // Applied Thermal Engineering. – 2024. – Vol. 257. – P. 124333. – DOI 10.1016/j.applthermaleng.2024.124333.R. Kakani et al., “Impact of cylinder deactivation on fuel efficiency in off-road heavy-duty diesel engines during high engine speed operation,” Applied Thermal Engineering, vol. 257, p. 124333, Dec. 2024.Fridrichová, K. Overview of the potential and limitations of cylinder deactivation / K. Fridrichová, L. Drápal, J. Vopařil, J. Dlugoš // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2021. – Vol. 146. – P. 111196. – DOI 10.1016/j.rser.2021.111196.K. Fridrichová, L. Drápal, J. Vopařil, and J. Dlugoš, “Overview of the poten-tial and limitations of cylinder deactivation,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 146, p. 111196, Aug. 2021.Impact of Cylinder Deactivation Strategies on Three-way Catalyst Performance in High Efficiency Low Emissions Engines / G. Brinklow et al. // Chemical Engineering Journal Advances. – 2023 – Vol. 14. – P. 100481. – DOI 10.1016/j.ceja.2023.100481.G. Brinklow et al., “Impact of Cylinder Deactivation Strategies on Three-way Catalyst Performance in High Efficiency Low Emissions Engines,” Chemical Engineering Journal Advances, vol. 14, p. 100481, May 2023.Химченко, А.В. Модель четырехцилиндрового бесшатунного двигателя для исследо¬вания вибрации при отключении цилиндров / А. В. Химченко [и др.] // Научно-технические аспекты развития автотранспортного комплекса 2020. Материалы VI Международной научно-практической конференции «Научно-технические аспекты развития автотранспортно¬го комплекса 2020» в рамках 6-го Международного научного форума Донецкой Народной Республики «Инновационные перспективы Донбасса: Инфраструктурное и социально-экономическое развитие», 27 мая 2020. – Горловка : АДИ ГОУВПО «ДОННТУ», 2020.– С. 72-77. – EDN ROULKT.Khimchenko A.V., Mishchenko N.I., Petrov A.I., Suprun V.L., Volkov S.Ye., Zaika S.S. Nauchno-tekhnicheskiye aspekty razvitiya avtotransportnogo komplek¬sa 2020. Materialy VI Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy kon-ferentsii «Nauchno-tekhnicheskiye aspekty razvitiya avtotransportnogo kom-pleksa 2020» v ramkakh 6-go Mezhdunarodnogo nauchnogo foruma Do-netskoy Narodnoy Respubliki «Innovatsionnyye perspektivy Donbassa: Infra-strukturnoye i sotsial'no-ekonomicheskoye razvitiye», 2020, Gorlovka, pp. 72–77.Химченко, А.В. Имитационное моделирование работы механизма отключения цилиндра в двигателе с кривошипно-кулисным механизмом / А.В. Химченко, Н.И. Мищенко // 8-Е Луканинские чтения. Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса. Москва, 31 января 2019 г. – Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), 2019. – С. 383-396. – EDN SPQLLK.Khimchenko A.V., Mishchenko N.I. “8-Ye Lukaninskiye chteniya. Problemy i perspektivy razvitiya avto-transportnogo kompleksa”, Moscow, 2019, pp. 383–396.Химченко, А.В. Подходы к имитационному моделированию взаимодействия элементов фиксирующего механизма / А.В. Химченко [и др.] // Вести Автомобильно-дорожного института. – 2020. – 2(33). – С. 9-18. – EDN PBLZLW.Khimchenko A.V., Mishchenko N.I., Kovalenko V.V., Gladkoskok P.P. Bul-letin of the Automobile and Highway Institute, 2020, no 2(33), pp. 9–18.Химченко, А.В. Предварительная оценка возможности использования системы смазки серийного двигателя для питания гидропривода меха¬низма остановки поршня / А. В. Химченко [и др.] // Вести Автомобильно-дорожного института. – 2021. – 1(36). – C. 15-26. – EDN QORRPS.Khimchenko A.V., Mishchenko N.I., Dryuchin D.A., Mamontov V.R., Savchuk O.V. Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2021, no 1(36), pp. 15–26.Химченко, А.В. Возможные риски в эксплуатации бензинового двигателя с механизмом отключения цилиндров и питанием гидропривода механизма из системы смазки / А.В. Химченко, Н.И. Мищенко // Проблемы технической эксплуатации и автосервиса подвижного состава автомобильного транспорта : сборник научных трудов 79-й научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ, Москва, 26-27 января 2021 г. / под ред. А.А. Солнцева. – М. : МАДИ, 2021. – С. 301-307. – EDN EALHCT.Khimchenko A.V., Mishchenko N.I. Problemy tekhnicheskoy ekspluatatsii i avtoservisa podvizhnogo sostava avtomobil'nogo transporta : sbornik nauch-nykh trudov 79-y nauchno-metodicheskoy i nauchno-issledovatel'skoy konfer-entsii MADI, Moscow, 2021, рр. 301–307.

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