Исследование эффективности использования цикла Миллера в двигателях внутреннего сгорания

Статья посвящена исследованию возможностей повышения технико-экономических показателей двигателя внутреннего сгорания за счет использования цикла Миллера с укороченным впуском. Проведен обзор научных работ использования цикла Аткинсона и цикла Миллера в ДВС. Проведен сравнительный анализ теоретических циклов: Отто, Аткинсона и Миллера. Выполнены расчетные исследования влияния степени расширения и степени повышения давления на КПД цикла Аткинсона. Представлены соотношения, позволяющие при использовании цикла Миллера с укороченным впуском получить такой же теоретический КПД цикла, что и у цикла Аткинсона. При этом реализация цикла Миллера в реальной конструкции двигателя значительно превосходит возможности использования цикла Аткинсона. Результаты исследования показали, что использование цикла Миллера с укороченным впуском предпочтительнее, но при этом обязательно увеличение степени сжатия и давления на впуске за счет использования наддува. На примере реальных данных основных параметров цикла показано, что использование теоретического цикла Миллера может обеспечить существенное до 12,2 % повышение КПД цикла по сравнению с циклом Отто. Представлены соотношения, условия и рекомендации, позволяющие эффективно использовать цикл Миллера с укороченным впуском в реальной конструкции двигателя.

The article is devoted to the study of the possibilities of improving the technical and economic indicators of an internal combustion engine (ICE) through the use of the Miller cycle with a shortened intake. A review of scientific works on the use of the Atkinson cycle and Miller cycle in an internal combustion engine is carried out. A comparative analysis of theoretical cycles: Otto cycle, Atkinson cycle and Miller cycle is carried out. Calculated studies of the influence of the expansion ratio and the pressure increase ratio on the efficiency of the Atkinson cycle have been carried out. The ratios are presented that allow using the Miller cycle with a short inlet to obtain the same theoretical efficiency of the cycle as that of the Atkinson cycle. At the same time, the implementation of the Miller cycle in a real engine design significantly exceeds the possibilities of using the Atkinson cycle. The results of the study showed that the use of the Miller cycle with a shortened intake is preferable, but it must necessarily increase the compression ratio and intake pressure through the use of boost. On the example of real data of the main parameters of the cycle, it is shown that the use of the theoretical Miller cycle can provide a significant up to 12.2% increase in the efficiency of the cycle compared to the Otto cycle. The ratios, conditions and recommendations are presented that allow the effective use of the Miller cycle with a shortened intake in a real engine design.