Аналіз ефективності дизельного двигуна у складі паралельної та послідовної гібридних силових установок транспортного засобу з використанням AMESim

Abstract

У статті представлено результати порівняльного дослідження роботи малолітражного дизеля 3ЧН 8,8/8,2 у складі гібридної силової установки транспортного засобу. Дослідження виконано шляхом побудови імітаційних моделей у середовищі Simcenter Amesim для двох базових архітектур гібридного приводу – паралельної та послідовної. Натепер уряди багатьох країн запроваджують суворі норми щодо викидів шкідливих речовин (зокрема NOx, CO, CO₂, HC), що вимагає від виробників транспортних засобів впровадження інновацій у сфері силових агрегатів. Розробники стандарту Euro 7, який має вступити в силу у 2025 році, гарно розуміють, що посилювати деякі вимоги, наприклад до викидів твердих частинок, вже практично нікуди, а встановити ще жорсткіші обмеження на викиди NOx для дизельних автомобілів можливо, на що також було потрібно звернути увагу. Тому у межах дослідження проаналізовано вплив кожної з конфігурацій на паливну економічність, рівень викидів шкідливих речовин (CO, HC, NOx), а також загальну ефективність роботи силової установки під час типового міського й змішаного режиму руху (цикл NEDC). Особливу увагу приділено техніко-функціональній доцільності застосування малолітражного дизеля як джерела енергії в сучасній гібридній силовій системі, з урахуванням його конструктивних особливостей, характеру навантажень та адаптивності до екологічних обмежень.

This article presents the results of a comparative study on the operation of a small-displacement diesel engine 3ChN 8.8/8.2 within a hybrid powertrain system of a transport vehicle. The research was conducted by developing simulation models in the Simcenter Amesim environment for two basic hybrid drive architectures – parallel and series configurations. Currently, governments of many countries are implementing stringent emission standards for harmful substances (particularly NOx, CO, CO₂, HC), which requires vehicle manufacturers to implement innovations in powertrain technology. The developers of the Euro 7 standard, which is set to come into force in 2025, clearly understand that tightening certain requirements, such as particulate matter emissions, has practically reached its limits, while establishing even stricter NOx emission limits for diesel vehicles remains possible, which also required attention. Therefore, within the scope of this research, the impact of each configuration on fuel economy, emission levels of harmful substances (CO, HC, NOx), and overall powertrain efficiency during typical urban and mixed driving modes (NEDC cycle) was analyzed. Special attention was given to the technical and functional feasibility of using a small-displacement diesel engine as an energy source in modern hybrid power systems, considering its design features, load characteristics, and adaptability to environmental constraints.