Автор(ы):
Бахмутов Сергей Васильевич, д-р техн. наук, профессор
заместитель генерального директора по науке1
Ширяев Константин Николаевич, инженер-конструктор 1-й категории1
1ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация
Аффилиация:
1ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация
Образец цитирования:
Бахмутов С.В., Ширяев К.Н. Итоги МАНФ-2021 // Труды НАМИ. – 2021. – № 4 (287). – С. 6–11. DOI: 10.51187/0135-3152-2021-4-6-11.
Статья поступила:
26.11.2021
Опубликовано:
24.12.2021
Аннотация:
19–20 октября 2021 г. прошёл ежегодный Международный автомобильный научный форум МАНФ-2021 «Наземные инновационные транспортные средства c низким углеродным следом». Формат мероприятия предполагал очную и дистанционную форму участия. В рамках форума была обсуждена проблематика проектирования, создания и эксплуатации экологически безопасных автотранспортных средств. В течение всего времени работы Форума в здании Дизайн-центра проводилась специализированная выставка. В этом году были представлены разработки ФГУП «НАМИ» в части гибридного привода и электропривода транспортных средств, а также компонентная база. Кроме того, были представлены автомобили AURUS, в том числе водородный. Свои разработки в части транспортных средств с нулевым выхлопом представили ГАЗ и КАМАЗ. Университеты Москвы представили студенческие разработки беспилотного транспорта. Проведён конкурс научных работ студентов, аспирантов и молодых учёных.
Ключевые слова:
МАНФ-2021
наземные транспортные средства
низкий углеродный след
водородные технологии
электротранспорт
альтернативные виды топлива
Полный текст: https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=26733
Автор(ы):
Евдонин Евгений Сергеевич,
руководитель направления по Российской Федерации1
Душкин Павел Витальевич, канд. техн. наук, доцент2
руководитель направления по Российской Федерации1Кузьмин Александр Игоревич, ведущий инженер 3
Ховренок Сергей Сергеевич, студент 2
Кремнев Владислав Владимирович, студент 2
Аффилиация:
1 ETAS GmbH, г. Штутгарт 70469, Германия
2 ФГБОУ ВО МАДИ, г. Москва 125319, Российская Федерация
3 Центр программного обеспечения, ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация
Образец цитирования:
Евдонин Е.С., Душкин П.В., Кузьмин А.И., Ховренок С.С., Кремнев В.В. Автоматизация стендовых калибровочных испытаний автомобильного двигателя внутреннего сгорания // Труды НАМИ. – 2021. – № 4 (287). – С. 12–21. DOI: 10.51187/0135-3152-2021-4-12-21.
Статья поступила:
24.11.2021
Опубликовано:
24.12.2021
Аннотация:
Введение (постановка задачи и актуальность). В статье представлены результаты работы по автоматизации калибровочных испытаний двигателя внутреннего сгорания (ДВС) на моторном стенде. Актуальность статьи обусловлена высокой трудоёмкостью таких испытаний, сложностью документирования и принятия решений по итогам работы. Цель исследования. Данная работа – один из элементов комплексной методики, цель которой – сокращение продолжительности испытаний и повышение качества результатов калибровки силовой установки автомобиля. Описание всей методики в целом также приводится в публикации. Методология и методы. Достижение поставленной цели обеспечивается с помощью специальных систем – INCA-FLOW (автоматизация испытаний) и ASCMO (обработка результатов и оптимизация), выпускаемых фирмой Bosch/ETAS. Апробация методики проведена на моторном стенде в учебном боксе МАДИ применительно к задаче формирования карты углов опережения зажигания. Результаты и научная новизна. В результате применения методики показано сокращение продолжительности моторных испытаний в 4,8 раза, если в ручном режиме за стендом работают 2 человека без перерыва. При этом дисперсия адекватности Sад эмпирической модели крутящего момента Мк оказалась в среднем в 1,5 раза меньше, если модель построена по результатам автоматизированных испытаний. Это говорит и об улучшении качества измерений при переходе к автоматизированным методам испытаний. С научной точки зрения, наиболее оригинальная часть работы, это применение метода «Гауссовский процесс» для построения эмпирических моделей. Данный метод позволяет получать более точные результаты, чем, например, традиционный метод наименьших квадратов. Практическая значимость работы заключается в возможности существенно сократить рутинные действия на моторном стенде, а дополнительные временные затраты на разработку и тестирование сценария (программы) испытаний компенсируются за счёт того, что макеты сценариев могут быть в дальнейшем использованы для других аналогичных испытаний. Представленная методика позволяет охватить значительную часть калибровочных испытаний ДВС. Например, когда известны предварительные сведения об объекте испытаний (опираясь на которые можно составить план эксперимента) и двигатель необходимо подготовить к дорожным испытаниям на автомобиле или в особых условиях.
Ключевые слова:
ETAS
INCA
INCA-FLOW
ASCMO
система управления двигателем
автоматизация испытаний
калибровка
эмпирические модели
дата-модели
Список использованных источников:
1. Программный код в автомобиле [Блог НПП ИТЭЛМА] / Коллективный блог «Хабр». URL: https://habr.com/ru/company/itelma/blog/475576/ (дата обращения: 04.05.2021).
2. Reddy R. Advanced Calibration Automation and Standardization with INCA-FLOW / ETAS GmbH. – Stuttgart, 2015.
3. Евдонин Е.С., Душкин П.В., Кузьмин А.И. Разработка и применение эмпирических моделей для оптимизации управления двигателем внутреннего сгорания // Труды НАМИ. – 2020. – № 4 (283). – С. 101–108. DOI 10.51187/0135-3152-2020-4-101-108.
4. Bartoccini D., Niedermaier P., Grassberger H.P. Model-Based Approach for Engine Performance Optimization // SAE Technical Paper. – 2018. – No. 2018-32-0082. DOI:10.4271/2018-32-0082.
5. Tietze N. Model-based Calibration of Engine Control Units Using Gaussian Process Regression. Dr. eng. sci. diss. – Darmstadt, 2015.
6. Yooshin Cho., Hube Th., Lauff U., Reddy R. Optimisation of Gasoline Engines Automation and Machine Learning Techniques in Calibration // ATZelektronik worldwide. – 2017. – No. 03. – P. 48–53.
7. INCA-FLOW – Guided Calibration and Automation [ETAS Software Products & Systems]. URL: https://www.etas.com/en/products/inca_flow.php (дата обращения: 25.11.2021).
8. Соболь И.М. Численные методы Монте-Карло. – М.: Наука, 1973. – 311 с.: черт.
9. ETAS ASCMO Static V5.4. User’s Guide / ETAS GmbH. – Stuttgar, 2019.
10. ГОСТ 14846-2020. Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний. – Введ. 2002–06–01. – М.: Стандартинформ, 2020. – 95 с.
11. Дунин А.Ю., Голубков Л.Н., Мальчук В.И., Душкин П.В., Иванов И.Е. Новые возможности совершенствования процесса подачи топлива аккумуляторной топливной системой // Тракторы и сельхозмашины. – 2017. – № 10. – С. 13–19.
12. Shenoy R.K. Model Based Design Approach For Automotive Applications. – Robert Bosch Engineering and Business Solutions Limited, 2014.
Полный текст: https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=26733
Автор(ы):
Матвеев Александр Александрович, аспирант1
Исрафилов Ирек Хуснемарданович, д-р техн. наук, профессор1
Никишин Вячеслав Николаевич, д-р техн. наук, профессор1
Андриянов Сергей Михайлович,
руководитель группы расчетных исследований двигателей2
Аффилиация:
1Набережночелнинский институт КФУ, г. Набережные Челны 423810, Российская Федерация
2Научно-технический центр ПАО «КАМАЗ», г. Набережные Челны 423827, Российская Федерация
Образец цитирования:
Матвеев А.А., Исрафилов И.Х., Никишин В.Н., Андриянов С.М. Термодинамический анализ эффективных показателей рабочего процесса дизельного двигателя с открытой и закрытой системой вентиляции картера // Труды НАМИ. – 2021. – № 4 (287). – С. 22–30. DOI: 10.51187/0135-3152-2021-4-22-30.
Статья поступила:
30.11.2021
Опубликовано:
24.12.2021
Аннотация:
Введение (постановка задачи и актуальность). В данной статье представлена актуальная информация анализа влияния перепуска картерных газов из системы вентиляции картерного пространства во впуск двигателя с воспламенением от сжатия. Изложена информация о вариантах исполнения систем вентиляции картера современных двигателей. В статье показана необходимость анализа рабочего процесса двигателя при проектировании и разработке закрытой системы вентиляции картерного пространства. Указаны законодательные требования к исполнению системы вентиляции для обеспечения экологических показателей.
Цель исследования – оценить влияние открытой и закрытой системы вентиляции картерного пространства высокофорсированного автомобильного двигателя с воспламенением от сжатия на эффективные показатели двигателя, в частности топливную экономичность.
Методология и методы. Расчётные исследования проводились с использованием термодинамики (1D постановка) и методов стендовых моторных испытаний. Проверка достоверности расчётов проводилась путём сравнения данных моделирования и результатов экспериментальных исследований двигателя внутреннего сгорания.
Результаты и научная новизна. Разработана термодинамическая модель высокофорсированного автомобильного двигателя V8 ЧН 12/13 с воспламенением от сжатия, с открытой и закрытой системой вентиляции картерного пространства. Модели позволяют на этапе разработки и модернизации имеющихся прототипов двигателей оценивать влияние перепуска картерных газов обратно на впуск в цилиндры, в частности влияние на один из основных эффективных показателей рабочего процесса двигателя – топливную экономичность.
Практическая значимость. Разработанные термодинамические модели подтвердили несущественное влияние на рабочий процесс двигателя V8 ЧН 12/13 перепуска картерных газов обратно на впуск в цилиндры, что подтверждает необходимость применения закрытой системы вентиляции картера для исключения выброса картерных газов в окружающую среду и последующего негативного влияния на экологию.
Ключевые слова:
автомобильный двигатель
двигатель с воспламенением от сжатия
система вентиляции картера
термодинамическая модель
эффективные показатели
топливная экономичность
Список использованных источников:
1. Гаврилов А.А., Морозов В.В., Сысоев С.Н. О расходе картерных газов быстроходных дизелей // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 4. URL: https://www.science-education.ru/ru/article/view?id=6486 (дата обращения: 04.11.2021).
2. Азаров В.К. Разработка комплексной методики исследований и оценки экологической безопасности и энергоэффективности автомобилей: дисс. … канд. техн. наук. – М.: ФГУП «НАМИ», 2014. – 137 с.
3. Гальговский В.Р. Пути и методы совершенствования экономических и экологических показателей транспортных дизелей: автореферат дисс. ... д-ра техн. наук. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1991. – 64 с.
4. Козликин В.И., Ловцов И.А. Повышение экологичности автомобильного транспорта / Будущее науки – 2015: сб. научных статей 3-й Международной молодёжной научной конференции, 23–25 апреля 2015 г.; в 2-х т.; Т. 2. – Курск: ЗАО «Университетская книга», 2015. – С. 264–268.
5. Johnson T. Crankcase ventilation filters: Boatkeeper. URL: http://www.seagrant.ua/f.edubookstore/boatkeeper/crankcase:-filters.pdf. (дата обращения: 03.11.2021).
6. Шароглазов Б.А., Фарафонтов М.Ф., Клементьев В.В. Двигатели внутреннего сгорания: теория, моделирование и расчёт процессов: учебник по курсу «Теория рабочих процессов и моделирование процессов в двигателях внутреннего сгорания». – Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2004. – 344 с.
7. Волков М.Ю. Совершенствование системы вентиляции картера двухцилиндрового дизеля: автореф. дисс. … канд. техн. наук. – Владимир: ВГУ, 2008. – 17 с.
8. Edelbauer W., Diemath А., Kratochwill Н. Simulation of the ventilation losses in the crankcase of an internal combustion engine // Progress in Computational Fluid Dynamics. – 2010. – V. 10, No. 1.
9. Валеев Д.Х., Кадышев В.Г., Лущеко В.А. Тепловой расчёт поршневых двигателей в программном обеспечении AVL BOOST. Учебное пособие. – Набережные Челны: Изд-во НЧИ КФУ, 2019. – 157 с.
10. Луканин В.Н., Морозов К.А., Хачиян А.С. и др. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 1. Теория рабочих процессов: учебник для вузов; Под ред. В.Н. Луканина и М.Г. Шатрова; 4-е изд., испр. – М.: Высшая школа, 2010. – 479 с.
11. Кавтарадзе Р.З. Теория поршневых двигателей. Специальные главы: учебник для вузов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. – 720 с.
12. Tatschl R., Edelbauer W., Kratochwill Н., Brenn G. Basics of the Numerical Simulation of Oil Droplet Formation in the Crankcase of an IC Engine / CMFF'06 – Conference on Modelling Fluid Flow, September 6-9, 2006. – Hungary, Budapest.
13. AVL BOOST. Theory. AVL List GmbH Graz, Austria, 2019.
14. AVL BOOST. User Guide. AVL List GmbH Graz, Austria, 2019.
15. Никишин В.Н. Формирование и обеспечение качества автомобильного дизеля. Часть I. – Набережные Челны: Изд-во Камской госуд. инж.-экон. акад., 2006. – 456 с.
16. Николаев Е.В. Совершенствование технологии диагностирования цилиндропоршневой группы дизельного двигателя по параметрам картерных газов: автореф. дисс. … канд. техн. наук. – М., 2013. – 17 с.
Полный текст: https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=26733
Автор(ы):
Гонтюрев Александр Васильевич
инженер-конструктор 2-й категории1
Зуев Никита Сергеевич
заведующий научно-исследовательским отделом теории рабочих процессов и имитационного моделирования энергетических установок1
Аффилиация:
1Центр «Энергоустановки», ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация
Образец цитирования:
Гонтюрев А.В., Зуев Н.С. Экспериментальное исследование методов снижения счётной концентрации дисперсных частиц в отработавших газах наддувных бензиновых двигателей с непосредственным впрыскиванием топлива // Труды НАМИ. – 2021. – № 4 (287). – С. 31–40. DOI: 10.51187/0135-3152-2021-4-31-40.
Статья поступила:
03.12.2021
Опубликовано:
24.12.2021
Аннотация:
Введение (постановка задачи и актуальность). В настоящее время сложно представить автомобильную индустрию без постоянного совершенствования силовых установок, что обусловлено ужесточением экологических норм. Так в нормах Евро 6 введены ограничения на счётную концентрацию дисперсных частиц (ДЧ) в отработавших газах бензиновых двигателей. Для снижения выбросов токсичных компонентов отработавших газов, производители транспортных средств применяют каталитические нейтрализаторы, а также фильтры ДЧ, которые имеют ограничение по ресурсу эксплуатации. Однако эти меры могут оказаться недостаточными при введении в будущем норм экологического стандарта Евро 7, это приводит к необходимости принятия дополнительных мер по снижению вредных выбросов с отработавшими газами путём совершенствования рабочего процесса.
Цель исследования – проведение экспериментального исследования бензинового двигателя с непосредственным впрыскиванием топлива и использованием турбонаддува для оценки возможности снижения концентрации ДЧ за счёт повышения давления впрыскивания и оптимизации угла опережения впрыскивания топлива.
Методология и методы исследования. Исследования носят экспериментальный характер, достоверность полученных данных подтверждается применением современного измерительного оборудования и обработки полученных результатов.
Результаты и научная новизна. Определены параметры топливоподающей аппаратуры, оказывающие существенное влияние на образование и окисление ДЧ в бензиновом двигателе с непосредственным впрыскиванием топлива.
Практическая значимость. Приведены рекомендации по выбору способов снижения концентрации ДЧ в бензиновом двигателе с непосредственным впрыскиванием топлива, которые обеспечат соответствие перспективным требованиям экологических норм.
Ключевые слова:
двигатель
давление впрыскивания топлива
угол опережения впрыскивания топлива
концентрация дисперсных частиц
образование топливной плёнки
непосредственное впрыскивание топлива
счётная концентрация
Список использованных источников:
1. Правила ООН № 83. Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении выбросов загрязняющих веществ в зависимости от топлива, необходимого для двигателей.
2. Oberdörster G., Oberdörster E., Oberdörster J. Nanotoxicology: An Emerging Discipline Evolving from Studies of Ultrafine Particles // J. Environ. Health Perspect. – 2005. – Vol. 113, no. 7. – P. 823–839.
3. Тенсер П.А. Образование углерода из углеводородов газовой фазы. – М.: Химия, 1972. – 136 с.
4. Магарил Р.З. Образование углерода при термических превращениях индивидуальных углеводородов и нефтепродуктов. – М.: Химия, 1973. – 144 с.
5. Köpple F., Seboldt D., Jochmann P., Hettinger A. et al. Experimental Investigation of Fuel Impingement and Spray-Cooling on the Piston of a GDI Engine via Instantaneous Surface Temperature Measurements // SAE Int. J. Engines. – 2014. – Vol. 7, no. 3. – P. 1178–1194. DOI: 10.4271/2014-01-1447.
6. Jiao Q., Reitz R.D. Modeling Soot Emissions from Wall Films in a Direct-Injection Spark-Ignition Engine // International Journal of Engine Research. – 2015. –Vol. 16, no. 8. – P. 994–1013. DOI: 10.1177/1468087414562008.
7. Сонкин В.И. Бензиновый двигатель пониженной размерности – современная концепция // Труды НАМИ. – 2015. – № 261. – С. 68–84.
8. Сонкин В.И. Проблемы бензиновых двигателей с высоким наддувом: турбо лаг. Часть 1 // Труды НАМИ. – 2019. – № 4 (279). – С. 70–81.
9. Choi K., Kim J., Ko A., Myung C-L., Park S., Lee Y. et al. Evaluation of time-resolved nano-particle and THC emissions of wall-guided GDI engine // SAE paper. – 2011. – No. 2011-28-0022.
10. Matousek T., Dageforde H., Bertsch M. Influence of injection pressures up to 300 bar on particle emissions in a GDI-engine / 17th ETH-conference on combustion generated nanoparticles; 2013.
11. Schulz F., Schmidt J. Gasoline Wall Films and Spray/Wall Interaction Analyzed by Infrared Thermography // SAE International. – 04.01.2014. – No. 2014-01-1446. DOI: 10.4271/2014-01-1446.
12. Jingeun S., Ziyoung L. et al. Effects of injection strategy and coolant temperature on hydrocarbon and particulate emissions from a gasoline direct injection engine with high pressure injection up to 50 MPa // Energy. – 2018. – No. 164. – 512e522.
13. Hoffmann G., Befrui B., Berndorfer A., Piock W. et al. Fuel System Pressure Increase for Enhanced Performance of GDi Multi-Hole Injection Systems // SAE Int. J. Engines. – 2014. – Vol. 7 (1). DOI: 10.4271/2014-01-1209.
Полный текст: https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=26733
Автор(ы):
Козлов Андрей Викторович, д-р техн. наук
начальник управления «Энергосберегающие технологии и альтернативные топлива»1
Козлов Андрей Викторович, канд. техн. наук
ведущий инженер-исследователь1
Козлов Андрей Викторович, аспирант
инженер1
Аффилиация:
1Центр «Энергоустановки», ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация
Образец цитирования:
Козлов А.В., Фёдоров В.А., Милов К.В. Улучшение энергоэффективности газового двигателя 6ЧН13/15 с циклом Миллера путём оптимизации фаз газораспределения // Труды НАМИ. – 2021. – № 4 (287). – С. 41–52. DOI: 10.51187/0135-3152-2021-4-41-52.
Статья поступила:
03.12.2021
Опубликовано:
24.12.2021
Аннотация:
Введение (постановка задачи и актуальность). Объектом исследования в настоящей работе является рядный шестицилиндровый газовый двигатель 6ЧН13/15 с термодинамическим циклом Миллера и индивидуальным приводом клапанов, на основании компьютерной модели которого проведены исследования по минимизации удельного эффективного расхода топлива путём вариационного исследования параметров систем газораспределения и воздухоснабжения.
Цель исследования – на основании численного моделирования исследовать влияние регулирования параметров систем газораспределения и воздухоснабжения на показатели газового двигателя 6ЧН13/15 с циклом Миллера на внешней скоростной характеристике.
Методология и методы. Исследования проводились методом компьютерного моделирования. Численное моделирование проводилось на основе данных, полученных в ходе натурного эксперимента газового двигателя 6ЧН13/15 с термодинамическим циклом Миллера.
Результаты и научная новизна. Проведён сравнительный анализ результатов оптимизации газового двигателя. Полученные результаты будут использоваться при создании газового двигателя и дальнейшей его оптимизации путём управления рабочим процессом и системой подачи воздуха.
Практическая значимость. Полученные результаты могут быть интересны автопроизводителям грузовых автомобилей и специалистам в области двигателестроения.
Ключевые слова:
газовый двигатель
природный газ
цикл Миллера
компьютерная модель
фазы газораспределения
Список использованных источников:
1. Лукшо В.А. Комплексный метод повышения энергоэффективности газовых двигателей с высокой степенью сжатия и укороченными тактами впуска и выпуска: дисс. … д-ра техн. наук. – М.: ФГУП «НАМИ», 2015. – 369 с.
2. Льотко В., Луканин В.Н., Хачиян А.С. Применение альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания. – М.: МАДИ (ТУ), 2000. – 310 с.
3. Тер-Мкртичьян Г.Г. Конвертация дизеля в газовый двигатель с уменьшением фактической степени сжатия // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 5. URL: www.science-education.ru/119-14894 (дата обращения: 03.12.2021).
4. Методические указания к выпускной квалификационной работе бакалавра «Оптимизация фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания». ‒ М.: МАДИ, 2015. ‒ 36 с.
5. Лукшо В.А., Козлов А.В., Теренченко А.С., Демидов А.А. Исследования показателей двигателя с искровым зажиганием при работе на газовых топливах // Транспорт на альтернативном топливе. – 2011. – № 6 (24). – С. 28–33.
6. Бахмутов С.В., Козлов А.В., Лукшо В.А., Теренченко А.С. Проблемные вопросы создания высокофорсированных газовых и газодизельных двигателей // Механика машин, механизмов и материалов. – 2018. – № 4. – С. 13–23.
7. Тер-Мкртичьян Г.Г. Двигатели с модифицированным рабочим циклом и продолженным расширением // Труды НАМИ. – 2014. – № 259. – С. 59–71.
8. Moro D., Ponti F., Serra G. Thermodynamic Analysis of Variable Valve Timing Influence on SI Engine Efficiency // SAE Paper. – 2001. – No. 2001-01-0667.
9. Ferrera M. Highly Efficient Natural Gas Engines // SAE Technical Paper. – 2017. – No. 2017-24-0059.
10. Корчемный Л.В. Механизм газораспределения автомобильного двигателя. Кинематика и динамика / Л.В. Корчемный; 2-е изд. – М.: Машиностроение, 1981. – 191 с.
11. Дьяченко В.Г. Термодинамические циклы двигателей внутреннего сгорания с продолженным расширением // Двигатели внутреннего сгорания. – 2005. – № 1. – С. 25–29.
12. Матюхин Л.М., Тер-Мкртичьян Г.Г. Термодинамические основы расчёта рабочего цикла двигателей с укороченным впуском или укороченным сжатием на основе анализа состава рабочей смеси // Труды НАМИ. – 2015. – № 263. – С. 35–44.
Полный текст: https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=26733
Автор(ы):
Козлов Андрей Николаевич, канд. техн. наук, доцент1
Арасланов Марат Ильдарович,
старший преподаватель1
Аффилиация:
1 Федеральная государственная бюджетная образовательная организация Вятский государственный аграрно-технологический университет, г. Киров 610017, Российская Федерация
Образец цитирования:
Козлов А.Н., Арасланов М.И. Исследование работы тракторного дизеля на этаноле и рапсовом масле на различных скоростных режимах // Труды НАМИ. – 2021. – № 4 (287). – С. 53–59. DOI: 10.51187/0135-3152-2021-4-53-59.
Статья поступила:
10.12.2021
Опубликовано:
24.12.2021
Аннотация:
Введение (постановка задачи и актуальность). Истощение запасов нефтяных топлив и неуклонный рост их потребления потребуют новых решений в освоении технологий на возобновляемых источниках энергии. Исследование возможности применения альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания – комплексная научная задача, включающая изучение влияния альтернативных топлив на эффективность работы действующих силовых установок.
Цель исследования – получить скоростную характеристику дизеля при работе на этиловом спирте и запальном рапсовом масле.
Методология и методы. В качестве объекта исследования выбран тракторный дизель размерности 2Ч 10,5/12,0 воздушного охлаждения с объёмным смесеобразованием. В ходе исследования использовали сравнительный метод. Скоростная характеристика снималась при фиксированной цикловой подаче топлива после выхода двигателя на номинальный режим работы при частоте вращения коленчатого вала 1800 мин-1 и среднем эффективном давлении в цилиндре 0,588 МПа. Такой подход при отключенном всережимном регуляторе топливного насоса позволял выявить основные закономерности внутрицилиндровых процессов при различных скоростных режимах работы двигателя.
Результаты и научная новизна. В статье представлены результаты стендовых испытаний дизеля при работе на различных скоростных режимах на этаноле и рапсовом масле и подробно проанализированы основные показатели процесса сгорания и эффективные показатели работы двигателя по сравнению с использованием традиционного топлива.
Практическая значимость. заключается в возможности использования полученных результатов для совершенствования работы дизелей на альтернативных возобновляемых топливах.
Ключевые слова:
дизель
топливо
тепловыделение
альтернативные топлива
этанол
рапсовое масло
Список использованных источников:
1. Бендик М.М., Фомин В.М., Хайсам А.Г. и др. Применение спиртового топлива в дизелях // Тракторы и сельхозмашины. – 2003. – № 8. – С. 10–13.
2. Марков В.А., Гайворонский А.И., Грехов Л.В., Иващенко Н.А. Работа дизелей на нетрадиционных топливах. – М.: Изд-во «Легион-Автодата», 2008. – 464 с.: ил.
3. Лиханов В.А., Полевщиков А.С. Исследование рабочего процесса дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на этаноле с двойной системой топливоподачи: монография. – Киров: Вятская ГСХА, 2011. – 146 с.
4. Уханов А.П., Рачкин В.А., Уханов Д.А. Рапсовое биотопливо. – Пенза: РИО ПГСХА, 2008. – 229 с.
5. Лиханов В.А., Арасланов М.И., Козлов А.Н., Романов С.А. Влияние этанола и рапсового масла на показатели процесса сгорания дизеля // Строительные и дорожные машины. – 2016. – № 11. – С. 50–52.
6. Козлов А.Н., Лиханов В.А., Арасланов М.И. Эффективные показатели дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на этаноле и рапсовом масле c двойной системой топливоподачи // Тракторы и сельхозмашины. – 2014. – № 07. – С. 5–7.
7. Hashemi H., Christensen J.M., Glarborg P. High-pressure pyrolysis and oxidation of ethanol // Fuel. – 2018. – No. 218. – P. 247–257.
8. Saccullo M., Nygren A., Benham T., Denbratt I. Alcohol flexible HD single cylinder diesel engine tests with separate dual high pressure direct fuel injection // Fuel. – 2021. – No. 294. – Article 120478.
9. Pan S., Cai K., Cai M., Du C., Li X., Han W., Wang X., Liu D., Wei J., Fang J., Bao X. Experimental study on the cyclic variations of ethanol/diesel reactivity controlled compression ignition (RCCI) combustion in a heavy-duty diesel engine // Energy. – 2021. – V. 237. – Article 121614.
10. Zhanming C., Jingjing H., Hao C., Limin G., Peng Z. Comparative study on the combustion and emissions of dual-fuel common rail engines fueled with diesel/methanol, diesel/ethanol, and diesel/n-butanol // Fuel. – 2021. – V. 304. – Article 121360.
11. Vergel-Ortega M., Valencia-Ochoa G., Duarte-Forero J. Experimental study of emissions in single-cylinder diesel engine operating with diesel-biodiesel blends of palm oil-sunflower oil and ethanol // Case Studies in Thermal Engineering. – 2021. – V. 26. – Article 101190.
12. Лопатин О.П., Лиханов В.А. Биотопливо или дымящие автомобили? // Теоретическая и прикладная экология. – 2021. – № 3. – С. 228–236.
Полный текст: https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=26733
Автор(ы):
Масленников Иван Константинович, аспирант 1
ведущий инженер-программист2
Карпухин Кирилл Евгеньевич, канд. техн. наук, доцент
директор проекта1
Климов Александр Владимирович,канд. техн. наук
руководитель службы электрифицированных автомобилей2
Оспанбеков Бауржан Кенесович, канд. техн. наук
руководитель группы автомобильной электроники, службы электрифицированных автомобилей2
Аффилиация:
1ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», г. Москва 125438, Российская Федерация
2ООО «Инновационный центр «КАМАЗ», г. Москва 121205, Российская Федерация
Образец цитирования:
Масленников И.К., Карпухин К.Е., Климов А.В., Оспанбеков Б.К. Верификация имитационной модели движения электробуса КАМАЗ // Труды НАМИ. – 2021. – № 4 (287). – С. 60–67. DOI: 10.51187/0135-3152-2021-4-60-67.
Статья поступила:
14.09.2021
Опубликовано:
24.12.2021
Аннотация:
Введение (постановка задачи и актуальность). В настоящее время в автомобильной отрасли одним из главных и перспективных направлений является развитие сектора электромобилей и зарядной инфраструктуры. Постоянное ужесточение экологических требований, развитие области тяговых аккумуляторных батарей (ТАБ) и автомобильной электроники являются основными факторами развития колёсного электротранспорта. Эксплуатация электробусов на городских маршрутах является одним из популярных решений в современных мегаполисах. Тем не менее ёмкость ТАБ, её ресурс и стоимость по-прежнему ограничены, в связи с чем выбор наиболее эффективных алгоритмов управления и компонентов тягового электропривода (ТЭП) является ключевой задачей при разработке электротранспортного средства. Решение данной задачи требует наличие имитационной модели, точность и сложность которой должна удовлетворять выбранной цели.
Цель исследования – разработка и верификация имитационной модели электробуса КАМАЗ 6282 на основе экспериментальных данных.
Методология и методы. В статье представлен анализ экспериментальных и расчётных данных основных режимов движения электробуса при движении в городе: разгон, выбег, торможение, движение в подъём.
Результаты и научная новизна. По результатам сравнения экспериментальных и расчётных данных определено, что представленная имитационная модель электробуса является достаточной и адекватной для определения основных эксплуатационных показателей ТЭП.
Практическая значимость. Представленная имитационная модель позволяет производить анализ эксплуатационных показателей, на основе которых может быть осуществлён подбор оптимальных компонентов ТЭП. Простота имитационной модели позволяет применять её в составе оптимальных алгоритмов управления и оценки движения электробуса по городскому маршруту.
Ключевые слова:
электротранспорт
электробус
имитационное моделирование
верификация
Список использованных источников:
1. Косицын Б.Б. Метод определения энергоэффективного закона движения электробуса по городскому маршруту: дисс. … канд. техн. наук. – М.: МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2017. – 168 с.
2. Rios-Torres J., Sauras-Perez P., Alfaro R., Taiber J. et al. Eco-Driving System for Energy Efficient Driving of an Electric Bus // SAE Int. J. Passeng. Cars – Electron. Electr. Syst. 8(1):79-89, 2015.
3. Sciarretta A., De Nunzio G., Ojeda L. Optimal ecodriving control: Energy-efficient driving of road vehicles as an optimal control problem // IEEE Control Systems Megazine. – Oct 2015. – Vol. 35. – No. 5. – P. 71–90.
4. Wang J. Battery electric vehicle energy consumption modelling, testing and pre-diction: a practical case study. PhD thesis, Eindhoven University of Technology. – Eindhoven, the Netherlands, 2016.
5. Schmitz M., Maag C., Jagiellowicz M., Hanig M. Impact of a combined accelerator-brake pedal solution on efficient driving // Intelligent Transport Systems IET. – 2013. – Vol. 7. – No. 2. – P. 203–209.
6. Wang J., Besselink I.J.M., van Boekel J.J.P. & Nijmeijer H. (2015). Evaluating the energy efficiency of a one pedal driving algorithm / European Battery, Hybrid and Fuel Cell Electric Vehicle Congress (EEVC 2015), Brussels, Belgium, 2015. – P. 1–10.
7. Zhang Sh., Zhuan X. Model-Predictive Optimization for Pure Electric Vehicle during a Vehicle-Following Process.
8. Syed F.U., Filev D., Ying H. Fuzzy rule-based driver advisory system for fuel economy improvement in a hybrid electric vehicle / Proc. Annual Meeting of the North American Fuzzy Information Processing Society, Jun. 2007. – P. 178–183.
9. Syed F.U., Filev D.P., Tseng F. Adaptive real-time driver advisory control for a hybrid electric vehicle to achieve fuel economy: US20140012456A1.
10. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств: Учебник для вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство». – М.: Машиностроение, 1989. – 240 с.
11. Масленников И.К., Карпухин К.Е., Климов А.В., Оспанбеков Б.К. Исследование эксплуатационных показателей тягового электрооборудования электробуса в городских условиях движения / Технологии и компоненты наземных интеллектуальных транспортных систем: сборник трудов конференции, 16-18 октября 2019 г. – М.: ФГУП «НАМИ», 2019. – С. 377–384.
12. Карпухин К.Е., Теренченко А.С., Шорин А.А. Обоснование параметров балансировки аккумуляторных батарей // Вестник машиностроения. – 2015. – № 11. – С. 25–27.
Полный текст: https://elibrary.ru/contents.asp?titleid=26733
