Системы автоматического управления и регулирования теплоэнергетических установок и направления их совершенствования

Аннотация

Рассмотрены основные направления совершенствования систем автоматического управления и регулирования теплоэнергетических установок. Показано, что в современных стационарных и мобильных теплоэнергетических установках применяются в основном поршневые двигатели внутреннего сгорания. Отмечено, что оснащение установок системами автоматического управления и регулирования обеспечивает наиболее эффективное протекание процессов в различных системах комбинированных энергетических установок и удовлетворение современных жестких требований к их мощностным и динамическим показателям, к показателям топливной экономичности и токсичности отработавших газов. На современном этапе развития тепло-энергетических установок с двигателями внутреннего сгорания наиболее важной задачей становится необходимость улучшения показателей токсичности отработавших газов. Рассмотрены методы и средства улучшения указанных показателей. В целях сокращения выбросов вредных веществ в атмосферу расширяется применение в теплоэнергетических установках различных альтернативных топлив. Для снижения парникового эффекта целесообразно использовать в теплоэнергетических установках безуглеродные и низкоуглеродные моторные топлива, такие как водород, аммиак и природный газ, а также биотоплива на основе этилового спирта и растительных масел

Работа подготовлена по материалам докладов ВНТК имени профессора В.И. Крутова (31.01.2024)

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
Марков В.А. Системы автоматического управления и регулирования теплоэнергетических установок и направления их совершенствования. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2025, № 1 (152), c. 142--168. EDN: UWELZA

Литература

[1] Heywood J.B. Internal combustion engine fundamentals. New York, McGraw-Hill, 2018.

[2] Gupta H.N. Fundamentals of internal combustion engines. Delhi, PHI Learning, 2013.

[3] Bosch. Системы управления дизельными двигателями. М., За рулем, 2004.

[4] Bosch. Системы управления бензиновыми двигателями. М., За рулем, 2005.

[5] Марков В.А. Проблемы и перспективы совершенствования систем автоматического управления и регулирования теплоэнергетических установок. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2024, № 1 (148), c. 128--155. EDN: HKCYSS

[6] Марков В.А. Системы автоматического управления и регулирования теплоэнергетических установок. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2021, № 4 (139), c. 94--123. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3941-2021-4-94-123

[7] Хрящев Ю.Е., Тихомиров М.В., Епанешников Д.А. Алгоритмы управления двигателями внутреннего сгорания. Ярославль, Изд-во ЯГТУ, 2016.

[8] Душкин П.В., Савастенко А.А., Ховренок С.С. и др. Автоматизация настройки ПИ-регулятора системы управления давлением топлива в аккумуляторной топливной системе дизеля. Двигателестроение, 2023, № 1, с. 51--63. EDN: YTUHPQ

[9] Александров А.А., Марков В.А., ред. Альтернативные топлива для двигателей внутреннего сгорания. М., Инженер, Онико-М, 2012.

[10] Васильев И.П. Влияние топлив растительного происхождения на экологические и экономические показатели дизеля. Луганск, Изд-во ВНУ им. В. Даля, 2009.

[11] Льотко В., Луканин В.Н., Хачиян А.С. Применение альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания. М., Изд-во МАДИ, 2000.

[12] Гайворонский А.И., Гордин М.В., Марков В.А. Проблемы и перспективы использования безуглеродных и низкоуглеродных моторных топлив в условиях различных сценариев перехода к углеродно-нейтральной энергетике. Двигателестроение, 2022, № 2, с. 4--28. EDN: WGWIAU

[13] Пискунов И.В., Глаголева О.Ф., Голубева И.А. Альтернативные виды топлив для устойчивого развития транспортного сектора. Часть 1. Газомоторное топливо. Транспорт на альтернативном топливе, 2021, № 4, с. 68--77. EDN: XUXXTK

[14] Пискунов И.В., Глаголева О.Ф., Голубева И.А. Альтернативные виды топлив для устойчивого развития транспортного сектора. Часть 2. Водородное топливо. Транспорт на альтернативном топливе, 2021, № 5, с. 53--62. EDN: GLJEFC

[15] Пискунов И.В., Ершов М.А., Глаголева О.Ф. Альтернативные виды топлив для устойчивого развития транспортного сектора. Часть 3. Биотопливо. Транспорт на альтернативном топливе, 2021, № 6, с. 39--46. EDN: LEMVYU

[16] Марков В.А., Девянин С.Н., Са Бовэнь и др. Исследование работы дизельного двигателя на смесевых и эмульгированных биотопливах с добавками рапсового масла. Двигателестроение, 2023, № 1, с. 70--90. EDN: OOONAY

[17] Гайворонский А.И., Гордин М.В., Марков В.А. и др. Технологии промышленного получения водорода и его использования в транспортных энергетических установках. Двигателестроение, 2022, № 1, с. 3--20. EDN: CJGSDE

[18] Кавтарадзе Р.З. Теплофизические процессы в дизелях, конвертированных на природный газ и водород. М., Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011.

[19] Митрова Т., Мельников Ю., Чугунов Д. и др. Водородная экономика --- путь к низкоуглеродному развитию. М., Центр энергетики Московской школы управления Сколково, 2021.

[20] Козлов С.И., Фатеев В.Н. Водородная энергетика: современное состояние, проблемы, перспективы. М., Газпром ВНИИГАЗ, 2009.

[21] Фомин В.М. Водородная энергетика автомобильного транспорта. М., Изд-во РУДН, 2006.

[22] Климентьев А.Ю., Климентьев А.А. Аммиак --- перспективное моторное топливо для безуглеродной экономики. Транспорт на альтернативном топливе, 2017, № 3, с. 32--44. EDN: YUNIOF

[23] Климентьев А.Ю., Климентьев А.А. Аммиак --- перспективное моторное топливо для безуглеродной экономики. Окончание. Транспорт на альтернативном топливе, 2017, № 4, с. 17--27. EDN: ZBMVCX

[24] Абызов О.В., Галышев Ю.В., Иванов А.К. и др. Моделирование индикаторного процесса автомобильного газового двигателя при его работе на аммиаке. Двигателестроение, 2023, № 1, с. 64--69. EDN: MJDWEW

[25] Кулешов А.С., Кулешов А.А., Марков В.А. и др. Расчетные исследования параметров рабочего процесса дизельного двигателя с добавками аммиака во впускную систему. Двигателестроение, 2023, № 3, с. 71--93. EDN: BZYUWM

[26] Са Бовэнь, Лю Ин, Марков В.А., и др. Характеристики процесса сгорания и экологические показатели двухтопливного дизельного двигателя, работающего на аммиаке. Двигателестроение, 2023, № 4, с. 73--87. EDN: SDLUSI

[27] Кузнецов А.Г., Харитонов С.В., Сапронов Д.П. Применение методов машинного обучения при разработке динамической модели дизельного двигателя. Двигателестроение, 2023, № 1, с. 38--50. EDN: RQELCB

[28] Марков В.А., Поздняков Е.Ф., Фурман В.В. и др. Моделирование системы автоматического регулирования частоты вращения дизельного двигателя. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2019, № 7, с. 35--46.DOI: https://doi.org/10.18698/0536-1044-2019-7-35-46

[29] Зенкин В.А. Многокритериальная оптимизация газообмена одноцилиндрового дизеля с помощью промежуточной нейросетевой модели. Двигателестроение, 2022, № 3, с. 32--47. EDN: PXULBD

[30] Кузнецов А.Г., Харитонов С.В., Каменских С.А. Разработка нейросетевого регулятора для дизеля. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2023, № 5, с. 90--100. DOI: https://doi.org/10.18698/0536-1044-2023-5-90-100