madiАвтомобиль. Дорога. Инфраструктура. = Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.2409-7217МАДИmadi-1614Research Article2.4.7. Турбомашины и поршневые двигателиПовышение мощностных показателей бензинового двигателя за счёт оптимизации его выпускной системыIndicators Power Increase of Gasoline Engine by Optimizing Its Exhaust SystemСавастенкоЭдуард АндреевичSavastenkoEduard A.

канд. техн. наук, доц.

Candidate of Sciences (Technical), associate professor, MADI

e.d.u.a.r.d@inbox.ruСтряпунинАлександр СергеевичStryapuninAleksander S.

аспирант

postgraduate

alex.s.study@mail.ruСкобелевРоман ВадимовичSkobelevRoman V.

студент

student

skobelev.rmn@mail.ruМАДИРоссияMADIRussian Federation20263006202602(48)22Copyright © Савастенко Э.А., Стряпунин А.С., Скобелев Р.В., 20262026Савастенко Э.А., Стряпунин А.С., Скобелев Р.В.Savastenko E.A., Stryapunin A.S., Skobelev R.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.adi-madi.ru/madi/article/view/1614

В статье представлены результаты газодинамического расчёта выпускной системы двигателя ВАЗ-21126 в программном комплексе (ПК) FlowVision. Рассмотрено влияние волновых процессов в выпускной системе на процесс очистки цилиндра от отработанных газов (ОГ). По эмпирическим зависимостям рассчитан и спроектирован модифицированный выпускной коллектор (4-2-1), в котором волновые процессы оказывают положительный эффект на коэффициент остаточных газов в цилиндре. По результатам проведённых исследований получено изменение давления после выпускного клапана, которое снизилось на 6,7%. Представлены результаты расчёта коэффициента наполнения (ηv) по внешней скоростной характеристике (от 1000 мин-1 до 4000 мин-1), который увеличился от 2,5 до 4%. Доказано, что увеличение мощности двигателя возможно за счёт изменения формы выпускного коллектора.

This article presents the results of a VAZ-21126 engine exhaust system calculation using the FlowVision software. The influence of wave processes in the exhaust system on cylinder exhaust gas purification is examined. A modified exhaust manifold (4-2-1) was calculated and designed using empirical relationships. Wave processes have a positive effect on the residual gas coefficient in the cylinder. The study resulted in a 6.7% reduction in pressure after the exhaust valve. The results of the calculation of the filling coefficient (ηv) based on the external speed characteristic (from 1000 min-1 to 4000 min-1) are presented; it increased from 2.5 to 4%. Thus, engine power can be increased solely by changing the shape of the exhaust manifold. The economic effect of using this system is also calculated.

выпускной коллектордвигатель ВАЗ-21126FlowVisionмощность двигателяволновой процессexhaust manifoldVAZ-21126 engineFlowVisionengine powerwave processReferencesИванов, И. Е. Газовая динамика. Учебное пособие / И. Е. Иванов, В. Е. Ерещенко. – Москва : МАДИ (ГТУ), 2009. – 89 с.Ivanov, I.E. Gas Dynamics. A Textbook / I.E. Ivanov, V.E. Ereshchenko // MADI (GTU) – Moscow, 2009, 89 p.Морозов, К. А. Особенности рабочих процессов высокооборотных карбюраторных двигателей / К. А. Морозов, Б. Ю. Черняк, Н. И. Синельников ; Под ред. акад. Б. С. Стечкина. – Москва : «Машиностроение», 1971. – 100 с.Morozov, K.A., Chernyak, B.Yu., Sinelnikov, N.I. Features of the Operating Processes of High-Speed Carburetor Engines. Moscow: Mashinostroenie, 1971, pp. 27-38.Абрамович, Г. Н. Прикладная газовая динамика : В 2 ч. / Г. Н. Абрамович. –5-е изд., перераб. и доп. – Москва : Наука, 1991. – Ч. 1. – 597 с. – ISBN 5-02-014015-5.Abramovich, G.N. Applied Gas Dynamics. In 2 parts. Part 1. Textbook for higher education institutions. 5th edition. Revised in addition: Moscow: Nauka. 1991. 600 p.Bell, A. Graham. Performance Tuning In Theory & Practice (4 Stroke Engines) / A. Graham Bell. – USA : Haynes, 1981. – P. 110-115.Performance Tuning In Theory & Practice (4 Stroke Engines) - A. Graham Bell. 1981, pp. 110-115.Design and CFD analysis of intake port and exhaust port for a 4 valve cylinder head engine / V. M. Latheesh, P Parthasarathy, V. Baskaran, S. Karthikeyan // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – IOP Publishing, 2018. – Vol. 310, No. 1. – P. 012122. – DOI 10.1088/1757-899X/310/1/012122.Design and CFD analysis of intake port and exhaust port for a 4 valve cylinder head engine / V. M. Latheesh [et al] // 2018 IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 310 012122A CFD (computational fluid dynamics) study on the effects of operating an engine with low intake valve lift at idle corresponding speed / A. C. Clenci, V. Iorga-Siman, M. Deligant, P. Podevin // Energy. – 2014. – Vol. 71. – P. 202-217. – DOI 10.1016/j.energy.2014.04.069.A CFD (computational fluid dynamics) study on the effects of operating an engine with low intake valve lift at idle corresponding speed / A. C. Clenci [et al] // Energy 71 (2014) pp. 202-217Ahmed, S. Hybrid model for exhaust systems in vehicle thermal management simulations / S. Ahmed, H. Rottengruber, M. Full // Automotive and Engine Technology. – 2022. – Vol. 7, No. 1-2. – P. 115-136. – DOI 10.1007/s41104-022-00104-w. – EDN LQTROP.FlowVision: official website. Moscow. URL: https://flowvision.ru/ (access date: 04/28/2026)Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И. Е. Идельчик; под ред. М. О. Штейнберга. – 3-е изд., перераб. и доп. – Москва : Машиностроение, 1992. – 672 с. – ISBN 5-217-00393-6.Shatrov, M.G. Car engines: Textbook for universities / M.G. Shatrov, K.A. Morozov, I.V. Alekseev [et al]; edited by M.G. Shatrova. – M.: Publishing Center “Academy”, 2013. – 464 p.Автомобильные двигатели : Курсовое проектирование / М. Г. Шатров, И. В. Алексеев, С. Н. Богданов [и др.]. – 3-е издание, исправленное. – Москва : Издательский центр "Академия", 2014. – 256 с. – ISBN 978-5-4468-0407-8. – EDN ZCDQVV.Автомобильные двигатели : Курсовое проектирование / М. Г. Шатров, И. В. Алексеев, С. Н. Богданов [и др.]. – 3-е издание, исправленное. – Москва : Издательский центр "Академия", 2014. – 256 с. – ISBN 978-5-4468-0407-8. – EDN ZCDQVV.Hilgers M. The exhaust system / M. Hilgers // The diesel engine. – Berlin, Heidelberg : Springer Berlin Heidelberg, 2025. – С. 41-53. – DOI 10.1007/978-3-662-70902-3_6.Hilgers M. The exhaust system / M. Hilgers // The diesel engine. – Berlin, Heidelberg : Springer Berlin Heidelberg, 2025. – С. 41-53. – DOI 10.1007/978-3-662-70902-3_6.A Comparative Study of the Velocity Profiles in Automotive Exhaust Manifolds / K. S. Shaffee, binti Mohd Noor, M. S. Omar [ et al. ] // Progress in Engineering Technology VI. – Cham : Springer Nature Switzerland, 2025. – P. 115-122. – DOI 10.1007/978-3-031-81517-1_14A Comparative Study of the Velocity Profiles in Automotive Exhaust Manifolds / K. S. Shaffee, binti Mohd Noor, M. S. Omar [ et al. ] // Progress in Engineering Technology VI. – Cham : Springer Nature Switzerland, 2025. – P. 115-122. – DOI 10.1007/978-3-031-81517-1_14

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