ВСТУП

Вичерпання природних енергетичних ресурсів і глобальне забруднення навколишнього середовища шкідливими промисловими відходами, у великій мірі повязане з постійним ростом світового автомобільного парку, робить актуальною проблему створення екологічно безпечних з мінімальною витратою енергії автотранспортних засобів. Запаси нафти, по оцінках американських фахівців, можуть бути вичерпані вже до 2020 року. Це підтверджується стабільним ростом цін на нафту й все більше прагнення заміни її на газоподібні й інші альтернативні джерела енергії.

Основна частка світового автомобільного парку концентрується у великих містах і промислових мегаполісах, що веде до екологічної напруженості й , як наслідок, до екологічних катаклізмів, наприклад, у вигляді фотохімічного «смогу». Двигуни внутрішнього згоряння традиційних транспортних засобів практично 90% часу експлуатуються на несталих режимах роботи, крім цього, рух автотранспорту в міських зонах з обмеженими пропускними можливостями спричиняє використання тільки незначної частини потенційної потужності двигунів. Сучасні автотранспортні засоби використовують потужність, що складає близько 30_ 50% від номінальної. При гальмуванні втрачається від 15 до 60% кінетичної енергії, переданої автомобілю двигуном. Якщо цю енергію акумулювати й потім використати в режимах руху з перевантаженням, то можна заощадити до 30% палива. Перераховані фактори є визначальними в зниженні ефективності роботи традиційних енергетичних установок автотранспортних засобів з погляду витрати палива й викидів шкідливих речовин.

Тому необхідність у створенні автотранспортних засобів, що використають альтернативні енергоустановки, стає усе більше актуальною.

Найбільш перспективними, безсумнівно, є енергоустановки, що використовують у якості палива водень, запаси якого в природі невичерпні й при його згорянні не утворюють шкідливі викиди. Однак тільки до 2020-2025 років буде реально створена інфраструктура одержання, зберігання, транспортування й заправлення воднем масового автотранспорту. У звязку із цим провідні виробники автотранспортних засобів прийняли концепцію створення екологічно чистого автомобіля у дві стадії. На першій стадії передбачається створення автотранспортних засобів (АТЗ) з комбінованою енергетичною установкою (КЕУ), що включає двигун внутрішнього згоряння, з перспективою переходу його живлення на водень або синтез-газ, і на другій стадії АТЗ із електрохімічним генератором (ЕХГ) на базі паливних елементів «водень-повітря».

Комбінована енергетична установка здатна забезпечити роботу ДВЗ на режимах його найбільшої ефективності. У цей час у ряді країн ведуться роботи зі створення транспортних засобів, що використовують КЕУ, до складу яких входять ДВЗ і буферний накопичувач енергії. Застосування буферного накопичувача енергії дозволяє забезпечити роботу ДВЗ у незалежності від режиму руху автомобіля й тим самим забезпечити роботу ДВЗ на його самих сприятливих режимах. Даний напрямок одержав останнім часом досить бурхливий розвиток і поступово завойовує автомобільний ринок.

Проте при значному ступені вивченості такого типу енергоустановок, у цей час ще далеко не розкриті всі потенційні можливості таких схем. Ключовою ланкою в роботі з досягнення максимальної ефективності комбінованої енергоустановки є алгоритми керування вузлами й агрегатами КЕУ, зокрема алгоритм керування ДВЗ, організація його роботи в складі КЕУ й визначення необхідних технічних вимог до ДВЗ. Ці питання на сьогоднішній день є актуальними й до кінця не вирішеними.