Визначення потужності механічних втрат роторно-поршневого двигуна

Автор(и)

  • Олександр Сергійович Митрофанов Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Україна https://orcid.org/0000-0003-3460-5369
  • Аркадій Юрійович Проскурін Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Україна https://orcid.org/0000-0002-5225-6767
  • Андрій Станіславович Познанський Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Україна https://orcid.org/0000-0003-4351-7504
  • Олексій Васильович Зівенко Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Україна https://orcid.org/0000-0002-1539-8360

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.256115

Ключові слова:

роторно-поршневий двигун, стиснене робоче тіло, ступінь наповнення, потужність механічних втрат

Анотація

Проведено експериментальні дослідження величини потужності механічних втрат дослідного зразка роторно-поршневого двигуна з шарнірно-кулачковим механізмом перетворення руху, що спрямоване на вирішення проблеми підвищення ефективності енергоперетворення.

Експериментально встановлено, що найбільшою складовою потужності механічних втрат у роторно-поршневому двигуні з шарнірно-кулачковим механізмом перетворення руху є саме втрати на тертя. Вони складають залежно від частоти обертання близько 68,4…74,4 % від загальних втрат.

Визначено вплив частоти обертання ротора на загальну зміну потужності механічних втрат та її складових (збільшення обертів у 3,75 рази призводить до зростання потужності механічних втрат у 3,3 рази). Встановлено, що частота обертання ротора має не однаковий вплив на складові потужності механічних втрат. Так, збільшення обертів у 3,75 рази призводить до зростання втрат на тертя у 3,0 рази, а складової втрат на насосні ходи у 4,1 рази.

Встановлено, що збільшення тиску робочого тіла у 2,0 рази сприяє підвищенню механічного коефіцієнта корисної дії  роторно-поршневого двигуна, у 1,1 рази. При цьому визначено, що раціональним діапазоном обертів, якому відповідають максимальні значення механічного коефіцієнта корисної дії, не залежно від тиску робочого тіла, є 800…1200 хв-1.

Узагальнено отримані експериментальні дані дослідження величини потужності механічних втрат у вигляді аналітичної моделі впливу основних експлуатаційних параметрів роботи роторно-поршневого двигуна з шарнірно-кулачковим механізмом перетворення руху на механічний коефіцієнт корисної дії.

Отримані результати дозволяють виконувати попередню оцінку втрат при енергоперетворенні на стадії проектування та створення  роторно-поршневого двигуна різного цільового призначення

Біографії авторів

Олександр Сергійович Митрофанов, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра «Двигуни внутрішнього згоряння, установки та технічна експлуатація»

Аркадій Юрійович Проскурін, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра «Двигуни внутрішнього згоряння, установки та технічна експлуатація»

Андрій Станіславович Познанський, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра інженерної механіки та технології машинобудування

Олексій Васильович Зівенко, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра морського приладобудування

Посилання

  1. Mytrofanov, O., Proskurin, A., Poznanskyi, A. (2021). Research of rotary piston engine use in transport power plants. Transport Problems, 16 (1), 165–178. doi: https://doi.org/10.21307/tp-2021-014
  2. Mytrofanov, O., Proskurin, A. (2020). Analysis of efficiency of rotary piston engines use at power plants for surplus electrical energy accumulation. Problemele Energeticii Regionale, 4 (48), 58–68. doi: https://doi.org/10.5281/zenodo.4317046
  3. Zhukov, Yu. D., Zivenko, O. V. (2020). Intelligent Polymetric Systems Industrial Applications. Proceedings of the 2nd International Workshop on Information-Communication Technologies & Embedded Systems (ICTES 2020). Mykolaiv, 122–137. Available at: http://ceur-ws.org/Vol-2762/paper8.pdf
  4. Abramchuk, F., Kuzmenko, A. (2019). Experimental research of mechanical losses in a small four-stroke engine. Avtomobil'niy transport, 45, 5–11. Available at: http://at.khadi.kharkov.ua/article/view/188753/188151
  5. Voronkov, A. (2015). Change of effective energy indexes of pneumatic engine operation asserding to speed characteristics. Avtomobil'niy transport, 36, 105–109. Available at: https://docplayer.com/48442550-Izmenenie-effektivnyh-energeticheskih-pokazateley-raboty-pnevmodvigatelya-po-skorostnym-harakteristikam.html
  6. Tormos, B., Martín, J., Carreño, R., Ramírez, L. (2018). A general model to evaluate mechanical losses and auxiliary energy consumption in reciprocating internal combustion engines. Tribology International, 123, 161–179. doi: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2018.03.007
  7. Romero, C. A., Henao, E. D. J., Ramirez, J. (2021). Experimental study of mechanical losses of single-cylinder spark-ignited engine. Diagnostyka, 22 (3), 12-24. doi: https://doi.org/10.29354/diag/141226
  8. Procházka, R., Dittrich, A., Voženílek, R., Beroun, S. (2022). New Ways to Measure Mechanical Losses by Motoring an ICE with Increased Cylinder Pressure. Applied Sciences, 12 (4), 2155. doi: https://doi.org/10.3390/app12042155
  9. Krivoshapov, S., Kashkanov, V. (2022). Estimation of the power of mechanical losses in the engine, transmission and wheels of car on the stand with running drums. Journal of Mechanical Engineering and Transport, 14 (2), 38–45. doi: https://doi.org/10.31649/2413-4503-2021-14-2-38-45
  10. Molodan, A. O. (2018). Impact on the engine power of a wheeled vehicle mechanical losses when the cylinders are disconnected. The Journal of Zhytomyr State Technological University. Series: Engineering, 2 (82), 105–110. doi: https://doi.org/10.26642/tn-2018-2(82)-105-110

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-06-30

Як цитувати

Митрофанов, О. С., Проскурін, А. Ю., Познанський, А. С., & Зівенко, О. В. (2022). Визначення потужності механічних втрат роторно-поршневого двигуна. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(8 (117), 32–38. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.256115

Номер

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання