Ефективність енергетичних комплексів на автомобільному транспорті є ключовим показником їхньої якості, як у процесі конвертації одного типу енергії в інший, так і у використанні в різних видах транспорту. Підходи до аналізу ефективності енергетичних комплексів у транспорті зазвичай орієнтовані на:
- підвищення коефіцієнта корисної дії енергетичних пристроїв, які використовують вуглеводневі палива, за допомогою термодинамічного підходу;
- заміну вуглеводневих палив на альтернативні види палив;
- використання відновлюваних джерел енергії;
- використання природних джерел енергії: сонце, вітер, річки та інші.
Науково-технічне обґрунтування цих методів розглядається в інтегральному аспекті, використовуючи термодинамічний метод аналізу початкового енергетичного стану порівняно з кінцевим енергетичним станом. Однак, за такого підходу глибинні процеси, які відбуваються на атомно-молекулярному і, зокрема, кластерному рівнях, залишаються поза увагою. В результаті ефективність перетворення різних видів енергії в процесі використання енергетичних комплексів у транспорті розглядалася тільки якісно. Це обмеження не дозволяло розробляти методи та стратегії підвищення ефективності роботи енергетичних комплексів, які б належним чином враховували всі аспекти явищ, які виникають під час перетворення та взаємодії різних видів енергії.
Засновуючись на останніх досягненнях у науці та техніці, важливо проаналізувати поточний стан двигунів різних типів та напрямки їх розвитку та удосконалення [1]. Мета полягає у підвищенні ефективності цих двигунів і вирішенні важливих завдань, таких як:
1. Оцінка і підвищення термодинамічної ефективності двигунів для оптимізації перетворення палива в корисну роботу та зменшення втрат енергії.
2. Розробка та впровадження технологій для зменшення викидів шкідливих речовин та споживання палива для зменшення екологічного впливу.
3. Розвиток та вдосконалення електричних двигунів та батарейних технологій для підвищення чистої енергетичної продуктивності.
4. Використання алгоритмів машинного навчання та штучного інтелекту для оптимізації роботи двигунів та систем управління.
5. Впровадження та підтримка досліджень у сфері альтернативних енергетичних джерел, таких як водень, сонячна енергія та інші.
6. Розробка систем автономного управління та контролю енергії для оптимізації роботи двигунів та підвищення їхньої ефективності.
7. Визначення науково-теоретичної бази, що дає змогу здійснити комп'ютерне моделювання принципу роботи та умов експлуатації того чи іншого двигуна на нових фізичних принципах.
8. Визначити, на якій теоретичній основі працюють сучасні теплові електричні та гібридні двигуни.
9. Оцінити, у якому напрямку відбувається вдосконалення різних типів двигунів з метою підвищення їх ефективності на транспорті.
Активна робота у цих напрямках дозволить подолати виклики, пов'язані із паливною ефективністю, екологічністю та загальною продуктивністю транспортних і енергетичних систем.
У двигунах із зовнішнім і внутрішнім згорянням палива різних конструкцій, теплова енергія перетворюється на механічну роботу в основному лише в одному ступені свободи. Решта теплової енергії, яка має два інші ступені свободи, витрачається на нагрівання двигуна і викид цієї енергії у вигляді вихлопних газів в навколишнє середовище. Це призводить до того, що теплові двигуни характеризуються низькою ефективністю.
У випадку електричних трансмісій електричні мотори майже повністю перетворюють електричну енергію, яка зберігається в акумуляторах, на механічну роботу. Таким чином, електрична трансмісія стає широко використовуваною в транспорті, використовуючи електричні та магнітні енергії з великими перевагами в ефективності до традиційних теплових двигунів.
Глобальна електромагнітна енергетика базується на принципах електричних машин індуктивного і ємнісного типу, для яких розроблено загальну теорію, використовуючи рівняння Максвелла. Останнім часом особлива увага приділяється індуктивно-ємнісним електричним машинам, які забезпечують енергообмін через потокозчеплення магнітних і електричних полів. Такі машини мають коливальні характеристики і можуть опрацьовувати енергію в резонансному режимі [2].
Резонансні системи перетворення енергії відкритого типу відрізняються коефіцієнтом перетворення енергії, який перевищує одиницю. Іншими словами, такі системи здатні взаємодіяти з іншими формами енергії, а енергообмін протікає з коефіцієнтом перетворення, більшим за одиницю. У процесі роботи гібридних енергосистем з'явилася можливість реалізувати їх у відкритому вигляді, тобто, включати в такі системи теплові насоси, що значно підвищує ефективність застосування різних енергетичних комплексів на транспорті.
Метою наукового дослідження є розробка молекулярно-кінетичної теорії стосовно складних технічних енергосистем відкритого типу, і на цій основі запропонувати пристрої, які б значно підвищили ефективність застосування різних енергетичних комплексів спільно з тепловими насосами на транспорті.
Список літератури:
1. Зiнько Р.В., Бучкiвський Б.Р., Зiркевич В.М. i iн. Атомобiльнi двигуни: Навчальний посiбник. – Львiв: АСВ, 2011. - 189 с.
2. В.С. Лазебний, В.В. Пілінський, В.Б. Швайченко Електромагнітна сумісність
електронних засобів / Електронне мережне навчальне видання // Київ, КПІ ім. Ігоря Сікорського – 2023, 343 с.
3. Н. Куць Сучасна енергетика на транспорті / Н. журнал «Сучасні технології в машинобудуванні та транспорті» – ЛНТУ: 2022, Том 1 № 18 - С. 133-137
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter