Системы автоматического управления и регулирования теплоэнергетических установок с двигателями внутреннего сгорания

Аннотация

Удовлетворение жестких требований, предъявляемых к эксплуатационным показателям теплоэнергетических установок с двигателями внутреннего сгорания, возможно лишь при оснащении энергетических установок системами автоматического управления и регулирования. Проанализированы направления совершенствования таких систем, среди которых выделено применение различных альтернативных моторных топлив. К перспективным альтернативным топливам следует отнести биотоплива и природный газ, а также безуглеродные топлива --- водород и аммиак. Отмечено, что на современном этапе развития двигателестроения основными показателями, характеризующими работу двигателей внутреннего сгорания, являются их мощностные и динамические показатели, топливная экономичность и токсичность отработавших газов. Для улучшения таких показателей системы автоматического регулирования и управления должны реализовывать оптимизированные законы управления, которые обеспечивают согласование характеристик различных систем комбинированных двигателей внутреннего сгорания при изменении скоростного и нагрузочного режимов работы энергетических установок с учетом изменяющихся условий их эксплуатации. Наибольшие функциональные возможности имеют микропроцессорные системы автоматического управления и регулирования, построенные на элементной базе современной микропроцессорной техники. Такие системы позволяют обеспечить взаимосвязанное адаптивное управление параметрами теплоэнергетических установок

Работа подготовлена по материалам докладов ВНТК им. профессора В.И. Крутова (29.01.2025)

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Марков В.А. Системы автоматического управления и регулирования теплоэнергетических установок с двигателями внутреннего сгорания. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2026, № 2 (157), c. 137--162. EDN: PVDFKT

Литература

[1] 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

[2] Хрящев Ю.Е., Тихомиров М.В., Епанешников Д.А. Алгоритмы управления двигателями внутреннего сгорания. Ярославль, Изд-во ЯГТУ, 2014.

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

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

[5] 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, c. 4--28. EDN: WGWIAU

[6] 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, c. 53--62. EDN: GLJEFC

[7] 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

[8] 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

[9] Марков В.А. Тенденции совершенствования систем автоматического управления и регулирования теплоэнергетических установок. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение, 2023, № 1 (144), c. 97--126. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3941-2023-1-97-126

[10] Плахов С.В. Разработка и исследование систем электронного управления топливоподачей тепловозных газодизельных двигателей. Двигателестроение, 2025, № 3, c. 34--56.

[11] Ипатов И.И., Кутенев В.Ф., Лукшо В.А. и др. Автотранспорт и экология мегаполисов. М., Машиностроение, 2010.

[12] 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, c. 39--46. EDN: LEMVYU

[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, c. 68--77. EDN: XUXXTK

[14] Лиханов В.А., Лопатин О.П., Юрлов А.С. Экспериментальные исследования токсичности дизеля при работе на метаноле и метиловом эфире рапсового масла. Двигателестроение, 2025, № 3, с. 72--81.

[15] Хрящёв Ю.Е., Бойков Д.В., Перепелин А.П. К вопросу о формировании внешней скоростной характеристики многотопливных дизелей. Двигателестроение, 2022, № 2, c. 53--60. DOI: https://doi.org/10.18698/jec.2022.2.53-60

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

[17] 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, c. 51--63. EDN: YTUHPQ

[18] Голубков Л.Н., Душкин П.В., Савастенко А.А. и др. Разработка быстродействующей модели для проверки алгоритмов управления дизельной аккумуляторной топливной системой. Двигателестроение, 2024, № 3, c. 14--20.

[19] Wang Y., Shi Y., Cai M., et al. Optimization of air-fuel ratio control of fuel-powered UAV engine using adaptive fuzzy-PID. J. Franklin Inst., 2018, vol. 355, no. 17, pp. 8554--8575. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfranklin.2018.09.003

[20] Zhang K., Huang X., Xie Z., et al. Design and optimization of a novel electrically controlled high pressure fuel injection system for heavy fuel aircraft piston engine. Chin. J. Aeronaut., 2018, vol. 31, no. 9, pp. 1920--1928. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cja.2018.06.013

[21] Максимов И.В., Синявский В.В., Шатров М.Г. Влияние размеров форсунки и формы камеры сгорания на показатели газодизеля. Двигателестроение, 2025, № 2, с. 51--60.

[22] Дунин А.Ю., Нгуен Ван Зунг, Ахметжанова Э.У. и др. Применение комбинированной энергетической установки для улучшения характеристик двигателя с искровым зажиганием при работе на безуглеродном топливе. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2026, № 1 (156), c. 101--114. EDN: AKOYXB