Analityczna metoda określania zużycia paliwa w testach jezdnych 93/116/CE samochodu o napędzie hybrydowym

A leksander U B Y SZ

ANALITYCZNA METODA OKREŚLANIA ZUŻYCIA PALIWA W TESTACH JEZDNYCH 93/116/CE SAMOCHODU O NAPĘDZIE HYBRYDOWYM

Streszczenie. W pracy obliczono m etodą analityczną z w ym aganą d okładnością spraw ­ ność energ ety czn ą i zużycie paliw a sam ochodu Toyota Prius H ybrid w dw u w ersjach napę­

dowych: elektrycznej i spalinow ej.

THE A N A LY TIC M ETH O D OF CA LCU LA TIN G OF FU EL C O N SU M PTIO N IN C A R PRO V ID ED W ITH H Y BRID D R IV E IN 93/116/C E D R IV IN G CYCLES

Sum m ary. In this paper the results o f calculating o f the energetic efficiency and fuel consum ption o f car provided w ith hybrid drive w ere shown. The calculating were carried out by analytic m ethod for tw o different versions o f drive o f car T oyota Prius H ybrid : for electric m otor and I.C. engine.

1. W ST Ę P

O pracow ana w Instytucie Transportu analityczna m etoda w yznaczania zużycia paliwa sam ochodów w testach drogow ych daje dostatecznie w y so k ą dokładność w yników obliczeń w przedziale ±6% , przy czym 85% w yników nie przekracza 3% [1 ,2 ].

W przypadku podlegających okresow ym m odyfikacjom standardow ych testów jezdnych analityczna m etoda w ym aga ciągłych korekt i m odyfikacji [3], W yżej w ym ieniona norm a jest od trzech lat obow iązującym udoskonaleniem wcześniej obow iązujących norm , a i ona ule­

gnie w krótce popraw ie w zakresie m etody rozgrzew ania zim nego silnika - N ED C (N ew Eu­

rope D rive C ycle) [4, 5].

O pracow ana m etoda analityczna podlega w eryfikacji nie tylko przez okresow o m odyfi­

kow ane norm y pom iaru, ale rów nież przez now e rozw iązania sam ochodów i ich zespołów napędow ych. D otychczas nie było trudności z doborem założeń w yjściow ych i z dokładnością obliczeń zużycia paliw a sam ochodów z now ym i rozw iązaniam i w ram ach tradycyjnie produ­

kow anego zespołu napędow ego. N iew ątpliw ie now ym jakościow o w yzw aniem je st napęd hybrydow y sam ochodu, ju ż stosowany w seryjnie produkow anych pojazdach. N iestety, do obliczeń energochłonności całkow itej, niezbędnej przy realizacji europejskich testów je z d ­ nych, w literaturze fachowej je st zbyt mało danych, aby uznać je za dokładne [6, 7]. Jednak przy pew nych założeniach m ożna pokusić się o rozw iązanie tego zagadnienia, co je st tem a­

tem tego opracow ania.

50 A. Ubysz

2. W Y B Ó R SA M O C H O D U I Z A Ł O Ż E N IA W Y JŚC IO W E

Do obliczeń w ytypow ano sam ochód osobow y o napędzie hybrydow ym , produkow any seryjnie od 1997 r. - Toyota Prius Hybrid (TPH ). D rugi znany z literatury sam ochód tego typu - F iat M ultipla H ybrida - w prow adzany do produkcji seryjnej w końcu tego roku, m a mniej danych niezbędnych do obliczeń. O bydw a pojazdy rów nolegle są produkow ane w wersji konw encjonalnego napędu silnikiem spalinow ym .

W tab. 1 przedstaw iono interesujące nas dane. Poza tym na ry s.l pokazano schem at ze­

społu napędow ego o układzie szeregow o-rów noległym (THS - Toyota H ybrid System ). Z a­

stosow ano w nim silnik elektryczny synchroniczny prądu zm iennego o pracy odw racalnej z m agnesam i trw ałym i o mocy 33 kW , który przy prędkości 400 m in' 1 rozw ija m om ent 350 Nm. Przekładnia planetarna um ożliw ia połączenie poszczególnych zespołów układu w je d n ą całość, stero w an ą przez elektroniczny m oduł sterujący (EM S). Silnik spalinow y podłączony je st do kosza satelitów , silnik elektryczny w spółpracuje z kołem o zazębieniu w ew nętrznym , a generator z kołem słonecznym . Funkcję tradycyjnego alternatora i rozrusznika przejął gene­

rator. M om ent obrotow y trafia na koła przednie poprzez przekładnię redukcyjną.

Tabela 1 Z estaw ienie danych literaturow ych przyjętych do obliczeń zużycia energii w europejskim teście jezdnym 9 3 /1 16/CE sam ochodu Toyota Prius H ybrid

D ane techniczne -

a) je dnostka napędow a

rodzaj Silnik spalinow y ZI GDI

liczba cylindrów 4

liczba zaw orów 16

pojem ność skokow a, cm3 1497

stopień sprężania 13,5

m oc m aksym alna N e/nN, kW /m in' 1 53/4500

m aksym alny m om ent obrotow y MoMm, N m /m in 115/4200 b) układ napędow y

skrzynka biegów Planetarna

liczba biegów 2

prędkość m aksym alna, km/h 160

czas rozpędzania do lOOkm/h, s 13,4

c) m asy

w łasna, kg 1240

badaw cza, kg 1370

d) pojem ności

zbiornik paliw a, dm3 50

bagażnik, dm3 385

e) wym iary

długość 4275

szerokość mm 1695

w ysokość 1490

Z użycie paliw a (energii), dm3 lub kWh/lOOkm 5 ,1 /-

Schemat układu napędowego Toyoty Prius

Rys. 1. Schem at zespołu napędow ego sam ochodu o napędzie hybrydowym Toyota Prius Hybrid:

G- generator, SE- silnik elektryczny, EM S- blok sterujący, Ak- akumulatory

Fig. 1. The diagram o f pow er transmission system o f Toyota Prius Hybrid provided with hy­

brid drive : G - generator , SE - electric motor , EMS - electronic control system , Ak - ac­

cumulators

Stosow any silnik spalinow y ZI je st nowo opracow aną je d n o stk ą o podw yższonym geo­

m etrycznym stopniu sprężania do 1:13,5, sugerującym silnik ZI GDI. Jest to je d n ak jednostka z ilo ściow ą reg u lacją obciążenia, a dzięki tzw. obiegow i A tkinsona poprzez zm ianę faz na­

pełniania m ożliw e je st obniżanie rzeczyw istego stopnia sprężania ze w zrostem obciążenia silnika. D zięki tem u na niższych obciążeniach, analogicznie ja k w silnikach G D I, ale w m niejszym stopniu zw iększono spraw ność efektyw ną silnika.

Z espół napędow y m oże pracować w następujących opcjach:

- akum ulatory napędzają silnik elektryczny, silnik ZI napędza koła i silnik elektryczny,

silnik spalinow y napędza koła, a akum ulatory silnik elektryczny (m aksym alna dy­

nam ika napędu),

silnik ZI napędza koła i ładuje akum ulatory, ham ow anie odbyw a się z odzyskiem energii.

W czasie obliczeń okaże się, że przy realizacji testów europejskich w ystarczającą m ocą dysponuje napęd elektryczny, a do realizacji napędu hybrydow ego w ykorzystano dodatkowo dwie ostatnie opcje.

2.1. D obór p ojem ności elektrycznej baterii

D la znanego napięcia znam ionow ego baterii należy dobrać ich pojem ność elektryczną.

N a podstaw ie danych literaturow ych o 23% większej pojem ności jednostkow ej, o 30% m niej­

szej m asie i 60% m niejszej objętości akum ulatorów niklow o-w odorkow ych (NiM H ) m ożna przez analogię do znanych param etrów zw ykłych akum ulatorów określić pojem ność elek­

tryczną baterii TPH. P aram etry kw asow ych akum ulatorów 12 V to: pojem ność elektryczna Q

= 45A h, m asa 14 kg.

D odatkow e założenie dotyczy rozdziału m as pom iędzy poszczególne zespoły układu napędow ego w sam ochodzie. Przy m asie własnej TPH 1250 kg na zespół napędow y przezna­

czam y 380 kg, z czego 110 kg na silnik spalinow y, generator i silnik elektryczny 100 kg i baterie akum ulatorow e 170 kg. W celu otrzym ania 274 V napięcia znam ionow ego należy połączyć szeregow o 22 akum ulatory tradycyjne o pojem ności na je dnostkę m asy qm = 0,15

52 A. Ubysz

A h/kg. Stąd łatw o na podstaw ie w yżej zapisanych w łasności akum ulatorów niklow o- w odorkow ych obliczyć pojem ność baterii TPH:

^ m ha, ‘im 170 0.15 ...

Q = - = ---= 46 Ah (1)

Ti',Tjm 0,77 0,70 gdzie:

mbat - założona m asa baterii,

t |C| - zw iększona spraw ność elektryczna baterii, r|m - spraw ność uw zględniająca o 30% m n iejszą masę.

2.2. D alsze założenia do obliczeń

Z iloczynu pojem ności i napięcia znam ionow ego otrzym ujem y teorety czn ą energię w y­

ładow ania akum ulatora, ró w n ą 12,6 kWh. Z tej ilości energii bezpiecznie je s t pobrać nie w ię­

cej niż 50% energii, czyli 6,5 kWh.

Do obliczeń przy napędzie elektrycznym sam ochodu niezbędne je st założenie spraw no­

ści łącznej zespołu napędow ego [8]:

rie n = T1m r ip rz Tlpe ( 2 )

gdzie: t|m - spraw ność silnika elektrycznego w granicach 0,80 - 0,93, Tlprz - spraw ność układu przeniesienia napędu w granicach 0,65 - 0,97, r|pe - spraw ność przekształtnika energii w obw odzie zasilania (0,92 - 0,96).

Do obliczeń założono spraw ność zespołu napędow ego elektrycznego ró w n ą 0,80. Tak więc do obliczeń m ocy w yładow ania baterii P w przy napędzie silnikiem elektrycznym sam o­

chodu w danej fazie w ykorzystano równanie:

Pw = N e /T]e„ (3)

a p obraną ilość energii elektrycznej w danej fazie cyklu jezdnego w yliczano z zależności:

A w = Pw t [kWh] (4)

Gdzie

t je st czasem trw ania fazy w godzinach.

Jedną z opcji je s t napęd i ładow anie akum ulatorów przez silnik spalinow y ZI. Przyjęto m aksym alny dopuszczalny prąd ładowania:

Ii = 0,4 Qbat = 0,4 • 46 = 18 A (5)

M aksym alna m oc ładow ania w ynikająca z dopuszczalnego natężenia 1 prądu

Pmax = I

u

go przy danej prędkości obrotow ej silnika w danej fazie. Z ałożona spraw ność w rów naniu (6) je st spraw nością z ja k ą je s t w ykorzystana energia ładow ania m ocy 7,2 kW i ładująca baterie

m ocą 5,0 kW . S praw ność ta je st w przedziale 0,6 - 0,7 (założono 0,68).

M om ent obciążający silnik ZI stałą m ocą ładow ania w yliczyć m ożna z równania:

Mod = Pmax /(2nn) = 1146/n [Nm] (7)

W artość d la każdej z faz cyklu drogow ego przedstaw ia kolum na (9) tabeli 3, natom iast ko­

lum na (10) je st w ynikiem pom nożenia Pmax = 7200 W przez czas każdej fazy w yrażony w godzinach.

T abela 2 Tabela obliczeń zużycia energii elektrycznej w jed n y m z czterech m odułów cyklu

m iejskiego przy założonym TVn = 0 , 8

Faza N c

[W]

t [s]

t [h]

Fn [N]

Pw [kW]

A w [kWh]

l 2 3 4 5 6 7

2 6600 4 0 , 0 0 1 1 1577 1 1 0 , 0 1 2

3 742 8 0 , 0 0 2 2 178 0,93 0 , 0 0 2

7 5400 5 0,0014 1293 9,0 0,013

9 13000 5 0,0014 1456 16,25 0,025

1 0 1780 24 0,0067 2 0 0 2 , 2 2 0,015

14 5400 5 0,0014 1294 9,0 0,013

16 1 0 0 0 0 9 0,0025 1028 12,5 0,031

18 13000 ⁸ 0 , 0 0 2 2 925 16,25 0,036

19 3400 1 2 0,0034 241 4,25 0,0145

2 1 2 0 0 0 13 0,0036 206 2,5 0 , 0 1 0

4 2 = 0,626 kW h

Tabela 3 Tabela obliczeń energochłonności cyklu drogow ego uzupełniająca obliczenia zużycia

(odzysku) energii elektrycznej przy założonych jw . spraw nościach w równ. (2) i (6)

N c t t n n M, M n SM A,

[W] [s] [h] [m in '1] [s-‘] [Nm] [Nm] [Nm] [kWh]

1 2 3 4 5 ⁶ 7 8 9 10

2 5400 5 0,0014 1050 17,3 64 25 89 0 , 0 1 0

4 1 0 0 0 0 9 0,0025 1850 30,5 38 37 75 0 , 0 1 2

6 13000 8 0 , 0 0 2 2 2 2 0 0 36,5 31,4 48 79,4 0 , 0 1 1

8 16600 13 0,0036 2340 39,5 29 58 77 0,026

9 6000 50 0,014 2160 36 32 27 59 0,07

1 1 3400 69 0,019 2 0 0 0 33 35 16 51 0,096

1 2 16600 13 0,0036 2350 39,5 29 58 87 0,018

13 6000 50 0,014 2160 36 32 27 59 0,070

14 19500 35 0 , 0 1 2550 43,5 26 61 87 0,050

15 12500 30 0,0084 3080 51,4 2 2 39 61 0,042

16 30000 2 0 0,0056 3400 56,5 2 0 77 97 0,028

17 19100 1 0 0,0028 3700 61,6 18,6 50 6 8 , 6 0,014

lOm 1780 24 0,0067 2340 39 29,4 7,3 37 4 0 ,0 3 3 5

54 A. Ubysz

cd. tabeli 3

Faza gc

[g/kW h]

Pn [-]

E„

[kJ]

E, [kJ]

Eq [kJ]

Ec/T|n [kJ]

Pw [kW]

A w [kWh]

11 1 2 13 14 15 16 17 18 19

2 260 0,33 13,4 37,5 51 2 2 0 9,0 0,013

4 254 0,34 64,4 67,5 132 417 12,5 0,031

6 248 0,347 87 60 147 449 16,2 0,036

8 249 0,345 185 97,5 283 849 2 1 0,075

9 268 0,32 300 375 675 2197 7,5 0,105

1 1 263 0,33 231 517 749 2386 4,25 0,08

1 2 242 0,355 185 97,5 283 830 2 1 0,075

13 271 0,317 300 375 675 2218 7,5 0,105

14 242 0,355 581 262 844 2476 24,4 0,244

15 262 0,328 375 225 600 1906 15,6 0,131

16 240 0,358 543 150 693 2016 37,5 ^{0 , 2 1}

17 268 0,321 191 75 266 865 23,9 0,067

Rys. 2. Charakterystyka ogólna silnika ZI o pojem ności 1,6 dm3 z punktami pracy Fig.2. The fuel conspum tion map o f 1,6 SI engine with marked work points

N a spraw ność napędu, jako iloczynu spraw ności silnika i układu przeniesienia napędu, najw iększy w pływ m a spraw ność silnika, k tó rą dla założonych punktów pracy silnika spali­

now ego obliczono ze w zoru (r|n = r]e • r|p) w tab. 3 kol. (13). Sprawność w yznaczono m etodą podstaw ianej charakterystyki ogólnej silnika Opel A stra 1,6 16v. N a ry s.2 zaznaczono średnie punkty pracy silnika sam ochodu Toyota Prius H ybrid (z w yjątkiem p .l 1 i 10 m w pozostałych spraw ność efektyw na silnika przekracza 33%).

Zastosow anie zw iększonego obciążenia silnika dodatkow ym m om entem ładow ania ba­

terii spow odow ało w każdej z faz podniesienie spraw ności w zakres m aksym alny, podczas gdy w konw encjonalnym napędzie silnikiem ZI punkty pracy m ieszczą się dla obu cykli w lewej dolnej ćw iartce po la obciążenia silnika.

3. W Y N IK I O B L IC Z E Ń

3.1. O bliczenia podstaw ow e energochłonności

W tab. 2 i 3 zestaw iono w yniki obliczeń sam ochodu Toyota Prius H ybrid w dwu cy­

klach jezdnych, z których pierw szy, 4- m odułow y cykl m iejski, realizow any je s t za pom ocą napędu elektrycznego, natom iast cykl drogow y przeliczono w całości dla dw u w ersji napędu:

elektrycznej i spalinow ej z ładow aniem rozładow anych w cyklu m iejskim baterii. W celu cał­

kow itego uzupełnienia w yładow anej energii konieczne było w ykorzystanie, oprócz energii ham ow ania, także fazy 1 0 cyklu m iejskiego.

Poza tym faza 2 cyklu drogow ego, jako początkująca jazdę, w celu obniżenia strat musi być realizow ana tylk o za pom ocą napędu elektrycznego.

3.2. O b liczan ie odzysku energii przy ham ow aniu

O dzysk energii przy ham owaniu:

E „ = m ( a „ - a w) L [ N m ]

g sin a - g f v*

a = _____________ m__

, K , 1 + — L

2 m

(₈)

(9)

na poziom ej jezdni s in a =0; po podstaw ieniu:

/■ K 2

g f + — V,

E h = m L ( a h %— )[N m ] (10)

l + ± L 2m gdzie: m - m asa badaw cza sam ochodu, kg

L - droga ham ow ania ze stałym opóźnieniem , m at, - opóźnienie ham ow ania, m /s2

aw - opóźnienie w ybiegu, m /s2

f - w spółczynnik oporów toczenia,

K - w spółczynnik oporów aerodynam icznych, kg/m vp - prędkość na początku ham owania, m/s

g - przyspieszenie ziem skie.

Fazy ham ow ania w ytypow ane do odzysku energii, w których Vk>0:

a) w cyklu m iejskim tylko po 19 fazie napędow ej ah = -0,52 m /s2 (faza 20 v=50-35 km /h),

b) 1. w cyklu drogow ym po 9 fazie napędow ej ah = -0,69 m /s2 (faza 10 v=70-50 km/h), 2. w cyklu drogow ym po 17 fazie napędow ej ah = -0,69 m /s2 (faza 18 v=120-80 km /h),

3. w cyklu drogow ym po fazie 18 ah = -1,04 m /s2 (faza 19 v=80-50 km /h).

56 A. Ubysz

Tabela 4 O dzysk energii ham ow ania Eh w testach drogow ych 9 3 /1 14/EC w sam ochodzie Toyota Prius

Hybrid: m =1380 kg, K=0,036, f=0,013, gf=0,1275

Cykl /faza

vp [km/h] V’\

[m /s]2 3h [m /s2]

L

[m] — v , + g f K > /■

m

, K , 1 + — L 2 m

a = ^ >

(7 ) [m /s2]

« . + ( 8 ) Eh [MJ]

al / Al-Pp«

[kJ] / [kWh]

t [s]

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

c.m ./20 50 193,2 -0,52 94,5 0,1325 1,0123 0,131 -0,389 51 8 5 /

0,016 8

c.d/10 70 3 78,0 -0 ,6 9 134 0,226 1,0175 0,222 86 8 5 /

0,016 8 c .d ./l 8 120 1111,0 -0 ,6 9 445 0,417 1,058 0,394 -0,296 182 1 7 0 /

0,032 16

c.d ./19 80 4 94,0 -1 ,0 4 145 0,256 1,019 0,252 -0,79 158 8 5 /

0,016 8

Poniew aż tylk o tę energię m ożna zużyć do ładow ania baterii, w ięc należy spraw dzić, czy energia ham ow ania pokryw a energię ładow ania w yliczoną z równania:

A = ?(**. ' 1 = ^ - t = l , 2 t [ k J ] (1 1)

L 77, 0,68 V '

Jak w idać z porów nania kolum n (10) i (11), niespełnione je s t rów nanie tylko w pierw szym przypadku, czyli energia ham ow ania nie pokryje energii ładow ania baterii z pełną założoną m o c ą - 7,2 kW . W p ozostałych przypadkach w ystępuje nadm iar, czyli: Eh >Al-

4. A N A L IZ A W Y N IK Ó W 4.1. W ersja n apędu elektrycznego

W obliczanym przykładzie rozpatryw ano dw ie w ersje pracy zespołu napędowego.

Pierw sza zakłada, analogicznie ja k to preferu ją konstruktorzy w łoscy, że sam ochód m a napęd tylko elektryczny. N a realizację pełnego testu m iejskiego i drogow ego, w czasie którego sa­

m ochód przejedzie 11040 m drogi, zużyte zostaje teoretycznie 1,85 kW h energii. N a przyję­

tych do obliczeń bateriach sam ochód m oże zrealizow ać 3,5 program u hom ologacyjnego.

Przebiegow e zużycie energii elektrycznej w ynosi:

Qic = 100AWC/ L = 1 8 5 /11,04= 16,76 kW h/lO O km

S praw ność zespołu napędow ego najlepiej spraw dzić, obliczając tzw. syntetyczny w skaźnik ekonom iczności pojazdu (SW EP), określający koszt przem ieszczenia na odległość

100 km jed n eg o M g m asy pojazdu.

E mL = Qic / m b = 16,76- 3,6/1,38 = 43,7 M J/M g/100 km

Jak w idać z obliczeń, na przejechanie 100 km drogi sam ochód z napędem elektrycznym T oyota Prius zużył ilość energii elektrycznej zaw artą w 1,05 kg benzyny, czyli ok. 1,4 dm 3.

Jest to 3-krotnie m niejsza ilość energii najbardziej ekonom icznych sam ochodów osobow ych

z napędem konw encjonalnym [9]. O czyw iście po uw zględnieniu spraw ności ładow ania bate­

rii i spraw ności elektrow ni w ytw arzającej energię elektryczną ten efekt zostanie znacznie osłabiony, no i do tego należy doliczyć w ysokie koszty eksploatacji baterii, których żyw ot­

ność je st ograniczona, zależnie od m etody do 150 - 600 ładowań [10].

Energię całkow itą, niezbędną do otrzym ania w yliczonej energii jednostkow ej E mL m oż­

na obliczyć dzieląc o trzym aną w artość przez spraw ność elektrow ni T|e) i ładow ania akum u­

latorów z sieci T](s

E c = J j w _ = 4 3 ’ 7 = 1 4 5 7 ML--- Tl,rV, 0,5 0,6 1 OOkm M g

co stanow i w artość p o rów nyw alną sam ochodów osobow ych z silnikam i ZI [9], Podzielenie tej w artości przez objętościow ą w artość opałow ą benzyny WdV = 31,8 M J/dm i pom nożenie przez m asę b ad aw czą w M g da w ynik średniego przebiegow ego zużycia paliw a w testach europejskich (6,3 dm 3/100 km).

4.2. W ersja n apędu hybrydow ego

P rzebiegow e zużycie paliw a m ożna w yliczyć z energochłonności faz napędow ych silni­

kiem spalinow ym , obejm ujących oprócz pierw szej fazy cykl drogow y i 1 0 fazę cyklu m iej­

skiego. P oniew aż silnik spalinow y nie tylko napędza sam ochód w e w skazanych fazach c y k l i, ale jeszcze ładuje akum ulatory w taki sposób, aby nastąpiło jej pełne uzupełnienie z faz napę­

dow ych silnikiem elektrycznym , dlatego w tab. 5 przedstaw iono bilans poszczególnych skła­

dow ych energii elektrycznej w yładow ania i ładow ania w ew nątrz baterii.

Tabela 5 B ilans w ew nętrzny energii elektrycznej po stronie w yładow ania i ładow ania w czasie

realizacji przez TPH europejskich testów jezdnych

W yładow anie MJ Ładow anie MJ

Cykl m iejski bez fazy 10 0,626 Ładow anie w c.d. bez fazy 2 0,429

2 faza cyklu drogow ego 0,13 Odzysk energii w czasie ham ow. 0,074

- - Cykl m iejski faza 10 0,134

Sum a energii [MJ] 0,639 Sum a energii [MJ] 0,637

Przebiegow e zużycie paliw a obliczyć m ożna z bilansu energochłonności całkowitej po ­ jazd u i ładow ania, w yliczonej w tabeli 3, kolum na (16). Poniew aż w sam ochodzie o napędzie hybrydow ym silnik spalinow y nie pracuje na biegu jałow ym , w zór na obliczanie przebiego­

w ego zużycia paliw a przyjm ie postać:

Q = — — Z — L W , ^ r)„,

d m3

100&7W

(

)

gdzie: L - droga przejechana w obu testach , 11040 m, W dv - objętościow a w artość opałow a, 31,8 M J/dm 3,

W kolum nie (16) tabeli 3 obliczone są ilorazy energochłonności całkow itej i spraw no­

ści napędu. S um a tej kolum ny pow iększona o 0,4 M J fazy (10) cyklu m iejskiego daje sumę z rów nania (12). Po podstaw ieniu i obliczeniu otrzym ujem y Q = 5,04 dm 3/100 km. Porównanie obu w yników w skazuje na w iększą ekonom iczność drugiej w ersji o 25% . Z podaw anym w

58 A. Ubysz

literaturze d la tego sam ochodu w ynikiem 5,1 dm 3/100 km je st to duża dokładność obliczeń na tego rodzaju rozw iązanie napędu.

5. W NIO SK I

Z przedstaw ionego w opracow aniu m ateriału m ożna w yciągnąć następujące wnioski:

1. P rzyjęta przez autora m etodyka obliczeń przebiegow ego zużycia paliw a w europejskich cyklach jezd n y c h sam ochodów osobow ych je st m etodą uniw ersalną, p rzy d atn ą rów nież do obliczeń zużycia paliw a w sam ochodach o napędzie hybrydow ym .

2. Z obliczeń jednoznacznie w ynika, że spraw ność sam ochodu o napędzie hybrydow ym w przypadku sam ochodu osobow ego dla danych założeń teoretycznych je st o ok. 25% w yż­

sza niż sam ochodu z napędem elektrycznym .

Literatura

1. U bysz A .: O cena przebiegow ego zużycia paliw a sam ochodów osobow ych z silnikam i ZI w yznaczanego m eto d ą analityczną. Zeszyty N aukow e Pol. Śl. serii T ransport, z.41, G li­

w ice 2 0 0 0.

2. U bysz A.: Spraw ność napędu sam ochodów osobow ych z silnikam i ZI w cyklach je z d ­ nych. Z eszyty N aukow e Pol. Śl. serii Transport, z. 41, G liwice 2000.

3. U bysz A.: L aboratorium z silników spalinow ych i ochrony środow iska. Skrypty U czel­

niane Pol. Śl. nr 2219, G liw ice 2000.

4. M erkisz J.: A n investigation o f cold start and w arm -up phases w ith a SI engine for m eet­

ing new E uropean em issions regulations. A rchiw um M otoryzacji nr 1-2 1999.

5. Fraidl G. i in.: Fahrzeugklassen-spezifische O ttom otorkonzepte. M TZ nr 10, 1999. Str.

692-698.

6. Łęgiew icz J.: T ak sam o, ale inaczej. A uto Technika M otoryzacyjna nr 12/2000, ss. 43-45.

7. Ł ęgiew icz J.: K rzyżów ki i m ieszańce. A uto T echnika M otoryzacyjna nr 5/2000, ss. 52-54.

8. K ałuża E., U b y sz A.: G raniczne param etry trakcyjne pojazdów akum ulatorow ych. Z e­

szyty N aukow e Pol. Śl., seria Transport z.29, G liw ice 1997, ss. 53-62.

9. U bysz A.: C harakterystyka w spółczesnych sam ochodów osobow ych i ich silników.

Skrypt U czelniany nr 1964, W ydaw nictwo Pol. Śl., G liwice 1996.

10. K eyser M. i in.: C harging A lgorithm Extends the Life o f Lead-acid B atteries. 2001 R&D 100 A w ard R ecipient. NREL.

Recenzent: Dr hab. inż. W ojciech Siłka, prof. nzw. Pol. Opolskiej

A bstract

In this paper the results o f calculating o f the energetic efficiency and fuel con­

sum ption o f car provided w ith hybrid drive w ere shown. The calculating were carried out by analytic m ethod for tw o different versions o f drive o f car T oyota Prius Hybrid:

for electric m otor and I.C. engine. From energetic point o f view the received results show c le a rly , that cars provided w ith hybrid drive have a lot o f advantages.