Науковий вісник НГУ

Декарбонізація автомобільного транспорту шляхом конвертування дизелів і бензинових двигунів у газові

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Батьківська категорія: 2026

Категорія: Зміст №2 2026

Створено: 25 квітня 2026

Останнє оновлення: 25 квітня 2026

Опубліковано: 30 листопада -0001

Автор: В. В. Крівда, О. П. Сакно, Ф. І. Абрамчук, А. П. Кузьменко, Д. О. Трофіменко

Перегляди: 1442

Authors:

В. В. Крівда*, orcid.org/0000-0002-8304-2016, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О. П. Сакно, orcid.org/0000-0003-4672-6651, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Ф. І. Абрамчук, orcid.org/0000-0001-7430-7484, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

А. П. Кузьменко*, orcid.org/0000-0002-4029-4010, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, м. Харків, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Д. О. Трофіменко, orcid.org/0009-0003-5480-0775, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, м. Харків, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2026, (2): 050 - 058

https://doi.org/10.33271/nvngu/2026-2/050

Abstract:

Мета. Обґрунтування раціонального способу зменшення викидів діоксиду вуглецю (CO₂) з відпрацьованими газами автомобільними двигунами при використанні газових палив (природний газ  суміш природного газу і водню  водень).

Методика. Наукове дослідження ґрунтується на базі експериментальних досліджень викидів CO₂ й інших шкідливих компонентів із відпрацьованими газами двигунів у лабораторних умовах, математичного моделювання процесів згоряння в циліндрах двигунів і розрахунку викидів шкідливих компонентів під час руху транспортних засобів.

Результати. Використання двигунів, що працюють на природному газі, зменшує викиди CO₂ в 1,5‒2 рази та значно зменшує викиди NO_x, CO, CH. Природний газ може стати проміжним паливом на шляху до водневої енергетики. Значне зменшення викидів CO₂, NO_x, CO, CH можна отримати при додаванні до природного газу водню (до 10 % H₂). Це підтвердили експериментальні дослідження автомобільних двигунів за їздовими циклами WLTP і ESC.

Наукова новизна. Встановлено зв’язок викидів діоксиду вуглецю із водневим показником палива (H/C). Одержані чисельні результати щодо кількості викидів CO₂ з відпрацьованими газами при використанні природного газу й суміші природного газу із воднем в якості палива двигунів внутрішнього згоряння.

Практична значимість. Визначено шлях для суттєвого зменшення викидів CO₂ за рахунок збільшення водневого показника палива (H/C). Додавання водню (H₂) до палива знижує енергію запалювання, що необхідно для надійного запалювання основного вуглеводневого палива. Це дозволяє відмовитися від використання багатоіскрової високоенергетичної системи запалювання у газовому двигуні.

Ключові слова: двигун внутрішнього згоряння, декарбонізація, конвертування, природний газ, водень

References.

1. Kanylo, P. M. (2015). Global Climate Warming: Anthropogenic and Environmental Reality: monograph. Kharkiv: Kharkiv National Automobile and Highway University. ISBN 978-966-303-547-5.

2. Kanylo, P. M. (2013). Motor Transport: Fuel and Environmental Problems and Prospects: monograph. Kharkiv: Kharkiv National Automobile and Highway University. ISBN 978-966-303-477-5.

3. Kabanov, A. N. (2012). Fundamentals of Using Natural Gas as a Fuel for Automotive Engines: monograph. Kharkiv: Kharkiv National Automobile and Highway University (KhNAHU). ISBN 978-966-303-439-3.

4. Bakar, R. A., Kadirgama, K., Rahman, M. M., Sharma, K. V., & Semin (2012). Application of Natural Gas for Internal Combustion Engines. In Advances in Natural Gas Technology, (2012), (pp. 453-478). https://doi.org/10.5772/38896

5. Korakianitis, T., Namasivayam, A. M., & Crookes, R. J. (2011). Natural-gas fueled spark-ignition (SI) and compression-ignition (CI) engine performance and emissions. Progress in Energy and Combustion Science, 37(1), 89-112. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2010.04.002

6. De Simio, L., Iannacoone, S., Gambino, P., & Cotanese, D. (2023). Use of Small Internal Combustion Engine for LNG Boil-off Gas Conversion: An Experimental and Numerical Analysis. Processes, 11(1), 14. https://doi.org/10.3390/pr11010014

7. Skorek, A., & Wlodarczyk, R. (2018). The Use Methane in Practical Solutions of Environmental Engineering. Journal of Ecological Engineering, 19(2). 172-178. https://doi.org/10.12911/22998993/82427

8. Zhou, F., Meng, Z., Xiao, X., Fu, J., Yuan, K., Cui, Z., Yu, J., & Liu, J. (2024). Pre-matching study of the natural gas engine turbochanging system based on the coupling of experiments and numerical simulation. Mechanics & Industry, 25, 15. https://doi.org/10.1052/meca/2023043

9. Tran, Q. D., Tran, T. T., & Duy, V. N. (2022). An experimental investigation on performance of converted CNG engine by varying piston bowl geometry: A case study. Journal of the Air & Management Association, 72(4), 361-369. https://doi.org/10.1080/10962247.2022.2028689

10.      Wang, W., Tang, C., & Huang, Z. (2024). Diesel-natural gas dual fuel injection strategy effects on engine ignition delay and cylinder pressure evolution. Case Studies in Thermal Engineering, 53, 103795. https://doi.org/10.1016/j.esite.2023.103795

11.      Semin, S., Felayati, F. M., Cahyono, B., & Zaman, M. B. (2019). Improvement Approaches for the Combustion Process of Recent Diesel Natural Gas Dual Fuel Engines – A Technical Review. International Review of Mechanical Engineering, 13(3), 198-202. https://doi.org/10.15866/ireme.v13i3.15751

12.      Partridge, K. R., Hariharan, D., Pearson, A. L., Srinivasan, K. K., & Krishnan, S. R. (2024). A Comparative Experimental Analysis of Natural Gas Dual Fuel Combustion Ignited by Diesel and Poly OxyMethylene Dimethyl Ether. Energies, 17(8). https://doi.org/10.3390/en17081920

13.      Huang, Z. (2024). Fuel blend combustion for decarbonization. Proceedings of the Combustion Institute, 40(1-4), 105776. https://doi.org/10.1016/j.proci.2024.105776

14.      Algayyim, S. J. M., Saleh, K. P., Wandel, F., Fattah, I.Md R., Tolah, Y. A., & Alrazen, H. (2024). Influence of natural gas and hydrogen properties on internal combustion engine performance, combustion, and emissions: A review. Fuel, 362, 130844. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.130844

15.      Sipos, G., Bukovacz, K., Istvanko, K., & Sebestyen, L.A. (2024). Hydrogen engine Conversion Aspects. Engineering Proceedings, 79(6). https://doi.org/10.3390/engproc2024079006

16.      Namar, M. M., & Jahanian, O. (2019). Energy and exergy analysis of a hydrogen-fueled HCCI engine. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 137(1), 205-215. https://doi.org/10.1007/s10973-018-7910-7

17.      Wang, L., Hong, C., Li, X., Yang, X., Cuo, S., & Li, Q. (2022). Review on blended hydrogen-fuel internal combustion engine. A case study for China. Energy Reports, 8, 6480-6498. https://doi.org/10.1007/j.egyr.2022.04.079

18.      Gomes, F. A. F., Yang, Y., & Talci, M. (2024). Decarbonizing combustion with hydrogen blended fuels: An exploratory study of impact of hydrogen on hydrocarbon autoignition. Fuel, 364, 131028. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2024.131028

19.      Kuzmenko, A. P., Kabanov, O. M., Dziubenko, O. A., & Lypynskyi, M. S. (2011). Method for Supplying Hydrogen to the Main Fuel of an Internal Combustion Engine. (Patent UA No. 64479).

20.      Abramchuk, F. I., Kabanov, O. M., Kuzmenko, A. P., Lypynskyi, M. S., & Muratov, V. M. (2011). A two-zone combustion model of a small-displacement spark-ignition engine. Bulletin of the National Transport University, 23, 56-65.

21.      Wang, L., Li, D-f., Xu, H-x., Fan, Z-p., Dou, W-b., & Yu, X-l. (2016). Research on a pneumatic hybrid engine with regenerative braking and compressed-air-assisted cranking. Journal of Automobile Engineering, 230(3), 406-422. https://doi.org./10.1177/095440701

22.      Abramchuk, F. I., Kabanov, A. N., Kuzmenko, A. P., & Lypynskyi, M. S. (2011). Detonation criterion in a gaseous engine with a high-energy ignition system. Automobile Transport, (28), 37-42.

23.      Mateichyk, V. P., Yanovskyi, V. V., & Zakharchuk, O. V. (2012). Verification of the adequacy of a mathematical model of wheeled tractor motion with a gaseous engine under a driving cycle. Scientific Notes, (36), 200-203.

24.      Gas Transmission System Operator of Ukraine established a dedicated unit to study hydrogen transportation technologies – company representative. Energoreforma (n.d.). Retrieved from http://reform.energy/news/ogtsu-sozdal-spetspodrazdelenie-dlya-izucheniya-tekhnologiy-vodorodnoy-transportirovki-predstavitel-kompanii-15188

• < Попередня
• Наступна >