Increasing the efficiency of the lubrication system of a modern internal combustion diesel engine

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Leading manufacturers of engines for trucks are constantly competing and trying to create engines with the best consumer characteristics, which at the same time meet modern environmental standards. One of the most important characteristics for long-haul tractors is fuel efficiency. As a way to improve this parameter, it was chosen to reduce the loss of mechanical energy to drive the oil pump.

AIMS: To determine the current level of mechanical losses in the drive of the oil pump of the KAMAZ 6ChN13/15 engine, to form a set of solutions to reduce losses.

METHODS: The current pattern of mechanical losses distribution for the 6ChN13/15 engine was obtained by engine motoring at the engine bench with sequential removal of engine components. A comparative diagram of the overpressure at the outlet of the uncontrolled and controlled pumps was obtained empirically during tests at the engine bench. The evaluation of the positive effect from the use of a controlled oil pump was determined analytically.

RESULTS: As a result, by using a controlled oil pump, it became possible to reduce the excess pressure at the outlet of the pump at nominal rotational speed by 25%, which theoretically should reduce the relative mechanical losses of the engine by 3%.

CONCLUSIONS: The practical value of the study lies in determining effective ways to reduce mechanical energy losses and improve the consumer qualities of modern diesel engines.

About the authors

Marat D. Khannanov

Naberezhnye Chelny Institute of Kazan Federal University; Scientific and Technical Center of KAMAZ

Author for correspondence.
Email: marhan87@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9816-0691
SPIN-code: 9825-8736
Scopus Author ID: 1155699

Postgraduate of the Automobiles, Automobile Engines and Design Department

Russian Federation, Naberezhnye Chelny; Naberezhnye Chelny

Eduard R. Alimgulov

Scientific and Technical Center of KAMAZ

Email: Eduard.Alimgulov@kamaz.ru
ORCID iD: 0000-0002-7808-8327
SPIN-code: 8738-3647
Scopus Author ID: 1155030

Head of the Design Group of Advanced Engines, R&D Center

Russian Federation, Naberezhnye Chelny

Lenar I. Fardeev

Scientific and Technical Center of KAMAZ

Email: Lenar.Fardeev@kamaz.ru
ORCID iD: 0000-0002-2508-5915
SPIN-code: 4034-8695

Deputy Chief Engine Designer for Advanced Engines

Russian Federation, Naberezhnye Chelny

Andrey S. Kulikov

Scientific and Technical Center of KAMAZ

Email: Andrey.Kulikov@kamaz.ru
ORCID iD: 0000-0003-4005-1112
SPIN-code: 1525-7860
Scopus Author ID: 910800

Chief Engine Designer of R&D Center

Russian Federation, Naberezhnye Chelny

Irek F. Gumerov

Scientific and Technical Center of KAMAZ

Email: gumerov@kamaz.ru
ORCID iD: 0000-0002-5538-8693
SPIN-code: 3475-4219
Scopus Author ID: 910965

Cand. Sci. (Tech.), Deputy General Director – Development Director

Russian Federation, Naberezhnye Chelny

Robert R. Gubaidullin

Ural Federal University

Email: diablogrr@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8480-1988
SPIN-code: 3962-8290

Engineer of the Group of Internal Combustion Engines of the Engineering Center for Digital Technologies of Mechanical Engineering

Russian Federation, Yekaterinburg

Galymzhan Zh. Mukanov

Ural Federal University

Email: g.mukanov@advengineering.ru
ORCID iD: 0000-0001-5611-4064
SPIN-code: 2593-9112
Scopus Author ID: 1040095

Research Engineer of the Department of Strategic Development of the Engineering Center for Digital Technologies of Mechanical Engineering

Russian Federation, Yekaterinburg

Alexey A. Doikin

Advance Engineering

Email: daa@advengineering.ru
ORCID iD: 0000-0001-9534-9878
SPIN-code: 8536-1760
Scopus Author ID: 583401

Chief Specialist of 1D System Modeling Department

Russian Federation, Yekaterinburg

References

  1. Kolchin AI, Demidov VP. Calculation of automobile and tractor engines. Moscow: Vysshaya shkola; 2008. (in Russ).
  2. Chainov ND, Ivashchenko NA, Krasnokutsky AN, et al. Designing internal combustion engines: A textbook for universities. editor Chainov ND. Moscow: Mashinostroenie; 2008. (in Russ).
  3. Putintsev SV. Mechanical Losses in Reciprocating Engines: A Tutorial. Moscow: MGTU im. N. Baumana; 2011. (in Russ).
  4. Shchukina VN. Analysis of methods for determining mechanical losses for their subsequent application during operation. Vestnik Federalnogo gosudarstvennogo obrazovatelnogo uchrezhdeniya vysshego professionalnogo obrazovaniya “Moskovskiy gosudarstvennyy agroinzhenernyy universi-tet imeni V.P. Goryachkina”. 2016;5(75):18–21. (in Russ).
  5. Beroun S, Páv K. Vybrané statě z vozidlových spalovacích motorů: (doplňková skripta pro magisterský studijní program). Liberec: Technická univerzita v Liberci; 2013. (in Czech).
  6. Procházka R, Dittrich A, Voženílek R, et al. New Ways to Measure Mechanical Losses by Motoring an ICE with Increased Cylinder Pressure. Applied Sciences. 2022;12(4):2155. doi: 10.3390/app12042155
  7. Anuryev VI. Handbook of the designer-machine builder: In 3 vols. Vol. 3. 8th ed., revised. and updated. editor Zhestkova IN. Moscow: Mashinostroenie; 2001. (in Russ).
  8. Oil management for commercial vehicles [internet]. Available from: https://www.mahle.com/en/products-and-services/commercial-vehicles/oil-management/ Accassed: 30.05.2022.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Change in the average effective pressure of mechanical losses during sequential dismantling of the engine components at the oil temperature of 60 ° C, where: S1 – complete engine, S2 – oil pump removed.

Download (77KB)
3. Fig. 2. Current balance of averaged mechanical losses for the 6ChN13/15 engine.

Download (106KB)
4. Fig. 3. Influence of oil temperature on the effective pressure of mechanical losses on the oil pump drive.

Download (84KB)
5. Fig. 4. The design of the volumetric type oil pump with variable performance.

Download (265KB)
6. Fig. 5. Characteristic curves of the oil pump.

Download (84KB)
7. Fig. 6. Comparative analysis of the change in excess pressure at the outlet of the base oil pump and the oil pump with variable performance.

Download (78KB)

Copyright (c) 2023 Khannanov M.D., Alimgulov E.R., Fardeev L.I., Kulikov A.S., Gumerov I.F., Gubaidullin R.R., Mukanov G.Z., Doikin A.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».