МЕТОД ОЦІНЮВАННЯ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ АВТОМОБІЛІВ З РІЗНИМИ ДЖЕРЕЛАМИ ЕНЕРГІЇ

Анотація

Запропоновано універсальний підхід до об’єктивного оцінювання енергетичної ефективності транспортних засобів з різними типами джерел енергії.

Зростання екологічних вимог, трансформація енергетичних ринків, збільшення обсягів перевезень та глобальний курс на декарбонізацію транспорту зумовлюють необхідність у стандартизованих методиках оцінювання та порівняння енергетичної досконалості автомобілів.

Запропоновано єдиний показник енергетичних витрат автомобіля з будь-яким джерелом енергії, яким споряджено автомобіль, що визначається як відношення витраченої енергії до обсягу виконаної транспортної роботи. Цей підхід дозволяє об’єктивно порівнювати енергоефективність традиційних автомобілів, оснащених двигунами внутрішнього згоряння, з електромобілями, автомобілями з гібридними системами тощо.

У роботі проведено аналіз сучасної наукової літератури, що підтверджує важливість впровадження інтегральних показників, таких як “well-to-wheel”, для системної оцінки втрат енергії на всіх етапах — від джерела енергії до ведучих коліс автомобіля. Запропонована методика базується на чіткій математичній формалізації, що дозволяє враховувати вплив ступеня завантаження, дорожніх умов, швидкісного режиму та топографії місцевості.

Детально описано формалізований підхід до обліку енергетичних витрат. Маса транспортного засобу враховується з урахуванням корисного навантаження та фактичної ваги вантажу, а транспортна робота розраховується як добуток повної ваги автомобіля на відстань перевезення. Для забезпечення уніфікованого порівняння економічності наведено універсальні формули, що застосовуються для всіх типів приводів. Для різних видів пального, включно з твердим, рідким та газоподібним, подано методи обчислення енергетичних вкладень на основі їхньої теплоти згоряння.

Особлива увага приділяється аналізу впливу на силу тяги на колесах від опорів руху: кочення, повітря, підйому, інерції та причепа. Представлено використання тягового балансу та його безрозмірної форми для розкриття ключових факторів, що впливають на ефективність використання енергії різними класами автомобілів. Показано, що зі зростанням маси автомобіля пропорційно збільшуються сили опору руху, проте частка опору повітря — зменшується.

Підкреслюється, що розроблені універсальні формули дозволяють не лише виконувати порівняльне оцінювання проєктних рішень на етапі розробки транспортних засобів, а й точно оцінювати реальні експлуатаційні витрати енергії, визначати норму витрат пального, а також необхідний об’єм паливного баку автомобіля з двигуном внутрішнього згоряння або ємність акумуляторної батареї електромобіля.