КОМБІНОВАНА СИЛОВА УСТАНОВКА АВТОМОБІЛЯ
COMBINED POWER PLANT OF A MOTOR VEHICLE
Сторінки: 84-88. Номер: №4, 2021 (299) 
Автори:
М.М. КОСІЮК
Хмельницький національний університет
ORCID ID: 0000-0003-4823-7800
e-mail: tech_i@ukr.net
А. М. КОСІЮК
Хмельницький національний університет
ORCID ID: 0000-0002-2241-9414
e-mail: sdgroup.ua@gmail.com
В. С. КРАВЧУК
Хмельницький національний університет
ORCID ID: 0000-0003-0229-3444
e-mail: vital.kravchuk.95@gmail.com
KOSIYUK MYKOLA, KOSIIUK ARTEM, KRAVCHUK VITALY
Khmelnytskyi National University
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2021-299-4-84-88
Рецензія/Peer review : 08.08.2021 р.
Надрукована/Printed : 26.08.2021 р.
Анотація мовою оригіналу
В роботі наведено результати розробки комбінованої силової установки автомобіля із застосування комбінації декількох двигунів, що працюють за різними фізичними принципами. Основний силовий агрегат використовує енергію палива в режимі двигуна внутрішнього згоряння, а допоміжний силовий агрегат виконаний у вигляді оборотної машини об’ємного витіснення з коливальним рухом робочих органів, використовує енергію стиснутого повітря. Для утилізації теплової енергії відпрацьованих газів основного силового агрегату комбіновану силову установку додатково оснащують двигуном Стірлінга або модулем парогенерації і паровим двигуном, а для рекуперації енергії гальмування автотранспортного засобу її додатково оснащують гідро- або електричним приводом. Це дозволяє суттєво знизити витрату палива, підвищити енергетичний потенціал, коефіцієнт корисної дії та поліпшити екологічні показники автотранспортного засобу.
Ключові слова: комбіновані силові установки автомобіля, двигун внутрішнього згоряння, пневмодвигун, електро-гідропривід, двигун Стірлінга, паровий двигун, ефективність використання.
Розширена анотація англійською мовою
Currently, the most promising areas of development of motor transport are an increase of the horsepower characteristic of their power plants as well as increase of fuel efficiency, and reduction of the toxicity level of exhaust fumes. An internal combustion engine as a power unit of the car in a number of operation modes (supplemental motion, small work load, idling, etc.) works extremely inefficiently and contains the high concentration of harmful components in the exhaust fumes. Additionally, in a context of growing shortage of carbohydrate fuels and increase in their value, the problem of the fuel-burn improvement is especially acute. To improve the environmental compatibility and efficiency of power plants of the vehicles, combined cycle power plants are used. One of the most important problems that the machine construction faces is the creation of environmentally friendly and economical power plants. A hybrid power plant, which contains several power units operating on different physical principles, is proposed by the authors. The main power unit uses the energy of liquid or gaseous fuel in the mode of an internal combustion engine; the auxiliary power unit which is made as a reverse volumetrical driving machine with swinging motion of the work tools (forcers or blades), uses air power which comes from a pneumocylinder through a cooler and / or pneumatic air tank. The auxiliary power unit is equipped with a reversible invertor of the driving direction, made on the basis of a spherical slider-crank mechanism. This insures the operation of the auxiliary power unit in the mode of a pneumatic motor or compressor in accordance with the algorithm generated by the electronic control unit of the combined power plant of the vehicle. To utilize the heat energy of the exhaust fumes of the main power unit, the combined power plant is additionally equipped with a Stirling engine or steam generation module and a steam engine; in order to break energy recuperation of the vehicle it is additionally equipped with a hydraulic or electrodrive. Naturally, when choosing the specific forms of application of combined cycle power plants, any combinations of auxiliary power units are possible. They can be supplemented and / or specified based on the knowledge of specialists. Combined cycle power plants are technically complete solution. Their industrial applicability is obvious and is substantiated by experiments. Nowadays, the creation of a combined cycle power plants of a vehicle, which are a combination of several engines operating on different physical principles is the task of great economic importance. Combined power plants this allows to reduce fuel consumption per 100 km significantly, increase energy potential, horsepower characteristic and improve the environmental performance of the vehicle. The work is planned to be continued in the direction of optimization synthesis of auxiliary power units that work on different physical principles.
Key words: combined power plants of the car, internal combustion engine, pneumatic motor, electro- hydraulic drive, Stirling engine, steam engine, efficiency of use.
References
- Savchenko A. Budushee za gibridnymi avtomobilyami / A. Savchenko // Avtostroenie za rubezhom. – 2006. – № 8. – S. 3–5.
- Hibrydni avtomobili / [Bazhynov O. V., Smyrnov O. P., Sierikov S. A., Hnatov A. V., Koliesnikov A. V.]. – Kharkiv : Krok, 2008. – 327 s.
- Zajceva, E. Yu. Gibridnye silovye ustanovki / E. Yu. Zajceva, I. V. Ishenko, V. G. Komkov // Uchenye zametki TOGU. – 2019. – T. 10. – № 4. – S. 305–312.
- Kubich V. I. Hibrydni sylovi ustanovky lehkovykh avtomobiliv : navchalnyi posibnyk / Kubich V. I. – Zaporizhzhia : NU «Zaporizka politekhnika», 2021. – 193 s.
- Kosiiuk M.M. Modulna oborotna mashyna obiemnoho vytisnennia / M.M. Kosiiuk, A.M. Kosiiuk, V.S. Kravchuk // Visnyk Khmelnytskoho natsionalnoho universytetu. – 2020. – № 3. – S. 105–108.
- Patent 143170 Ukraina, MPK F01C 9/00, F04C 9/00. Oborotna mashyna obiemnoho vytisnennia z kolyvalnym rukhom robochykh orhaniv / Kosiiuk M.M., Kosiiuk A.M., Kravchuk V.S. – № u 2020 01307 ; zaiavl. 27.02.2020 ; opubl. 10.07.2020, Biul. № 13.
- Kosiiuk M.M. Proektuvannia oborotnoho peretvoriuvacha napriamku rukhu / M.M. Kosiiuk, A.M. Kosiiuk, V.S. Kravchuk // Visnyk Khmelnytskoho natsionalnoho universytetu. – 2020. – № 6. – S. 56–61.
