Послідовне встановлення двох двигунів внутрішнього згоряння на автомобілі як метод зниження нерівномірності крутного моменту

Анотація

Проведено аналіз досліджень щодо можливості зменшення витрати палива автомобілів шляхом заміни їх силових установок двома послідовно встановленими двигунами внутрішнього згоряння (ДВЗ). Визначено, що зменшити витрату палива можливо за рахунок зниження на вхідному валу трансмісії нерівномірності крутного моменту, а це своєю чергою залежить від відносної кутової орієнтації колінчастих валів встановлених двигунів внутрішнього згоряння. У дослідженні визначено, що при встановленні двох послідовних двигунів внутрішнього згоряння, кожен із яких генерує індикаторний крутний момент, що підкоряється гармонійному закону, дає змогу змістити криві індикаторного крутного моменту та кута повороту колінчастого вала так, щоб обидва двигуни працювали в протифазах. Запропоновано використовувати метод підвищення енергетичної ефективності автомобілів шляхом використання двох послідовно встановлених двигунів внутрішнього згоряння, колінчасті вали яких встановлені відносно свого початкового кутового положення з різницею кутових координат (кутів повороту) колінчастих валів обох двигунів щодо початкового положення, що дає змогу зменшити непродуктивні втрати енергії. Апроксимуючи дійсні криві зміни індикаторного крутного моменту гармонійним законом, враховуючи кут повороту колінчастого вала, побудовано графіки залежності індикаторного крутного моменту до кута повороту колінчастого вала чотиритактних двигунів внутрішнього згоряння із різною кільеістю циліндрів. Визначено, що зі збільшенням кількості циліндрів двигуна внутрішнього згоряння і коефіцієнта частки крутного моменту на ведучих колесах відбувається зниження коефіцієнта непродуктивних витрат енергії, що враховує вплив нерівномірності індикаторного крутного моменту. Вирішена задача забезпечення роботи другого двигуна в протифазі першому двигуну, яка має виконуватися співвідношенням кутів повороту колінчастих валів першого і другого двигунів відносно початкового (нульового) положення з різницею кутових координат (кутів повороту) колінчастих валів обох двигунів щодо початкового положення. Результати розрахунку кута взаємного розташування колінчастих валів за послідовного встановлення двох ДВЗ у протифазі вказують на зменшення зазначеного кута зі збільшенням кількостіциліндрів.