Анализ динамики вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания и действующих на него крутящих моментов

Аннотация

Проведен сравнительный анализ динамики вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания и действующих на него крутящих моментов. На практике сложно определить угловую скорость коленчатого вала и действующие на вал крутящие моменты. Рассмотрены особенности определения угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя на основании сигнала штатного датчика положения вала. Приведена методика определения моментов сил трения и полезной нагрузки, а также экспериментальная методика определения момента инерции вращающихся деталей двигателя. Методика подразумевает определение эффективного крутящего момента в каждом цилиндре на основании изменения частоты вращения коленчатого вала. При решении этой задачи целесообразно рассматривать две формы связи показателей динамики вращения коленчатого вала двигателя и действующих на него крутящих моментов. Первая форма (дифференциальная) --- связь ускорения коленчатого вала с крутящим моментом, вторая (интегральная) --- связь изменения кинетической энергии подвижных деталей двигателя с работой газовых сил. Результаты исследования можно использовать при разработке методики косвенного индицирования процессов, протекающих в цилиндрах двигателя

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Александров А.В., Морозкин Т.В. Анализ динамики вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания и действующих на него крутящих моментов. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2026, № 2 (157), c. 102--120. EDN: QEWVQJ

Литература

[1] Heywood J.B. Internal combustion engine fundamentals. New York, McGraw-Hill, 2018.

[2] Gupta H.N. Fundamentals of internal combustion engines. Delhi, PHI, 2013.

[3] Марков В.А., Баширов Р.М., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей. М., Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.

[4] Обозов А.А., Гришанов П.А. Анализ концентрации токсичных компонентов в отработавших газах дизельного двигателя. Двигателестроение, 2024, № 3, с. 42--49. EDN: JAOKEL

[5] Васильев Д.А., Богословский М.А., Варулин П.А. и др. Разработка алгоритма коррекции смещенной по углу поворота коленчатого вала и давлению экспериментальной индикаторной диаграммы поршневого двигателя. Двигателестроение, 2023, № 3, pp. 15--27. EDN: FHTEPY

[6] Гусаков С.В. Алгоритм получения закономерностей сгорания альтернативных топлив путем обработки индикаторных диаграмм поршневых ДВС. Транспорт на альтернативном топливе, 2012, № 2, c. 8--14. EDN: PJTNMV

[7] Александров А.В., Долгов И.А. Повышение достоверности данных, полученных при индицировании ДВС. Часть 1. Журнал автомобильных инженеров, 2018, № 3, с. 30--35.

[8] Александров А.В., Долгов И.А. Повышение достоверности данных, полученных при индицировании ДВС. Часть 2. Журнал автомобильных инженеров, 2018, № 5, с. 40--42.

[9] D’ambrosio S., Ferrari A., Galleani L. In-cylinder pressure-based direct techniques and time frequency analysis for combustion diagnostics in IC engines. Energy Convers. Manag., 2015, vol. 99, pp. 299−312. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.03.080

[10] Rogers D.R. Engine combustion: pressure measurement and analysis. SAE Int., 2010.

[11] Da Silva M.J., De Oliveira A., Sodre J.R. Analysis of processing methods for combustion pressure measurement in a diesel engine. J. Braz. Soc. Mech. Sc. Eng., 2019, vol. 41, no. 7, art. 282. DOI: https://doi.org/10.1007/s40430-019-1785-9

[12] Dempsey A.B., Seiler P.J., Johnson S. Comparison of cylinder pressure measurements on a heavy-duty diesel engine using a switching adapter. J. Eng. Gas Turbines Power, 2019, vol. 141, no. 8, art. 081014. DOI: https://doi.org/10.1115/1.4043408

[13] Долгов И.А., Александров А.В. Мобильный комплекс для регистрации и обработки параметров работы автомобильного двигателя. Журнал автомобильных инженеров, 2017, № 2, с. 11--17. EDN: YQFRLV

[14] Shatrov M.G., Matyukhin L.M., Sinyavsky V.V., et al. An alternative approach to the assessment of internal combustion engine filling and its technical and economic parameters. Int. J. Emerg. Trends Eng. Res., 2020, vol. 8, no. 6, pp. 2805--2811. DOI: https://doi.org/10.30534/ijeter/2020/94862020

[15] Shatrov M.G., Dunin A.Y., Malchuk V.I. A laboratory investigation into the fuel atomization process in a diesel engine for different configurations of the injector nozzles and flow conditions. Fluid Dyn. Mater. Process., 2020, vol. 16, no. 4, pp. 747--760. DOI: https://doi.org/10.32604/FDMP.2020.08991

[16] Новиков В.А. Определение технического состояния двигателей внутреннего сгорания по неравномерности вращения коленчатого вала. Дис. ... канд. техн. наук. М., РУДН, 2023.

[17] Корнеев А.Е. Устройство для исследования неравномерности вращения коленчатого вала. Омский научный вестник, 2020, № 5, c. 40--43. DOI: https://doi.org/10.25206/1813-8225-2020-173-40-43

[18] Гребенников С.А., Гребенников А.С., Киселев Г.О. и др. Методология бестормозного диагностирования кривошипно-шатунного механизма ДВС. Техническое регулирование в транспортном строительстве, 2020, № 3, с. 147--155. EDN: XBHUUI

[19] Душкин П.В., Савастенко А.А., Ховренок С.С. и др. Автоматизация настройки ПИ-регулятора системы управления давлением топлива в аккумуляторной топливной системе дизеля. Двигателестроение, 2023, № 1, c. 51--63. EDN: YTUHPQ

[20] Голубков Л.Н., Душкин П.В., Савастенко А.А. и др. Разработка быстродействующей модели для проверки алгоритмов управления дизельной аккумуляторной топливной системой. Двигателестроение, 2024, № 3, c. 14--20. EDN: ESYBXQ