Comparison of the results of determining the moment of mechanical losses obtained using various methods

The work was carried out in order to confirm the equivalence of the value of the moment of mechanical losses obtained in free acceleration modes to the results of bench tests. The study was carried out as part of the development of a technique for indirect indexing – calculating gas forces and their operation based on an analysis of the dynamics of crankshaft rotation. Indirect indexing is important for monitoring the operation of the internal combustion engine in a car during its operation and can be implemented as an additional algorithm of the electronic control unit or an external electronic module operating based on the signal of the crankshaft position sensor and information received from the CAN bus. The proposed empirical method for determining the moment of mechanical losses is based on calculating the work of the resistance forces over a certain angular interval, as the difference between the work of the gas forces and the change in kinetic energy of the moving parts of the engine during its operation at various idle modes – free acceleration and run-off at different positions of the engine control. The angular velocity and position of the crankshaft are determined based on the signal processing of the standard crankshaft position sensor, and the operation of the gas forces is based on the results of direct indexing. The verification of the readings of pressure sensors in the cylinder is described. It was performed by turning off the cylinders of the engine running on the engine stand. The article also discusses a technique for determining the moment of inertia of rotating engine parts at unstable idle. The determination of the moment of inertia is necessary to calculate the kinetic energy of the moving parts of the engine. The analysis of experimental data confirming the equivalence of the moment of mechanical losses in stationary and transient modes is performed.

This article contains a description and results of motor tests conducted as part of the experiment. An analysis of experimental data has been carried out, confirming the equivalence of the moment of mechanical losses in stationary and transient modes.

1. Долгов, И. А. Актуальность индицирования ДВС / И. А. Долгов, А. В. Александров // Журнал автомобильных инженеров. – 2016. – № 5(100). – С. 19-23. – EDN YRKCCJ

2. Гирявец, А.К. Теория управления автомобильным бензиновым двигателем / А.К. Гирявец. – Москва : Стройиздат, 1997. – 173 с.

3. Оценка крутящего момента двигателя по внутрицикловой вариации угловой скорости коленчатого вала на автомобиле / П. В. Сафронов, Е. А. Першутин, И. В. Алексеев [и др.] // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). – 2012. – № 1(28). – С. 50a-56. – EDN OPYJYN.

4. Новиков, В. А. Определение технического состояния двигателей внутреннего сгорания по неравномерности вращения коленчатого вала: специальность 2.4.7: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Новиков Виктор Александрович; РУДН. – Москва, 2023. – 265 с. – EDN GPXJZP.

5. Динамические испытания в условиях реальной эксплуатации транспортного средства / А. В. Александров, И. А. Долгов, Т. В. Морозкин, Д. С. Конюшков // Автомобиль. Дорога. Инфраструктура. – 2024. – № 3(41). – EDN GVLTSA.

6. Пришвин, С. А. Испытания двигателей внутреннего сгорания : Учебное пособие В 2-х частях / С. А. Пришвин, П. В. Сафронов, Э. А. Савастенко. Том Ч. I.. – Москва : Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), 2023. – 276 с. – EDN MUNSAD.

7. New Ways to Measure Mechanical Losses by Motoring an ICE with Increased Cylinder Pressure / R. Procházka, A. Dittrich, R. Voženílek, S. Beroun // Applied Sciences. – 2022. – Vol. 12, №4. – DOI 10.3390/app12042155.

8. Investigations of the Friction Losses of Different Engine Concepts. Part 1: A Combined Approach for Applying Subassembly-Resolved Friction Loss Analysis on a Modern Passenger-Car Diesel Engine/ C. Knauder, H. Allmaier, D.E. Sander, T. Sams // Lubricants. – 2019. – Vol. 7, № 39. – DOI 10.3390/lubricants7050039.

9. Путинцев, С.В. Механические потери в поршневых двигателях: специальные главы конструирования, расчета, испытаний: учебное пособие / С.В. Путинцев. – Москва : МГТУ им. Н. Баумана, 2011. – 288 с.

10. Определение момента сил сопротивления ДВС / А. В. Александров, Т. В. Морозкин, И. А. Долгов [и др.] // Автомобиль. Дорога. Инфраструктура. – 2023. – № 2(36). – EDN EUNKIS.

11. Определение момента инерции вращающихся деталей ДВС / А. В. Александров, И. А. Долгов, Т. В. Морозкин [и др.] // 9-е Луканинские чтения. Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса : сборник докладов Международной научно-технической конференции, Москва, 29 января 2021 года. – Москва: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), 2021. – С. 9-22. – EDN MFUUGQ.