Исследовано влияние изменения степени сжатия на эффективные показатели двигателя внутреннего сгорания, включая показатели процессов сгорания и теплопередачи. Особое внимание уделено прочностным свойствам материалов, из которых изготовлены компоненты двигателя, а также их способности выдерживать повышенные механические и тепловые нагрузки. Предложена методология повышения энергоэффективности двигателя с алгоритмом ступенчатого подбора степени сжатия и оценкой прочностных характеристик двигателя. Апробация методологии проведена в рядном шестицилиндровом двигателе КАМАЗ-910. В рамках проведенных исследовательских работ определены оптимальные значения степени сжатия, которые обеспечивают высокую эффективность и экономичность двигателя в эксплуатации, а также надежную работу двигателя на протяжении всего ресурса автомобиля.
Актуальность статьи обусловлена необходимостью замещения нефтяного дизельного топлива моторными топливами, получаемыми из альтернативных сырьевых ресурсов. В качестве современного альтернативного топлива рассмотрен природный газ. Проведено экспериментальное исследование двигателя с принудительным зажиганием типа КАМАЗ 820.93, работающего на природном газе (газовый двигатель). При испытаниях двигатель поочередно оснащался поршнями базового варианта с цилиндрической камерой в поршне и опытными поршнями по вариантам № 1 и 2, различающимися диаметром и глубиной указанной камеры. На режиме, близком к режиму максимального крутящего момента, наименьший удельный эффективный расход топлива, равный 193 г/(кВт · ч) достигнут при использовании опытных поршней по варианту № 2, а наибольший - 197 г/(кВт · ч) - при использовании базовых поршней. На этом режиме наименьшая концентрация оксидов азота в отработавших газах исследуемого двигателя, равная 1100 ppm, отмечена при использовании базовых поршней, а наибольшая - 1350 ppm - при использовании опытных поршней по варианту № 1. На других скоростных режимах с полной нагрузкой наибольшее содержание оксидов азота в отработавших газах отмечено при использовании опытных поршней по варианту № 2. При этом наибольшая концентрация несгоревших углеводородов в отработавших газах, равная 2200 ppm, отмечена при использовании базовых поршней, а наименьшая - 1700 ppm - при использовании опытных поршней по варианту № 2. В целом отмечены преимущества использования в исследуемом двигателе опытных поршней по варианту № 2.