Влияние степени сжатия на эффективность двигателя внутреннего сгорания

В настоящее время двигатели внутреннего сгорания с регулируемой степенью сжатия не применяют, что, видимо, связано со сложностью их конструкции. Однако известные двухвальные конструкции можно использовать без значительных усложнений. Так, уменьшение эффективности двигателя внутреннего сгорания при увеличении частоты вращения коленчатого вала можно компенсировать степенью сжатия. Приведены результаты расчета коэффициента полезного действия и расхода топлива при степени сжатия 8,6 и частоте вращения коленчатого вала 2000 и 4000 мин^–1, а также при степени сжатия 13 и частоте вращения 4000 мин^–1 для показателей характеров сгорания, равных 3 и 1. Показано приближение указанных характеристик при большей частоте вращения коленчатого вала к таковым при меньшей частоте вращения с увеличением степени сжатия. С помощью ранее вычисленных параметров двигателей внутреннего сгорания при различных режимах на основе теории Вибе определены коэффициент полезного действия и расход топлива для соответствующих режимов работы.

Литература

[1] Klomp E.D., Rask R.B. Variable compression ratio control system for an internal combustion engine. Patent US 6450136. Appl. 14.05.2002, publ. 17.09.2002.

[2] Вагнер В.А. Применение альтернативных топлив в ДВС. Вестник Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова, 2000, № 2, с. 77–86.

[3] Шароглазов Б.А., Фарафонтов М.Ф., Клементьев В.В. Двигатели внутреннего сгорания: теория, моделирование и расчет процессов. Челябинск, Изд-во ЮУрГУ, 2004. 344 с.

[4] Пшихоров В.Х., Дорух И.Г., Береснев А.Л. Система зажигания двигателя. Патент РФ 2446309. Заявл. 22.03.2010, опубл. 27.03.2022.

[5] Christodoulou F., Megaritis A. Experimental investigation of the effects of simultaneous hydrogen and nitrogen addition on the emissions and combustion of a diesel engine. Int. J. Hydrog. Energy, 2014, vol. 39, no. 6, pp. 2692–2702, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2013.11.124

[6] Agalarov J., Nasibova A., Nuriyev B. Internal combustion engine with opposed pistons. Patent US 6039011. Appl. 04.03.1998, publ. 21.03.2000.

[7] Дьяченко В.Г. Теория двигателей внутреннего сгорания. Харьков, ХНАДУ, 2009. 500 с.

[8] Береснев М.А. Метод L-вариаций для управления ДВС при работе на бинарном топливе. Известия ЮФУ. Технические науки, 2012, № 3, с. 251–256.

[9] Moteki K., Fujimoto H., Aoyata S. Variable compression ratio mechanism of reciprocating internal combustion engine. Patent US 6505582. Appl. 06.07.2002, publ. 10.01.2002.

[10] Cleevs J.M. Variable compression ratio system for opposed piston and other methods of manufacture and use. Patent US 9206749. Appl. 08.04.2013, publ. 29.08.2013.

[11] Turner J.W.G. Opposed piston internal combustion engine with variable timing. Patent GB 2428450. Appl. 15.07.2005, publ. 31.01.2007.

[12] Вибе И.И. Новое о рабочем цикле двигателей. Москва-Свердловск, Машгиз, 1962. 271 с.

[13] Kose H., Ciniviz M. An experimental investigation of effect on diesel engine performance and exhaust emissions of addition at dual fuel mode of hydrogen. Fuel Process. Technol., 2013, vol. 114, pp. 26–34, doi: https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2013.03.023

[14] Baumgarten C. Mixture formation in internal combustion engines. Springer, 2006. 294 р.

[15] Saha K., Li X. Assessment of cavitation models for flows in diesel injectors with single-and two-fluid approaches. J. Eng. Gas Turbines Power., 2016, vol. 138, no. 1, art. 011504, doi: https://doi.org/10.1115/1.4031224