namiТруды НАМИTrudy NAMI0135-3152ФГУП «НАМИ»10.51187/0135-3152-2023-3-62-70nami-288Research ArticleДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИЕENGINE DEVELOPMENTВлияние способа изменения степени сжатия на среднее давление циклаInfluence of the compression ratio variation method on the average cycle pressureМатюхинЛ. М.MatiukhinL. M.

Матюхин Леонид Михайлович – канд. техн. наук, доцент, профессор кафедры «Теплотехника и автотракторные двигатели»

Москва 125319

Matiukhin L.M. – PhD (Eng), associate professor, professor of the Department “Heat engineering and automotive engines”

Moscow 125319

dvs@madi.ruМосковский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)РоссияMoscow Automobile and Road Construction State Technical University (MADI)Russian Federation202324092023036270Copyright © Матюхин Л.М., 20232023Матюхин Л.М.Matiukhin L.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nami.elpub.ru/jour/article/view/288

Введение (постановка задачи и актуальность). При оборудовании двигателя с искровым зажиганием наддувом возникает необходимость в снижении степени сжатия ε. В общем случае этого можно достичь с помощью четырёх различных способов. При этом важно знать характер влияния каждого из способов изменения ε на величину среднего давления цикла pt .

Цель исследования – анализ влияния способов изменения степени сжатия на среднее давление pt термодинамического цикла Отто. В случае изменения конструкции двигателя, выводы, полученные на основе этого анализа, могут быть экстраполированы на реальные объекты.

Методология и методы

Методология и методы. Для решения поставленной задачи был проведён расчётный эксперимент.

Результаты и научная новизна. Результаты расчётов позволили сделать вывод о различном и – в одном из рассмотренных случаев – весьма существенном влиянии способа изменения ε на среднее давление цикла Отто и на характер функциональной зависимости pt = f (ε).

Практическая значимость

Практическая значимость. Результаты анализа могут быть использованы при совершенствовании и проектировании поршневых двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием.

Introduction (problem statement and relevance). When equipping a spark ignition engine with supercharging, there is a need to reduce compression ratio ε. Generally, it can be achieved by means of four different methods. Therefore, it is important to know the nature of influence of each method for ε variation on the value of average cycle pressure pt .

The purpose of the study is to analyze the nature and degree of influence of the compression ratio for different methods of its variation on average pressure value pt of the Otto thermodynamic cycle. The conclusions made based on this analysis can be extrapolated to real objects in case of necessity of engine design changing.

Methodology and research methods. In order to solve the assigned task, a computational experiment has been conducted.

Scientific novelty and results. The calculation results have led to the conclusion about different and, in one of the considered cases, very significant influence of the method for varying of ε on the Otto cycle average pressure and on the nature of functional relationship pt = f (ε).

 Practical significance. The analysis results can be used in order to improve and design reciprocating internal combustion engines with spark ignition.

поршневые двигатели внутреннего сгораниястепень сжатияработа и среднее давление цикладвигатель внутреннего сгоранияconventional enginesreciprocating internal combustion enginescompression ratiooperation and cycle average pressureinternal combustion engineReferencesШатров М.Г. и др. Теплотехника: учебник / под ред. М.Г. Шатрова. – М.: Изд. центр «Академия», 2011. – 288 с.Shatrov M.G. et al. [Thermal engineering: textbook. Ed. by Shatrov M.G.]. Moscow, Akademiya Publ., 2011. 288 p. (In Russian)Шатров М.Г., Морозов К.А., Алексеев И.В. Автомобильные двигатели: учебник / под ред. М.Г. Шатрова. – М.: Изд. центр «Академия», 2010. – 462 с.Shatrov M.G., Morozov K.A., Alekseev I.V. [Automobile engines: textbook. Ed. by Shatrov M.G.]. Moscow, Akademiya Publ., 2010. 462 p. (In Russian)Матюхин Л.М. Теплотехника и теплотехнические устройства автомобиля: учебник. – М.: Кнорус, 2021. – 360 с.Matyukhin L.M. [Heat engineering and heat engineering devices of a vehicle: a textbook]. Moscow, Knorus Publ., 2021. 360 p. (In Russian)Кутенёв В.Ф., Тер-Мкртичьян Г.Г. О регулировании рабочего объёма и степени сжатия в дизеле / сб.: Проблемы конструкции двигателей и экология. – М.: Изд-во НАМИ, 1998. – С. 57–72.Kutenev V.F., Ter-Mkrtich’yan G.G. [On the regulation of the working volume and compression ratio in a diesel engine]. [Collection of papers “Problems of engine design and ecology”]. Moscow, NAMI Publ., 1998, pp. 57–72. (In Russian)Тер-Мкртичьян Г.Г. Сравнение термодинамических циклов поршневых двигателей // Труды НАМИ. – 1978. – Вып. 172. – С. 31–36.Ter-Mkrtich’yan G.G. [Comparison of thermodynamic cycles of reciprocating engines]. Trudy NAMI, 1978, issue 172, pp. 31–36. (In Russian)Матюхин Л.М., Тер-Мкртичьян Г.Г. Современные энергетические установки: учебное пособие. – М.: Кнорус, 2023. – 398 с.Matyukhin L.M., Ter-Mkrtich’yan G.G. [Modern power units: textbook]. Moscow, Knorus Publ., 2023. 398 p. (In Russian)Матюхин Л.М. Теория поршневых ДВС – прикладная термодинамика: учебное пособие. – М.: Кнорус, 2021. – 282 с.Matyukhin L.M. [Theory of piston internal combustion engines – applied thermodynamics: textbook]. Moscow, Knorus Publ., 2021. 282 p. (In Russian)Тер-Мкртичьян Г.Г. Даунсайзинг в двигателях ВАЗ с продолженным расширением рабочего тела // Автомобильная промышленность. – 2015. – № 11. – С. 12–16.Ter-Mkrtich’yan G.G. [Downsizing in VAZ engines with continued expansion of the working fluid]. Avtomobil’naya promyshlennost’, 2015, no. 11, pp. 12– 16. (In Russian)Тер-Мкртичьян Г.Г. Экспериментально-аналитическое исследование механических потерь в двигателе внутреннего сгорания // Труды НАМИ. – 2002. – Вып. 230. – С. 86–98.Ter-Mkrtich’yan G.G. [Experimental-analytical study of mechanical losses in an internal combustion engine]. Trudy NAMI, 2002, issue 230, pp. 86–98. (In Russian)Зленко М.А., Кутенёв В.Ф., Тер-Мкртичьян Г.Г. Некоторые вопросы создания бензинового двигателя с регулируемой степенью сжатия // Труды НАМИ. – 1999. – Вып. 224. – С. 21–38.Zlenko M.A., Kutenev V.F., Ter-Mkrtich’yan G.G. [Some issues of creating a gasoline engine with an adjustable compression ratio]. Trudy NAMI, 1999, issue 224, pp. 21–38. (In Russian)Koutenev V., Ter-Mkrtichian G., Zlenko M. Economic and Ecological Parameters of Automobile Engines Improvement at Compression Ratio Variation / Seoul 2000 FISITA World Automotive Congress, June 12–15, 2000. – Seoul, Korea, Paper No. F2000H214.Koutenev V., Ter-Mkrtichian G., Zlenko M. Economic and Ecological Parameters of Automobile Engines Improvement at Compression Ratio Variation. Seoul 2000 FISITA World Automotive Congress, June 12– 15, 2000. Seoul, Korea, Paper No. F2000H214.Тер-Мкртичьян Г.Г. Конвертация дизеля в газовый двигатель с уменьшением фактической степени сжатия // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 5. URL: www.science-education.ru/119-14894 (дата обращения: 20.02.2023).Ter-Mkrtich’yan G.G. [Diesel to gas engine conversion with reduction of the actual compression ratio]. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya, 2014, no. 5. Available at: www.science-education.ru/119-14894 (accessed 20 February 2023). (In Russian)Тер-Мкртичьян Г.Г. Двигатель с количественным бездроссельным регулированием мощности // Автомобильная промышленность. – 2014. – № 3. – С. 4–12.Ter-Mkrtich’yan G.G. [Motor with quantitative throttleless power control]. Avtomobil’naya promyshlennost’, 2014, no. 3, pp. 4–12. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.