namiТруды НАМИTrudy NAMI0135-3152ФГУП «НАМИ»10.51187/0135-3152-2024-4-36-44nami-350Research ArticleДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИЕENGINE DEVELOPMENTВлияние состава топлива и способа смесеобразования на показатели двигателяInfluence of fuel composition and mixture formation method on engine parametersМатюхинЛ. М.MatyukhinL. M.

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

г. Москва 125319

Matyukhin 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 Federation202401012025043644Copyright © Матюхин Л.М., 20252025Матюхин Л.М.Matyukhin 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/350

Введение (постановка задачи и актуальность). Перевод поршневого двигателя внутреннего сгорания (ПДВС) на использование новых топлив сопровождается изменением мощностных, экономических и экологических характеристик. При традиционном подходе к расчёту рабочего цикла двигателя количественная оценка влияния изменения типа и химического состава используемого топлива на мощностные и экономические показатели двигателя оказывается затруднительной.

Цель исследования – получение аналитических зависимостей для количественной оценки влияния химического состава топлив (газов, спиртов и простых эфиров) на наполнение и индикаторные показатели рабочего цикла ПДВС.

Методология и методы. Применён термодинамический анализ процессов газообмена на основе соотношений парциальных объёмов компонентов рабочей смеси.

Результаты и научная новизна. В статье представлены зависимости для учёта влияния химического состава и способа смесеобразования на мощностные и экономические показатели двигателя.

Практическая значимость заключается в получении количественной оценки ожидаемых изменений показателей двигателя при его проектировании или в случае его конвертации на питание иным типом топлива.

 Introduction (problem statement and relevance). Conversion of a reciprocating internal combustion engine (RICE) in order to use new fuels is accompanied by changes in power, economic and environmental characteristics. In the traditional approach when engine operating cycle calculating, the quantitative evaluation of influence of changes in the type and chemical composition of the fuel being used on power and economic parameters turns out to be difficult.

 The purpose of the study is to obtain analytical dependencies for the quantitative evaluation of influence of chemical compositions of fuels – gases, alcohols and simple ethers – on charge and indicator parameters of the RICE operating cycle.

Methodology and research methods included thermodynamic analysis of gas exchange processes based on the ratios of partial or fractional volumes of the air-fuel mixture components.

Scientific novelty and results consist in the dependencies for taking into account the influence of chemical compositions and mixture formation methods on the engine power and economic parameters.

Practical significance consists in the quantitative evaluation of expected changes in the engine parameters when designing the engine or in case of conversion to a different type of fuel.

объёмный состав рабочей смесигазообменрециркуляциякоэффициенты наполнения и вытесненияхимический состав топливаair-fuel mixture volume compositiongas exchangerecirculationcharge and displacement coefficientsfuel chemical compositionReferencesШатров М.Г., Морозов К.А., Алексеев И.В. Автомобильные двигатели: учебник / Под ред. М.Г. Шатрова. – М.: 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)Basshuysen V. Handbuch verbrennungsmotoren grundlagen: komponenten, systemen, perspektiven / Hrsg. F. Schäfer. – Braunschweig, Wiesbaden: Vieweg, 2002. – 888 s.Van Basshuysen R. Handbuch verbrennungsmotoren grundlagen: komponenten, systemen, perspektiven. Hrsg. F. Schäfer. Braunschweig, Wiesbaden, Vieweg, 2002. 888 s.Lexikon motorentechnik: der verbrennungsmotor von A–Z (ATZ-MTZ Fachbuch) / Hrsg. V. Basshuysen, F Schäfer. – Wiesbaden: Vieweg, 1996. – S. 17.Lexikon motorentechnik: der verbrennungsmotor von A–Z (ATZ-MTZ Fachbuch). Hrsg. R. Van Basshuy sen, F. Schäfer. Wiesbaden, Vieweg, 1996, s. 17.Двигатели внутреннего сгорания / Под ред. А.С. Орлина и М.Г. Круглова. – М.: Машиностроение, 1983. – С. 208–210.[Internal combustion engines. Ed. A.S. Orlin and M.G. Krutov]. Moscow, Mashinostoyeniye Publ., 1983. 375 p. (In Russian)Двигатели внутреннего сгорания: учебник. В 3 т., т. 1. / Под ред. В.Н. Луканина. – 3-е изд., перераб. – М.: Высшая школа, 2007. – 480 c.[Internal combustion engines: textbook. In 3 vol., vol. 1. Ed. V.N. Lukanin. 3rd edition, revised]. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 2007. 480 p. (In Russian)Матюхин Л.М. Теория поршневых ДВС – прикладная термодинамика: учебное пособие. – М.: Кноpус, 2021. – 282 с.Matyukhin L.M. [Theory of piston internal combustion engines – applied thermodynamics: textbook]. Moscow, Knorus Publ., 2021. 282 p. (In Russian)Матюхин Л.М. Влияние химического состава топлива на показатели поршневых ДВС // Автомобильная промышленность. – 2024. – № 1. – С. 15–21.Matyukhin L.M. [Influence of fuel chemical composition on the performance of piston internal combustion engines]. Avtomobilnaya promyshlennostʼ, 2024, no. 1, pp. 15–21. (In Russian)Матюхин Л.М., Тер-Мкртичьян Г.Г. Современные энергетические технологии: учебник. – М.: Кнорус, 2023. – 464 с.Matiukhin L.M., Ter-Mkrtichyan G.G. [Modern energy technologies: textbook]. Moscow, Knorus Publ., 2023. 464 p. (In Russian)Морозов К.А. Токсичность автомобильных двигателей. – М.: Легион-Автодата, 2001. – 80 с.Morozov K.A. [Toxicity of automobile engines]. Moscow, Legion-Autodata Publ., 2001. 80 p. (In Russian)Ковылов Ю.Л., Угланов Д.А. Влияние различных факторов на коэффициент наполнения поршневого двигателя // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва. – 2007. – № 2 (13). – С. 114–117.Kovylev Yu.L., Uglanov D.A. [Different factors influence upon filling ratio of piston engine]. Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo aerokosmicheskogo universiteta im. akademika S.P. Koroleva, 2007, no. 2 (13), pp. 114–117. (In Russian)Шароглазов Б.А., Поваляев В.А. Расчётная оценка качества наполнения свежим зарядом цилиндров поршневого двигателя на стадии проектирования // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. – 2008. – № 23 (123). – С. 20–24.Sharoglazov B.A., Povalyaev V.A. [Calculated estimate of the admission quality with the incoming charge of the piston engine cylinders at the designing stage]. Vestnik Yuzhno-Ural’skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Mashinostroenie, 2008, no. 23 (123), pp. 20–24. (In Russian)Ter-Mkrtichyan G.G., Saikin A.M., Karpukhin K.E., Terenchenko A.S., Ter-Mkrtichyan Yu.G. Diesel-to-natural gas engine conversion with lower compression ratio // Pollution Research (Enviro Media). – 2017. – V. 36. – No. 3. – P. 680–685.Ter-Mkrtichyan G.G., Saikin A.M., Karpu khin K.E., Terenchenko A.S., Ter-Mkrtichyan Yu.G. Diesel-to-natural gas engine conversion with lower compression ratio. Pollution Research (Enviro Media), 2017, vol. 36, no. 3, pp. 680–685.Saykin A.M., Ter-mkrtichyan G.G., KarpukhinK.E., Pereladov A.S., Zhuravlev A.V., Yakunova E.A. Air quality within vehicles // Russian Engineering Research. – 2017. – V. 37. – No. 5. – P. 424–427.Saykin A.M., Ter-mkrtichyan G.G., Karpukhin K.E., Pereladov A.S., Zhuravlev A.V., Yakunova E.A. Air quality within vehicles. Russian Engineering Research, 2017, vol. 37, no. 5, pp. 424–427

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