Hibridinių automobilių ekologinių ir energetinių rodiklių pokyčio analizė, taikant skirtingus tyrimo metodus

Abstract

Automobilių išmetamųjų teršalų pokyčio vertinimui įprastai naudojami stendinių bandymų ir Realaus Vairavimo Emisijos (angl. Real Driving Emissions – RDE) tyrimų metodai. Šaltojo variklio paleidimo metu pastebimas ženklus hibridinių ir įprastinių automobilių vidutinis azoto oksidų (NOx), angliavandenilių (HC), anglies monoksido (CO) ir kietųjų dalelių skaičius (KD) skirtumas. Hibridinės transporto priemonės (angl. hybrid electric vehicle – HEV) su Atkinsono ciklo vidaus degimo varikliais (VDV) įprastai naudoja kintamą vožtuvų fazių valdymo (angl. Variable Valve Timing – VVT) sistemą, kurios pagalba degalų sąnaudos sumažinamos iki 30 %. VDV šiluminį efektyvumą galima padidinti net iki 40 %, tačiau būtina sumažinti šilumos nuostolius per aušinimo sistemą ir išvengti detonacinio degimo. Elektros variklio režimu transporto priemonė veikia esant labai mažoms apkrovoms, traukos jėgą sukuria tik elektros variklis (EV), o VDV yra išjungtas, kad būtų išvengta neefektyvių režimų. Hibridinėse transporto priemonėse išmetamų teršalų emisija priklauso nuo baterijų įkrovimo lygio. Esant pilnai įkrautoms baterijoms degalų sąnaudos, CO ir NOx emisijos sumažėja, o joms išsikraunant ženkliai padidėja. Analizė rodo, kad šalto variklio paleidimo CO2 emisijos nustatytos Naujojo Europos Vairavimo Ciklo (angl. New European Driving Cycle – NEDC) bandymuose ir Pasaulinėje suderintoje Lengvųjų automobilių Bandymų Procedūroje (angl. Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure – WLTP) skiriasi iki 30 %, o degalų energijos poreikis važiavimui net iki 53 %.

Chassis dynamometer test and Real Driving Emission (RDE) methods are commonly used to evaluate the change in car emissions. During the cold start event, the average number of nitrogen oxides (NOx), hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO) and particulate matter (PN) in hybrid and conventional vehicles is kindly different. Hybrid vehicles with Atkinson cycle engines typically use a Variable Valve Timing (VVT) control system that reduces fuel consumption up to 30%. The thermal efficiency of the engine can be increased up to 40%, but it is necessary to reduce heat loss through the cooling system and avoid engine knocking. The electric vehicle (EV) mode operates at low loads, the traction is generated only by the electric motor and the internal combustion engine (ICE) is off to avoid an inefficient area. Emissions from hybrid vehicles depend on the battery charge level. When batteries are fully charged, fuel consumption, CO and NOx emissions are reduced, while increases significantly when discharged. The analysis shows that CO2 emissions during cold start in the New European Driving Cycle (NEDC) and the Worldwide Harmonised Light Vehicle Test Procedure (WLTP) differs up to 30% and the energy required for traction - up to 50%.