Вплив механічних втрат на потужність двигуна колісного транспортного засобу за умов деактивації циліндрів

Анотація

Запропоновано методику розрахунку механічних втрат у двигунах внутрішнього згоряння, яка дає змогу оцінити вплив кількості деактивованих циліндрів на ефективну потужність двигуна колісного транспортного засобу з точністю близько 10%. Ця методика дозволяє визначити втрати механічної потужності та коефіцієнт механічної ефективності за різних режимів роботи двигуна.

Встановлено, що при деактивації половини циліндрів двигуна номінальна потужність знижується до приблизно 35–40% від її повного значення. Розбіжність між експериментальними та розрахунковими значеннями коефіцієнта зміни потужності механічних втрат не перевищує 8%. Водночас відхилення між розрахунковими та експериментальними значеннями коефіцієнта навантаження двигуна за потужністю становить не більше 5%. Крім того, встановлено, що механічна ефективність збільшується до 7% при роботі двигуна на рівні навантаження 48%, що свідчить про підвищення ефективності використання енергії за умов часткового навантаження.

Також було зафіксовано, що зі збільшенням кількості деактивованих циліндрів зростає величина втрат механічної потужності, тоді як механічна ефективність двигуна знижується. Це зумовлено, передусім, перерозподілом внутрішніх механічних опорів у двигуні та нелінійним характером роботи сил тертя та паразитних втрат за умов часткового навантаження.

Виявлено чітку кореляцію між механічною ефективністю та ефективною потужністю двигуна. Зокрема, збільшення кількості деактивованих циліндрів (як факторної змінної) призводить до зростання механічних втрат (як результативної змінної) та зниження механічної ефективності. Отримані результати створюють теоретичну й практичну основу для оптимізації стратегій керування двигуном у змінних режимах навантаження та сприяють підвищенню загальної паливної ефективності й експлуатаційних характеристик колісних транспортних засобів.