Стаття

Отримано 30.10.2025

Доопрацьовано 01.03.2026

Прийнято 26.03.2026

Опубліковано 05.04.2026

Взято з Том 30, № 1, 2026

Сторінки 17 -29

Tsiuman, M., & Sadovnyk, I. (2026). Research of energy efficiency indicators of a hybrid electric automotive power unit based on a spark ignition engine. The National Transport University Bulletin, 30(1), 17-29. https://doi.org/10.33744/2308-6645-2026-1-30-17-29

Дослідження показників енергоефективності гібридної електричної автомобільної силової установки на базі двигуна з іскровим запалюванням

Микола Цюман Ігор Садовник

У статті наведено результати експериментального дослідження показників енергоефективності гібридної електричної автомобільної силової установки на базі двигуна з іскровим запалюванням. Метою роботи було здійснення комплексної оцінки енергоефективності гібридної електричної автомобільної силової установки на базі двигуна з іскровим запалюванням. Методика дослідження передбачала проведення експериментальних стендових випробувань гібридної електричної автомобільної силової установки у визначених режимах роботи для встановлення закономірностей зміни керувальних параметрів двигуна внутрішнього згоряння, електричних підсистем, показників паливної економічності та екологічних характеристик. У ході експериментального дослідження встановлено закономірності зміни показників енергоефективності та характеристик робочого процесу залежно від частоти обертання та потужності вихідного вала. Виявлено зміни швидкісних і навантажувальних режимів двигуна внутрішнього згоряння, мотор-генератора 1 і мотор-генератора 2, а також витрати палива, коефіцієнта надлишку повітря та кута випередження запалювання двигуна внутрішнього згоряння. Проаналізовано ступінь заряду тягової акумуляторної батареї, параметри теплового режиму систем впуску повітря, змащування, охолодження та випуску двигуна внутрішнього згоряння, мотор-генератора 1, мотор-генератора 2, інвертора й акумуляторної батареї, а також концентрації шкідливих речовин у відпрацьованих газах і ефективність їх нейтралізації. Встановлено майже прямий зв’язок між частотою обертання та навантаженням двигуна внутрішнього згоряння і загальним навантажувальним режимом силової установки. Керування складом паливно-повітряної суміші та кутом випередження запалювання в усіх режимах забезпечило високу паливну економічність і низький рівень викидів шкідливих речовин. Високі показники енергоефективності за різних умов експлуатації досягнуті завдяки електричній підсистемі силової установки, яка забезпечувала оптимальне керування швидкісним і навантажувальним режимами двигуна внутрішнього згоряння

потужність; крутний момент; гібридна трансмісія; режим роботи; ступінь заряду тягової акумуляторної батареї; паливна економічність; екологічні показники
  1. Abdelbaky, A.N.F., Babangida, A., Kunya, A.B., & Szemes, P.T. (2025). Development and fuel economy optimization of series-parallel hybrid powertrain for van-style VW crafter vehicle. Energies, 18(14), article number 3688. doi: 10.3390/en18143688.
  2. Bazhynov, O.V., & Kravtsov, M.M. (2023). Determining the quality index of electric and hybrid vehicles. Ukrainian Journal of Civil Engineering and Architecture, 5, 19-26. doi: 10.30838/j.bpsacea.2312.241023.19.989.
  3. Bazhynov, O.V., Bazhynova, T.O., & Kravtsov, M.M. (2018). Fundamentals of effective use of environmentally friendly vehicles. Kharkiv: Panov A.M. Publishing House.
  4. Dvadnenko, V., Dziubenko, O., & Pushkar, O. (2022). Asynchronous motor in a mild hybrid vehicle. Vehicle and Electronics. Innovative Technologies, 22, 47-53. doi: 10.30977/veit.2022.22.0.6.
  5. ISO 15550:2016. (2016). Internal combustion engines – determination and method for the measurement of engine power – general requirements. Retrieved from https://www.iso.org/standard/70030.html.
  6. Kumbar, P. (2020). Impact of hybrid vehicles on fuel economy and emissions: A comprehensive analysis. World Journal of Advanced Research and Reviews, 8(1), 307-319. doi: 10.30574/wjarr.2020.8.1.0347.
  7. Maush, Kh. (2017). Increase of the energy efficiency of vehicles by the use of hybrid technologies. (Doctoral dissertation, Kharkiv National Automobile and Highway University, Kharkiv, Ukraine).
  8. Mustafi, N.N. (2021). An overview of hybrid electric vehicle technology. In G. Kalghatgi, A.K. Agarwal, F. Leach & K. Senecal (Eds.), Engines and fuels for future transport. Energy, environment, and sustainability. Singapore: Springer. doi: 10.1007/978-981-16-8717-4_5.
  9. Pan, Y., Zhong, K., Xie, Y., Pan, M., Guan, W., Li, L., Liu, C., Man, X., Zhang, Z., & Li, M. (2025). A review of hybrid vehicles classification and their energy management strategies: An exploration of the advantages of genetic algorithms. Algorithms, 18(6), article number 354. doi: 10.3390/a18060354.
  10. Regulation (EU) 2019/631 of the European Parliament and of the Council of 17 April 2019 “Setting CO₂ Emission Performance Standards for New Passenger Cars and for New Light Commercial Vehicles, and Repealing Regulations (EC) No 443/2009 and (EU) No 510/2011”. (2019, April). Retrieved from https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:32019R0631.
  11. Regulation No 83 of the Economic Commission for Europe of the United Nations (UNECE) – Uniform Provisions Concerning the Approval of Vehicles with Regard to The Emission of Pollutants According to Engine Fuel Requirements [2015/1038]. (2015, January). Retrieved from https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2015/83/oj/eng.
  12. Rimpas, D., Barkas, D.E., Orfanos, V.A., & Christakis, I. (2025). Decarbonizing the transportation sector: A review on the role of electric vehicles towards the European green deal for the new emission standards. Air, 3(2), article number 10. doi: 10.3390/air3020010.
  13. Rojas-Reinoso, E.V., Anacleto-Fernández, M., Utreras-Alomoto, J., Carranco-Quiñonez, C., & Mata, C. (2024). Comparative study of fuel and greenhouse gas consumption of a hybrid vehicle compared to spark ignition vehicles. World Electric Vehicle Journal, 16(1), article number 4. doi: 10.3390/wevj16010004.
  14. Saju, C., Michael, P.A., & Jarin, T. (2022). Modeling and control of a hybrid electric vehicle to optimize system performance for fuel efficiency. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 52, article number 102087. doi: 10.1016/j.seta.2022.102087.
  15. Sakhno, V.P., Bezborodova, H.B., Maiak, M.M., & Sharai, S.M. (2004). Automobiles: Traction-speed characteristics and fuel economy. Kyiv: KVITS Publishing House.
  16. Šarkan, B., Gnap, J., & Kiktová, M. (2019). The importance of hybrid vehicles in urban traffic in terms of environmental impact. The Archives of Automotive Engineering – Archiwum Motoryzacji, 85(3), 115-122. doi: 10.14669/am.vol85.art8.
  17. Sergienko, N., Pavlova, N., Sergienko, A., Lyubarsky, B., Borysenko, A., Kalinin, P., Gubskyi, S., & Dreval, O. (2023). Results of modeling of components and working processes of a hybrid car with an asynchronous motor. Bulletin of the National Technical University «KhPI». Series: Automobile and Tractor Construction, 2, 31-47. doi: 10.20998/2078-6840.2022.2.04.
  18. Smyrnov, O.P. (2016). Scientific and technical basis of increasing the operational efficiency of hybrid vehicles. (Doctoral dissertation, Kharkiv National Automobile and Highway University, Kharkiv, Ukraine).
  19. Sosida, S.V. (2023). Improvement of the fuel economy of the engine with spark ignition when using an alcohol-containing additive to gasoline. (Doctoral dissertation, National Transport University, Kyiv, Ukraine).
  20. Staunton, R.H., Ayers, C.W., Marlino, L.D., Chiasson, J.N., & Burress, B.A. (2006). Evaluation of 2004 Toyota Prius hybrid electric drive system. Oak Ridge, TN: Office of Scientific and Technical Information. doi: 10.2172/890029.
  21. Taymaz, I., & Benli, M. (2014). Emissions and fuel economy for a hybrid vehicle. Fuel, 115, 812-817. doi: 10.1016/j.fuel.2013.04.045.
  22. Tomita, M., Shibata, R., Mizuno, Y., Maeda, H., Murasato, K., Shimura, A., Takayama, T., Nakado, T., & Tomita, Y. (2024). Development of new 2.0-liter plug-in hybrid system for the Toyota Prius. SAE Technical Paper Series, 1, article number 2169. doi: 10.4271/2024-01-2169.
  23. Toyota Motor Europe. (n.d.). Retrieved from https://www.techdoc-toyota.com.
  24. Toyota Motor Sales. (2004). 04 Prius. Retrieved from https://www.auto-brochures.com/makes/Toyota/Prius/Toyota_US%20Prius_2004.pdf.
  25. Wang, Y., Wang, Y., & Ren, G. (2021). A brief introduction to a novel high-efficiency hybrid power system for hybrid electric urban light commercial vehicles. SAE International Journal of Commercial Vehicles, 14(2), 185-191. doi: 10.4271/02-14-02-0014.

https://doi.org/10.33744/2308-6645-2026-1-30-17-29