Deputy General Director of JSC “ENIN”, Doctor of Technical Sciences, Professor
заместитель генерального директора АО «ЭНИН», д. т. н., профессор
Professor of the Wheeled and Tracked Vehicles Department of the SUSU (NRU), Doctor of Technical Sciences, Associate Professor
профессор кафедры колесных и гусеничных машин ЮУрГУ (НИУ); д. т. н., доцент
student of the Mathematics, Mechanics and Computer Technologies Faculty of SUSU (NRU)
студент факультета математики, механики и компьютерных технологий ЮУрГУ (НИУ)
Head of the Educational Unit, Deputy Head of the Tank Troops Department of the SUSU (NRU).
начальник учебной части, заместитель начальника кафедры танковых войск ЮУрГУ (НИУ).
applicant of the Department of Wheeled and Tracked Vehicles of the SUSU (NRU).
соискатель кафедры колесных и гусеничных машин ЮУрГУ (НИУ).
A method has been developed for a comprehensive multi-criteria assessment of the efficiency of using inverter power plants as part of multifunctional energy-technological complexes with technical solutions aimed at reducing the negative consequences of the internal combustion engine operation with an optimal from the point of view of fuel efficiency speed. The method includes: synthesis of the optimal engine speed control algorithm, determination of the complex operating modes under operating conditions, assessment of changes in fuel consumption and harmful substances emissions with exhaust gases and resource consumption rate when the engine is switched to the operating mode with the optimal speed, complex technical and economic assessment of the inverter power plants efficiency. On the example of an inverter power plant with a capacity of 100 kW, the need to apply the method is proved. It was found that the engine operation with the optimal from the point of view of fuel efficiency speed and without additional design measures entails an increase in the damage accumulation rate by 1.7-2.1 times and therefore is economically inexpedient, despite a decrease in fuel consumption by 1% or more. It was found that a decrease in the compression ratio with a simultaneous increase in the boost pressure makes it possible to increase the engine resource up to a functional failure due to damage accumulation by 43% and to a parametric failure due to wear by 32%, while the operating costs of the inverter power plant will decrease by 3.7% relative to the base (no changes) power plants. The emission of soot particles will decrease by about 2 times, nitrogen oxides - by 2%, hydrocarbons - almost to zero.
Разработана методика комплексной многокритериальной оценки эффективности использования инверторных энергоустановок в составе многофункциональных энерготехнологических комплексов с техническими решениями, направленными на уменьшение негативных последствий функционирования двигателя внутреннего сгорания с оптимальной с точки зрения топливной экономичности частотой вращения. Методика включает: синтез оптимального алгоритма управления частотой вращения двигателя, определение режимов функционирования комплекса в условиях эксплуатации, оценку изменения величины расхода топлива и выбросов вредных веществ с отработавшими газами, скорости расходования ресурса при переводе двигателя на режим работы с оптимальной частотой вращения, комплексную технико-экономическую оценку эффективности использования инверторных энергоустановок. На примере инверторной энергоустановки мощностью 100 кВт доказана необходимость применения методики. Выявлено, что работа двигателя с оптимальной с точки зрения топливной экономичности частотой вращения и без дополнительных конструктивных мероприятий влечет увеличение скорости накопления повреждений в 1,7-2,1 раза и поэтому экономически нецелесообразна, несмотря на снижение расхода топлива на 1 % и более. Установлено, что снижение степени сжатия при одновременном повышении давления наддува позволяет повысить ресурс двигателя до функционального отказа вследствие накопления повреждений на 43 % и до параметрического отказа вследствие изнашивания на 32 %, при этом затраты на эксплуатацию инверторной энергоустановки снизятся на 3,7 % относительно базовой (без изменений) энергоустановки. Показатели выбросов сажевых частиц уменьшатся примерно в 2 раза, оксидов азота - на 2 %, углеводородов - практически до нуля.