Підвищення енергетичної ефективності колісних машин методом відключення циліндрів в автотракторному двигуні

Abstract

В статті 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. Отримано залежність ККД колісної машини від миттєвої реалізованої потужності шляхом обробки записів бортового реєстратора параметрів руху та побудовано апроксимацію отриманої дослідним шляхом залежності ККД автотракторного двигуна від коефіцієнта використання потужності методом найменших квадратів. До питання про те, скільки найвигідніше відключити циліндрів двигуна, для ефективного використання його потужності на колишньому рівні без необхідності збільшення циклової подачі палива. При більшій цикловій подачі в циліндрах збільшується середній 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 вала і крутний момент двигуна. Представлено енергетичну діаграму колісної машини в номінальному режимі при русі з дизельним двигуном. Вона показує, що витрати на власні потреби становлять 30–40 %. 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 низці випадків з необхідністю поліпшення перехідних процесів у двигуні із збереженням інших характеристик на колишньому рівні чи навіть їх покращення.

The article proposes an algorithm for selecting the number of disconnected cylinders, depending on the instantaneous value of power. When using the proposed method of controlling the energy efficiency of the tractor motor when working with incomplete load program on-board computer of the actual power, determines the required for the engine to work minimum number of cylinders. The dependence of the wheel machine efficiency on the instantaneous realized power was obtained by processing the records of the onboard motion logger and the approximation obtained by the experimental dependence of the efficiency of the motor tractor on the coefficient of power utilization by the least squares method was obtained. To the question of how much it is most advantageous to turn off the engine cylinders, to effectively use its power at the same level without the need to increase the cycle fuel supply. With a larger cycle supply in the cylinders, the average indicator pressure increases and the combustion process improves. When the part of the cylinder of the engine is switched off during its operation, the indicator power of the engine decreases, resulting in a decrease in the crankshaft rotation speed and engine torque. The energy diagram of a wheeled car in nominal mode when driving with a diesel engine is presented. It shows that the cost of own use is 30-40%. The need to increase the efficiency of the engine in a wide range of speed and load modes contributes to the search for new technical solutions and the development of previously known, which have proven themselves. This is due in the first place to the requirements for fuel economy and toxicity of the exhaust gas, and in some cases the need to improve the transients in the engine while maintaining other characteristics at the same level or even improving them.

В статье 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. 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. К вопросу о том, сколько выгоднее отключить цилиндров двигателя, для эффективного использования его мощности на прежнем уровне без необходимости увеличения цикловой подачи топлива. При большей цикловой подачи в цилиндрах увеличивается средний индикаторный 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. Представлено энергетическую диаграмму колесной машины в номинальном режиме при движении с дизельным двигателем. Она показывает, что расходы на собственные нужды составляют 30-40 %. 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.