madiАвтомобиль. Дорога. Инфраструктура. = Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.2409-7217МАДИmadi-1467Research Article2.4.7. Турбомашины и поршневые двигателиЗависимость стехиометрического соотношения от состава рабочей смесиDependence of stoichiometric ratio on the composition of the working mixtureМатюхинЛеонид МихайловичMatiukhinLeonid M.

канд. техн. наук, доц.

Candidate of Sciences (Technical), associate professor

panam1@mail.ruМАДИРоссияMADIRussian Federation20252503202501(43)11Copyright © Матюхин Л.М., 20252025Матюхин Л.М.Matiukhin L.M.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.adi-madi.ru/madi/article/view/1467

Для использования известного выражения Стечкина   применительно к различным топливам необходима подстановка в него величин низшей рабочей теплоты сгорания   и стехиометрического соотношения , характерных для каждого конкретного топлива. Соответствующие величины определяются химическим составом топлива и приводятся в справочной литературе. Расчет стехиометрического соотношения проводится по формулам окисления в предположении, что объемная доля кислорода в воздухе равна 21%, а массовая – 23%. Однако в цилиндрах поршневых ДВС топливо сгорает не в воздухе, а в его смеси с продуктами сгорания, что должно приводить к отклонению значения доли кислорода от приведенных выше величин и, следовательно, к возрастанию стехиометрического отношения .

В связи с этим ставится задача учета влияния содержания в рабочей смеси нейтральных продуктов сгорания на величину стехиометрического соотношения.  Для ее решения применен термодинамический анализ соотношений парциальных объемов компонентов рабочей смеси.

В статье приводятся полученные в результате анализа зависимости для определения стехиометрического соотношения в зависимости от доли нейтральных продуктов сгорания в рабочей смеси.

n order to use the well-known Stechkin’s expression   in relation to different fuels, it is necessary to substitute into it the values of the lowest working calorific value of  and the stoichiometric ratio of   characteristic for each specific fuel. The corresponding values depend on the chemical composition of the fuel and are given in the reference literature. The calculation of the stoichiometric ratio is carried out according to oxidation formulas, assuming that the volume fraction of oxygen in the air is 21% and the mass fraction is 23%. However, in the cylinders of reciprocating internal combustion engines, the fuel is burned not in the air, but in its mixture with combustion products, which should lead to a deviation in the value of the oxygen fraction from the above-mentioned values and, consequently, to an increase in the stoichiometric ratio of  .

In this regard, the task is to take into account the effect of the content of neutral combustion products in the working mixture on the value of the stoichiometric ratio. To solve it, a thermodynamic analysis of the ratios of partial volumes of the components of the working mixture was used.

The article presents the dependencies obtained as a result of the analysis to determine the stoichiometric ratio depending on the fraction of neutral combustion products in the working mixture.

поршневые ДВСсостав рабочей смесисреднее давление цикластепень сжатиястепень рециркуляцииpiston ICEcomposition of the working mixtureaverage cycle pressurecompression ratiothe degree of recirculationReferencesМатюхин, Л. М. Современные энергетические технологии : учебник / Л. М. Матюхин, Г. Г. Тер-Мкртичьян. – Москва : Общество с ограниченной ответственностью "Издательство "КноРус", 2023. – 398 с. – ISBN 978-5-406-10676-1. – EDN IZORIG.Matiukhin L.M., Ter-Mkrtichyan G.G. [Modern energy technologies: textbook]. Moscow, Knorus Publ., 2023. 464 p. (In Russian)Морозов, К.А. Токсичность автомобильных двигателей / К.А. Морозов. –Москва : «Легион-Автодата», 2001. – 80 с.Morozov K.A. Toxicity of automobile engines. Moscow, Legion-Autodata Publ., 2991, 80 p. (In Russian)Lexikon Motorentechnik: Der Verbrennungsmotor von A–Z (ATZ-MTZ Fachbuch). – Germany: Vieweg+Teubner Verlag; SIEMENS, 2006. – 1096 p.Lexikon Motorentechnik. „Der Verbrennungsmotor von A–Z“. Germany, SIEMENS V D O Automotive, 2., ATZ-MTZ Fachbuch, 1096 S. 17.Двигатели внутреннего сгорания : учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности "Автомобили и автомобильное хозяйство" направления подготовки дипломированных специалистов "Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования" : [в 3 кн.] / В. Н. Луканин, К. А. Морозов, А. С. Хачиян [и др.] ; под ред. В. Н. Луканина, М. Г. Шатрова. Том 1. – Издание 3-е, переработанное и исправленное. – Москва : Издательство "Высшая Школа", 2007. – 479 с. – ISBN 978-5-06-004142-2. – EDN QMJLNN.“Internal Combustion Engines”, Vol.1, edited by V.N. Lukanin, Russia, Mos-cow, Vysshaya Shkola, Moscow. 2007, 346 pp (In Russian)Матюхин, Л. М. Влияние состава топлива и способа смесеобразования на показатели двигателя / Л. М. Матюхин // Труды НАМИ. – 2024. – № 4(299). – С. 36-44. – DOI 10.51187/0135-3152-2024-4-36-44. – EDN ECQMYP.Matiukhin L.M. Influence of fuel composition and mixture formation method on engine parameters/ L.M. Matiukhin // Moscow, Trudy NAMI НАМИ, 2024, №4, pp. 37-43 (In Russian)Matiukhin, L. Estimation of the degree of internal recirculation in Internal Combustion Engines / L. Matiukhin // Revista Facultad de Ingenieria. – 2023. – DOI 10.17533/udea.redin.20230213. – EDN GUQUTJ.Matiukhin L.M. Estimation of the degree of internal recirculation in Internal Combustion Engines – Revista Facultad de Ingeniería, Universidad de Antioquia, No.110, pp. 48-55, Jan-Mar 2024Матюхин, Л. М. Теория поршневых ДВС: прикладная термодинамика / Л. М. Матюхин. – Москва : Общество с ограниченной ответственностью "Издательство "КноРус", 2021. – 284 с. – (Бакалавриат, магистратура). – ISBN 978-5-406-02041-8. – EDN FKYVWD.Matiukhin L.M. Theory of piston internal combustion engines - applied thermodynamics: textbook M., Knorus Publ., 2021, 282 pages (In Russian)Матюхин, Л. М. Влияние химического состава топлива на показатели поршневых ДВС / Л. М. Матюхин // Автомобильная промышленность. – 2024. – № 1. –Matiukhin L.M. Influence of the chemical composition of fuel on the performance of piston internal combustion engines / L.M. Matiukhin // Moscow, Avtomobilnaya promayshlennost’, 2024, № 1, pp. 15-21 (In Russian)С. 15-21. – EDN SNUAKZ.С. 15-21. – EDN SNUAKZ.

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