Підвищення енергоефективності транспортних енергоустановок використанням комбінацій традиційного та альтернативних палив
DOI:
https://doi.org/10.30977/VEIT.2025.27.0.11Ключові слова:
транспортна енергоустановка, енергоефективність, забруднюючі викиди, воднево-вуглецеве відношення, альтернативне паливоАнотація
У статті наведено результати досліджень використання різноманітних комбінацій традиційного та альтернативного палива, зокрема сумішей бензину та етанолу, а також додавання водню до суміші рідких палив та водневмісного газу до повітряного заряду. За результатами досліджень підтверджено можливість підвищення енергоефективності досліджуваної енергоустановки у окремому режимі роботи за окремими та груповим критеріями, зокрема, ефективним коефіцієнтом корисної дії, викидами забруднюючих речовин, вуглекислого газу та ступенем використання водню у створенні енергії.
Посилання
Yakovlieva, A., & Boichenko, S. (2020). Energy Efficient Renewable Feedstock for Alternative Motor Fuels Production: Solutions for Ukraine. Systems, Decision and Control in Energy I, 247–259. https://doi.org/10.1007/978-3-030-48583-2_16.
Tsiuman, M. (2019). Evaluation of fuel consumption and harmful substances emissions by vehicle with spark ignition engine under operation conditions with using of fuel containing ethanol. Selected Aspects of Providing the Chemmotological Reliability of the Engineering, 299–314. https://doi.org/10.18372/38237.
Efemwenkiekie, U. K., Oyedepo, S. O., Idiku, U. D., Uguru-Okorie, D. C., & Kuhe, A. (2019). Comparative Analysis of a Four Stroke Spark Ignition Engine Performance Using Local Ethanol and Gasoline Blends. Procedia Manufacturing, 35, 1079–1086. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2019.06.060.
Sakai, S., & Rothamer, D. (2019). Impact of ethanol blending on particulate emissions from a spark-ignition direct-injection engine. Fuel, 236, 1548–1558. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.09.037.
Marques, D. O., Trevizan, L. S. F., Oliveira, I. M. F., Seye, O., & Silva, R. E. P. (2016). Combustion assessment of an ethanol/gasoline flex-fuel engine. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 39(4), 1079–1086. https://doi.org/10.1007/s40430-016-0609-4.
Suarez-Bertoa, R., Zardini, A. A., Keuken, H., & Astorga, C. (2015). Impact of ethanol containing gasoline blends on emissions from a flex-fuel vehicle tested over the Worldwide Harmonized Light duty Test Cycle (WLTC). Fuel, 143, 173–182. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.10.076.
Редзюк, А.М., Устименко, В.С., Клименко, О.А., & Гутаревич, Ю.Ф. (2003). Вплив високооктанової кисневмісної добавки до бензину на паливну економічність та екологічні показники автомобілів. Автошляховик України. Окр. вип. Вісник Північного наукового центру ТАУ, 6, 34–35.
Redziuk, A.M., Ustymenko, V.S., Klymenko, O.A., & Hutarevych, Yu.F. (2003). Vplyv vysokooktanovoi kysnevmisnoi dobavky do benzynu na palyvnu ekonomichnist ta ekolohichni pokaznyky avtomobiliv. [The impact of the high-octane additive containing oxygen to the gasoline for fuel economy and environmental performance of vehicles]. Avtoshliakhovyk Ukrainy. Okr. vyp. Visnyk Pivnichnoho naukovoho tsentru TAU, 6, 34–35. [in Ukrainian].
Гутаревич, Ю.Ф., Корпач, А.О., Говорун, А.Г., & Захарченко, О.М. (2006). Вплив кута випередження запалювання на показники двигуна за роботи на сумішевих паливах з різним вмістом спиртових сполук. Автошляховик України, 1, 19–21.
Hutarevych, Yu.F., Korpach, A.O., Hovorun, A.H., & Zakharchenko, O.M. (2006). Vplyv kuta vyperedzhennia zapaliuvannia na pokaznyky dvyhuna za roboty na sumishevykh palyvakh z riznym vmistom spyrtovykh spoluk. [The impact of ignition timing advance angle for the engine performance with using the mixtures of fuels with different ethanol content]. Avtoshliakhovyk Ukrainy, 1, 19–21. [in Ukrainian].
Щербатюк, В.Б. (2013). Покращення екологічних показників двигунів підігрівом свіжого заряду при використанні бензину з добавкою біоетанолу. Дис. ... канд. техн. наук. Київ: НТУ.
Shcherbatiuk, V.B. (2013). Pokrashchennia ekolohichnykh pokaznykiv dvyhuniv pidihrivom svizhoho zariadu pry vykorystanni benzynu z dobavkoiu bioetanolu. [Improving the environmental performance of engines by heating the air charge when using gasoline with ethanol additive]. Dys. … kand. tekhn. nauk. Kyiv: NTU. [in Ukrainian].
Tsiuman, M. P., Yakovlieva, A., Tsiuman, Y., Dobrovolskyi, O., Sosida, S., & Savostin-Kosiak, D. (2021). Evaluation of Ethanol-Containing Fuel Supply Control Efficiency in Spark Ignition Engine. SAE Technical Paper Series. https://doi.org/10.4271/2021-01-1232.
Gerwash, M. K. M., Al-ghonemy, A. M. K., Omara, M. A., Ahmed, I. L. M., Saeed, A., & Abdelaziz, G. B. (2024). Sustainable Production of Green Oxy-Hydrogen from Vehicles’ Air Conditioning Drains to Enhance Engine Efficiency and Reduce Greenhouse Gas Emissions. Hydrogen, 5(4), 958–975. https://doi.org/10.3390/hydrogen5040051.
Le Anh, T., Nguyen Duc, K., Tran Thi Thu, H., & Cao Van, T. (2013). Improving Performance and Reducing Pollution Emissions of a Carburetor Gasoline Engine by Adding HHO Gas into the Intake Manifold. SAE Technical Paper Series. https://doi.org/10.4271/2013-01-0104.
Gutarevych, Y., Shuba, Y., Matijošius, J., Karev, S., Sokolovskij, E., & Rimkus, A. (2018). Intensification of the combustion process in a gasoline engine by adding a hydrogen-containing gas. International Journal of Hydrogen Energy, 43(33), 16334–16343. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.06.124.
Cervantes-Bobadilla, M., Escobar-Jiménez, R. F., Gómez-Aguilar, J. F., García-Morales, J., & Olivares-Peregrino, V. H. (2018). Experimental Study on the Performance of Controllers for the Hydrogen Gas Production Demanded by an Internal Combustion Engine. Energies, 11(8), 2157. https://doi.org/10.3390/en11082157.
Morales, J., Bobadilla, M., Escobar-Jiménez, R., Gómez-Aguilar, J., García-Beltrán, C., & Olivares-Peregrino, V. (2016). Control Scheme Formulation for the Production of Hydrogen on Demand to Feed an Internal Combustion Engine. Sustainability, 9(1), 7. https://doi.org/10.3390/su9010007.
Leyko, J., Słobiński, K., Jaworski, J., Mitukiewicz, G., Bou Nader, W., & Batory, D. (2023). Study on SI Engine Operation Stability at Lean Condition—The Effect of a Small Amount of Hydrogen Addition. Energies, 16(18), 6659. https://doi.org/10.3390/en16186659.
Tsiuman, M. P., Mateichyk, V., Smieszek, M., Sadovnyk, I., Artemenko, R., Tsiuman, Y., Gritsuk, I., & Koval, A. (2020). The System for Adding Hydrogen-containing Gas to the Air Charge of the Spark Ignition Engine Using a Thermoelectric Generator. SAE Technical Paper Series. https://doi.org/10.4271/2020-01-2142.
Абрамчук, Ф.І., Гутаревич, Ю.Ф., Долганов, К.Є., & Тимченко, І.І. (2006). Автомобільні двигуни. Підручник. Київ: Арістей.
Abramchuk, F.I., Hutarevych, Y.F., Dolganov, K.Y., & Tymchenko, I.I. (2006). Avtomobilni dvyhuny. [Automobile engines]. Pidruchnyk. Kyiv: Aristei. [in Ukrainian].
Vibe, I. (1970). Burning process and cycle of internal combustion engines. Berlin: VEB Verlag Technik.
Матейчик, В.П., Цюман, М.П., & Сінкевич, А.Б. (2009). Вплив рециркуляції відпрацьованих газів на показники бензинового двигуна з системою нейтралізації. Автошляховик України. Окремий випуск, 12, 137–141.
Mateichyk, V.P., Tsiuman, M.P., & Sinkevych, A.B. (2009). Vplyv retsyrkuliatsii vidpratsovanykh haziv na pokaznyky benzynovoho dvyhuna z systemoiu neitralizatsii. [The effect of exhaust gas recirculation on the performance of a gasoline engine with a neutralization system]. Avtoshliakhovyk Ukrainy. Okremyi vypusk, 12, 137–141. [in Ukrainian].
Сосіда, С.В., & Цюман, М.П. (2023). Дослідження впливу використання палива на основі етанолу на індикаторні показники, енергоефективність та екологічність автомобільного двигуна. Вісник Національного транспортного університету. Серія «Технічні науки». Науковий журнал, 57, 122–140. https://doi.org/10.33744/2308-6645-2023-3-57-122-140.
Sosida, S.V., & Tsiuman, M.P. (2023). Doslidzhennia vplyvu vykorystannia palyva na osnovi etanolu na indykatorni pokaznyky, enerhoefektyvnist ta ekolohichnist avtomobilnoho dvyhuna. [Study of the impact of using ethanol-based fuel on indicated performance, energy efficiency and environmental friendliness of the automobile engine]. Visnyk Natsionalnoho transportnoho universytetu. Seriia «Tekhnichni nauky». Naukovyi zhurnal, 57, 122–140. https://doi.org/10.33744/2308-6645-2023-3-57-122-140. [in Ukrainian].
Burwasser, H., & Pease, R.N. (1955). Burning Velocities of Hydrogen-Air Flames1. Journal of the American Chemical Society, 77(22), 5806–5808. https://doi.org/10.1021/ja01627a008.
Simon, D.M. (1951). Flame Propagation. III. Theoretical Consideration of the Burning Velocities of Hydrocarbons1. Journal of the American Chemical Society, 73(1), 422–425. https://doi.org/10.1021/ja01145a137.
Heywood, J.B. (2018). Internal Combustion Engines Fundamentals. McGraw-Hill Inc. https://www.accessengineeringlibrary.com/content/book/9781260116106.
Цюман, М.П., & Сосіда, С.В. (2022). Експериментальне дослідження паливної економічності та екологічних показників двигуна з іскровим запалюванням, що живиться спиртовмісним паливом з високим вмістом етанолу. Перспективи розвитку автомобільного транспорту та інфраструктури: виклики воєнного часу: збірка тез доповідей Міжнародної науково-практичної конференції, 232–237.
Tsiuman, M.P., & Sosida, S.V. (2022). Eksperymentalne doslidzhennia palyvnoi ekonomichnosti ta ekolohichnykh pokaznykiv dvyhuna z iskrovym zapaliuvanniam, shcho zhyvytsia spyrtovmisnym palyvom z vysokym vmistom etanolu. [Experimental study of fuel efficiency and environmental performance of a spark-ignition engine fueled with alcohol-containing fuel with a high ethanol content]. Perspektyvy rozvytku avtomobilnoho transportu ta infrastruktury: vyklyky voiennoho chasu: zbirka tez dopovidei Mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsii, 232–237. [in Ukrainian].
Bosch Automotive Handbook, 5th Edition. (2000). Stuttgart: Robert Bosch GmbH.
Barin, Ihsan. (1995). Thermochemical data of pure substances. Weinheim; New York; Basel; Cambridge; Tokyo: VCH.
Гутаревич, Ю.Ф., Зеркалов, Д.В., Говорун, А.Г., Корпач А.О., & Мержиєвська, Л.П. (2008). Екологія та автомобільний транспорт. Навчальний посібник. Київ: Арістей.
Hutarevych, Y.F., Zerkalov, D.V., Hovorun, A.H., Korpach, A.O., & Merzhyievska, L.P. (2008). Ekolohiia ta avtomobilnyi transport. [Ecology and road transport]. Navchalnyi posibnyk. Kyiv: Aristei. [in Ukrainian].
Kalaskar, V., Conway, G., Handa, G., Joo, S., & Williams, D. (2023). Challenges and Opportunities with Direct-Injection Hydrogen Engines. SAE Technical Paper Series. https://doi.org/10.4271/2023-01-0287.
Beccari, S., Pipitone, E., & Caltabellotta, S. (2023). Analysis of the Combustion Process in a Hydrogen-Fueled CFR Engine. Energies, 16(5), 2351. https://doi.org/10.3390/en16052351.
Joshi, A. (2023). Year in Review: Progress towards Decarbonizing Transport and Near-Zero Emissions. SAE Technical Paper Series. https://doi.org/10.4271/2023-01-0396.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Микола Цюман
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
