Улучшение эколого-экономических показателей дизеля с учетом модели эксплуатации транспортного средства
Проведен анализ возможности комплексного улучшения показателей токсичности и топливной экономичности автомобильного и тракторного дизелей при одновременном поддержании достаточного уровня надежности ихконструкции за счет использования систем автоматического регулирования теплового состояния. На осно...
Gespeichert in:
| Datum: | 2015 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут газу НАН України
2015
|
| Schriftenreihe: | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/127485 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Улучшение эколого-экономических показателей дизеля с учетом модели эксплуатации транспортного средства / В.А. Пылёв, А.Н. Клименко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2015. — № 3. — С. 37-46. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-127485 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1274852017-12-24T03:02:41Z Улучшение эколого-экономических показателей дизеля с учетом модели эксплуатации транспортного средства Пылёв, В.А. Клименко, А.Н. Охрана окружающей среды Проведен анализ возможности комплексного улучшения показателей токсичности и топливной экономичности автомобильного и тракторного дизелей при одновременном поддержании достаточного уровня надежности ихконструкции за счет использования систем автоматического регулирования теплового состояния. На основе данных проведенного моторного эксперимента решена компромиссная задача по оптимизации эколого-экономических показателей на каждом режиме заданноймоделиэксплуатациидвигателей. В качестве управляющих факторов предложено использовать режимные параметры — частоту вращения коленчатого вала и нагрузку двигателя, в качестве управляемых — угол опережения подачи топлива и температурное состояние поршней. Выполнена оценка экологического эффекта от предложенных мероприятий за период эксплуатации дизеля. Предложены характеристические карты управления системой автоматического регулирования теплового состояния поршней дизеля 4ЧН12/14. Зроблено аналіз можливості комплексного покращання показників токсичності та паливної економічності автомобільного та тракторного дизелів при одночасній підтримці достатнього рівня надійності їхньої конструкції завдяки застосуванню систем автоматичного регулювання теплового стану. На підставі даних проведеного моторного експерименту вирішено компромісне завдання з оптимізації еколого-економічних показників на кожному режимі заданої моделі експлуатації двигунів. Як керуючі фактори запропоновано використовувати режимні параметри — частота обертання колінчастого валу та навантаження двигуна, як керовані — кут випередження подачі палива та температурний стан поршнів. Виконано оцінку екологічного ефекту від запропонованих заходів за період експлуатації дизеля. Запропоновано характеристичні карти управління системою автоматичного регулювання теплового стану поршнів дизеля 4ЧН12/14. The work is devoted to the analysis of integrated capabilities improve toxicity and fuel efficiency of automobile and tractor engines while maintaining a sufficient level reliability of their designs through the use of automatic control systems of thermal State. Based on data carried out by motor experiment solved compromise the task of optimizing the ecologic-economic indicators at each mode specified model engine. As managers suggested that factors operating parameters-crankshaft, rotation speed and engine load, as managed-fuel supply advance angle and thermal state of the pistons. Completed assessment of the environmental effects of the proposed activities for the period of operation a diesel engine. Proposed characteristic automatic control system control card thermal state of piston diesel engine 4CN12/14. 2015 Article Улучшение эколого-экономических показателей дизеля с учетом модели эксплуатации транспортного средства / В.А. Пылёв, А.Н. Клименко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2015. — № 3. — С. 37-46. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. 0235-3482 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/127485 621.436.2 ru Энерготехнологии и ресурсосбережение Інститут газу НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Охрана окружающей среды Охрана окружающей среды |
| spellingShingle |
Охрана окружающей среды Охрана окружающей среды Пылёв, В.А. Клименко, А.Н. Улучшение эколого-экономических показателей дизеля с учетом модели эксплуатации транспортного средства Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| description |
Проведен анализ возможности комплексного улучшения показателей токсичности и топливной экономичности автомобильного и тракторного дизелей при одновременном поддержании достаточного уровня надежности ихконструкции за счет использования систем автоматического регулирования теплового состояния. На основе данных проведенного моторного эксперимента решена компромиссная задача по оптимизации эколого-экономических показателей на каждом режиме заданноймоделиэксплуатациидвигателей. В качестве управляющих факторов предложено использовать режимные параметры — частоту вращения коленчатого вала и нагрузку двигателя, в качестве управляемых — угол опережения подачи топлива и температурное состояние поршней. Выполнена оценка экологического эффекта от предложенных мероприятий за период эксплуатации дизеля. Предложены характеристические карты управления системой автоматического регулирования теплового состояния поршней дизеля 4ЧН12/14. |
| format |
Article |
| author |
Пылёв, В.А. Клименко, А.Н. |
| author_facet |
Пылёв, В.А. Клименко, А.Н. |
| author_sort |
Пылёв, В.А. |
| title |
Улучшение эколого-экономических показателей дизеля с учетом модели эксплуатации транспортного средства |
| title_short |
Улучшение эколого-экономических показателей дизеля с учетом модели эксплуатации транспортного средства |
| title_full |
Улучшение эколого-экономических показателей дизеля с учетом модели эксплуатации транспортного средства |
| title_fullStr |
Улучшение эколого-экономических показателей дизеля с учетом модели эксплуатации транспортного средства |
| title_full_unstemmed |
Улучшение эколого-экономических показателей дизеля с учетом модели эксплуатации транспортного средства |
| title_sort |
улучшение эколого-экономических показателей дизеля с учетом модели эксплуатации транспортного средства |
| publisher |
Інститут газу НАН України |
| publishDate |
2015 |
| topic_facet |
Охрана окружающей среды |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/127485 |
| citation_txt |
Улучшение эколого-экономических показателей дизеля с учетом модели эксплуатации транспортного средства / В.А. Пылёв, А.Н. Клименко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2015. — № 3. — С. 37-46. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
| series |
Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| work_keys_str_mv |
AT pylëvva ulučšenieékologoékonomičeskihpokazatelejdizelâsučetommodeliékspluataciitransportnogosredstva AT klimenkoan ulučšenieékologoékonomičeskihpokazatelejdizelâsučetommodeliékspluataciitransportnogosredstva |
| first_indexed |
2025-07-09T07:06:31Z |
| last_indexed |
2025-07-09T07:06:31Z |
| _version_ |
1837152122464894976 |
| fulltext |
References
1. Zevenhoven R., Kilpinen P. Control of pollutants in
flue gases and fuel gases. — Espoo : Helsinki Univer-
sity of Technology. Nordic Energy Research
Programme. Solid Fuel Committee, February 2004. —
Espoo/Turku, Finland.
2. Directive 2010/75/EU of the European Parliament and
of the Council of 24 November 2010 on industrial emis-
sions (integrated pollution prevention and control)
(Recast), Official Journal L334, 2010, pp. 17–119.
3. Rozporiadzhennia Kabinetu Ministriv Ukrainy Pro
implementatsiiu Uhody pro Asotsiatsiiu mizh
Ukrainoiu ta Yevropeiskym Soiuzom, Yevropeiskym
spivtovarystvom z atomnoi enerhii i yikhnimy
derzhavamy-chlenamy vid 17 veresnia 2014 r. ¹
847-r, Uriadovyi kurier, 08.10.2014 (185). (Ukr.)
4. Integrated pollution prevention and control. Reference
Document on Best Available Techniques for Large Com-
bustion Plants. European Commission. Institute for Pro-
spective Technological Studies (Seville), July 2006, 607
p. — Access mode: http://www.ipts.jrc.ec.europa.eu.
5. Kohl A.I. Gas purification. Houston : Gulf Publish-
ing Company, 1997, 1403 p.
6. Evans A.P., Miller C., Pouliot S. Operational Expe-
rience of Commercial, Full Scale Ammonia-Based
Wet FGD for Over a Decade, Coal-Gen 2009, Char-
lotte, North Carolina, USA, 2009, 19 p.
7. Volchyn I., Iasynetskyi A., Przybylski W., Maicher M.
Semy-Dry Delsulphurisation for Coal Boilers, Proc. of
7-th International Conference on Clean Coal Technolo-
gies (CCT2015), Krakow, Poland, 17–21 May, 2015.
IEA Clean Coal Centre. — Access mode: http://
cct2015.org/ibis/CCT2015/home
8. Srivastava R.K., Jozewicz W. Flue gas desulphurisa-
tion: the state of the art, Journal of the Air &
Waste Management Association, 2001.
9. Volchyn ².À., Karatsuba À.S., Kolomiets A.Ì.
Matematychne modeliuvannia napivsukhoho
metodu sirkoochyshchennia [Mathematical Model-
ing of Semi-Dry Method for Desulfurization,
Jenerhetyka ta elektryfikatsiia [Energetics and
Electrification], 2005, (8), pp. 45–49 (Ukr.)
10. Kolomiiets O.M., Yasynetskyi A.O. Modeliuvannia
napivsukhoho amiachnoho metodu vydalennia
dioksydu sirky [Modeling of Semi-Dry Ammonia
Method of Removing of Sulfur Dioxide,
Jenerhotekhnolohii i resursozberezhenije [Energy
Technologies and Resource Saving], 2014, (5–6), pp.
69–77. (Ukr.)
11. Volchyn I., Karatsuba A., Rudenko L. Features of
use of limestone and lime in wet desulphurisation
technology, Research Journal of Engineering Sci-
ences, 2014, 3, Iss. 8, pp. 1–6.
12. Vance J.L., Peters L.K. Aerosol Formation Result-
ing from the Reaction of Ammonia and Sulfur Diox-
ide, The Journal of Industrial & Engineering Chem-
istry, 1976, 15 (3), pp. 202–214.
13. Hartley E.M., Matleson Sulfur Dioxide Reactions with
Ammonia in Humid Air, The Journal of Industrial &
Engineering Chemistry, 1975, 14 (1), pp. 67–78.
14. Landreth R., de Pena R.G., Helcklen J. Thermody-
namics of the Reaction of Ammonia and Sulfur Di-
oxide in the Presence of Water Vapor, The Journal
of Physical Chemistry, 1975, 79 (17), pp.
1785–1796.
Received June 22, 2015
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2015. ¹ 3 37
ÓÄÊ 621.436.2
Ïûë¸â Â.À., äîêò. òåõí. íàóê, Êëèìåíêî À.Í., àñïèðàíò
Íàöèîíàëüíûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò «ÕÏÈ», Õàðüêîâ
óë. Ôðóíçå, 21, 61002 Õàðüêîâ, Óêðàèíà, e-mail: dvs@kpi.kharkov.ua
Óëó÷øåíèå ýêîëîãî-ýêîíîìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé äèçåëÿ
ñ ó÷åòîì ìîäåëè ýêñïëóàòàöèè òðàíñïîðòíîãî ñðåäñòâà
Ïðîâåäåí àíàëèç âîçìîæíîñòè êîìïëåêñíîãî óëó÷øåíèÿ ïîêàçàòåëåé òîêñè÷íîñòè è òîï-
ëèâíîé ýêîíîìè÷íîñòè àâòîìîáèëüíîãî è òðàêòîðíîãî äèçåëåé ïðè îäíîâðåìåííîì ïîä-
äåðæàíèè äîñòàòî÷íîãî óðîâíÿ íàäåæíîñòè èõ êîíñòðóêöèè çà ñ÷åò èñïîëüçîâàíèÿ ñèñòåì
àâòîìàòè÷åñêîãî ðåãóëèðîâàíèÿ òåïëîâîãî ñîñòîÿíèÿ. Íà îñíîâå äàííûõ ïðîâåäåííîãî
ìîòîðíîãî ýêñïåðèìåíòà ðåøåíà êîìïðîìèññíàÿ çàäà÷à ïî îïòèìèçàöèè ýêîëîãî-ýêîíîìè-
÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé íà êàæäîì ðåæèìå çàäàííîé ìîäåëè ýêñïëóàòàöèè äâèãàòåëåé.  êà-
÷åñòâå óïðàâëÿþùèõ ôàêòîðîâ ïðåäëîæåíî èñïîëüçîâàòü ðåæèìíûå ïàðàìåòðû — ÷àñòî-
òó âðàùåíèÿ êîëåí÷àòîãî âàëà è íàãðóçêó äâèãàòåëÿ, â êà÷åñòâå óïðàâëÿåìûõ — óãîë
îïåðåæåíèÿ ïîäà÷è òîïëèâà è òåìïåðàòóðíîå ñîñòîÿíèå ïîðøíåé. Âûïîëíåíà îöåíêà ýêî-
ëîãè÷åñêîãî ýôôåêòà îò ïðåäëîæåííûõ ìåðîïðèÿòèé çà ïåðèîä ýêñïëóàòàöèè äèçåëÿ.
Ïðåäëîæåíû õàðàêòåðèñòè÷åñêèå êàðòû óïðàâëåíèÿ ñèñòåìîé àâòîìàòè÷åñêîãî ðåãóëèðî-
âàíèÿ òåïëîâîãî ñîñòîÿíèÿ ïîðøíåé äèçåëÿ 4×Í12/14. Áèáë. 17, ðèñ. 2, òàáë. 3.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: àâòîìàòè÷åñêîå ðåãóëèðîâàíèå, ýêîíîìè÷íîñòü äâèãàòåëÿ, äûìíîñòü,
òâåðäûå ÷àñòèöû, îêñèäû àçîòà, ìîäåëü ýêñïëóàòàöèè, îïòèìèçàöèÿ.
� Ïûë¸â Â.À., Êëèìåíêî À.Í., 2015
Îñîáåííîñòüþ ñîâðåìåííîãî ýòàïà ðàçâèòèÿ
äâèãàòåëåé âíóòðåííåãî ñãîðàíèÿ (ÄÂÑ) ÿâëÿ-
åòñÿ ïîâûøåíèå óðîâíÿ èõ ýêîëîãèçàöèè êàê
ñîñòàâëÿþùåé ãëîáàëüíîé ïðîáëåìû ïðåîäîëå-
íèÿ ýêîëîãè÷åñêîãî êðèçèñà. Ïðè ýòîì èçâåñò-
íûå ïóòè ýêîëîãèçàöèè ÄÂÑ ïðîòèâîðå÷àò ïðî-
áëåìàòèêå ñîêðàùåíèÿ íåïðîèçâîäñòâåííûõ ïî-
òåðü ýíåðãåòè÷åñêèõ ðåñóðñîâ, îáåñïå÷åíèþ ðå-
ñóðñíîé ïðî÷íîñòè òåïëîíàïðÿæåííûõ äåòàëåé.
Óêàçàííîå ÿâëåíèå îñîáåííî àêòóàëüíî äëÿ
ÄÂÑ òðàíñïîðòíûõ ìàøèí, ðàáîòàþùèõ â øè-
ðîêîì äèàïàçîíå ïîñòîÿííî èçìåíÿþùèõñÿ íà-
ãðóçîê.
Ó÷èòûâàÿ òî, ÷òî äâèãàòåëè ÄÂÑ â áëè-
æàéøèå äåñÿòèëåòèÿ áóäóò îñòàâàòüñÿ îñíîâíû-
ìè óñòàíîâêàìè ïî âûðàáîòêå ìåõàíè÷åñêîé
ýíåðãèè, èõ ñîâåðøåíñòâîâàíèå â çíà÷èòåëüíîé
ñòåïåíè áóäåò îïðåäåëÿòü ðàçâèòèå ìîáèëüíûõ
ýíåðãîóñòàíîâîê â Óêðàèíå è ìèðå.
Óêàçàííàÿ òåíäåíöèÿ óâåëè÷èâàåò òåõíî-
ãåííóþ íàãðóçêó íà îêðóæàþùóþ ñðåäó, èíòåí-
ñèôèöèðóåò èñïîëüçîâàíèå ñûðüåâûõ íåâîçîá-
íîâëÿåìûõ è âîçîáíîâëÿåìûõ ïðèðîäíûõ ðå-
ñóðñîâ è âëèÿåò íà ýôôåêòèâíîñòü ìíîãèõ îò-
ðàñëåé ýêîíîìèêè è êà÷åñòâî æèçíè ÷åëîâåêà.
 ñâÿçè ñ ýòèì îáùåå íàïðàâëåíèå ðàçâèòèÿ è
ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ ÄÂÑ ñâÿçàíî ñ èññëåäîâà-
íèÿìè íîâûõ ýôôåêòèâíûõ ïîäõîäîâ ïî êîì-
ïëåêñíîìó äîñòèæåíèþ ïðîãðåññèâíûõ ïîêàçà-
òåëåé èõ ýêîëîãè÷íîñòè, ýêîíîìè÷íîñòè, ðå-
ñóðñíîé ïðî÷íîñòè ïðè ïîñòîÿííîì ðîñòå óäåëü-
íîé ìîùíîñòè äâèãàòåëåé òðàíñïîðòíûõ ìàøèí.
Îáùåïðèíÿòîé ìèðîâîé òåíäåíöèåé äàëü-
íåéøåãî ðàçâèòèÿ ÄÂÑ ÿâëÿåòñÿ âíåäðåíèå ñèñ-
òåì àâòîìàòèçèðîâàííîãî óïðàâëåíèÿ èõ ïàðà-
ìåòðàìè íà îñíîâå ìèêðîïðîöåññîðíîé òåõíèêè.
Ïðè ýòîì íàèáîëåå ïåðñïåêòèâíîå íàïðàâëåíèå
ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ ÄÂÑ ïðåäóñìàòðèâàåò ñîç-
äàíèå ñèñòåì, ïîçâîëÿþùèõ êîìïëåêñíî ðåøàòü
çàäà÷è îïòèìèçàöèè òîïëèâíîé ýêîíîìè÷íîñòè,
ýìèññèè âðåäíûõ âåùåñòâ, íàäåæíîñòè è äðóãèõ
êðèòåðèåâ êà÷åñòâà êîíñòðóêöèè.
 ðàìêàõ îïèñàííîé âûøå òåíäåíöèè ïîâû-
øåíèå ýôôåêòèâíîñòè ÄÂÑ, â òîì ÷èñëå ïîäðà-
çóìåâàþùåå óëó÷øåíèå ýêîëîãè÷åñêèõ è ýêîíî-
ìè÷åñêèõ åãî ïîêàçàòåëåé, ñâÿçàíî ñ ðàöèîíàëü-
íûì ðåãóëèðîâàíèåì òåïëîâîãî ñîñòîÿíèÿ äâè-
ãàòåëÿ, â ÷àñòíîñòè, òåïëîâîãî ñîñòîÿíèÿ ïîðø-
íåé (ÒÑÏ) êàê îäíîé èç íàèáîëåå òåïëîíàïðÿ-
æåííûõ åãî äåòàëåé.
Öåëü ðàáîòû — èññëåäîâàíèå âîçìîæíîñòè
êîìïëåêñíîãî óëó÷øåíèÿ ïîêàçàòåëåé òîïëèâ-
íîé ýêîíîìè÷íîñòè è ýêîëîãè÷íîñòè òðàíñïîðò-
íîãî äèçåëÿ ïðè îäíîâðåìåííîì ïîääåðæàíèè
äîñòàòî÷íîãî óðîâíÿ íàäåæíîñòè êîíñòðóêöèè
íà îñíîâå ïðèìåíåíèÿ ðåãóëèðóåìîãî ìàñëÿíîãî
îõëàæäåíèÿ åãî ïîðøíåé.
Àíàëèç ëèòåðàòóðû
Ïîâûøåíèå óðîâíÿ ôîðñèðîâàíèÿ ÄÂÑ ñó-
ùåñòâåííî âëèÿåò íà ðåñóðñ äåòàëåé êàìåðû
ñãîðàíèÿ, â ÷àñòíîñòè, ïîðøíÿ. Îáåñïå÷åíèå
äîñòàòî÷íîãî óðîâíÿ íàäåæíîñòè ïîðøíåé â
áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ äîñòèãàåòñÿ ïðèìåíåíèåì
ïðèíóäèòåëüíîãî ìàñëÿíîãî èõ îõëàæäåíèÿ [1,
2]. Îäíàêî àíàëèç òåõíè÷åñêîé ëèòåðàòóðû
[3–8] ïîêàçûâàåò íåöåëåñîîáðàçíîñòü ïðèìåíå-
íèÿ ïðèíóäèòåëüíîãî ìàñëÿíîãî îõëàæäåíèÿ
ïîðøíåé âî âñåì äèàïàçîíå ýêñïëóàòàöèîííûõ
ðåæèìîâ äèçåëÿ âñëåäñòâèå óõóäøåíèÿ ïîêàçà-
òåëåé ÄÂÑ íà ÷àñòè÷íûõ, íåíîìèíàëüíûõ íà-
ãðóçêàõ. Òàê, â ðàáîòàõ [3, 4] âûÿâëåíî óâåëè-
÷åíèå óðîâíÿ òåðìè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé â òåëå
ïîðøíÿ ïðè ïåðåõîäíûõ ïðîöåññàõ ïî ïðè÷èíå
ïåðåîõëàæäåíèÿ åãî íà ðåæèìàõ ÷àñòè÷íûõ íà-
ãðóçîê. Òàêæå ñíèæåíèå íàäåæíîñòè êîíñòðóê-
öèè èìååò ìåñòî âñëåäñòâèå óñêîðåííîãî ñòàðå-
íèÿ ìàñëà, ÷òî ñâÿçàíî ñ ïðèìåíåíèåì íåðåãó-
ëèðóåìîãî îõëàæäåíèÿ ïîðøíåé [5, 6]. Êðîìå
òîãî, íåðåãóëèðóåìîå îõëàæäåíèå ïîðøíåé è
ñâÿçàííîå ñ ýòèì èõ ïåðåîõëàæäåíèå íà íåíîìè-
íàëüíûõ íàãðóçêàõ ïðèâîäèò ê óâåëè÷åíèþ îò-
íîñèòåëüíûõ òåïëîâûõ ïîòåðü â ñòåíêè êàìåðû
ñãîðàíèÿ, à ñëåäîâàòåëüíî, ê óõóäøåíèþ ýêîëî-
ãî-ýêîíîìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé ÄÂÑ [3, 5, 7].
 ðàáîòå [3] äëÿ íèâåëèðîâàíèÿ ïåðå÷èñ-
ëåííûõ íåãàòèâíûõ ÿâëåíèé áûëà ïðåäëîæåíà
êîíöåïöèÿ ðåàëüíîãî àâòîìàòè÷åñêîãî ðåãóëè-
ðîâàíèÿ ÒÑÏ, ïðåäïîëàãàþùàÿ ïîâûøåíèå òåì-
ïåðàòóðû ïîðøíÿ íà ÷àñòè÷íûõ ðåæèìàõ ðàáî-
òû ÄÂÑ ïðè íåèçìåííîì óðîâíå åãî òåìïåðàòó-
ðû íà òÿæåëûõ ðåæèìàõ. Ðåàëèçàöèÿ òàêîãî ðå-
ãóëèðîâàíèÿ íà òðàêòîðíîì äèçåëå 6×Í13/11,5
ïîçâîëèëà íà ÷àñòè÷íûõ ðåæèìàõ ñíèçèòü äûì-
íîñòü îòðàáîòàâøèõ ãàçîâ (ÎÃ) íà 20–50 %,
ðàñõîä òîïëèâà — íà 1–3 %, à òàêæå ïîâûñèòü
íà 30 % äîëãîâå÷íîñòü ïîðøíåé.
Ðåçóëüòàòû ðàáîòû [7] ïîêàçàëè, ÷òî îò-
êëþ÷åíèå îõëàæäåíèÿ ïîðøíåé òðàíñïîðòíîãî
äèçåëÿ òèïà ×Í21/21 íà ðåæèìàõ õîëîñòîãî
õîäà è ìàëûõ íàãðóçîê ïðèâîäèò ê óëó÷øåíèþ
òîïëèâíîé ýêîíîìè÷íîñòè è ñíèæåíèþ ñîäåðæà-
íèÿ ïðîäóêòîâ íåïîëíîãî ñãîðàíèÿ â ÎÃ. Ïðè
ýòîì íåñêîëüêî ïîâûñèëàñü êîíöåíòðàöèÿ NOx.
Ïîëó÷åííûé ýôôåêò àâòîðû îáúÿñíÿþò èíòåí-
ñèôèêàöèåé ïðîöåññîâ èñïàðåíèÿ òîïëèâà è
ñìåñåîáðàçîâàíèÿ, ñîêðàùåíèåì ïåðèîäà çà-
äåðæêè âîñïëàìåíåíèÿ, âûçâàííûìè ïîâûøåíè-
åì òåìïåðàòóðû êàìåðû ñãîðàíèÿ.
Èçâåñòíûå èññëåäîâàíèÿ ýôôåêòèâíîñòè
ðåãóëèðîâàíèÿ ÒÑÏ òðàíñïîðòíûõ äèçåëåé [5,
9] òàêæå ïîäòâåðæäàþò ïîëîæèòåëüíîå âëèÿíèå
38 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2015. ¹ 3
ïîñëåäíåãî íà ïîêàçàòåëè ýêîëîãè÷íîñòè è òîï-
ëèâíîé ýêîíîìè÷íîñòè.
 äâèãàòåëåñòðîåíèè íà ñîâðåìåííîì ýòàïå
åãî ðàçâèòèÿ ïîÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü óñîâåðøåí-
ñòâîâàíèÿ ðåãóëèðîâàíèÿ ÒÑÏ ïîñðåäñòâîì ïåðå-
õîäà ê ñèñòåìàì, îñíîâàííûì íà âíåäðåíèè ìèê-
ðîïðîöåññîðíîé òåõíèêè è ýëåêòðîííîãî óïðàâëå-
íèÿ ïðîöåññîì ðåãóëèðîâàíèÿ. Ïîäòâåðæäåíèåì
ýòîãî ñëóæàò ïåðñïåêòèâíûå ðàçðàáîòêè âåäóùèõ
ìèðîâûõ ôèðì-ïðîèçâîäèòåëåé ÄÂÑ — Delphi
Technologies [10] è Volkswagen [11].
Îäíàêî ïðèìåíÿåìûå â ïåðå÷èñëåííûõ ðà-
áîòàõ àëãîðèòìû óëó÷øåíèÿ ïîêàçàòåëåé ýêîëî-
ãè÷íîñòè, òîïëèâíîé ýêîíîìè÷íîñòè è íàäåæíî-
ñòè äâèãàòåëåé àâòîðàìè íå ðàñêðûâàþòñÿ. Îñòà-
þòñÿ íåèçâåñòíûìè òåîðåòè÷åñêèå îñíîâû ðåãó-
ëèðîâàíèÿ ÒÑÏ ñîâðåìåííûõ è ïåðñïåêòèâíûõ
ÄÂÑ, à òàêæå ïðèíöèïû è ñïîñîáû ó÷åòà óïðàâ-
ëÿþùèõ ïàðàìåòðîâ.
Òàêèì îáðàçîì, àêòóàëüíûìè îñòàþòñÿ âî-
ïðîñû, ñâÿçàííûå ñ èññëåäîâàíèåì ýôôåêòèâíî-
ñòè ïðèìåíåíèÿ àâòîìàòè÷åñêîãî ðåãóëèðîâàíèÿ
ÒÑÏ ñ öåëüþ óëó÷øåíèÿ ýêîëîãî-ýêîíîìè÷å-
ñêèõ ïîêàçàòåëåé ñîâðåìåííûõ ÄÂÑ, à òàêæå
ïîâûøåíèÿ íàäåæíîñòè èõ êîíñòðóêöèè. Àêòó-
àëüíîñòü è íåîáõîäèìîñòü äàííîãî íàïðàâëåíèÿ
èññëåäîâàíèé îïðåäåëÿþòñÿ ïîñòîÿííî óæåñòî-
÷àþùèìèñÿ òðåáîâàíèÿìè ê ýêîëîãè÷íîñòè ñî-
âðåìåííûõ òðàíñïîðòíûõ ñðåäñòâ.
Îöåíêà ýôôåêòèâíîñòè ïðèìåíåíèÿ
àâòîìàòè÷åñêîãî ðåãóëèðîâàíèÿ ÒÑÏ
òðàíñïîðòíûõ ÄÂÑ
Ñ öåëüþ ïîëó÷åíèÿ èñõîäíûõ äàííûõ, íå-
îáõîäèìûõ äëÿ ðåøåíèÿ ïîñòàâëåííîé çàäà÷è,
áûë ïðîâåäåí ìîòîðíûé ýêñïåðèìåíò ñ èñïîëü-
çîâàíèåì îïûòíîãî îáðàçöà àâòîòðàêòîðíîãî äè-
çåëÿ òèïà 4×Í12/14 [12]. Äëÿ ðåãèñòðàöèè íå-
îáõîäèìûõ ïîêàçàòåëåé (òåïëîâîå ñîñòîÿíèå äå-
òàëåé ÄÂÑ, ðàñõîä òîïëèâà, ýêîëîãè÷åñêèå ïî-
êàçàòåëè) ëàáîðàòîðíûé ñòåíä áûë îñíàùåí èç-
ìåðèòåëüíûìè êîìïëåêñàìè ñ ïðèìåíåíèåì
ìèêðîïðîöåññîðíîé òåõíèêè è ÝÂÌ. Âîçìîæ-
íîñòü ðåãóëèðîâàíèÿ ÒÑÏ îáåñïå÷èâàëàñü óñòà-
íîâêîé ðàçðàáîòàííûõ çàïîðíûõ îðãàíîâ â
ôîðñóíêè ñòðóéíîãî ìàñëÿíîãî îõëàæäåíèÿ.
Èñïûòàíèÿ ïîâòîðÿëèñü ïðè âêëþ÷åííîì è
âûêëþ÷åííîì ìàñëÿíîì îõëàæäåíèè ïîðøíåé ñ
âàðüèðóåìûìè â ïðåäåëàõ îò 18 äî 24 ãðàäóñîâ
ïîâîðîòà êîëåí÷àòîãî âàëà (ãð.ï.ê.â.) çíà÷åíèÿ-
ìè óãëà îïåðåæåíèÿ ïîäà÷è òîïëèâà �. Ïðè
ýòîì ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåæèìû âûáèðàëèñü
ñ ó÷åòîì îáåñïå÷åíèÿ âîçìîæíîñòè ïðîâåäå-
íèÿ ðåãðåññèîííîãî àíàëèçà ðåçóëüòàòîâ ýêñ-
ïåðèìåíòà.
Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòàëüíîãî èññëåäîâà-
íèÿ ïîêàçàëè, ÷òî îòêëþ÷åíèå îõëàæäåíèÿ
ïîðøíåé ïðèâîäèò ê âûðàâíèâàíèþ òåìïåðàòóð
ïî òåëó ïîðøíÿ, ÷òî ïîëîæèòåëüíî âëèÿåò íà
åãî ðåñóðñíóþ ïðî÷íîñòü. Ýòî ïîëîæåíèå áûëî
ïîäòâåðæäåíî â ðàñ÷åòíî-ýêñïåðèìåíòàëüíîì
èññëåäîâàíèè [13], êîòîðîå ïîêàçàëî, ÷òî ïðè-
ìåíåíèå ðåãóëèðîâàíèÿ òåïëîâîãî ñîñòîÿíèÿ
ïîðøíåé ïîâûøàåò â 2 è áîëåå ðàç èõ ðåñóðñ-
íóþ ïðî÷íîñòü.
Äàííûå íàòóðíîãî ýêñïåðèìåíòà ñâèäåòåëü-
ñòâóþò î òîì, ÷òî ïðè óâåëè÷åíèè òåìïåðàòóðû
êàìåðû ñãîðàíèÿ, ñîïóòñòâóþùåì îòêëþ÷åíèþ
ìàñëÿíîãî îõëàæäåíèÿ ïîðøíåé, ïðîèñõîäèò
ñíèæåíèå ðàñõîäà òîïëèâà, îñîáåííî íà ÷àñòè÷-
íûõ ðåæèìàõ, êîãäà ýôôåêò äîñòèãàåò
28 ã/êÂò·÷.  ñëó÷àå ðåãóëèðîâàíèÿ èíòåíñèâ-
íîñòè ìàñëÿíîãî îõëàæäåíèÿ çà ñ÷åò, íàïðèìåð,
óïðàâëÿåìîé ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ìàñëÿíîãî íà-
ñîñà ýôôåêò ïî ðàñõîäó òîïëèâà âîçðàñòåò â ðå-
çóëüòàòå óìåíüøåíèÿ ìåõàíè÷åñêèõ ïîòåðü íà
ïðèâîä íàñîñà.
Ðåçóëüòàòû ýêîëîãè÷åñêîé ÷àñòè ýêñïåðè-
ìåíòàëüíîãî èññëåäîâàíèÿ ïðåäñòàâëåíû íà
ðèñ.1, ãäå èññëåäóåìûå ïîêàçàòåëè ýêîëîãè÷íî-
ñòè ÄÂÑ ïðèâåäåíû ïðè ðàçëè÷íûõ � â çàâèñè-
ìîñòè îò ÷àñòîòû âðàùåíèÿ êîëåí÷àòîãî âàëà n
è íàãðóçêè äâèãàòåëÿ, âûðàæåííîé ïàðàìåòðîì
ñðåäíåýôôåêòèâíîãî äàâëåíèÿ pe.
Èç ðèñ.1, à, á âèäíî, ÷òî ïðè îòêëþ÷åíèè
îõëàæäåíèÿ ïîðøíåé ïðîèñõîäèò âîçðàñòàíèå
êîíöåíòðàöèè NOx â ÎÃ äèçåëÿ, êîòîðàÿ ñ óâå-
ëè÷åíèåì � è íàãðóçêè, à òàêæå ïðè óìåíüøå-
íèè n ñòàíîâèòñÿ ñóùåñòâåííûì.
Îäíîâðåìåííî ñ ýòèì äûìíîñòü ÎÃ ñíèæà-
åòñÿ âî âñåì äèàïàçîíå ýêñïëóàòàöèîííûõ ðå-
æèìîâ ðàáîòû äèçåëÿ (ðèñ.1, â, ã), è íà ðåæè-
ìå íîìèíàëüíîé íàãðóçêè ýôôåêò äîñòèãàåò
11 %. Èç ðèñ.1, â, ã òàêæå ñëåäóåò, ÷òî óâåëè-
÷åíèå � ñïîñîáñòâóåò ñíèæåíèþ äûìíîñòè ÎÃ
âî âñåì ýêñïëóàòàöèîííîì äèàïàçîíå.
Òàêèì îáðàçîì, ïî ðåçóëüòàòàì ïðîâåäåííî-
ãî ýêñïåðèìåíòàëüíîãî èññëåäîâàíèÿ ïîëó÷åíû
äàííûå î íåîäíîçíà÷íîì âëèÿíèè íà ïîêàçàòåëè
ÄÂÑ ìàñëÿíîãî îõëàæäåíèÿ ïîðøíåé. Ïîâûøå-
íèå òåìïåðàòóðû äåòàëåé êàìåðû ñãîðàíèÿ ïî-
ëîæèòåëüíî âëèÿåò íà òîïëèâíóþ ýêîíîìè÷-
íîñòü è äûìíîñòü ÎÃ âî âñåì äèàïàçîíå ýêñ-
ïëóàòàöèîííûõ ðåæèìîâ òðàíñïîðòíîãî ñðåäñò-
âà. Ïðè ýòîì ìàêñèìàëüíûé ýôôåêò ïî òîïëèâ-
íîé ýêîíîìè÷íîñòè èìååò ìåñòî íà ðåæèìàõ,
áëèçêèõ ê õîëîñòîìó õîäó, à ïî äûìíîñòè — íà
ìàêñèìàëüíî íàãðóæåííûõ. Òàêæå íà ÷àñòè÷-
íûõ ðåæèìàõ âûÿâëåíî áëàãîïðèÿòíîå âëèÿíèå
óêàçàííûõ ìåðîïðèÿòèé íà íàäåæíîñòü êîíñò-
ðóêöèè.
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2015. ¹ 3 39
Îäíàêî óìåíüøåíèå èíòåíñèâíîñòè îõëàæ-
äåíèÿ ïîðøíåé â êîìïëåêñå ñ óâåëè÷åíèåì �
ïðèâîäèò ê ïîâûøåíèþ êîíöåíòðàöèè NOx â
ÎÃ íà âñåì äèàïàçîíå ðåæèìîâ, à òàêæå ê ñíè-
æåíèþ ðåñóðñíîé ïðî÷íîñòè äåòàëåé êàìåðû
ñãîðàíèÿ íà íàãðóæåííûõ ðåæèìàõ.
Ñ ó÷åòîì âûøåèçëîæåííîãî, íàïðàâëåíèå
äàëüíåéøåãî èññëåäîâàíèÿ ñâÿçàíî ñ àíàëèçîì
ðåæèìîâ ðàáîòû òðàíñïîðòíîãî ñðåäñòâà ñ öå-
ëüþ îïðåäåëåíèÿ òàêèõ, íà êîòîðûõ öåëåñîîá-
ðàçíî îòêëþ÷åíèå ìàñëÿíîãî îõëàæäåíèÿ ïîðø-
íåé ïðè îäíîâðåìåííîì óïðàâëåíèè óãëîì îïå-
ðåæåíèÿ ïîäà÷è òîïëèâà ñ öåëüþ êîìïëåêñíîãî
óëó÷øåíèÿ ïîêàçàòåëåé ÄÂÑ.
Äëÿ êîìïëåêñíîé îöåíêè êà÷åñòâà ðàáîòû
ÄÂÑ ïðåäëîæåíà ìåòîäèêà, îñíîâàííàÿ íà ïî-
èñêå îïòèìàëüíîãî ñî÷åòàíèÿ óïðàâëÿþùèõ
ôàêòîðîâ äëÿ êàæäîãî ðåæèìà ìîäåëè ýêñïëóà-
òàöèè äèçåëÿ. Ìåòîäèêà ïðåäïîëàãàåò ïðèìåíå-
íèå îáîáùåííîé ôóíêöèè æåëàòåëüíîñòè Õàð-
ðèíãòîíà [14, 15]. Ðàññìîòðåíû ÷åòûðå êðèòå-
ðèÿ êà÷åñòâà ÄÂÑ. Ïðè ýòîì, ñîãëàñíî ðåêî-
ìåíäàöèÿì [16], äëÿ îöåíêè ýêîëîãî-ýêîíîìè÷å-
ñêîãî óùåðáà îò òîêñè÷åñêèõ êîìïîíåíòîâ ÎÃ
äèçåëåé ó÷òåíû ëèøü âûáðîñû NOx è òâåðäûõ
÷àñòèö:
D = (d1 d2 d3 d4)1/4 � 1,
ãäå d1 — ÷àñòè÷íàÿ ôóíêöèÿ æåëàòåëüíîñòè
óäåëüíîãî ýôôåêòèâíîãî ðàñõîäà òîïëèâà ge; d2,
d3 — ÷àñòè÷íûå ôóíêöèè æåëàòåëüíîñòè ýìèññèè
âðåäíûõ âåùåñòâ (êîíöåíòðàöèè NOx è òâåðäûõ
÷àñòèö â Îà ñîîòâåòñòâåííî); d4 — ÷àñòè÷íàÿ
ôóíêöèÿ æåëàòåëüíîñòè ðåñóðñíîé ïðî÷íîñòè
êîíñòðóêöèè.
 ðàñ÷åòíîì èññëåäîâàíèè èñïîëüçîâàëèñü
äàííûå ïðîâåäåííîãî ýêñïåðèìåíòà, ïðè ýòîì
êîíöåíòðàöèÿ òâåðäûõ ÷àñòèö ðàññ÷èòûâàëàñü
ïî ýêñïåðèìåíòàëüíûì çíà÷åíèÿì äûìíîñòè ÎÃ
ïî çàâèñèìîñòè Àëêèäàñà [17]:
ãäå B — äûìíîñòü ïî øêàëå Áîø.
 êà÷åñòâå êðèòåðèÿ ðåñóðñíîé ïðî÷íî-
ñòè ïîðøíÿ, ÿâëÿþùåãîñÿ îãðàíè÷åíèåì â
ïðîöåññå ðåãóëèðîâàíèÿ, â ðàáîòå èñïîëüçî-
âàëàñü ðàñ÷åòíàÿ âåëè÷èíà íàêîïëåííûõ ïî-
âðåæäåíèé dfs, âûçâàííûõ ñîâìåñòíûì äåéñò-
âèåì ïðîöåññîâ óñòàëîñòè è ïîëçó÷åñòè ìàòå-
ðèàëà [14]:
40 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2015. ¹ 3
Ðèñ.1. Âëèÿíèå ìàñëÿíîãî îõëàæäåíèÿ ïîðøíåé íà ýìèññèþ îêñèäîâ àçîòà (à, á) è äûìíîñòü ÎÃ (â, ã) ïðè ïîëîæåíèÿõ,
êîãäà îõëàæäåíèå âêëþ÷åíî (à, â) è âûêëþ÷åíî (á, ã) ïðè ðàçíûõ �, ãð.ï.ê.â.: 1 — 18; 2 —21; 3 — 24.
ãäå Nfk — êîëè÷åñòâî öèêëîâ äî ðàçðóøåíèÿ ìà-
òåðèàëà â óñëîâèÿõ k-ãî öèêëà íàãðóæåíèÿ
ïîðøíÿ; U* — êðèòè÷åñêàÿ âåëè÷èíà óäåëüíîé
ýíåðãèè ðàññåèâàíèÿ â óñëîâèÿõ öèêëè÷åñêîé
ïîëçó÷åñòè; Uk — óäåëüíàÿ ýíåðãèÿ ðàññåèâàíèÿ
ïðè ïîëçó÷åñòè â óñëîâèÿõ k-ãî öèêëà íàãðóæå-
íèÿ ïîðøíÿ; j — êîëè÷åñòâî ïðåäñòàâèòåëüíûõ
ïåðåõîäíûõ ïðîöåññîâ òåîðåòè÷åñêîé íåñòàöèî-
íàðíîé ìîäåëè ýêñïëóàòàöèè äâèãàòåëÿ ìåæäó
õàðàêòåðíûìè i-ìè ñòàöèîíàðíûìè ðåæèìàìè;
k — êîëè÷åñòâî îäèíàêîâûõ öèêëîâ íàãðóæåíèÿ
õàðàêòåðíîãî j-ãî ïåðåõîäíîãî ïðîöåññà.
Ñâÿçü ìåæäó ÷àñòè÷íûìè ôóíêöèÿìè æåëà-
òåëüíîñòè è äåéñòâèòåëüíûìè çíà÷åíèÿìè êðè-
òåðèåâ êà÷åñòâà îïðåäåëÿåòñÿ çàâèñèìîñòüþ:
dl = exp [–exp (a + b fl)]; l = 1–4,
ãäå fl — èñòèííîå çíà÷åíèå ïàðàìåòðà êà÷åñòâà
êîíñòðóêöèè.
Çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòîâ a è b îïðåäåëÿ-
þòñÿ ïî ïîëó÷åííûì ðàíåå ýêñïåðèìåíòàëüíûì
äàííûì íà îñíîâå ó÷åòà ëó÷øåãî è õóäøåãî
çíà÷åíèé êàæäîãî êðèòåðèÿ êà÷åñòâà íà îòäåëü-
íîì èññëåäóåìîì ðåæèìå. Ïðè ýòîì äëÿ îöåíêè
êðèòåðèåâ êà÷åñòâà, îïðåäåëÿþùèõ ýêîíîìè÷-
íîñòü è ýêîëîãè÷íîñòü ÄÂÑ (d1, d2, d3), èñ-
ïîëüçóåòñÿ òðàäèöèîííàÿ øêàëà æåëàòåëüíîñòè
(dl = 0,8 — ëó÷øåå çíà÷åíèå ÷àñòè÷íîé ôóíê-
öèè æåëàòåëüíîñòè, dl = 0,2 — õóäøåå çíà÷å-
íèå). Äëÿ îöåíêè ýìèññèè âðåäíûõ âåùåñòâ, d2,
d3, ïðåäëîæåíî ïðèìåíÿòü îáùóþ øêàëó æåëà-
òåëüíîñòè ñ èñïîëüçîâàíèåì ìåòîäèêè ïðèâåäå-
íèÿ âûáðîñîâ ïî àãðåññèâíîñòè [16]:
GÂÂïð m = Am GÂÂm,
ãäå GÂÂïð m — ïðèâåäåííàÿ ìàññà âûáðîñà m-ãî
âðåäíîãî âåùåñòâà ñ ÎÃ äèçåëÿ; Am — ïîêàçà-
òåëü îòíîñèòåëüíîé àãðåññèâíîñòè m-ãî êîìïî-
íåíòà òîêñè÷íûõ âûáðîñîâ; GÂÂm — ìàññà âû-
áðîñà ýòîãî êîìïîíåíòà.
Äëÿ îöåíêè ðåñóðñíîé ïðî÷íîñòè ïîðøíÿ
ïðèìåíåíà ñòóïåí÷àòàÿ øêàëà æåëàòåëüíîñòè:
d4 = 1 — óñëîâèÿ îáåñïå÷åíèÿ ðåñóðñíîé ïðî÷-
íîñòè âûïîëíÿþòñÿ, d4 = 0 — íå âûïîëíÿþòñÿ.
Íà îñíîâàíèè àíàëèçà äàííûõ ïðîâåäåííî-
ãî ýêñïåðèìåíòàëüíîãî èññëåäîâàíèÿ ïðè ðåøå-
íèè êîìïðîìèññíîé çàäà÷è â êà÷åñòâå óïðàâ-
ëÿþùèõ ôàêòîðîâ èñïîëüçîâàëèñü ðåæèìíûå
ïàðàìåòðû — ÷àñòîòà âðàùåíèÿ êîëåí÷àòîãî âà-
ëà n è ñðåäíåýôôåêòèâíîå äàâëåíèå pe, â êà÷å-
ñòâå ïàðàìåòðîâ ðåãóëèðîâàíèÿ — óãîë îïåðå-
æåíèÿ ïîäà÷è òîïëèâà � è òåìïåðàòóðíîå ñî-
ñòîÿíèå ïîðøíåé.
Ðåçóëüòàòû ðåøåíèÿ êîìïðîìèññíîé çàäà÷è
â èññëåäîâàíèè ïðîâåðÿëèñü ñ èñïîëüçîâàíèåì
êîìïëåêñíîãî òîïëèâíî-ýêîëîãè÷åñêîãî êðèòå-
ðèÿ ÄÂÑ [16]:
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2015. ¹ 3 41
Òàáëèöà 1. Ìîäåëè ýêñïëóàòàöèè äèçåëÿ ãðó-
çîâîãî àâòîìîáèëÿ [16]
¹¹
ï/ï
Äèçåëü ãðóçîâîãî àâòîìîáèëÿ (øîññå)
�n p e
�P
1 0,275 0 0,0306
2 0,415 0,15 0,0096
3 0,415 0,45 0,0048
4 0,415 0,7165 0,0021
5 0,415 0,9165 0,001
6 0,430 1,05 0,0256
7 0,550 0,15 0,0087
8 0,550 0,45 0,0177
9 0,550 0,7165 0,0087
10 0,550 0,9165 0,0068
11 0,550 1,1 0,0718
12 0,685 0,15 0,0112
13 0,685 0,45 0,0456
14 0,685 0,7165 0,0155
15 0,685 0,9165 0,0205
16 0,685 1,1 0,2035
17 0,8125 0,185 0,0113
18 0,8125 0,45 0,05
19 0,8125 0,7165 0,0316
20 0,8125 0,9165 0,0394
21 0,8125 1,1 0,2087
22 0,9375 0,185 0,059
23 0,9375 0,45 0,0335
24 0,9375 0,7165 0,022
25 0,9375 0,9165 0,0273
26 0,915 1,03 0,0824
27 1,015 0,450 0,0015
28 1,0075 0,7165 0,0025
Ïðèìå÷àíèå.
�n
è
p e
— îòíîñèòåëüíûå çíà÷åíèÿ ÷àñòîòû
âðàùåíèÿ êîëåí÷àòîãî âàëà ÄÂÑ è íàãðóçêè â óçëîâûõ òî÷-
êàõ ê íîìèíàëüíûì èõ çíà÷åíèÿì; P — âåðîÿòíîñòíîå ðàñ-
ïðåäåëåíèå ïîëèãîíîâ ýêñïëóàòàöèîííûõ ðåæèìîâ.
,
ãäå Pi — êîýôôèöèåíò çíà÷èìîñòè êàæäîãî
ïðåäñòàâèòåëüíîãî ñòàöèîíàðíîãî ðåæèìà íà îñ-
íîâå îáîáùåíèÿ íàðàáîòêè ÄÂÑ çà ñðîê ýêñ-
ïëóàòàöèè; Íu — íèçøàÿ òåïëîòà ñãîðàíèÿ òîï-
ëèâà; Nei — ýôôåêòèâíàÿ ìîùíîñòü äèçåëÿ íà
êàæäîì ïðåäñòàâèòåëüíîì ðåæèìå; GÒi — ÷àñî-
âîé ðàñõîä òîïëèâà íà êàæäîì ïðåäñòàâèòåëü-
íîì ðåæèìå; GÂÂïð m — ïðèâåäåííàÿ ìàññà âû-
áðîñà m-ãî âðåäíîãî âåùåñòâà ñ ÎÃ äèçåëÿ; z —
êîëè÷åñòâî ïðåäñòàâèòåëüíûõ ðåæèìîâ ìîäåëè
ýêñïëóàòàöèè; N — îáùåå êîëè÷åñòâî òîêñè÷-
íûõ êîìïîíåíòîâ, ó÷èòûâàåìûõ ïðè îöåíêå
âðåäíûõ âûáðîñîâ ñ ÎÃ ê îêðóæàþùåé ñðåäå; �
— áåçðàçìåðíûé ïîêàçàòåëü îòíîñèòåëüíîé
îïàñíîñòè çàãðÿçíåíèÿ íà ðàçëè÷íûõ òåððèòîðè-
ÿõ; f — áåçðàçìåðíûé êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþ-
ùèé õàðàêòåð ðàññåèâàíèÿ ÎÃ â àòìîñôåðå.
 ñîîòâåòñòâèè ñ ïðåäëîæåííîé ìåòîäèêîé,
ðàñ÷åòû ïðîâîäèëèñü äëÿ êàæäîãî i-ãî ðåæèìà
ìîäåëåé ýêñïëóàòàöèè ãðóçîâîãî àâòîìîáèëÿ
ïðè äâèæåíèè ïî øîññå, à òàêæå êîëåñíîãî è
ãóñåíè÷íîãî òðàêòîðîâ (òàáë.1, 2).
Äèàïàçîí ýêñïëóàòàöèîííûõ ðåæèìîâ, îòíî-
ñèòåëüíî êîòîðûõ ðåøàëàñü îïòèìèçàöèîííàÿ
çàäà÷à, îãðàíè÷èâàëñÿ äèàïàçîíîì ñêîðîñòíûõ è
íàãðóçî÷íûõ ðåæèìîâ ýêñïåðèìåíòàëüíîãî èñ-
ñëåäîâàíèÿ. Íåó÷òåííûìè â ñâÿçè ñ îñîáåííî-
ñòÿìè ìîòîðíîãî ñòåíäà áûëè ðåæèìû ¹¹1–
12 ìîäåëè àâòîìîáèëüíîãî è ðåæèì ¹ 1 òðàê-
òîðíîãî äèçåëÿ (ñì. òàáë.1, 2). Îäíàêî ýòîò
ôàêò íå ïîâëèÿë íà îáùèé õàðàêòåð ðåçóëüòàòîâ
èññëåäîâàíèÿ, ÷òî áóäåò ïîêàçàíî íèæå.
Ðàñ÷åòíîå èññëåäîâàíèå âêëþ÷àëî â ñåáÿ
àíàëèç ðàçëè÷íûõ âàðèàíòîâ ñîâìåñòíîãî
óïðàâëåíèÿ ïàðàìåòðàìè ðåãóëèðîâàíèÿ: ðåãó-
ëèðîâàíèå ÒÑÏ ïðè áàçîâîì óãëå îïåðåæåíèÿ
ïîäà÷è òîïëèâà � = 23 ãð.ï.ê.â.; óïðàâëåíèå
óãëîì îïåðåæåíèÿ ïîäà÷è òîïëèâà ïðè âêëþ-
÷åííîì îõëàæäåíèè ïîðøíåé; êîìïëåêñíîå
óïðàâëåíèå ÒÑÏ è óãëîì îïåðåæåíèÿ ïîäà÷è
òîïëèâà. Èñêîìûå îïòèìóìû ñðàâíèâàëèñü ñ
áàçîâûì âàðèàíòîì (� = 23 ãð.ï.ê.â., îõëàæäå-
íèå ïîðøíåé ïîñòîÿííî âêëþ÷åíî).
Ðåçóëüòàòû ðåøåíèÿ îïòèìèçàöèîííîé
çàäà÷è, ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ.2. Âèäíî, ÷òî
ìàñëÿíîå îõëàæäåíèå ïîðøíåé ñ óâåëè÷åíèåì
íàãðóçêè pe öåëåñîîáðàçíî âêëþ÷àòü ïðè óìåíü-
øåíèè óãëà � (ðèñ.2, à). Îãðàíè÷èâàþùèìè
42 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2015. ¹ 3
Ðèñ.2. Õàðàêòåðèñòè÷åñêèå êàðòû óïðàâëåíèÿ ìàñëÿíûì îõëàæäåíèåì ïîðøíåé (à) è óãëîì îïåðåæåíèÿ ïîäà÷è òîïëèâà
(á): 1 — îõëàæäåíèå âûêëþ÷åíî; 2 — îõëàæäåíèå âêëþ÷åíî.
Òàáëèöà 2. Ìîäåëè ýêñïëóàòàöèè òðàêòîðíîãî
äèçåëÿ [16]
Òðàêòîðíûé äèçåëü
¹¹
ï/ï
�n p e
P
êîëåñíûé
òðàêòîð
ãóñåíè÷íûé
òðàêòîð
1 0,350 0 0,154 0,116
2 0,825 0,10 0,020 0,017
3 0,975 0,10 0,034 0,026
4 1,075 0,10 0,096 0,078
5 0,825 0,30 0,027 0,017
6 0,975 0,30 0,046 0,034
7 1,050 0,30 0,060 0,042
8 0,825 0,50 0,032 0,021
9 0,950 0,50 0,035 0,020
10 1,025 0,50 0,085 0,089
11 0,825 0,70 0,026 0,018
12 0,950 0,70 0,034 0,046
13 1,025 0,70 0,090 0,158
14 0,825 0,90 0,024 0,018
15 0,950 0,90 0,036 0,026
16 1,000 0,90 0,099 0,156
17 0,825 1,10 0,012 0,011
18 0,950 1,10 0,033 0,062
19 0,825 1,15 0,006 0,016
Ïðèìå÷àíèå.
�n
è
p e
— îòíîñèòåëüíûå çíà÷åíèÿ ÷àñòîòû
âðàùåíèÿ êîëåí÷àòîãî âàëà ÄÂÑ è íàãðóçêè â óçëîâûõ òî÷-
êàõ ê íîìèíàëüíûì èõ çíà÷åíèÿì; P — âåðîÿòíîñòíîå ðàñ-
ïðåäåëåíèå ïîëèãîíîâ ýêñïëóàòàöèîííûõ ðåæèìîâ.
ôàêòîðàìè ïðè ýòîì ÿâëÿþòñÿ óâåëè÷åíèå
âûáðîñîâ NOx è ïåðåãðåâ äâèãàòåëÿ, îñîáåííî
íà ðåæèìàõ ñ ìàëîé ÷àñòîòîé âðàùåíèÿ
êîëåí÷àòîãî âàëà n. Îïòèìàëüíûå çíà÷åíèÿ �
(ðèñ.2, á) îïðåäåëÿþòñÿ â ïåðâóþ î÷åðåäü
óñëîâèåì óìåíüøåíèÿ ðàñõîäà òîïëèâà è
ñíèæåíèÿ êîíöåíòðàöèè òâåðäûõ ÷àñòèö, òðå-
áóþùèõ ïîâûøåíèÿ � ñ óâåëè÷åíèåì íàãðóçêè
pe è ÷àñòîòû âðàùåíèÿ n.
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ âîçìîæíîñòè
óëó÷øåíèÿ ýêîëîãî-ýêîíîìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé
äèçåëåé êîëåñíîãî, ãóñåíè÷íîãî òðàêòîðîâ è ãðó-
çîâîãî àâòîìîáèëÿ â ðåçóëüòàòå ïðèìåíåíèÿ àâ-
òîìàòè÷åñêîãî ðåãóëèðîâàíèÿ ñîãëàñíî ïîëó÷åí-
íûì êàðòàì óïðàâëåíèÿ ïðåäñòàâëåíû â òàáë.3.
Çäåñü GÒ — ïîëó÷åííûå â ðåçóëüòàòå êîìïëåêñ-
íîé îïòèìèçàöèè çíà÷åíèÿ ðàñõîäà òîïëèâà,
G ïð — çíà÷åíèÿ ïðèâåäåííîé òîêñè÷íîñòè
ÎÃ. Ðàñ÷åòû âûïîëíåíû ïðèìåíèòåëüíî ê ñðîêó
ýêñïëóàòàöèè äèçåëÿ, ðàâíîìó 10000 ìîòî÷àñîâ.
Èç òàáë.3 âèäíî, ÷òî ðåãóëèðîâàíèå ÒÑÏ
ïðè ïîñòîÿííîì áàçîâîì çíà÷åíèè � íå ïðèâî-
äèò ê îùóòèìûì èçìåíåíèÿì ýêîëîãî-ýêîíîìè-
÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé ÄÂÑ. Ïðè ýòîì ïðîèñõîäèò
íåêîòîðîå óõóäøåíèå (íà 1,5–2,1 %) ýêîëîãè÷-
íîñòè GÂÂïð äèçåëÿ.
Óïðàâëåíèå óãëîì îïåðåæåíèÿ ïîäà÷è òîï-
ëèâà ïðè ïîñòîÿííî âêëþ÷åííîì îõëàæäåíèè
ïîðøíåé, äîñòàòî÷íî ðàñïðîñòðàíåííîå â ñîâðå-
ìåííûõ ÄÂÑ, ïîçâîëÿåò ñíèçèòü ýìèññèþ âðåä-
íûõ âåùåñòâ GÂÂïð äëÿ àâòîìîáèëüíîãî äèçåëÿ
íà 6 %, äëÿ äèçåëÿ êîëåñíîãî òðàêòîðà — íà
10,7 %, äëÿ äèçåëÿ ãóñåíè÷íîãî òðàêòîðà — íà
9,5 %. Ïðè ýòîì íàáëþäàåòñÿ íåçíà÷èòåëüíîå
óõóäøåíèå òîïëèâíîé ýêîíîìè÷íîñòè GÒ (îêî-
ëî 1 %).
 ñëó÷àå ïðèìåíåíèÿ êîìïëåêñíîãî óïðàâ-
ëåíèÿ ÒÑÏ è � äîñòèãàåòñÿ çíà÷èòåëüíîå óëó÷-
øåíèå ýêîëîãè÷íîñòè ÄÂÑ ïî GÂÂïð. Äëÿ äèçå-
ëÿ ãðóçîâîãî àâòîìîáèëÿ îíî ñîñòàâèëî 15,9 %,
äëÿ äèçåëÿ êîëåñíîãî òðàêòîðà — 20,8 %, äëÿ
äèçåëÿ ãóñåíè÷íîãî òðàêòîðà — 18,7 %. Ïðè
ýòîì òîïëèâíàÿ ýêîíîìè÷íîñòü ÄÂÑ óëó÷øåíà
ñðàâíèòåëüíî ñ ïðåäûäóùèì âàðèàíòîì.
Àíàëèç ïðåäñòàâëåííûõ ðåçóëüòàòîâ ïîêà-
çûâàåò, ÷òî ïðè ðàñïðîñòðàíåíèè ïðåäëîæåííî-
ãî ñïîñîáà àâòîìàòè÷åñêîãî ðåãóëèðîâàíèÿ íà
íåó÷òåííûå â èññëåäîâàíèè ìàëîíàãðóæåííûå
ðåæèìû (ñì. òàáë.1, 2) ýôôåêò îò êîìïëåêñíî-
ãî óïðàâëåíèÿ ÒÑÏ è � âîçðàñòàåò, îñîáåííî
äëÿ ìîäåëè ýêñïëóàòàöèè äèçåëÿ ãðóçîâîãî àâ-
òîìîáèëÿ.
Âûâîäû
Ïðîâåäåííîå ðàñ÷åòíî-ýêñïåðèìåíòàëüíîå
èññëåäîâàíèå ñâèäåòåëüñòâóåò î öåëåñîîáðàçíî-
ñòè è ïåðñïåêòèâíîñòè ïðèìåíåíèÿ ñèñòåì àâòî-
ìàòè÷åñêîãî ðåãóëèðîâàíèÿ òåìïåðàòóðíîãî ñî-
ñòîÿíèÿ ïîðøíåé äèçåëåé ðàçëè÷íîãî íàçíà÷å-
íèÿ â êà÷åñòâå ýôôåêòèâíîãî ñïîñîáà óëó÷øå-
íèÿ èõ ýêîëîãî-ýêîíîìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé.
Ïðåäëîæåíà ìåòîäèêà îöåíêè êà÷åñòâà ðà-
áîòû ÄÂÑ, ïðåäóñìàòðèâàþùàÿ îïòèìèçàöèþ
êîìïëåêñà êðèòåðèåâ êà÷åñòâà íà êàæäîì ðåæè-
ìå êîíêðåòíîé ìîäåëè ýêñïëóàòàöèè òðàíñïîðò-
íîãî ñðåäñòâà. Óêàçàííûé êîìïëåêñ êðèòåðèåâ
êà÷åñòâà ïðè ýòîì ñîñòîèò èç ïîêàçàòåëåé ýêî-
ëîãè÷íîñòè, òîïëèâíîé ýêîíîìè÷íîñòè äèçåëÿ, à
òàêæå ðåñóðñíîé ïðî÷íîñòè åãî êîíñòðóêöèè.
Ðåøåíèå çàäà÷è êîìïëåêñíîãî óëó÷øåíèÿ
ýêîëîãî-ýêîíîìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé äèçåëÿ
4×Í12/14 íà îñíîâàíèè ïðåäëîæåííîãî àëãî-
ðèòìà ïîðåæèìíîãî ïîèñêà îïòèìàëüíûõ çíà÷å-
íèé óïðàâëÿþùèõ ïàðàìåòðîâ ïîçâîëèëî óñòà-
íîâèòü âîçìîæíûå çàêîíû ðåãóëèðîâàíèÿ ÒÑÏ,
â òîì ÷èñëå ïðè óïðàâëåíèè óãëîì îïåðåæåíèÿ
ïîäà÷è òîïëèâà �.
Ñîâìåñòíîå èñïîëüçîâàíèå ïðåäëîæåííîé
ñèñòåìû àâòîìàòè÷åñêîãî ðåãóëèðîâàíèÿ ñ ñîâðå-
ìåííûìè òîïëèâíûìè ñèñòåìàìè, ïðåäóñìàòðè-
âàþùèìè ýëåêòðîííîå óïðàâëåíèå óãëîì îïåðå-
æåíèÿ ïîäà÷è òîïëèâà, çíà÷èòåëüíî ïîâûøàåò
ïîëîæèòåëüíûé ýêîëîãè÷åñêèé ýôôåêò è ïîçâî-
ëÿåò ñíèçèòü êîíöåíòðàöèþ NOx è òâåðäûõ ÷àñ-
òèö â ÎÃ òðàíñïîðòíîãî äèçåëÿ äî 20 % ïðè
ñíèæåíèè òîïëèâíîé ýêîíîìè÷íîñòè äèçåëÿ äî
0,1–0,6 %.
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2015. ¹ 3 43
Òàáëèöà 3. Ýôôåêòèâíîñòü ïðèìåíåíèÿ âàðèàíòîâ ñîâìåñòíîãî óïðàâëåíèÿ ïàðàìåòðàìè ðåãóëè-
ðîâàíèÿ
Âàðèàíò KÒÝ GÒ, ò/ýêñïë GNOx, ò/ýêñïë GÒ×, ò/ýêñïë GÂÂ ïð, ò/ýêñïë
Áàçîâûé � áåç
ðåãóëèðîâàíèÿ ÒÑÏ
0,006/0,006/0,006 90,8/71,3/88,2 316,5/222,1/277,7 48,8/15,8/21,1 365,3/237,9/298,8
Ðåãóëèðîâàíèå ÒÑÏ ïðè
íåèçìåííîì �
0,006/0,006/0,006 90,4/70,9/87,9 322,6/227,6/282,2 48,1/15,2/20,6 370,7/242,8/302,8
Ðåãóëèðîâàíèå � áåç ðåãó-
ëèðîâàíèÿ ÒÑÏ
0,007/0,007/0,007 91,3/71,8/88,8 290,0/196,8/248,5 54,7/18,6/24,7 344,6/215,4/273,2
Êîìïëåêñíîå óïðàâëåíèå
� è ÒÑÏ
0,007/0,008/0,008 91,1/71,7/88,7 264,5/180,1/228,8 50,7/17,3/23,0 315,2/197,4/251,8
Ïðèìå÷àíèå. Àâòîìîáèëüíûé äèçåëü/äèçåëü êîëåñíîãî òðàêòîðà/äèçåëü ãóñåíè÷íîãî òðàêòîðà.
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
1. ×àéíîâ Ì.Ä., Ìÿãêîâ Ë.Ë., Êàðåíüêîâ À.Â. Âëèÿ-
íèå ìàñëÿíîãî îõëàæäåíèÿ íà òåïëîâîå ñîñòîÿíèå
ïîðøíåé ÄÂÑ // Äâèãóíè âíóòð³øíüîãî çãîðÿí-
íÿ. — 2005. — ¹ 2. — Ñ. 66–70.
2. Áàéêîâ Á.Ï., Áîãäàíîâ Ñ.À., Ïåðøèí Â.Ã., Îñòðî-
óõîâà Ë.Â. Îöåíêà ýôôåêòèâíîñòè ìàñëÿíîãî îõ-
ëàæäåíèÿ ïîðøíåé áûñòðîõîäíûõ ôîðñèðîâàí-
íûõ äèçåëåé. — Ì.: ÍÈÈÈÍÔÎÐÌÒßÆÌÀØ,
1976. — ¹ 13. — Ñ. 5–9. (Ðåôåðàò. èíôîðì.,
Ñåð. Äâèãàòåëè âíóòðåííåãî ñãîðàíèÿ).
3. Øåõîâöîâ À.Ô. Èññëåäîâàíèå òåïëîâîãî ñîñòîÿíèÿ
ïîðøíÿ òðàêòîðíîãî äèçåëÿ : Àâòîðåô. äèñ. …
äîêò. òåõí. íàóê. — Õàðüêîâ, 1978. — 47 ñ.
4. Ìàòâååíêî Â.Â, Òóð÷èí Â.Ò., Ïûëåâ Â.À. è äð.
Âëèÿíèå ðåãóëèðóåìîãî ñòðóéíîãî ìàñëÿíîãî îõ-
ëàæäåíèÿ ïîðøíÿ íà ðåñóðñíóþ ïðî÷íîñòü êðîì-
êè åãî êàìåðû ñãîðàíèÿ // ³ñíèê íàö³îíàëüíîãî
òåõí³÷íîãî óí³âåðñèòåòó «Õϲ». Òåìàòè÷íèé âè-
ïóñê «²ííîâàö³éí³ äîñë³äæåííÿ ó íàóêîâèõ ðîáî-
òàõ ñòóäåíò³â». — Õàðê³â : Âèäàâíè÷èé öåíòð
ÍÒÓ «Õϲ», 2011. — ¹ 21. — Ñ. 29–33.
5. Ìèíàê À.Ô. Óëó÷øåíèå ïîêàçàòåëåé ôîðñèðîâàí-
íîãî òðàêòîðíîãî äèçåëÿ ïóòåì ðåãóëèðîâàíèÿ
ìàñëÿíîãî îõëàæäåíèÿ ïîðøíåì : Àâòîðåô. äèñ.
… êàíä. òåõí. íàóê. — Õàðüêîâ, 1982. — 21 ñ.
6. Çåëåíöîâ Â.Â. Îöåíêà âëèÿíèÿ òåïëîâîãî ðåæèìà
ÄÂÑ íà åãî íàäåæíîñòü è äîëãîâå÷íîñòü // Àâòî-
ìîáèëüíàÿ ïðîìûøëåííîñòü. — 1984. — ¹ 2. —
Ñ. 6–9.
7. Âåéíáëàò Ì.X., Áûêîâ Â.Þ. Îòêëþ÷åíèå îõëàæ-
äåíèÿ ïîðøíåé íà ÷àñòè÷íûõ ðåæèìàõ ðåçåðâ
óëó÷øåíèÿ ýêñïëóàòàöèîííûõ ïîêàçàòåëåé ôîðñè-
ðîâàííîãî òóðáîïîðøíåâîãî äèçåëÿ // Äâèãàòå-
ëåñòðîåíèå. — 1985. — ¹ 6. — Ñ .20–21.
8. Àðøèíîâ Â.Ä., Ãðèãîðüåâ Ì.À., Êîëìàêîâ Â.È.
Âûáîð ðàöèîíàëüíîãî ñïîñîáà îõëàæäåíèÿ ïîðø-
íåé àâòîìîáèëüíîãî äèçåëÿ // Àâòîìîáèëüíàÿ
ïðîìûøëåííîñòü. — 1984. — ¹ 7. — Ñ. 12–15.
9. Èáðàãèìîâ Ñ.À., Êàñüÿíîâ À.Â., Ðîçåíáëèò Ã.Á.
Èññëåäîâàíèå òåìïåðàòóðíîãî ñîñòîÿíèÿ ñîñòàâíî-
ãî ïîðøíÿ äèçåëåé 8×Í26/26. — Ì. : ÍÈÈÈÍ-
ÔÎÐÌÒßÆÌÀØ, 1981. — ¹ 17. — Ñ. 1–4 (Ðå-
ôåðàò. èíôîðì., Ñåð. Äâèãàòåëè âíóòðåííåãî ñãî-
ðàíèÿ).
10. Pat. 8997698 B1 USA, IPC F 01 P 1/04, F 01 P
7/14. Adaptive individual-cylinder thermal state
control using piston cooling for a GDCI engine,
Gregory T. Roth, Harry L. Husted, Mark C.
Sellnau; assignee Delphi Technologies, Inc., USA.
— Appl. ¹ 14/096,119; Filed 04.12.13; Published
07.04.15.
11. Volkswagen Technical Site. Äâèãàòåëè Audi TFSI
1,8 ë è 2,0 ë ñåìåéñòâà EA888 (ïîêîëåíèå 3) —
[Ýëåêòðîííûé ðåñóðñ]. — Ðåæèì äîñòóïà:
http://vwts.ru/pps/pps_606_dvig_audi_tfsi_18
_20_ea888_rus.pdf
12. Ïèëüîâ Â.Î., Êëèìåíêî Î.Ì., Îáîçíèé Ñ.Â.
Åêñïåðèìåíòàëüíå äîñë³äæåííÿ âïëèâó ðåãóëþ-
âàííÿ òåïëîâîãî ñòàíó ïîðøíÿ íà ïîêàçíèêè
äèçåëÿ // Äâèãóíè âíóòð³øíüîãî çãîðÿííÿ. —
2014. — ¹ 2. — Ñ. 24–27.
13. Ïèëüîâ Â.Î., Êëèìåíêî Î.Ì. Ïîïåðåäíÿ îö³íêà
ðåçåðâ³â ï³äâèùåííÿ ðåñóðñíî¿ ì³öíîñò³ ïîðøíÿ
ïðè âèêîðèñòàíí³ ñèñòåì àâòîìàòè÷íîãî ðåãóëþ-
âàííÿ éîãî ìàñëÿíîãî îõîëîäæåííÿ // ³ñíèê
ÍÒÓ «Õϲ». Ñåð³ÿ: Òðàíñïîðòíå ìàøèíîáóäó-
âàííÿ. — Õàðê³â : Âèäàâíè÷èé öåíòð ÍÒÓ
«Õϲ», 2014. — ¹ 14 (1057). — Ñ. 83–88.
14. Ïèëüîâ Â.Î. Àâòîìàòèçîâàíå ïðîåêòóâàííÿ ïîðø-
í³â øâèäêîõ³äíèõ äèçåë³â ³ç çàäàíèì ð³âíåì
òðèâàëî¿ ì³öíîñò³. — Õàðê³â : Âèäàâíè÷èé öåíòð
ÍÒÓ «Õϲ», 2001. — 332 ñ.
15. Harrington E.C., Jr. The Desirability Function //
Industrial Quality Control. — 1965. — ¹ 21 (10).
— P. 494–498.
16. Ïàðñàäàíîâ È. Â. Ïîâûøåíèå êà÷åñòâà è êîíêó-
ðåíòîñïîñîáíîñòè äèçåëåé íà îñíîâå êîìïëåêñíîãî
òîïëèâíî-ýêîëîãè÷åñêîãî êðèòåðèÿ: Ìîíîãðà-
ôèÿ.— Õàðüêîâ : Èçäàò. öåíòð ÍÒÓ «ÕÏÈ»,
2003. — 244 ñ.
17. Alkidas A.C. Relationship between smoke measure-
ments and particulate measurements // SAE pa-
per. — 1984. — ¹ 840412. — 9 p.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 25.08.15
44 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2015. ¹ 3
References
1. Chajnov M.D., Mjagkov L.L., Karen’kov A.V. [The
oil cooling impact on the ICE piston thermal state],
Dvyguny vnutrishn’ogo zgorjannja, 2005, (2), pp.
66–70. (Rus.)
2. Bajkov B.P., Bogdanov S.A., Pershin V.G.,
Ostrouhova L.V. [Estimation of the piston oil cool-
ing efficiency of high-speed forced diesel engines],
Moscow : NIIINFORMTJaZhMASh, 1976, (13),
pp. 5–9. (Referativnaja informacija, Dvigateli
vnutrennego sgoranija). (Rus.)
3. Shehovcov A.F. [The study of the thermal state of
the tractor diesel piston]: Author. Dis. ... Doctor.
Tehn. Sciences., Har’kov, 1978, 47 ð. (Rus.)
4. Matveenko V.V, Turchin V.T., Pylev V.A. et all.[Ef-
fect of regulated oil jet piston cooling on the re-
source strength of the edge of its combustion cham-
ber], Visnyk nacional’nogo tehnichnogo universy-
tetu «Harkivs’kyj politehnichnyj instytut». Tema-
tychnyj vypusk «Innovacijni doslidzhennja u
naukovyh robotah studentiv», Harkiv : Vydavny-
chyj centr NTU «HPI», 2011, (21), pp. 29–33.
(Rus.)
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2015. ¹ 3 45
Ïèëüîâ Â.Î., äîêò. òåõí. íàóê, Êëèìåíêî Î.Ì., àñï³ðàíò
Íàö³îíàëüíèé òåõí³÷íèé óí³âåðñèòåò «Õϲ», Õàðê³â,
âóë. Ôðóíçå, 21, 61002 Õàðê³â, Óêðà¿íà, e-mail: dvs@kpi.kharkov.ua
Ïîêðàùàííÿ åêîëîãî-åêîíîì³÷íèõ ïîêàçíèê³â äèçåëÿ
ç óðàõóâàííÿì ìîäåë³ åêñïëóàòàö³¿ òðàíñïîðòíîãî çàñîáó
Çðîáëåíî àíàë³ç ìîæëèâîñò³ êîìïëåêñíîãî ïîêðàùàííÿ ïîêàçíèê³â òîêñè÷íîñò³ òà ïà-
ëèâíî¿ åêîíîì³÷íîñò³ àâòîìîá³ëüíîãî òà òðàêòîðíîãî äèçåë³â ïðè îäíî÷àñí³é ï³äòðèìö³
äîñòàòíüîãî ð³âíÿ íàä³éíîñò³ ¿õíüî¿ êîíñòðóêö³¿ çàâäÿêè çàñòîñóâàííþ ñèñòåì àâòîìà-
òè÷íîãî ðåãóëþâàííÿ òåïëîâîãî ñòàíó. Íà ï³äñòàâ³ äàíèõ ïðîâåäåíîãî ìîòîðíîãî åêñïå-
ðèìåíòó âèð³øåíî êîìïðîì³ñíå çàâäàííÿ ç îïòèì³çàö³¿ åêîëîãî-åêîíîì³÷íèõ ïîêàçíèê³â
íà êîæíîìó ðåæèì³ çàäàíî¿ ìîäåë³ åêñïëóàòàö³¿ äâèãóí³â. ßê êåðóþ÷³ ôàêòîðè çàïðîïî-
íîâàíî âèêîðèñòîâóâàòè ðåæèìí³ ïàðàìåòðè — ÷àñòîòà îáåðòàííÿ êîë³í÷àñòîãî âàëó
òà íàâàíòàæåííÿ äâèãóíà, ÿê êåðîâàí³ — êóò âèïåðåäæåííÿ ïîäà÷³ ïàëèâà òà òåìïåðà-
òóðíèé ñòàí ïîðøí³â. Âèêîíàíî îö³íêó åêîëîã³÷íîãî åôåêòó â³ä çàïðîïîíîâàíèõ çà-
õîä³â çà ïåð³îä åêñïëóàòàö³¿ äèçåëÿ. Çàïðîïîíîâàíî õàðàêòåðèñòè÷í³ êàðòè
óïðàâë³ííÿ ñèñòåìîþ àâòîìàòè÷íîãî ðåãóëþâàííÿ òåïëîâîãî ñòàíó ïîðøí³â äèçåëÿ
4×Í12/14. Á³áë. 17, ðèñ. 2, òàáë. 3.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: àâòîìàòè÷íå ðåãóëþâàííÿ, åêîíîì³÷í³ñòü äâèãóíà, äèìí³ñòü, òâåðä³
÷àñòêè, îêñèäè àçîòó, ìîäåëü åêñïëóàòàö³¿, îïòèì³çàö³ÿ.
Pyljov V.A., Doctor of Technical Science, Klimenko A.N., PhD Student
National Technical University «Kharkov Polytechnic Institute», Kharkov
21, Frunze Str., 61002 Kharkov, Ukraine, e-mail: dvs@kpi.kharkov.ua
Improvement of Diesel Ecological and Economic
Indicators Considering the Vehicle Operation Model
The work is devoted to the analysis of integrated capabilities improve toxicity and fuel
efficiency of automobile and tractor engines while maintaining a sufficient level reliabil-
ity of their designs through the use of automatic control systems of thermal State. Based
on data carried out by motor experiment solved compromise the task of optimizing the
ecologic-economic indicators at each mode specified model engine. As managers suggested
that factors operating parameters-crankshaft, rotation speed and engine load, as man-
aged-fuel supply advance angle and thermal state of the pistons. Completed assessment of
the environmental effects of the proposed activities for the period of operation a diesel
engine. Proposed characteristic automatic control system control card thermal state of
piston diesel engine 4CN12/14. Bibl. 17, Fig. 2, Table 3.
Key words: automatic regulation, the ICE efficiency, smokiness, particulate matter, ni-
trogen oxides, operating model, optimization.
5. Minak A.F. [Improvement of indicators forced trac-
tor diesel engine by adjusting the piston oil cool-
ing]: Author. Dis. ... Cand. Tehn. Sciences,
Har’kov, 1982, 21 ð. (Rus.)
6. Zelencov V.V. [Estimation of influence the thermal
regime of the engine on its reliability and durabil-
ity], Avtomobil’naja promyshlennost’, 1984, (2),
pp. 6–9. (Rus.)
7. Vejnblat M.X., Bykov V.Ju. [Disabling piston cool-
ing on partial standby mode to improve operational
performance turbo-piston forced diesel engine],
Dvigatelestroenie, 1985, (6), pp. 20–21. (Rus.)
8. Arshinov V.D., Grigor’ev M.A., Kolmakov V.I.
[Choice of rational method of cooling the pistons of
automobile diesel], Avtomobil’naja promyshlennost’,
1984, (7), pp. 12–15. (Rus.)
9. Ibragimov S.A., Kas’janov A.V., Rozenblit G.B.
[The study of temperature state of the diesels
8CHN26/26 composite piston], Moscow : NIIIN-
FORMTJaZhMASh (Referativnaja informacija,
Dvigateli vnutrennego sgoranija). (Rus.)
10. Pat. 8997698 B1 USA, IPC F 01 P 1/04, F 01 P
7/14. Adaptive individual-cylinder thermal state
control using piston cooling for a GDCI engine,
Roth Gregory T., Husted Harry L., Sellnau Mark
Ñ. Appl. ¹ 14/096,119; Filed 04.12.13; Published
07.04.15.
11. Volkswagen Technical Site. Engines Audi TFSI 1,8
and 2,0 l by family EA888 (Generation 3). – [El. re-
source]. — Mode of access: http:// vwts.ru/
pps/pps_606_dvig_audi_tfsi_18_20_ea 888_rus.pdf.
12. Pyl‘ov V.O., Klymenko O.M., Oboznyj S.V. [Ex-
perimental study of influence of piston heat state
regulation on diesel indicators], Dvyguny
vnutrishn’ogo zgorjannja, 2014, (2), pp. 24–27.
(Ukr.)
13. Pyl’ov V.O., Klymenko O.M. [Preliminary assess-
ment of reserves to increase the piston resource
strength by using automatic regulation of its oil
cooling], Visnyk NTU «HPI». Serija: Transportne
mashynobuduvannja, Harkiv : Vydavnychyj centr
NTU «HPI», 2014,(14), pp. 83–88. (Ukr.)
14. Pyl’ov V.O. [Automated designing of piston of speed
diesel engines with a specified level of long-term
strength: Monograph], Harkiv: Vydavnychyj centr
NTU «HPI», 2001, 332 ð. (Ukr.)
15. Harrington E.C., Jr. The Desirability Function, In-
dustrial Quality Control, 1965, (21), pp. 494–498.
16. Parsadanov I. V. [Improving the quality and com-
petitiveness of diesel through an integrated fuel and
environmental criteria: Monograph], Har’kov : Izd.
Centr NTU «HPI», 2003, 244 ð. (Rus.)
17. Alkidas A.C. Relationship between smoke measure-
ments and particulate measurements, SAE paper,
1984, ¹ 840412, 9 p.
Received August 25, 2015
46 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2015. ¹ 3
ÓÄÊ 621.18:632.15
Ñèãàë È.ß., äîêò. òåõí. íàóê, ïðîô., Ñìèõóëà À.Â., êàíä. òåõí. íàóê,
Ìàðàñèí À.Â., Ëàâðåíöîâ Å.Ì.
Èíñòèòóò ãàçà ÍÀÍ Óêðàèíû, Êèåâ
óë. Äåãòÿðåâñêàÿ, 39, 03113 Êèåâ, Óêðàèíà, e-mail: isigal@ukr.net
Ïðîäëåíèå ðåñóðñà ïðîìûøëåííûõ è îòîïèòåëüíûõ
êîòëîâ îò 12 ÌÂò êîòåëüíûõ è ÒÝÖ
Ïîêàçàíî, ÷òî èìååòñÿ òåõíè÷åñêàÿ âîçìîæíîñòü ïðè íåáîëüøèõ êàïèòàëüíûõ çàòðàòàõ
ìîäåðíèçèðîâàòü ñóùåñòâóþùèå â Óêðàèíå ïðîìûøëåííûå è îòîïèòåëüíûå êîòëû ìîù-
íîñòüþ îò 12 ÌÂò, îòðàáîòàâøèå çàâîäñêîé ðåñóðñ, äëÿ äîâåäåíèÿ èõ òåõíèêî-ýêîíîìè-
÷åñêèõ è ýêîëîãè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé äî ñîâðåìåííîãî ìèðîâîãî óðîâíÿ c ïðîäëåíèåì èõ
ðåñóðñà íà 15–20 ëåò. Ïðè ðàáîòå êîòåëüíîé èëè ÒÝÖ íà íîìèíàëüíîé ìîùíîñòè è
íàëè÷èè çíà÷èòåëüíîãî îñòàòî÷íîãî ôèçè÷åñêîãî ðåñóðñà íåîáõîäèìî ðåàëèçîâàòü òàêèå
ìåðîïðèÿòèÿ: óâåëè÷åíèå ïîâåðõíîñòè íàãðåâà êîòëîâ äëÿ äîñòèæåíèÿ ñîâðåìåííîãî
ÊÏÄ, ïðèìåíåíèå ðàçëè÷íûõ ìåòîäîâ ñíèæåíèÿ âûáðîñîâ NOx.  ñëó÷àå ïèêîâîé ìîù-
íîñòè êîòåëüíîé ìåíåå 2/3 îò óñòàíîâëåííîé íåîáõîäèìî ñíèçèòü íîìèíàëüíóþ òåïëî-
âóþ ìîùíîñòü êîòëîâ äî ýêîíîìè÷åñêè öåëåñîîáðàçíîé ïî òåìïåðàòóðå óõîäÿùèõ ãàçîâ
(ïåðåìàðêèðîâêà íà ìîùíîñòü îêîëî 60–70 %), ïåðåîáîðóäîâàòü êîòëû íà ðåöèðêóëÿ-
öèþ äûìîâûõ ãàçîâ ñ èñïîëüçîâàíèåì ñóùåñòâóþùåãî òÿãîäóòüåâîãî îáîðóäîâàíèÿ (ïå-
ðåïóñê ÷àñòè äûìîâûõ ãàçîâ ñ âûõîäà äûìîñîñà íà âñàñ âåíòèëÿòîðà).  îáîèõ ñëó÷àÿõ
íåîáõîäèìî çàìåíèòü ãîðåëî÷íûå óñòðîéñòâà íà óñîâåðøåíñòâîâàííûå ñ íèçêèì âûõî-
äîì îêñèäîâ àçîòà. Áèáë. 16, ðèñ. 10.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: êîòëû, ãîðåíèå, ðåñóðñ, îêñèäû àçîòà, ðåöèðêóëÿöèÿ äûìîâûõ ãàçîâ.
� Ñèãàë È.ß., Ñìèõóëà À.Â., Ìàðàñèí À.Â., Ëàâðåíöîâ Å.Ì., 2015
|