Анализ рабочего процесса дизельного двигателя при отключении цилиндров

Обоснование эффективности отключения цилиндров как метода управления дизельным двигателем на частичных режимах часто проводят по характеристикам, соответствующим его работе без отключения цилиндров. При этом теоретические и практические результаты значительно различаются, так как рабочие процессы в отключенных и работающих цилиндрах протекают по-разному. Методом моделирования проведен анализ рабочего процесса дизельного двигателя при отключении цилиндров. С помощью компьютерной модели выполнены расчеты рабочих процессов в отключенных и работающих цилиндрах. Дана оценка потерь энергии, определяющих топливную экономичность двигателя. Установлено, что значительное влияние на удельный эффективный расход топлива оказывает работа системы газораспределения в отключенных цилиндрах. Рассмотрена работа двигателя на частичных по частоте вращения и крутящему моменту режимах при отключении различного числа цилиндров. Полученные результаты показывают особенности рабочего процесса дизельного двигателя при отключении цилиндров и позволяют более точно оценивать эффективность такого метода управления двигателями.

Литература

[1] Патрахальцев Н.Н., Петруня И.А., Камышников Р.О., Савастенко Э.А. Оценка возможности повышения экономичности автомобиля регулированием рабочего объема двигателя. Автомобильная промышленность, 2014, № 6, с. 10–12.

[2] Kuruppu C., Pesiridis A., Rajoo S. Investigation of cylinder deactivation and variable valve actuation on gasoline engine performance. SAE International，2014, vol. 1, doi: 10.4271/2014-01-1170

[3] Bech A., Shayler P. J., McGhee M. The effects of cylinder deactivation on the thermal behaviour and performance of a three cylinder spark ignition engine. SAE International Journal of Engines, 2016, vol. 9, pp. 1999–2009, doi: 10.4271/2016-01-2160

[4] Schenk C., Dekraker P. Potential fuel economy improvements from the implementation of cEGR and CDA on an Atkinson Cycle Engine. SAE International, 2017, vol. 2017-March, iss. March, doi: 10.4271/2017-01-1016

[5] Yu S., Ma X., Ma Z., Liu R., Song D. Experimental and Simulated Study on the Cylinder Deactivation of Vehicle Gasoline Engine. SAE International, 2016, vol. 418, pp. 207–215, doi: 10.1007/978-981-10-3527-2_19

[6] Kortwittenborg T., Walter F. Strategy to control the cylinder deactivation. MTZ worldwide, 2013, vol. 2, pp. 18–22, doi: 10.1007/s38313-013-0014-7

[7] Morris N., Mohammadpour M., Rahmani R., Johns-Rahnejat P.M., Rahnejat H., Dowson D. Effect of cylinder deactivation on tribological performance of piston compression ring and connecting rod bearing. Tribology International, 2018, vol. 120, pp. 243–254, doi: 10.1016/j.triboint.2017.12.045

[8] Патрахальцев Н.Н., Савастенко А.А., Анохина Т.С., Камышников Р.О. Повышение экономических и экологических качеств транспортного дизеля при работе на режимах малых нагрузок и холостых ходов. АвтоГазоЗаправочный Комплекс и Альтернативное топливо, 2014, № 12(93), с. 41–47.

[9] Патрахальцев Н.Н., Анохина Т.С., Камышников Р.О. Снижение расхода топлива и токсичности выбросов дизеля на режимах малых нагрузок при его регулировании изменением рабочего объема. Двигателестроение, 2015, № 1(259), с. 26–29.

[10] Петруня И.А. Повышение эксплуатационной топливной экономичности транспортных дизелей регулированием их рабочих объемов. Дис. … канд. техн. наук, Москва, 2014. 133 c.

[11] Pillai S., LoRusso J., Van Benschoten M. Analytical and experimental evaluation of cylinder deactivation on a diesel engine. SAE International, 2015, doi: 10.4271/2015-01-2809

[12] Ding C., Roberts L., Fain D.J., Ramesh A.K., Shaver G.M., McCarthy J., Ruth M., Koeberlein E., Holloway E.A., Nielsen D. Fuel efficient exhaust thermal management for compression ignition engines during idle via cylinder deactivation and flexible valve actuation. International Journal of Engine Research, 2016, vol. 17, pp. 619–630, doi: 10.1177/1468087415597413

[13] Zammit J.P., McGhee M.J., Shayler P.J., Pegg I. The influence of cylinder deactivation on the emissions and fuel economy of a four-cylinder direct-injection diesel engine. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 2014, vol. 228, pp. 206–217, doi: 10.1177/0954407013506182

[14] Muhamad Said M.F., Abdul Aziz A.B., Abdul Latiff Z., Mahmoudzadeh Andwari A., Mohamed Soid S.N. Investigation of Cylinder Deactivation (CDA) Strategies on Part Load Conditions. SAE International, 2014, doi: 10.4271/2014-01-2549

[15] Ramesh A.K., Shaver G.M., Allen C.M., Nayyar S., Gosala D.B., Caicedo Parra D., Koeberlein E., McCarthy J., Nielsen D. Utilizing low airflow strategies, including cylinder deactivation, to improve fuel efficiency and aftertreatment thermal management. International Journal of Engine Research, 2017, vol. 18, pp. 1005–1016, doi: 10.1177/1468087417695897

[16] GT SUITE, Version 7.3. Gamma Technologies Inc., Westmont, Illinois, 1996-2012.