Теоретические расчеты относительного дополнительного расхода топлива при отключении цилиндров

Abstract

К вопросу о том, сколько наиболее выгодно отключить цилиндров двигателя, для эффективного использования мощности двигателя, для их поддержки на прежнем уровне работающие цилиндры необходимо увеличивать цикловую подачу топлива. При большей цикловой подачи в работают цилиндрах увеличивается средняя 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 развитию ранее известных, которые хорошо себя зарекомендовали. Это связано в первую очередь с требованиями к топливной экономичности и токсичности отработанных газов, а в ряде случаев с необходимостью улучшения переходных процессов в двигателе с сохранением других характеристик на прежнем уровне или даже их улучшения. Отключение цилиндров позволяет другим работать более эффективно. Если в восьмицилиндровом двигателе четыре цилиндра отключить, а весь воздух, проходящий через дроссельную заслонку, направить остальным четырем, их нагрузка возрастет в два раза, а КПД повысится. В последнее время в нашей стране и за рубежом повысился интерес к этому направлению улучшения экономических показателей двигателей, особенно автомобильных двигателей, как отключение цилиндров (отключение топлива) на холостом ходу и частичной нагрузке. Обосновано, что экономия топлива на холостом ходу и малых нагрузках при отключении части цилиндров определяется зависимостью индикаторного КПД от изменения нагрузки. Представлен процесс расчета эффективного отключения цилиндров в многоцилиндровом двигателе и его влияние на относительный дополнительный расход топлива. Предложен метод определения относительного дополнительного расхода топлива при отключении цилиндров на многоцилиндровых двигателях.

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 працюють у циліндрах збільшується середнє індикаторне тиск і покращується 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. Відключення циліндрів дозволяє іншим працювати більш ефективно. Якщо у восьмициліндровому двигуні чотири циліндра відключити, а все повітря, що проходить через дросельну заслінку, направити іншим чотирьом, їх навантаження зросте в два рази, а ККД підвищиться. Останнім часом в нашій країні і за кордоном підвищився інтерес до цього напрямку поліпшення економічних показників двигунів, особливо автомобільних двигунів, як відключення циліндрів (відключення палива) на холостому ходу і частковій навантаженні. Обґрунтовано, що економія палива на неодруженому ходу і при малих навантаженнях відключення частини циліндрів визначається залежністю індикаторного ККД від зміни навантаження. Представлений процес розрахунку ефективного відключення циліндрів в багатоциліндровому двигуні та його вплив на відносний додатковий витрата палива. Запропоновано метод визначення відносної додаткової витрати палива при відключенні циліндрів на багатоциліндрових двигунах.

The question of how much the most profitable turn off engine cylinders, in order to efficiently use engine power, to support them at the same level, working cylinders need to increase cyclic fuel supply. With larger cyclic feeds working in cylinders, the average display pressure increases and the combustion process improves. When disconnecting part of engine cylinders during its operation, the indicator power of the engine decreases, resulting in lowering the frequency of rotation of the crankshaft and the torque of the engine. The need to increase the efficiency of the engine in a wide range of speed and load modes facilitates both the search for new technical solutions and the development of the previously known, which have proven themselves well. This is primarily due to requirements for fuel economy and toxicity of exhaust gases, and in some cases with the need to improve the transients in the engine while maintaining other characteristics at the same level or even improving them. Disabling cylinders allows others to work more efficiently. If the eight-cylinder engine is turned off by four cylinders, and all the air passing through the throttle valve is directed to the other four, their load will increase twice, and the efficiency will increase. Recently, in our country and abroad there has been an increase in interest in this direction in improving the economic performance of engines, especially automobile engines, as the disconnection of cylinders (disconnection of fuel) at idle and partial load. It is substantiated that fuel economy on a unbroken course and at low loads of disconnection of a part of cylinders is determined by the dependence of the indicator efficiency on the load change. The process of calculation of effective disconnection of cylinders in a multi-cylinder engine and its influence on relative additional fuel consumption is presented. The method of determination of relative additional fuel consumption at disconnection of cylinders on multicylinder engines is offered.