Аналіз ефективності та перспектив розвитку силових установок наземного транспорту

Abstract

У статті проведено комплексний аналіз ефективності та перспектив розвитку силових установок міського транспорту в умовах глобальних викликів кліматичних змін, енергетичної трансформації та реалізації Цілей сталого розвитку. Автори розглядають ключову роль транспортного сектору як одного з основних джерел парникових газів, підкреслюючи необхідність модернізації двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ) і впрова-дження альтернативних технологій з урахуванням міжнародних екологічних стандартів. Особливу увагу приділено гібридним силовим установкам, які поєднують традиційний ДВЗ та електропривод, що забезпечує зниження витрати пального та викидів CO₂, особливо в умовах міського циклу руху. Виконано патентний аналіз світових тенденцій розвитку транспортних технологій у період 2010–2022 років. Результати аналізу свідчать про суттєве зростання кількості патентів у сфері електромобілів та гібридних установок, що вказує на зміщення глобального вектору інновацій в бік впровадження екологічно чистих рішень. Водночас патентна активність у дизельному та бензиновому напрямках знижується, що вказує на високу доведеність процесів в цих двигунах і підтверджує поступову втрату актуальності традиційних силових систем. Застосовано моделювання їздового циклу NEDC для автомобіля Volkswagen Golf у трьох конфігураціях: бензиновій, гібридній та електричній. Моделі охоплюють розрахунки сил опору, потужності, витрати палива, рекуперації енергії та емісії CO₂.

The article provides a comprehensive analysis of the efficiency and prospects for the development of land transport power plants in the context of global challenges of climate change, energy transformation and the implementation of the Sustainable Development Goals. The authors consider the key role of the transport sector as one of the main sources of greenhouse gases, emphasizing the need to modernize internal combustion engines (ICE) and introduce alternative technologies taking into account international environmental standards. Particular attention is paid to hybrid power plants that combine a traditional ICE and an electric drive, which provides reduced fuel consumption and CO₂ emissions, especially in urban traffic conditions. As part of the work, a patent analysis of global trends in the development of transport technologies for the period 2010–2022 was performed. The results indicate a significant increase in the number of patents in the field of electric vehicles and hybrid plants, which indi-cates a shift of the global vector of innovations towards environmentally friendly solutions. At the same time, patent activity in the diesel and gasoline directions is decreasing, which confirms the gradual loss of relevance of traditional power systems. The NEDC driving cycle simulation was applied for the Volkswagen Golf in three configurations: gasoline, hybrid and electric. The models cover calculations of drag forces, power, fuel consumption, energy recovery and CO₂ emissions.