В данной работе проведено расчетное исследование по созданию малолитражного двигателя с наддувом от поршневого компрессора. Проанализирована целесообразность применения компрессора объемного типа в качестве наиболее приемлемого для обеспечения согласованной работы комбинированного поршневого двигателя и компрессора на высоких КПД. Расчет рабочего процесса на трех режимах работы, эффективных показателей и показателей токсичности двигателя производились с помощью программы RP2018. Был проведен анализ совместной работы двигателя и поршневого компрессора в качестве наддува. Для этого определены зависимости расхода воздуха от частоты вращения коленчатого вала и давления наддува, необходимые для достижение эффективной мощности проектируемого двигателя по гидравлической характеристике исследуемого прототипа, в качестве которого был выбран четырехцилиндровый четырехтактный атмосферный двигатель. В результате получено достижение заданных параметров двигателя при уменьшении количества рабочих цилиндров и замене их цилиндрами поршневого компрессора. Достигнуто снижение основных вредных выбросов с отработавшими газами, таких как NOx, CO и CO2. На основании аналитических расчетов разработаны возможные компоновки двигателя с заменой одного или двух рабочих цилиндров на поршневой компрессор, а также продольный и поперечный разрезы двигателя.

In this work, a computational study was carried out to create a small-capacity engine with supercharging from a reciprocating compressor. The expediency of using a positive displacement compressor as the most suitable for ensuring the coordinated operation of a combined piston engine and compressor at high efficiency is analyzed. The working process in three operating modes, effective indicators and engine toxicity indicators calculation was carried out using the RP2018 program. The engine joint operation and the reciprocating compressor as a supercharger analysis was made. For this, the dependences of air consumption on the crankshaft speed and boost pressure are determined, which are necessary to achieve the designed effective power engine according to the hydraulic characteristics of the prototype under study, which was chosen as a four-cylinder four-stroke atmospheric engine. As a result, the specified engine parameters were achieved with a decrease in the number of working cylinders and their replacement with piston compressor cylinders. The main harmful emissions with exhaust gases reduction such as NOx, CO and CO2 has been achieved. Based on analytical calculations, possible engine layouts were developed with the replacement of one or two working cylinders with a reciprocating compressor, as well as the engine longitudinal and transverse sections.