Встановлення закономірностей взаємозв'язку між температурою навколишнього середовища та витратою палива міськими автобусами з дизелем

Motor transport is the main consumer of energy resources in most countries. Atmospheric conditions, along with the vehicle design, its technical condition, driver's skill, road, and transport conditions significantly affect fuel consumption. However, in mathematical modeling, they are often taken into account by average values which can affect the accuracy of the results.The nature of the relationship between ambient temperature and fuel consumption by city diesel buses was established on the basis of experimental and analytical studies. According to the results of the analysis of experimental data, it was found that this relationship is described by polynomial regressions of the second order. The accuracy of the regression model was confirmed by Fisher's test for two city routes.Analytical studies of the effect of air density, rolling resistance, transmission efficiency, and all three factors together on fuel consumption were performed using mathematical modeling using the Physical Emission Rate Estimator methodology. It was found that rolling resistance and transmission efficiency have the greatest impact on fuel consumption. In both cases, the difference between the highest and lowest estimated value was 2.5 %. However, in absolute units, the difference is greater by 0.2 l/100 km for rolling resistance.The obtained results can be used in mathematical models of vehicle movement, in particular city buses, to take into account the dynamics of changes in fuel consumption depending on the ambient temperature. They will also be useful in mathematical models for determining harmful emissions to calculate fuel consumption at various ambient temperaturesАвтомобильный транспорт является основным потребителем энергетических ресурсов в большинстве мировых стран. Атмосферные условия, наряду с конструкцией автомобиля, его техническим состоянием, мастерством водителя, дорожными и транспортными условиями, существенно влияют на расход топлива. Однако при математическом моделировании часто они учитываются по усредненным значениям, что может влиять на точность результатов.Установлен характер взаимосвязей между температурой окружающей среды и расходом топлива городскими автобусами с дизелем на основе экспериментальных и аналитических исследований. По результатам анализа экспериментальных данных было установлено, что эта взаимосвязь описывается полиномиальной регрессией второго порядка. Точность регрессионной модели была подтверждена критерием Фишера для двух городских маршрутов.Аналитические исследования влияния плотности воздуха, сопротивления качению, коэффициента полезного действия трансмиссии и всех этих трех факторов вместе на расход топлива проводились с помощью математического моделирования с использованием методологии Physical Emission Rate Estimator. Было установлено, что наибольшее влияние на расход топлива имеют сопротивление качению и коэффициент полезного действия трансмиссии. В обоих случаях разница между самым большим и самым маленьким значениями составила 2,5 %. Однако в абсолютных единицах измерения разница больше на 0,2 л/100 км для сопротивления качению.Полученные результаты могут быть использованы в математических моделях движения транспортных средств, в частности городских автобусов, для учета динамики изменения расхода топлива в зависимости от температуры окружающей среды. Также они будут полезны в математических моделях определения вредных выбросов для расчета расхода топлива при различных температурах окружающей средыАвтомобільний транспорт є основним споживачем енергетичних ресурсів в переважній більшості світових країн. Атмосферні умови, наряду з конструкцією автомобіля, його технічним станом, майстерністю водія, дорожніми та транспортними умовами суттєво впливають на витрату палива. Проте, при математичному моделюванні часто вони враховуються за усередненими значеннями, що може впливати на точність результатів.Встановлено характер взаємозв'язків між температурою навколишнього середовища та витратою палива міськими автобусами з дизелем на основі експериментальних та аналітичних досліджень. За результатами аналізу експериментальних даних було встановлено, що цей взаємозв'язок описується поліноміальними регресіями другого порядку. Точність регресійної моделі було підтверджено критерієм Фішера для двох міських маршрутів.Аналітичні дослідження впливу густини повітря, опору коченню, коефіцієнту корисної дії трансмісії і всіх цих трьох чинників разом на витрату палива проводились за допомогою математичного моделювання з використанням методології Physical Emission Rate Estimator. Було встановлено, що найбільший вплив на витрату палива мають опір коченню та коефіцієнт корисної дії трансмісії. В обох випадках різниця між найбільшим та найменшим розрахунковим значенням склала 2,5 %. Проте, в абсолютних одиницях виміру різниця більша на 0,2 л/100 км для опору коченню.Отримані результати можуть бути використані в математичних моделях руху транспортних засобів, зокрема міських автобусів, для врахування динаміки зміни витрати палива в залежності від температури навколишнього середовища. Також вони будуть корисні в математичних моделях визначення шкідливих викидів для розрахунку витрати палива при різних температурах навколишнього середовищ

Assessment of vehicle emissions at roundabouts: a comparative study of PEMS data and microscale emission model

Energy efficiency has a central role to play in achieving decarbonisation targets in the transport system by changing the demand for mobility (eg. by influencing on peoples behaviors) and improving the performance of the fleet. In recent years there has been an increase of use of private transport, partly due to the recent pandemic and the reduced choice of public transport. People's travel habits have changed in frequency and motivation due to the reduced number of seats on public transport, due to social distancing but also due to online education and teleworking. This increase of use private cars has led to an increase in environmental emissions as a result of the high proportion of vehicles with combustion engines in urban areas. The highest concentrations have been recorded at road intersections and in particular at roundabout configurations where there is a higher number of stop-and-go's overall. The increasing importance of air pollution from vehicle traffic has suggested that environmental considerations should be added to these aspects as a criterion for intersection design. Several studies in the literature analyze the environmental emissions generated by vehicle traffic using different methods such as on-site recording, mathematical modeling of dispersion phenomena, micro-simulation of vehicle traffic, use of appropriately equipped vehicles with sensors. This paper presents a comparison between the results obtained from the Portable Emission Measurement System (PEMS) and the results obtained from the VERSIT+ emission model. Specifically, using a Portable Emission Measurement Systems (PEMS) installed on a series of test cars, instantaneous CO2 and NOX emissions were measured on repeated trips along two-lane roundabout intersections. The study was carried out by examining a selected two-lane roundabout in the city of Rzeszow (Poland) using 9 different vehicles fueled by petrol, diesel, and LPG. The results show that the investigated VERSIT+ emission model used led to an inaccuracies in the calculation of CO2 and NOx emissions. Furthermore, current micro-scale emission models may not estimate emissions of harmful exhaust components with sufficient accuracy due to the specificities of roundabout driving. Therefore, there is a strong demand for the development of new emission models, adapted to the driving behavior of drivers appropriate for different infrastructure objects such as roundabout

Comparison of exhaust emission from Euro 3 and Euro 6 motor vehicles fueled with petrol and LPG based on real driving conditions

Constantly increasing requirements regarding emission limits for harmful exhaust components force vehicle manufacturers to improve the construction of vehicle engines as well as exhaust gas cleaning systems. In addition to modifications in the field of technology of motor vehicles themselves, it is also important to study the impact of alternatives to petrol or diesel fuels. One of the most popular fossil fuel is liquid petroleum gas. In the paper, the results of comparative studies on the emission of harmful exhaust components of vehicles meeting the Euro 3 and Euro 6 standards in the field of petrol and LPG fuel use are presented. Emission measurement was performed using a portable emission measurement system from Horiba OBS-2200 under real traffic conditions. The presented results show the differences between the tested vehicles and the fuels used

Comparative assessment of co2 emissions and fuel consumption in a stationary test of the passenger car running on various fuels

Introduction. The main goal of the development of the transport sector is to reduce the emission of pollutants to the environment, including CO2, which is particularly important due to global warming. CO2 emissions are directly related to fuel consumption. In addition, CO2 emissions are also related to the type of fuel used in transport. Problem statement. Efforts are being made to reduce CO2 emissions and fuel consumption by improving the design of cars and engines to reduce energy consumption in road traffic, including by recovering some of the energy of lagging traffic in hybrid and electric drives. CO2 reduction can also be achieved by using alternative fuels, hydrogen being the most preferred. Research methodology. The analysis was carried out for a passenger car. Based on the technical data of the car, road traffic energy consumption was calculated in the NEDC stationary test. Results and discussion. The article presents a comparative analysis of fuel consumption and CO2 emissions for the passenger car with an internal combustion engine powered by traditional and alternative fuels. The analysis was developed on the NEDC test. On the basis of the calculated resistance to motion and energy consumption of motion, as well as for the actual results of tests carried out on the chassis dynamometer of a car powered by gasoline and diesel fuel, approximate values of the engine efficiency were determined. Then, calculations of CO2 emissions and fuel consumption were carried out for the following: CNG, LPG, ethanol, methanol and E85. Conclusions.As it results from the research carried out for individual UDC and EUDC phases, fuel consumption and CO2 emission are not in each case directly proportional to the energy consumption of the car movement.The best hydrocarbon fuel for CO2 reduction from the internal combustion engines is natural gas (CNG). CO2 emission, assuming the same engine efficiency as when fueled with petrol, is lower in relation to fueling with petrol by approx. 16% for the analyzed car. Порівняльна оцінка викидів СО2 і витрати палива при стаціонарному випробуванні легкового автомобіля працюючого на різних паливахОсновною метою розвитку транспортного сектору є зменшення викидів забруднюючих речовин у навколишнє середовище, включаючи CO2, що особливо важливо через глобальне потепління. Викиди CO2 безпосередньо пов’язані зі споживанням палива. Крім того, викиди СО2 також пов’язані з видом палива, що використовується  транспортом. Постановка проблеми. Зусилля спрямовуються на зменшення викидів СО2 та споживання пального шляхом вдосконалення конструкції автомобілів та двигунів для зменшення споживання енергії в дорожньому русі, в тому числі шляхом відновлення частини енергії відсталого руху на гібридних та електроприводних автомобілях. Зниження СО2 також можна досягти, використовуючи альтернативні види палива, причому водень є найбільш перспективним. Методологія дослідження. Аналіз проводився для легкового автомобіля. На основі технічних даних автомобіля в стаціонарному тесті NEDC було розраховано споживання енергії в дорожньому русі. Результати та обговорення. У статті представлений порівняльний аналіз споживання палива та викидів CO2 для легкового автомобіля з двигуном внутрішнього згоряння, що працює на традиційних та альтернативних видах палива. Аналіз розроблений за тестом NEDC. На основі розрахованого опору руху та енергоспоживання руху, а також для фактичних результатів випробувань, проведених на динамометрі шасі автомобіля, що працює на бензині та дизельному паливі, були визначені приблизні значення ККД двигуна. Потім були проведені розрахунки викидів СО2 та споживання палива для наступного: СПГ, зріджений газ, етанол, метанол та Е85. Висновки. Як випливає з результатів дослідження, проведеного для окремих фаз UDC та EUDC, споживання палива та викиди CO2 не в кожному випадку прямо пропорційні енергоспоживанню руху автомобіля. Найкращим вуглеводневим паливом для зниження викидів CO2 у двигунах внутрішнього згоряння є природний газ (СПГ). Викиди CO2, при такому ж ККД двигуна, як і при заправці бензином, нижчі чим при заправці бензином приблизно на 16 % для аналізованого автомобіля.