Підвищення енергетичної ефективності колісних машин методом відключення циліндрів в автотракторному двигуні

Abstract

До питання про те, скільки найбільш вигідно відключити циліндрів двигуна, для ефективного використання потужності двигуна, для їх підтримки на колишньому рівні працюють циліндри необхідно збільшувати циклову подачу палива. При більшій циклової подачі в працюють циліндрах збільшується середня індикаторний тиск і поліпшується процес згоряння. При відключенні частини циліндрів двигуна в процесі його роботи індикаторна потужність двигуна зменшується, в результаті чого знижується частота обертання колінчастого валу і крутний момент двигуна. Необхідність підвищення ефективності роботи двигуна в широкому діапазоні швидкісних і навантажувальних режимів сприяє як пошуку нових технічних рішень, так і розвитку раніше відомих, які добре себе зарекомендували. Це пов'язано в першу чергу з вимогами до паливної економічності та токсичності відпрацьованих газів, а в ряді випадків з необхідністю поліпшення перехідних процесів у двигуні із збереженням інших характеристик на колишньому рівні чи навіть їх покращення. Представлена енергетична діаграма колісної машини в номінальному режимі при русі з дизельним двигуном. Вона показує, що витрати на власні потреби 𝑃𝑃 становлять 30-40 %. Потужність, що витрачається колісної машиною на власні потреби, оптимізована за рахунок застосування регульованого допоміжного приводу. Отримана залежність ККД колісної машини від миттєвої реалізованої потужності шляхом обробки записів бортового реєстратора параметрів руху та побудована апроксимація отриманої дослідним шляхом залежно ККД автотракторного двигуна від коефіцієнта використання потужності методом найменших квадратів. Запропоновано алгоритм вибору кількості відключених циліндрів в залежності від миттєвого значення потужності. При використанні запропонованого способу управління енергетичною ефективністю автотракторного двигуна при роботі з неповним навантаженням програма бортового комп'ютера з фактичної потужності, визначає необхідне для роботи двигуна мінімальне число працюючих циліндрів.

К вопросу о том, сколько наиболее выгодно отключить цилиндров двигателя, для эффективного использования мощности двигателя, для их поддержания на прежнем уровне работают цилиндры необходимо увеличивать цикловую подачу топлива. При большей цикловой подаче в работающих цилиндрах увеличивается среднее индикаторное давление и улучшается процесс сгорания. При отключении части цилиндров двигателя в процессе его работы индикаторная мощность двигателя уменьшается, в результате чего снижается частота вращения коленчатого вала и крутящий момент двигателя. Необходимость повышения эффективности работы двигателя в широком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов способствует как поиску новых технических решений, так и развития ранее известных, хорошо зарекомендовавших себя. Это связано в первую очередь с требованиями к топливной экономичности и токсичности отработавших газов, а в ряде случаев с необходимостью улучшения переходных процессов в двигателе с сохранением других характеристик на прежнем уровне или даже их улучшение. Представлена энергетическая диаграмма колесной машины в номинальном режиме при движении с дизельным двигателем. Она показывает, что расходы на собственные нужды составляют 30-40 %. Мощность, расходуемая колесной машиной на собственные нужды, оптимизирована за счет применения регулируемого вспомогательного привода. Получена зависимость КПД колесной машины от мгновенной реализованной мощности путем обработки записей бортового регистратора параметров движения и построена аппроксимация полученной опытным путем зависимости КПД автотракторного двигателя от коэффициента использования мощности методом наименьших квадратов. Предложен алгоритм выбора количества отключенных цилиндров в зависимости от мгновенного значения мощности. При использовании предлагаемого способа управления энергетической эффективностью автотракторного двигателя при работе с неполной нагрузкой программа бортового компьютера из фактической мощности, определяет необходимое для работы двигателя минимальное число работающих цилиндров.

On the question of how much it is most beneficial to turn off the engine cylinders, in order to use the engine power effectively, to keep them running at the same level, the cylinders need to increase the fuel cycle. With a greater cyclic flow in the working cylinders increases the average indicator pressure and improves the combustion process. When you turn off part of the engine cylinders during its operation, the indicated engine power decreases, as a result of which the crankshaft speed and engine torque decrease. The need to improve the efficiency of the engine in a wide range of speed and load modes contributes both to the search for new technical solutions and the development of previously known, well-established ones. This is primarily due to the requirements for fuel efficiency and toxicity of exhaust gases, and in some cases with the need to improve transients in the engine while maintaining other characteristics at the same level or even improving them. The energy diagram of the wheeled vehicle in the nominal mode when driving with a diesel engine is presented. It shows that the cost of own needs is 30-40%. The power consumed by the wheeled vehicle for its own needs is optimized through the use of an adjustable auxiliary drive. The dependence of the efficiency of the wheeled vehicle on the instantaneous realized power is obtained by processing the records of the onboard recorder of motion parameters and an approximation is constructed of the experimentally obtained dependence of the efficiency of the automobile and tractor engine on the power utilization ratio using the least squares method. An algorithm for selecting the number of disabled cylinders depending on the instantaneous power value is proposed. When using the proposed method of controlling the energy efficiency of an automobile and tractor engine when operating at partial load, the on-board computer program from the actual power determines the minimum number of working cylinders required for engine operation.