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 Creative Commons Attribution License, 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.
