ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ РЕЗОНАНСНОГО НАДДУВУ БЕНЗИНОВОГО ДВОТАКТНОГО ДВИГУНА НА ЙОГО ШВИДКІСНУ ХАРАКТЕРИСТИКУ
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6885-2024-4-6Ключові слова:
2-тактний двигун внутрішнього згорання, відпрацьовані гази, ефективна потужність, резонансний наддув, резонатор, система випуску, швидкісна характеристика.Анотація
Мета роботи. Дослідити ефективність резонансного наддуву двотактного бензинового двигуна; поліпшити енергетичні характеристики існуючого двигуна внутрішнього згорання шляхом встановлення модернізованої системи резонансного наддуву.
Методи дослідження. Наведено результати розрахунку резонатора системи випуску двотактного бензинового двигуна за комбінованою методикою Блера і Григор’єва. Моделювання потоків відпрацьованих газів виконувалось в середовищі САПР SolidWorks Flow Simulation. Для розрахунку циклу двигуна використовувалась комп’ютерна програма Engine Calculation. Об’єкт дослідження – двотактний одноциліндровий бензиновий двигун мотоцикла ІЖ Планета Спорт 350.
Отримані результати. Вирішено актуальне питання підвищення потужності 2-тактного бензинового ДВЗ за рахунок реалізації явища резонансного наддуву в системі випуску відпрацьованих газів. Виконано розрахунок термодинамічного циклу двигуна ІЖ Планета Спорт 350 з визначенням його основних циклових параметрів, тиску та температури відпрацьованих газів. Виконано розрахунок резонатора, який забезпечить максимальне покращення показників двигуна на номінальному режимі роботи;побудовано 3D моделі системи випуску в трьох варіантах: базової конструкції (без резонатора), з резонатором завода-виробника, та з резонатором власної розробки авторів дослідження. Виконано моделювання переміщення відпрацьованих газів в резонаторах різних моделей в середовищі SolidWorks Flow Simulation. Виконано стендові випробування двигуна на навантажувальному стенді, побудовані швидкісні характеристики при роботі з різними системами випуску.
Наукова новизна. Отримано модель руху робочої суміші в резонаторі системи випуску на режимі резонансу. Доведено, що в розрахованому резонаторі дійсно відбувається повернення 15…20 % робочої суміші назад до циліндру. Встановлено, що двигун ІЖ Планета Спорт 350 з модернізованою системою випуску за рахунок реалізації резонансного наддуву має максимальну ефективну потужність 24,4 кВт – на 3 % більшу, ніж базовий двигун.
Практична цінність. Методика розрахунку впливу ефектів резонансного наддуву бензинового 2-тактного двигуна на ефективні показники двигуна може бути використана при проектуванні нових та модернізації існуючих ДВЗ різного призначення.
Посилання
Korohodskyi, V. A. (2018). Naukovi osnovi perspektivnih robochih procesiv dviguniv z iskrovim zapalyuvannyam pri vnutrishnomu sumishoutvorenni [Scientific foundations of promising working processes of spark-ignition engines with internal mixture formation] : dissertation… d-ra tehn. nauk : 05.05.03, Kharkiv, 499 [in Ukrainian].
Dmitriev, P. (2013). 2-h taktnye dvigateli s sistemoj vpryska masla [2-stroke engines with an oil injection system]. kater.ua. – Retrieved from http://kater.ua/usefull/articles/2kh_taktnye_dvigateli_s_sistemoy_vpryska_masla/ [in Russian]
Singh, A.K., Lanjewar, A., Rehman, A. (2015) Current Status of Direct Fuel Injection in Two Stroke Petrol Engine - A Review // IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering, Vol. 12, Issue 2 Ver. II, 2320–2334. doi: 10.9790/1684-12228693 [in English].
Slyn'ko, G.I., Suhonos, R.F., Slinko, V.V. (2023). Analiz napryamkiv pokrashennya ekonomichnosti ta ekologichnosti 2-taktnih dviguniv vnutrishnogo zgorannya [Analysis of directions for improving the economics and environmental friendliness of 2-stroke internal combustion engines]. Proceedings from International Scientific and Practical Conference Innovacijni aspekti rozvitku avtomobilnogo transportu Ukrayini – Innovative aspects of the development of automobile transport in Ukraine, 123–125. Kam’yanske: DDTU [in Ukrainian].
Slyn’ko, G.I., Lukyanenko, V.P. (2015). Doslidzhennya vplivu rezonansnogo nadduvu benzinovogo dvotaktnogo dviguna na jogo efektivni i ekologichni harakteristik [Investigation of the resonant supercharging of a two-stroke gasoline engine on its efficient and environmental characteristics]. Scientific and Practical Conference Tizhden nauki-2015 – Week of Science-2015, (p. 210). Vol. 1. – Zaporizhzhya : ZNTU [in Ukrainian].
Vyrubov D.N., Ivashenko N.A., Ivin V.I. (1983). Dvigateli vnutrennego sgoraniya: Teoriya porshnevyh i kombinirovannyh dvigatelej. Uchebnik dlya vtuzov [Internal combustion engines: Theory of piston and combined engines. Textbook] / Ed. A.S. Orlin, M.G. Kruglov. – 4th edition. – Moscow : Mashinostroenie, 372 [in Russian].
Korohodskyi, V.A., Voropaev, E.P. (2017). Ocenka pokazatelej gazoobmena pri 3D-modelirovanii rabochego processa dvuhtaktnogo benzinovogo dvigatelya [Evaluation of gas exchange indicators in 3D modeling of the working process of a two-stroke gasoline engine] // Avtomobilnyj transport – Automobile transport, 40, 101–113 [in Russian].
Sufei Wang, Fujun Zhang (2020). Simulation Research on the Effect of 2-Stroke Engine Exhaust Resonance on Aspiration // Journal of Beijing Institute of Technology, 29(3), 410–416. doi: 10.15918/j.jbit1004-0579.19108 [in English].
Blair, G.P. (1996). Design and Simulation of Two Stroke Engines / Society of Automotive Engineers, Queens University Belfast, 647 [in English].
Kondrashov, V.M., Grigorev, Yu.S., Tupov, V.V. (1990). Dvuhtaktnye karbyuratornye dvigateli vnutrennego sgoraniya [Two-stroke carburetor internal combustion engines]. – Moscow : Mashinostroenie, 272 [in Russian].
Orlin, A.S. Kruglov, M.G.
(1960). Dvukhtaktnыe dvyhately vnutrenneho shoranyia [Two-stroke internal combustion engines]. – Moscow: Mashgiz, 556 [in Russian].
Berezin, S.R. (1994). Teoriya i raschet gazodinamicheskih processov v bystrohodnom 2-h taktom turboporshnevom dvigatele [Theory and calculation of gas-dynamic processes in a high-speed 2-stroke turbopiston engine]. Abstract of thesis … d-ra tehn. nauk: 05.04.02. – Moscow, 30 [in Russian].
Grigorev, Yu.S. (1973). Motocikl bez sekretov [Motorcycle without secrets]. – Moscow : Mashinostroenie, 113 [in Russian].
Blair, G.P. (1990). The Basic Design of the Two Stroke Engine / Society of Automotive Engineers, Queens University Belfast, 104 [in English].
Slyn'ko, G.І., Sukhonos, R.F., Slinko, V.V. (2024). Teplovij і dinamіchnij rozrahunok DVZ : navchal'nij posіbnik z kursovogo proєktuvannja [Thermal and dynamic calculation of internal combustion engine: manual for course project]. – Zaporіzhzhia: National University «Zaporіzhzhia Polytechnіc» [in Ukrainian].
IZh Planeta Sport 350: instrukciya po ekspluatacii [IZH Planeta Sport 350: Manual]. – Izhevsk, 1979, 96 [in Russian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
-
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
-
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
-
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
