Optimization biofuel consumption through the development of an adaptive control algorithm

Abstract

The article discusses modern approaches to improving the efficiency of machine-tractor units by optimizing fuel consumption using a fuel component mixer. Rising fuel prices and tightening environmental requirements encourage the search for new technologies that ensure economical and environmentally friendly operation of agricultural machinery. One of the promising solutions is the use of power systems with a fuel mixer, which allows you to adjust the ratio of fuel mixture components in real time, taking into account the load on the engine, its speed and temperature regimes. The article analyzes in detail the influence of various parameters of the fuel mixture on the efficiency of the engine and its economy. A mathematical model of the fuel mixing process is proposed, which takes into account the physicochemical properties of the components, as well as a control algorithm that allows adaptively adjusting the fuel mixture to achieve optimal consumption indicators. Computer modeling of the engine operation using different fuel mixture compositions was carried out, which made it possible to assess the influence of the mixer on the dynamic characteristics of the unit and fuel economy. The results of the research show that the use of a fuel mixer allows you to reduce costs by 10-15% without losing power, while maintaining the stability of engine operation. In addition, it was possible to reduce emissions of harmful substances into the atmosphere, which contributes to increasing the environmental friendliness of agricultural work. The article also provides recommendations for setting up and operating a fuel mixing system to achieve maximum efficiency. The proposed approach may be useful for engineers involved in the development of fuel systems, as well as for farmers seeking to reduce operating costs. The results obtained contribute to the further development of energy-efficient technologies in agricultural machinery.

У статті розглядаються сучасні підходи до підвищення ефективності роботи машинно-тракторних агрегатів шляхом оптимізації витрати палива за допомогою змішувача паливних компонентів. Зростання цін на паливо та посилення екологічних вимог спонукають до пошуку нових технологій, що забезпечують економічну та екологічну експлуатацію сільськогосподарської техніки. Одним із перспективних рішень є використання систем живлення зі змішувачем палива, який дозволяє регулювати співвідношення компонентів паливної суміші в режимі реального часу, враховуючи навантаження на двигун, його швидкісні та температурні режими. У статті детально аналізується вплив різних параметрів паливної суміші на ефективність роботи двигуна та його економічність. Запропоновано математичну модель процесу змішування палива, що враховує фізико-хімічні властивості компонентів, а також алгоритм керування, який дозволяє адаптивно налаштовувати паливну суміш для досягнення оптимальних показників витрати. Проведено комп’ютерне моделювання роботи двигуна з використанням різних складів паливної суміші, що дозволило оцінити вплив змішувача на динамічні характеристики агрегату та економічність витрати палива. Результати досліджень демонструють, що використання змішувача палива дозволяє знизити витрати на 10-15% без втрати потужності, зберігаючи при цьому стабільність роботи двигуна. Крім того, вдалося зменшити викиди шкідливих речовин в атмосферу, що сприяє підвищенню екологічності сільськогосподарських робіт. У статті також наведено рекомендації щодо налаштування та експлуатації системи змішування палива для досягнення максимальної ефективності. Запропонований підхід може бути корисним для інженерів, які займаються розробкою паливних систем, а також для аграріїв, що прагнуть знизити експлуатаційні витрати. Отримані результати сприяють подальшому розвитку енергоефективних технологій у сільськогосподарському машинобудуванні.