Визначення ефективних показників роботи роторно-поршневого двигуна

Автор(и)

  • Oleksandr Mytrofanov Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова пр. Героїв України, 9, м. Миколаїв, Україна, 54025, Україна https://orcid.org/0000-0003-3460-5369
  • Arkadii Proskurin Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова пр. Героїв України, 9, м. Миколаїв, Україна, 54025, Україна https://orcid.org/0000-0002-5225-6767
  • Andrii Poznanskyi Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова пр. Героїв України, 9, м. Миколаїв, Україна, 54025, Україна https://orcid.org/0000-0003-4351-7504

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.211425

Ключові слова:

роторно-поршневий пневмодвигун, енергетичні показники, експлуатаційні параметри, годинна витрата, розширення

Анотація

Наведені результати експериментальних досліджень дослідного зразка роторно-поршневого пневмодвигуна РПД-4,4/1,75 у вигляді швидкісних характеристик.

Визначено максимуми ефективних показників роботи пневмодвигуна та діапазони зміни обертів, відповідні до них. Максимальні значення ефективної потужності відповідають 1200...1400 об/хв, а крутного моменту та середнього ефективного тиску – 1000...1200 об/хв.

Установлено, що для діапазону зміни тиску повітря у впускному ресивері 0,4...0,8 МПа максимальне значення ефективної потужності складає 1,7...2,5 кВт. При цьому максимальне значення крутного моменту та середнього ефективного тиску для даного діапазону тиску у впускному ресивері 17,0...18,2 Н∙м і 0,13...0,18 МПа відповідно.

Отримано залежність годинної витрати повітря залежно від обертів і тиску у впускному ресивері. Залежно від режиму випробувань значення годинної витрати повітря знаходиться в межах 25...226 кг/год.

Установлено, що мінімальні значення питомої ефективної витрати повітря відповідають 800...1000 об/хв. Так, для максимального значення тиску повітря у впускному ресивері 0,8 МПа питома ефективна витрата складає 60,8...93,2 кг/(кВт·год), а при найменшому 0,4 МПа – 49,7...81,3 кг/(кВт·год).

Визначено потенціал потужності адіабатного розширення, підведений до пневмодвигуна, а також ефективний адіабатний ККД. Максимальні значення ККД пневмодвигуна відповідають 800...1000 об/хв. При цьому максимальне значення ККД отримано при тиску у впускному ресивері 0,4 МПа та складає 0,41.

Отримано залежності зміни тиску відпрацьованого повітря у випускному ресивері, максимальне значення якого не перевищує 0,075 МПа

Біографії авторів

Oleksandr Mytrofanov, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова пр. Героїв України, 9, м. Миколаїв, Україна, 54025

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра двигуни внутрішнього згоряння, установки та технічна експлуатація

Arkadii Proskurin, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова пр. Героїв України, 9, м. Миколаїв, Україна, 54025

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра двигуни внутрішнього згоряння, установки та технічна експлуатація

Andrii Poznanskyi, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова пр. Героїв України, 9, м. Миколаїв, Україна, 54025

Кандидат технічних наук

Кафедра інженерної механіки та технології машинобудування

Посилання

  1. Mityukov, N. V., Tulumbasov, V. V. (2012). O vozmozhnosti konstruktivnoy realizatsii podvodnogo buksirovshchika na osnove pnevmaticheskoy mashiny. Noviy universitet. Seriya: Tehnicheskie nauki, 3, 78–79.
  2. Prilutskiy, I. K., Arsenyev, I. A., Molodov, M. A., Prilutskiy, A. A., Shevtsova, A. I. (2015). Low pressure gas piston expander. Nauchniy zhurnal NIU ITMO. Seriya «Holodil'naya tehnika i konditsionirovanie», 3. Available at: http://refrigeration.ihbt.ifmo.ru/file/article/14016.pdf
  3. Abramchuk, F., Voronkov, A., Nikitchenko, I. (2010). Advantages and expediency of piston pneumatic engine application as а part of automobile hybrid power unit. Vestnik HNADU, 48, 200–206. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/o-dostoinstvah-i-tselesoobraznosti-primeneniya-porshnevogo-pnevmodvigatelya-v-sostave-avtomobilnoy-gibridnoy-silovoy-ustanovki/viewer
  4. Turenko, A. N., Bogomolov, V. A., Abramchuk, F. I. et. al. (2009). Pnevmodvigatel' dlya avtomobil'noy gibridnoy silovoy ustanovki. Avtomobil'niy transport, 24, 7–10.
  5. Zinevich, V. D., Geshlin, L. A. (1982). Porshnevye i shesterennye pnevmodvigateli gornoshahtnogo oborudovaniya. Moscow: Nedra, 200.
  6. Manish, K., Pravin, P. R., Sorathiya, A. S. (2012). Study and development of compressed air engine single cylinder: a review study. International Journal of Advanced Engineering Technology, III (I), 271–274. Available at: https://www.technicaljournalsonline.com/ijeat/VOL%20III/IJAET%20VOL%20III%20ISSUE%20I%20JANUARY%20MARCH%202012/61%20IJAET%20Vol%20III%20Issue%20I%202012.pdf
  7. Lavhale, R., Datir, D., Wagh, A. (2018). Application of Compressed Air Engine to Replace SI Engine: A Review. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), 05 (05), 2935–2938. Available at: https://www.irjet.net/archives/V5/i5/IRJET-V5I5560.pdf
  8. Bhardwaj, A., Aryan, A., Bansal, G. (2017). Modification of Single Cylinder IC Engine to Run on Compressed Air-A Review. International Journal of Environmental Sciences & Natural Resources, 5 (3), 57–62. doi: https://doi.org/10.19080/ijesnr.2017.05.555662
  9. Rixon, K. L., Mohammed Shareef, V., Prajith, K. S., Sarath, K., Sreejith, S., Sreeraj, P. (2016). Fabrication of Compressed Air Bike. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), 03 (03), 1863–1866. Available at: https://www.irjet.net/archives/V3/i3/IRJET-V3I3389.pdf
  10. Abramchuk, F., Kharchenko, A., Zhilin, S., Voronkov, A., Nikitchenko, I. (2010). On choosing rational set parameters of the piston pneumatic engine with valve air-distribution performance. Avtomobil'niy transport, 27, 141–147. Available at: https://dspace.khadi.kharkov.ua/dspace/bitstream/123456789/144/1/27.pdf
  11. Huang, C.-Y., Hu, C.-K., Yu, C.-J., Sung, C.-K. (2013). Experimental Investigation on the Performance of a Compressed-Air Driven Piston Engine. Energies, 6 (3), 1731–1745. doi: https://doi.org/10.3390/en6031731
  12. Goghari, J. U., Vora, C., Bhatt, J. (2015). Design Of Small Capacity Automobile Engine To Run On Compressed Air. International Journal For Scientific Research & Development, 3 (3), 1102–1104. Available at:https://www.academia.edu/13631009/Design_Of_Small_Capacity_Automobile_Engine_To_Run_On_Compressed_Air
  13. Allam, S., Zakaria, M. (2018). Experimental Investigation of Compressed Air engine Performance. International Journal of Engineering Inventions, 7 (1), 13–20. Available at: http://www.ijeijournal.com/papers/Vol.7-Iss.2/C0702021320.pdf
  14. Sumanth, K., Nagababu, P., Kishore, B. (2019). Compressed Air Bike with Modification of 4-Stroke Si Engine. International Journal of Science and Research (IJSR), 8 (11), 310–312. Available at: https://www.ijsr.net/archive/v8i11/ART20202409.pdf
  15. Voronkov, A., Lisina, O., Nikitchenko, I. (2014). Geometry definition of spool valve windows of the pneumatic engine. Avtomobil'niy transport, 34, 39–43. Available at: https://dspace.khadi.kharkov.ua/dspace/bitstream/123456789/924/1/07_34.pdf
  16. Akif Kunt, M. (2016). Transformation of a Piston Engine into a Compressed Air Engine with Rotary Valve. SSRG International Journal of Mechanical Engineering (SSRG – IJME), 3 (11). Available at: https://www.researchgate.net/publication/320042001_Transformation_of_a_piston_engine_into_a_compressed_air_engine_with_rotary_valve
  17. Voronkov, A. (2014). Variation of economic indicator indexes of the pneumatic engine according to speed performance. Vestnik Har'kovskogo natsional'nogo avtomobil'no-dorozhnogo universiteta, 67, 13–18. Available at: https://dspace.khadi.kharkov.ua/dspace/bitstream/123456789/1054/1/V_67_02.pdf
  18. Voronkov, A. (2015). Change of effective economic indicators of the work of piston air motor by speed recommendation. Vestnik Har'kovskogo natsional'nogo avtomobil'no-dorozhnogo universiteta, 68, 57–61. Available at: https://dspace.khadi.kharkov.ua/dspace/bitstream/123456789/1131/1/V_68_10.pdf
  19. Yu, Q., Cai, M. (2015). Experimental Analysis of a Compressed Air Engine. Journal of Flow Control, Measurement & Visualization, 03 (04), 144–153. doi: https://doi.org/10.4236/jfcmv.2015.34014
  20. Mytrofanov, O. S., Shabalin, Yu. V., Biriuk, T. F., Yefenina, L. O. (2019). Pat. No. 120489 UA. Porshneva mashyna. No. a201902189; declareted: 10.09.2019; published: 10.12.2019, Bul. No. 23.
  21. Mytrofanov, O. S. (2019). Stand for test and research of rotor-piston engines. Collection of Scientific Publications NUS, 1 (475), 51–57. doi: https://doi.org/10.15589/znp2019.1(475).7
  22. Borisenko, K. S. (1958). Pnevmaticheskie dvigateli gornyh mashin. Moscow: Ugletehizdat, 204.
  23. Turenko, A. N., Bogomolov, V. A., Abramchuk, F. I., Harchenko, A. I., Shilov, A. I. (2008). O vybore parametrov porshnevogo pnevmodvigatelya, rabotayushchego v sostave gibridnoy energoustanovki avtomobilya. Avtomobil'niy transport, 22, 7–13. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/at_2008_22_1

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-10-31

Як цитувати

Mytrofanov, O., Proskurin, A., & Poznanskyi, A. (2020). Визначення ефективних показників роботи роторно-поршневого двигуна. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(8 (107), 80–85. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.211425

Номер

Том 5 № 8 (107) (2020): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Oleksandr Mytrofanov, Arkadii Proskurin, Andrii Poznanskyi

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.