656

емпіричні залежності
поршень
повзун
куліса
шток
empirical relationships
piston
slide-block
side scene
stock

Наведено результати досліджень втрат на тертя та газообмін в двох чотиритактних бензинових двигунах внутрішнього згоряння (ДВЗ) – класичному та безшатунному. Проведено аналіз досліджень механічних втрат поршневого та класичного ДВЗ. Виявлено що величина механічних втрат поршневого ДВЗ залежить від режиму роботи і для номінального режиму складає 20 – 30 % від енергії, внесеної з паливом. Показано, що паливна економічність ДВЗ залежить від великої кількості конструктивних і експлуатаційних факторів, тому при проектуванні двигуна для конкретних цілей бажано враховувати вплив його параметрів на показники ефективності. Одним із таких факторів є рівень механічних втрат ДВЗ. Приведено структура елементів тертя за видами в класичному та безшатунному двигунах. Надано дані експериментальних досліджень досліджуваних двигунів. Розглянуто втрати на тертя у парах тертя. Запропоновано емпіричні залежності складових механічних втрат в залежності від швидкісного й навантажувального режимів роботи двигунів при різному ступені стиску, різному зазорі між поршнем і циліндром і ін. Отримано емпіричні формули на підставі даних експериментів для одержання оцінки внесків складових механічних втрат на показники двигуна в цілому. Отримані емпіричні залежності можна в першому наближенні застосовувати для бензинових двигунів внутрішнього згоряння як класичних, так і однотипних двигунів нетрадиційної конструкції. Порівняльні випробування свідчать, що за інших рівних умов загальні втрати на тертя в безшатунному двигуні на 25…35 % менші, ніж в класичному. Втрати на тертя кривошипно-кулісного механізму більше на 30…40 % у порівнянні з втратами класичного двигуна внутрішнього згоряння. Показано, що особливістю безшатунного двигуна є те, що в ньому набагато менші втрати на тертя в парах: «поршень – циліндр» та «поршень – поршневе кільце – циліндр» внаслідок відсутності знакозмінної радіальної сили, що викликає динамічні навантаження поршня і кілець на стінку циліндра.
The results of friction and gas exchange losses investigation in two four-stroke gasoline internal combustion engines (ICE) – classic and free-piston ones are presented. The analysis of friction and gas exchange losses investigation in classic and free-piston ones was carried out. It was found that the magnitude of mechanical losses in the internal combustion engine depends on the mode of operation for nominal mode is 20 – 30% of the energy introduced with fuel. It is shown that fuel efficiency of internal combustion engine depends on many structural and operational factors, that's why while the design engine process for the specific purposes it is desirable to take into account the impact of parameters on performance. One of these factors is the level of mechanical losses of the ICE. The structure of friction elements according to ones types in classical and free-piston engines is shown. The data of experimental research of studied engines is presented. An empirical dependence components mechanical losses on the speed and load operating modes of the engine at different degrees of compression, different gap between the piston and cylinder etc were proposed. The empirical formulas were derived on the basis of experiments for obtaining the estimations of mechanical losses components contributions to the engine performance in general. The obtained empirical dependences can be used as a first approximation for gasoline internal combustion engines both classic and alternative engines of similar design. The comparative tests show that ceteris paribus the total losses due to friction in the free-piston engine are 25 – 35% less than in classic one. Friction losses of Crank-rocker mechanism are 30 – 40 % greater being compared to the classic ICE losses. It is shown that the feature of free-piston engine is that it has less friction loss in pairs: «piston – cylinder» and «piston – piston ring – cylinder» due to lack of alternating-sign radial forces that cause dynamic loads of piston and rings on the cylinder wall.

1. Рикардо, Г.Р. Быстроходные двигатели внутреннего сгорания [Текст] / Г.Р. Рикардо; пер. с англ. Ю.Л. Еганяна, В.И. Ивина, М.Г. Круглова; под. ред. М.Г. Круглова. – М.: Машгиз, 1960. – 412 с.
2. Автомобільні двигуни: підручник [Текст] / Ф.І. Абрамчук, Ю.Ф. Гутаревич, К.Є. Долганов, І.І. Тимченко. – К.: Арістей, 2007. – 476 с.
3. Гутаревич, Ю.Ф. Випробування двигунiв внутрiшнього згоряння [Текст] / Ю.Ф. Гутаревич, А.О. Корпач. – К.: НТУ, 2002. – 191 с.
4. Кирилин, В.А. Техническая термодинамика [Текст] / В.А. Кирилин, В.В. Сычев, А.Е. Шейндлин. – М.: Наука, 1979. – 512 с.
5. Основы практической теории горения [Текст] / В.В. Померанцев, К.М. Арефьев, Д.Б. Ахмедов, Ю.А. Рундыгин и др; учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. – Л.: Энергия, 1973. – 264 с.
6. Кутенев, В.Ф. Аксиально-поршневые двигатели с переменной степенью сжатия и рабочим объемом [Текст] / В.Ф. Кутенев, А.И. Яманин, М.А. Зленко.– М.: Изд-во НАМИ, 2000. – 304 с.
7. Economy and NO emission potential of an SI variable R/L engine. Rychter T,J., Teodrczyk A. «SAE Techn. Pap. Set.», 1985, No.850207, 14 pp.
8. Cons traction Specialties of Regenerative Piston Internal Combustion En¬gines. Pavletic Radislav, Prebil Ivan , Vuksapovic Bozidar, Zgonik Miran. «SAE Techn. Pap. Ser.», 1986, No. 861193, 1 – 6.
9. Economy and NO emission potential of an SI variable R/L engine. Rychter T,J., Teodrczyk A. «SAE Techn. Pap. Set.», 1985, No.850207, 14 pp.

1. Rikardo, H.R. Bystrokhodnye dvihateli vnutrenneho shoraniia [Text], H.R. Rikardo; transl. from English Iu.L. Ehaniana, V.I. Ivina, M.H. Kruhlova; pod. red. M.H. Kruhlova, M., Mashhiz, 1960, 412 p.
2. Avtomobilni dvyhuny: pidruchnyk [Text], F.I. Abramchuk, Yu.F. Hutarevych, K.Ye. Dolhanov, I.I. Tymchenko, K., Aristei, 2007, 476 p.
3. Hutarevich, Iu.F. Viprobuvannia dvihuniv vnutrishnoho zhoriannia [Text], Iu.F. Hutarevich, A.O. Korpach, K., NTU, 2002, 191 p.
4. Kirilin, V.A. Tekhnicheskaia termodinamika [Text], V.A. Kirilin, V.V. Sychev, A.E. Sheindlin, M., Nauka, 1979, 512 p.
5. Osnovy prakticheskoi teorii horeniia [Text], V.V. Pomerantsev, K.M. Arefev, D.B. Akhmedov, Iu.A. Rundyhin i dr; ucheb. posobie dlia stud. vyssh. ucheb. zavedenii, L., Enerhiia, 1973, 264 p.
6. Kutenev, V.F. Aksialno-porshnevye dvihateli s peremennoi stepeniu szhatiia i rabochim obieemom [Text], V.F. Kutenev, A.I. Iamanin, M.A. Zlenko, M., Izd-vo NAMI, 2000, 304 p.
7. Economy and NO emission potential of an SI variable R/L engine. Rychter T,J., Teodrczyk A. "SAE Techn. Pap. Set.", 1985, No.850207, 14 pp.
8. Cons traction Specialties of Regenerative Piston Internal Combustion En¬gines. Pavletic Radislav, Prebil Ivan , Vuksapovic Bozidar, Zgonik Miran. "SAE Techn. Pap. Ser.", 1986, No. 861193, 1 – 6.
9. Economy and NO emission potential of an SI variable R/L engine. Rychter T,J., Teodrczyk A. "SAE Techn. Pap. Set.", 1985, No.850207, 14 pp.