Uzyskanie zmniejszenia pracy wymiany ładunku przy częściowym obciążeniu silnika spalinowego

Internal combustion engines, used for driving of different cars, occurs not only at full load, but mostly at the part load. The relative load exchange work at the full (nominal) engine load is significantly low. At the part load of the IC engine its energy efficiency ηₑ is significantly lower than in the optimal (nominal field) range of the performance parameters. One of the numerous reasons of this effect is regular growing of the relative load exchange work of the IC engine. It is directly connected with the quantitative regulation method commonly used in the IC engines. From the thermodynamic point of view - the main reason of this effect is the throttling process (causing exergy losses) occurring in the inlet and outlet channels. The known proposals for solving of this problem are based on applying of the fully electronic control of the motion of inlet, outlet valves and new reference cycles. The idea presented in the paper leads to diminishing the charge exchange work of the IC engines. The problem can be solved using presented in the paper a new concept of the reference cycle (called as eco-cycle) of IC engine. The work of the engine basing on the eco-cycle occurs in two 3-stroke stages; the fresh air is delivered only once for both stages, but in range of each stage a new portion of fuel is burned. Normally the charge exchange occurs once during each engine cycle realized. Elaborated proposition bases on the elimination of chosen charge exchange processes and through this the dropping of the charge exchange work can be achieved.Silniki spalinowe, stosowane jako jednostki napędowe samochodów, pracują nie tylko przy pełnym (nominalnym) obciążeniu, ale także (najczęściej) pod obciążeniem częściowym. Względna praca wymiany ładunku silnika przy jego pełnym obciążeniu jest stosunkowo niewielka. Przy obciążeniu częściowym energetyczna sprawność ηₑ silnika spalinowego jest znacznie niższa aniżeli przy jego pełnym (optymalnym) obciążeniu, co między innymi jest powiązane z wielkością pracy wymiany ładunku w układzie. Z termodynamicznego punktu widzenia przyczyną tych zmian jest proces dławienia (przepustnica, straty egzergii) głównie na dopływie do silnika, co jest efektem tzw. ilościowej regulacji silnika spalinowego. Przygotowywane są różne propozycje rozwiązań, prowadzące do efektywnego zmniejszenia pracy wymiany ładunku przy niskich obciążeniach silnika. Jednym z proponowanych prostszych rozwiązań w tym zakresie może być zastosowanie tzw. ekoobiegu, którego idea polega na zmniejszeniu liczby napełnień cylindra. Przedmiotem analizy są możliwości realizacyjne oraz uwarunkowania eksploatacyjne ekoobiegu silnika spalinowego. Zasadniczym warunkiem branym pod uwagę, było kryterium sprawności energetycznej ekoobiegu w stosunku do sprawności istniejących obiegów klasycznych, a w szczególności stwierdzenie możliwości zwiększenia sprawności układu, głównie w zakresie obciążeń częściowych silnika spalinowego. Wskazano na sposób kontroli i dobór warunków spalania w układzie