Двигуни внутрішнього згоряння
Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/62921
Офіційний сайт http://dvs.khpi.edu.ua/
У публікаціях журналу розглядаються фундаментальні і прикладні проблеми сучасного двигунобудування, приводяться результати наукових досліджень, які виконані викладачами та науковцями вищої школи та НАНУ, аспірантами, докторантами, фахівцями галузевих установ, виробничих підприємств України і зарубіжжя, аналізуються проблеми, які пов'язані з удосконаленням конструкцій, експлуатацією, технологією виробництва двигунів внутрішнього згоряння.
Рік заснування: 2002. Періодичність: 2 рази на рік. ISSN 0419-8719 (Print)
Новини
Видання включене в Перелік наукових фахових видань України та присвоєна категорія «Б». Наказ МОН України №409 від 17.03.2020 р.
Переглянути
12 результатів
Результати пошуку
Документ Удосконалення емпіричної моделі граничних умов теплообміну поршня швидкохідного дизеля(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Пильов, Вячеслав Володимирович; Ліньков, Олег Юрійович; Марченко, Андрій ПетровичРівень притаманної поршням температури є фактором, який у значній мірі впливає на їх надійність. Тому в дослідницькій діяльності та під час проєктування існує потреба в моделюванні температурного стану поршня з достатньою точністю і мінімальними затратами ресурсів і часу. Розглянуто принципові підходи до визначення граничних умов задачі теплопровідності поршня на основі критерійних рівнянь, математичних моделей високого рівня і емпіричних моделей. Через простоту і зручність використання на практиці розповсюдження набули останні, їх придатність до використання обмежується певною сукупністю режимів роботи одного чи близьких за конструкцією двигунів. Для добре дослідженого дизеля 4ЧН12/14 на базі даних чотирьох серій експериментальних випробувань в роботі здійснено удосконалення існуючих емпіричних моделей граничних умов, придатних для ідентифікації температурного стану поршня лише в межах окремих серій. Виконано обробку сукупності даних щодо виміряних температур в контрольних зонах поршня і знайдено лінійні апроксимуючі функції, що задовільно описують вплив потужності дизеля на зазначені температури. The level of temperature of ICE pistons is a factor that greatly affects their reliability. Therefore, the need to simulate the temperature state of pistons with sufficient accuracy and minimal allocation of resources and time exists in research and during design. Primary approaches for determining the boundary conditions of the problem of thermal conduction of the piston on the basis of criterion equations, high-level mathematical models, and empirical models are considered. The latter ones have become widespread by virtue of simplicity and ease of use in practice; their usability is limited to a certain set of operating modes of one engine or a few ones of a similar design. On the basis of data from four series of experimental tests for a well-studied diesel engine 4ChN12/14 the existing empirical models of boundary conditions, suitable for identifying the temperature state of the piston only within the respective separate series separately, are refined in the paper. Processing of the data set on the measured temperatures in the control zones of the piston was performed, and linear function approximations were found that satisfactorily describe the effect of diesel power on the specified temperatures.Документ Дослідження параметрів згоряння бензину з добавкою водню в двигуні з іскровим запалюванням на режимах зовнішньої швидкісної характеристики(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Марченко, Андрій Петрович; Міщенко, Микита ТимофійовичНапрямки розвитку та вдосконалення автомобільного транспорту в усьому світі невід’ємно пов’язані з прагненням до скорочення використання автомобілів «на традиційних видах пального», що зумовлене обмеженими обсягами нафти та екологічною безпекою людства. Оскільки режими зовнішньої швидкісної характеристики є найбільш характерними для експлуатації автомобілів у містах, відповідно дослідження екологічних показників двигунів на цих режимах є актуальною задачею. Тому пошук шляхів зниження викидів двоокису вуглецю автомобільних двигунів на швидкісних режимах є актуальною задачею. Стрімке зростання кількості автомобілів з двигунами внутрішнього згоряння і невідворотнє зменшення світових запасів нафти спричиняють необхідність розробок та впровадження енергозберігаючих технологій, і використання альтернативних палив. Актуальними є дослідження спрямовані на пошук шляхів покращення паливної економічності та екологічних показників автомобільних двигунів. Одним із перспективних напрямів, є вплив на процес згоряння в бензинових двигунах шляхом використання добавок альтернативних видів палива до яких належить водень. The directions of development and improvement of road transport around the world are inextricably linked to the desire to reduce the use of cars “on traditional fuels” due to limited oil and environmental safety of mankind. Since the modes of external speed characteristic are the most typical for the operation of cars in cities, the study of environmental performance of engines in these modes is an urgent task. Therefore, finding ways to reduce carbon dioxide emissions from automobile engines at high-speed modes is an urgent task. The rapid growth in the number of cars with internal combustion engines and the inevitable decline in world oil reserves necessitate the development and implementation of energy-saving technologies and the use of alternative fuels. Research aimed at finding ways to improve the fuel efficiency and environmental performance of automotive engines is relevant. One of the promising areas is the influence on the combustion process in gasoline engines by using additives of alternative fuels, which include hydrogen.Документ Використання метанолу у якості моторного палива для суднових двигунів внутрішнього згоряння(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Білоусов, Євген Вікторович; Марченко, Андрій Петрович; Савчук, Володимир Петрович; Білоусова, Тетяна ПетрівнаНамір міжнародної морської організації до 2050 року скоротити викиди парникових газів до атмосфери у двічі в порівнянні з 2008 роком спонукали виробників суднових двигунів розпочати активні пошуки шляхів вирішення цієї задачі. Оскільки на цей проміжок часу суттєвих глобальних змін у структурі енергетичного обладнання суден не передбачається, основні зусилля дослідників спрямовані на вирішення проблеми скорочення викидів на базі поршневих двигунів, які сьогодні становлять основу суднової енергетики. Технологією першого етапу скорочення викидів парникових газів, було переведення суднових дизелів на газові палива, і в першу чергу, на метан. The international maritime organization's intention to reduce greenhouse gas emissions to the atmosphere by two times compared to 2008 by 2050 prompted manufacturers of marine engines to start actively searching for ways to solve this problem. Since significant global changes in the structure of ship power equipment are not expected during this period, the main efforts of researchers are aimed at solving the problem of reducing emissions based on piston engines, which today form the basis of ship power. The technology of the first stage of reducing greenhouse gas emissions was the conversion of marine diesels to gas fuels, and primarily to methane.Документ Проблематика забезпечення надійності бічної поверхні поршнів форсованих ДВЗ(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Марченко, Андрій Петрович; Пильов, Вячеслав ВолодимировичПроаналізовано перспективні напрямки і тенденції розвитку двигунів техніки спеціального призначення. Підвищення літрової потужності двигунів призводить до критичного зростання теплової та механічної напруженості елементів їх конструкцій та відповідного зменшення ресурсу. До найбільш схильних до виходу з ладу деталей форсованих двигунів належать поршні. Серед характерних критичних зон конструкції поршня, в яких спостерігається втрата параметричної і фізичної надійності, виділяють окрему критичну зону на навантаженій та ненавантаженій сторонах спідниці поршня біля пальцевого отвору. Проведено аналіз публікацій і показано, що виникнення явища натирання чи задирання бічної поверхні спідниці поршня, що спостерігається для форсованих конструкцій в означеній зоні, не пояснено вичерпно в існуючій системі наукових поглядів. Prospective directions and trends in the development of special-purpose engines are analyzed. An increase in swept volume power density of engines leads to a critical raise in thermal and mechanical stress in the engine structural elements and to a corresponding reduction in its resource. Pistons are among the elements of boosted engines that are most prone to failure. Among the characteristic critical zones of the piston design, in which losses of parametric and physical reliability were observed, a separate critical zone on the loaded and unloaded side of the piston skirt near the piston pin bores is singled out. An analysis of publications was carried out and it was shown that the occurrence of the phenomenon of wear or seizures of the side surface of the piston skirt, which is observed for the boosted designs in the specified zone, is not explained exhaustively in the existing system of scientific views.Документ Criteria for assessing the effectiveness of transport power plants decarbonisation in accordance with implementation of the sustainable development concept(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Marchenko, Andriy Petrovych; Parsadanov, Igor VolodymyrovychThe directions of restoration and further development of the energy sector in Ukraine are considered in accordance with power plants with internal combustion engines, taking into account the widespread implementation of the Sustainable Development concept, which allows solving existing modern social, economic and environmental problems. For Ukraine, taking into account the economic opportunities and selected priorities for the chosen path of development, it is necessary at this time to choose gradual and specific directions to implement the Sustainable Development concept. The most priority areas of practical implementation of the concept are determined and it is indicated that the effectiveness of this implementation is associated with the development of the industry on the basis of the fourth and fifth industrial revolutions (Industry 4.0 and Industry 5.0). Напрямки відновлення та подальшого розвитку енергетики в Україні розглянуто відповідно до енергетичних установок з двигунами внутрішнього згоряння із врахуванням поширеного впровадження концепції «Сталий розвиток», що дозволяє вирішувати існуючі сучасні соціальні, економічні і екологічні проблеми. Для України з урахуванням економічних можливостей і обраних пріоритетів щодо обраного шляху розвитку в цей час необхідно обирати поступові і конкретні напрямки реалізації концепції сталого розвитку. Визначені найбільш пріоритетні напрямки практичної реалізації концепції та вказано, що ефективність цієї реалізації пов’язана із розвитком індустрії на основі четвертої та п'ятої промислових революцій (Індустрія 4,0 і Індустрія 5.0).Публікація Оцінка теплонапруженого стану поршнів ДВЗ з урахуванням порогу повзучості їх бічної поверхні(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Марченко, Андрій Петрович; Ліньков, Олег Юрійович; Пильов, Вячеслав Володимирович; Ликов, Сергій ВалентиновичПри створенні нових конструкцій двигунів до них висувають усе більш жорсткі вимоги щодо показників питомої потужності та надійності при забезпеченні сукупності інших експлуатаційних показників. Застосування нових конструктивних рішень або перехід на інший матеріал поршня дозволяє значно підвищити можливий рівень форсування двигуна. Це вимагає обов'язкового аналізу теплонапруженого стану конструкції. Саме такий аналіз може показати, чи буде ефективним те чи інше конкуруюче рішення. Дане дослідження показує можливу ефективність застосування певних конструктивних заходів. За об'єкт дослідження прийнято поршень дизеля 4ЧН12/14. Рівні форсування відповідали 20-30 кВт/л. Виконано моделювання температурного та теплонапруженого станів поршня у двох конструктивних виконаннях і для двох матеріалів – сплавів АЛ25 та АК4. Рівень термічних напружень конструкції встановлено в пружній постановці. Отриманні дані дозволяють проводити аналіз стану поршнів і робити висновки на основі концепції гарантованого забезпечення надійності. Проведено аналіз температурного стану у зоні кромки камери згоряння поршня та у зоні канавки під перше поршневе кільце, де можлива втрата фізичної надійності конструкції. Оцінено поріг повзучості матеріалів бічною поверхнею поршня. При аналізі були використані раніше визначені нами межі повзучості матеріалів, що досліджувались. Пояснено факти появи натирів на поршнях в початковий період їх навантажень на основі перевищення порогу повзучості незміцненого матеріалу. Показано, що перевищення порогу повзучості незміцненого матеріалу поршня може мати місце, коли за критеріями температурного стану кромки камери згоряння, зони першого компресійного кільця та порогу повзучості зміцненого матеріалу конструкція є працездатною. За результатами багатоваріантного аналізу зроблено висновки щодо працездатності конкуруючих конструкцій поршня при граничних рівнях форсування дизеля.Документ Концептуальні основи дискретно-континуального зміцнення елементів двигунів та турбодетандерних установок(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Ткачук, Микола Миколайович; Грабовський, Андрій Володимирович; Ткачук, Микола Анатолійович; Марченко, Андрій Петрович; Кравченко, Сергій ОлександровичОсновна увага у статті приділяється проєктно-технологічним заходам, які спрямовані на забезпечення підвищених технологічних характеристик двигунів та турбодетандерних установок. Зокрема, розроблена удосконалена концепція технології дискретно-континуального зміцнення елементів конструкцій. Ця концепція полягає у поєднанні проєктних та технологічних заходів у єдиному технічному рішенні. Завдяки такому розширеному простору параметрів забезпечується більша результативність кінцевого синтезованого рішення. Так, на прикладі аналізу напруженодеформованого стану представницького фрагменту контактуючих деталей конструкцій визначено закономірності впливу проектних і технологічних параметрів на характеристики міцності: обґрунтовані такі набори параметрів, які забезпечують підвищену міцність контактуючих деталей та їх довговічність. Також знижується тертя у спряженні деталей. Крім того, підвищується ККД механізму, у який входять контактуючі деталі, піддані зміцненню. Як результат – підвищення технологічних характеристик двигунів, турбодетандерних установок та інших машин, деталі яких піддані дискретно-континуальному зміцненню. У цілому розроблена концепція спрямована на різке підвищення службових характеристик елементів конструкцій. Для цього формуються цільові функції. Ці цільові функції мінімізуються або максимізуються у розширеному параметричному просторі. Для цього створюється параметрична модель напружено-деформованого стану фрагмента дискретно-континуально зміцнених тіл. Ця модель дає можливість досліджувати вплив проєктних та технологічних параметрів та трибомеханічні властивості контактуючих тіл. Шляхом цілеспрямованого варіювання властивостей матеріалів, форми та розмірів зон дискретного та континуального зміцнення можливо досягти підвищених трибомеханічних характеристик пари контактуючих тіл.Документ Обробка індикаторних діаграм у задачах побудови цифрових профілів робочого процесу суднових двигунів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Рибальченко, Микола Євгенович; Білоусов, Євген Вікторович; Марченко, Андрій Петрович; Савчук, Володимир Петрович; Бутко, Вадим ПетровичПри експлуатації суднових двигунів внутрішнього згоряння широко застосовується процедура індиціювання робочого процесу на визначених режимах експлуатації з подальшим аналізом індикаторних діаграм та порівнянням отриманих результатів з еталонними, отриманими під час заводських випробувань двигуна. Однак загальна тенденція на світовому флоті до зменшення комерційних швидкостей суден з одного боку та використання жорстких графіків руху з іншого боку призвели до того, що в більшості випадків неможливо провести індиціювання за процедурами, прописаними в правилах технічної експлуатації двигунів. Таким чином, обслуговуючим персоналом втрачається можливість об'єктивно оцінювати поточний технічний стан двигуна та визначити необхідний перелік профілактичних заходів з технічного обслуговування та ремонту, що, безумовно, впливає на ефективність роботи двигунів та безпеку судноплавства загалом. Одним з ефективних шляхів вирішення цієї проблеми є застосування цифрових профілів робочих процесів двигуна, які характеризують їх перебіг у всьому діапазоні робочих режимів. За допомогою цифрового профілю можливо отримати розрахункову еталонну індикаторну діаграму, яка може бути використана для порівняння з отриманою під час планового індиціювання двигуна на будь-якому режимі його роботи. Основою для побудови цифрових профілів можуть слугувати результати приймально-здавальних стендових випробувань двигуна заводом-виробником. Однак враховуючи досить тривалий термін експлуатації суднових двигунів, протоколи випробувань зазвичай існують тільки в растровому форматі, що значно ускладнює обробку наведених у них результатів індиціювання, яке, частіш за все, виконувалося з застосуванням механічних індикаторів. Для використання цієї інформації для побудови цифрових профілів авторами була запропонована методика обробки таких індикаторних діаграм, викладена в попередніх статтях. Однак, ефективність формування цифрових профілів суттєво залежить від якості базових діаграм, по яких ці профілі будуються. Процедурі обробки таких діаграм присвячена дана стаття.Документ Еволюційний розвиток дизелів автотранспорту: екологічні та економічні показники(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Марченко, Андрій Петрович; Парсаданов, Ігор Володимирович; Рикова, Інна ВіталіївнаНа прикладі найбільш поширених у використанні дизельних двигунів вантажного автомобільного транспорту розглянуто вимоги, що ставляться до екологічних та економічних показників цих двигунів, еволюційний їх розвиток за останні десятиріччя та, відповідно, зміну впливу на навколишнє середовище і споживання природних ресурсів. Автомобільний транспорт за обсягом перевезень значно перевершує усі інші види транспорту та є основними споживачами дефіцитних вуглеводневих нафтових палив; і вважається найбільш суттєвими забруднювачем навколишньої атмосфери токсичними речовинами, що містяться у відпрацьованих газах двигунів. За останні роки при розробці, впровадженні у виробництво та використанні в експлуатації впровадженні суттєві зміни, у конструкції, технології виготовлення, організації робочого процесу, вдосконалення систем дизельних двигунів, що забезпечують подачу палива і повітря, очистку відпрацьованих газів від шкідливих викидів в навколишнє середовище. Аналіз зміни вимог, досягнутого рівня економічних і екологічних показників дизельних двигунів вантажного автотранспорту проведено за допомогою паливно-екологічного критерію. Наведені розрахунки і узагальнення отриманих результатів дослідження дають змогу визначити зміни у витратах на паливо та відшкодування екологічних збитків від шкідливої дії відпрацьованих газів двигунів на навколишнє середовище при вироблені одиниці потужності в експлуатації, коефіцієнт відносних експлуатаційних екологічних витрат, безпосередньо паливно-екологічного критерій та навести кількісну оцінку про еволюційний розвиток дизельних двигунів вантажних автомобілів. За результатами виконаного дослідження встановлено, що паливо-екологічна ефективність дизельних двигунів вантажних автомобілів за останні 30 років зросла у 4,17 рази, головним чином за рахунок зменшення викидів в навколишнє середовище шкідливих речовин відпрацьованих газів.Документ Двигуни внутрішнього згоряння і навколишнє середовище(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Марченко, Андрій Петрович; Парсаданов, Ігор Володимирович; Строков, Олександр ПетровичВирішення енергетичних і екологічних проблем є одною із основних задачею сучасності. В даній публікації відзначена роль двигунів внутрішнього згоряння, в першу чергу дизельних двигунів, в світовій енергетиці і конкретно в автомобільному транспорті, споживанні природних ресурсів, негативному впливі на навколишнє середовище і глобальному потеплінні. Наведені, напрямки подальшого підвищення ефективності дизельних двигунів і енергетичних установок автомобільного транспорту. Ці напрямки пов’язані із реалізацією існуючих резервів з підвищення ККД двигунів, удосконаленням конструкції, підвищенням технологічності, покращенням екологічних показників і використанням альтернативних видів палива, а також існуючими на часі у сучасній цивілізації проблемами використання потужних мобільних енергетичних установок на транспорті, будівництві, як окремо, то у сільському господарстві, а загалом при раціональному природокористуванні, у військових засобах тощо. Провідна роль ДВЗ як енергетичної установки для автотранспорту в майбутньому буде доповнена при розширенні застосування гібридних установок, що складається з дизельного двигуна, електрогенератора, приводних електродвигунів, накопичувача електроенергії, систем мікропроцесорного керування та оптимального регулювання. Сьогодні гібридні установки на базі ДВЗ мають зростаюче використання на пасажирському транспорті для міських і міжміських перевезень, є незамінними в окремих технологіях сільгоспвиробництва, військової техніки, встановлюватися на особистий транспорт. При цьому, для гібридних силових установок з ДВЗ концепція удосконалення таких установок трансформується у бік забезпечення підвищення експлуатаційного ККД, економічної та екологічної ефективності на усіх експлуатаційних режимах роботи при забезпеченні високого рівня форсування самих ДВЗ, відповідної надійності і ресурсу в експлуатації.