Исследование вибродинамических характеристик двигателей с отключаемыми цилиндрами

Рассмотрены некоторые особенности динамики двигателей внутреннего сгорания с отключаемыми цилиндрами, применение которых может способствовать уменьшению эксплуатационного расхода топлива и выбросов токсических веществ с отработавшими газами на частичных скоростных и нагрузочных режимах. Расчетным путем (с использованием твердотельного моделирования, симуляции движения в среде программных продуктов для исследования динамики механизмов, а также метода конечных элементов) определены показатели равномерности хода и крутящего момента, виброперемещения и виброскорости различных точек конструкции при низко- и высокочастотной вибрации. Показано, что при отключении различного числа цилиндров (в разной степени) ухудшается равномерность крутящего момента двигателя, увеличиваются нагрузки на подшипники коленчатого вала, а также средние квадратичные значения виброскоростей опор при низкочастотной вибрации и виброскоростей боковых стенок картера при высокочастотной вибрации, причем на режимах малых частот вращения вала и нагрузок. При наличии несомненных преимуществ двигателей с отключаемыми цилиндрами по экономичности и экологичности перед полноразмерными двигателями одновременного комплексного улучшения их вибродинамических характеристик не происходит.

Литература

[1] Мищенко Н.И., Шляхов В.С., Супрун В.Л., Подлесный А.Г. Автомобильные двигатели с отключаемыми цилиндрами. Конструкции, анализ. Вестник СевНТУ, 2011, № 122, с. 163–166.

[2] Патрахальцев Н.Н., Никишин И.А., Петруня И.А. Повышение экономичности малых нагрузок дизеля Камаз-740 изменением его рабочего объема. Грузовик, 2013, № 5, с. 31–34.

[3] Петруня И.А. Повышение эксплуатационной топливной экономичности транспортных дизелей изменением их рабочего объема. Дис. … канд. техн. наук, Москва, 2015. 133 с.

[4] Евстифеев Б.В., Соин Ю.В., Ким Ф.Г. Улучшение эксплуатационной экономичности тепловозного дизеля 6ЧН21/21 с отключаемыми цилиндрами. Двигателестроение, 1991, № 8–9, с. 55–56.

[5] Горбунов В.В. Влияние отключения цилиндров дизеля ЯМЗ-8401 на его вибрацию и топливную экономичность. Вестник РУДН. Сер. Инженерные исследования, 2004, № 1, с. 54–56.

[6] Зеер В.А., Мартынов А.А. Моделирование кривошипно-шатунного механизма ДВС с отключаемыми цилиндрами. Известия Томского политехнического института, 2008, т. 312, № 4, с. 40–44.

[7] Режим работы дизеля с отключенным цилиндром. URL: http://mirmarine.net/svm/seu/286-rezhim-raboty-dizelya-s-otklyuchennym-tsilindrom (дата обращения 15 апреля 2019).

[8] Яманин А.И. Динамические расчеты поршневых двигателей в среде Microsoft Office Excel. Ярославль, Изд-во ЯГТУ, 2014. 111 с.

[9] Яманин А.И. Динамические расчеты поршневых двигателей в среде Autodesk Inventor Professional. Ярославль, Изд-во ЯГТУ, 2013. 112 с.

[10] Новиков Д.С. Анализ вибрации двигателя в составе автомобильного силового агрегата. Дис. … канд. техн. наук. Москва, 2013. 151 с.

[11] Кустов И.А., Федянов Е.А. Уточнение основанной на понятии удельной работы методики априорной оценки эффективности регулирования рабочего объема двигателя отключением цилиндров. Энерго- и ресурсосбережение. Промышленность и транспорт, 2019, № 1(26), с. 57–60.

[12] Балабин В.Н. Проблемы внедрения электромагнитного привода клапанов газораспределения современных локомотивных ДВС. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований, 2015, № 2–1, с. 14–19. URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=6365 (дата обращения 15 июня 2019).