namiТруды НАМИTrudy NAMI0135-3152ФГУП «НАМИ»QAXTAFnami-372Research ArticleДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИЕENGINE DEVELOPMENTАнализ выбросов вредных веществ и качества воздуха в салоне электробуса с дизельным отопителемAnalysis of harmful substances emissions and air quality in the passenger compartment of an electric bus with diesel heaterКозловА. В.KozlovA. V.

Козлов Андрей Викторович – д-р техн. наук, профессор, начальник управления перспективных энергоустановок, Центр «Энергоустановки»

г. Москва, 125438

Kozlov A.V. – D.Sc. (Eng), professor, head of the department of advanced power units, Center “Power units”

Moscow 125438

a.kozlov@nami.ruСтряпунинА. С.StryapuninA. S.

Стряпунин Александр Сергеевич – инженер-исследователь 2-й категории, управление перспективных энергоустановок, Центр «Энергоустановки»

г. Москва, 125438

Stryapunin A.S. – research engineer, department of advanced power units, Center “Power units”

Moscow 125438

ТеренченкоА. С.TerenchenkoA. S.

Теренченко Алексей Станиславович – канд. техн. наук, директор центра «Энергоустановки»

г. Москва, 125438

Terenchenko A.S. – PhD (Eng), director of the Center “Power units”

Moscow 125438

ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ»РоссияFederal State Unitary Enterprise “Central Scientific Research Automobile and Automotive Engines Institute” (FSUE “NAMI”)Russian Federation202502042025017585Copyright © Козлов А.В., Стряпунин А.С., Теренченко А.С., 20252025Козлов А.В., Стряпунин А.С., Теренченко А.С.Kozlov A.V., Stryapunin A.S., Terenchenko A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nami.elpub.ru/jour/article/view/372

Введение (постановка задачи и актуальность). Как известно, небольшой запас хода – один из основных недостатков электробусов. В регионах с холодным климатом на работу электрического обогревателя может уходить более 50% всей энергии, что значительно влияет на пробег. Установка жидкостного отопителя, работающего на дизельном топливе, может в значительной мере компенсировать этот недостаток, однако использование такой системы сопряжено с наличием выбросов продуктов сгорания, которые могут проникать в салон.Цель исследований – определение выбросов вредных веществ в отработавших газах дизельной отопительной установки и определение параметров качества воздуха в салоне электробуса КАМАЗ6282 при работе данного отопителя.Методология и методы. Исследования проводились в соответствии с требованиями ГОСТ 33554- 2015 и Правилами ООН № 122.Результаты и научная новизна. Приведены результаты испытаний по выбросу вредных веществ с отработавшими газами дизельного отопителя электробуса. Установлено соответствие требованиям ГОСТ 33554-2015 по качеству воздуха в салоне. Представлено сравнение удельных выбросов с другими типами транспортных средств.Практическая значимость. Результаты данного исследования могут быть использованы для совершенствования экологических показателей пассажирского электротранспорта.

Introduction (problem statement and relevance). It is known that a short cruising range is one of the main disadvantages of electric buses. In cold climate regions, an electric heater can consume more than 50% of the total energy, which significantly affects the range. Installing a liquid heater that operates on diesel fuel can considerably compensate for this disadvantage, however, use of such system is connected with emissions of combustion products that can penetrate into the passenger compartment.The purpose of the study is to determine emissions of harmful substances in exhaust gases of a diesel heating installation and to define air quality parameters in the passenger compartment of the KAMAZ6282 electric bus during operation of such heater.Methodology and research methods. The study was performed in compliance with the requirements of GOST 33554-2015 and UN Regulation No. 122.Scientific novelty and results. The study presents results of testing for emission of harmful substances with exhaust gases of an electric bus diesel heater. Compliance with the GOST 33554-2015 requirements in terms of air quality in the passenger compartment has been determined. Comparison with other vehicle types in terms of specific emissions has been provided.Practical significance. This study results can be used to improve environmental performance of electric passenger transport.

электробусвредные выбросысистема обогревадизельный отопителькачество воздуха в салонеelectric busharmful emissionsheating systemdiesel heaterpassenger compartment air qualityReferencesLiu T. Thermal management solutions for battery electric buses in cold climates: master’s degree thesis. – Aalto University, 2019. – P. 108.Liu T. Thermal management solutions for battery electric buses in cold climates: master’s degree thesis. Aalto University, 2019. P. 108.Göhlich1 D., Fay T.A., Jefferies D., Lauth E., Kunith A., Zhang X. Design of urban electric bus systems // Design Science. – 2018. – V. 4. – No. 15. – P. 28. DOI: 10.1017/dsj.2018.10.Göhlich1 D., Fay T.-A., Jefferies D., Lauth E., Kunith A., Zhang X. Design of urban electric bus systems. Design Science, 2018, vol. 4, no. 15, p. 28. DOI: 10.1017/dsj.2018.10.Kraft W., Stahl V., Vetter P. Thermal storage using metallic phase change materials for bus heating – state of the art of electric buses and requirements for the storage system // Energies. – 2020. – V. 13. – Iss. 3023. – P. 21. DOI: 10.3390/en13113023.Kraft W., Stahl V., Vetter P. Thermal storage using metallic phase change materials for bus heating – state of the art of electric buses and requirements for the storage system. Energies, 2020, vol. 13, iss. 3023, p. 21. DOI: 10.3390/en13113023.Basma H., Mansour C., Haddad M., Nemer M., Stabat P. Comprehensive energy modeling methodology for battery electric buses // Energy. – 2020. – V. 207. – Iss. 118241. – P. 14. DOI: 10.1016/j.energy.2020.118241.Basma H., Mansour C., Haddad M., Nemer M., Stabat P. Comprehensive energy modeling methodology for battery electric buses. Energy, 2020, vol. 207, iss. 118241, p. 14. DOI: 10.1016/j.energy.2020.118241.Konvekta website. URL: https://www.konvekta.de/ (дата обращения: 27.02.2024).Konvekta website. Available at: https://www.konvekta.de/ (accessed 27 February 2024).Tartakovsky L., Baibikov V., Czerwinski J., Gutman M., Kasper M., Popescu D., Veinblat M., Zvirin Y. In-vehicle particle air pollution and its mitigation // Atmospheric Environment. – 2013. – V. 64. – P. 320–328. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2012.10.003.Tartakovsky L., Baibikov V., Czerwinski J., Gutman M., Kasper M., Popescu D., Veinblat M., Zvirin Y. In-vehicle particle air pollution and its mitigation. Atmospheric Environment, 2013, vol. 64, pp. 320–328. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2012.10.003.Jain S. Exposure to in-vehicle respirable particulate matter in passenger vehicles under different ventilation conditions and seasons // Sustainable Environment Research.– 2017.– V. 27.– Iss. 2.– P. 87–94. DOI:10.1016/j.serj.2016.08.006.Jain S. Exposure to in-vehicle respirable particulate matter in passenger vehicles under different ventilation conditions and seasons. Sustainable Environment Research, 2017, vol. 27, iss. 2, pp. 87–94. DOI: 10.1016/j.serj.2016.08.006.Saikin A., Kozlov A., Iakunova E. Vehicle interior air quality standards development // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. – 2019. – V. 534. – Iss. 012027. – P. 4. DOI: 10.1088/1757-899X/534/1/012027.Saikin A., Kozlov A., Iakunova E. Vehicle interior air quality standards development. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2019, vol. 534, iss. 012027, p. 4. DOI: 10.1088/1757-899X/534/1/012027.Якунова Е.А., Сайкин А.М. Качество воздуха в салоне автомобиля // Инженерный вестник. – 2016. – № 2. – С. 2.Yakunova E.A., Saykin A.M. [Vehicle interior air quality]. Inzhenernyy vestnik, 2016, no. 2, p. 2. (In Russian)Козлов А.В., Теренченко А.С. Разработка новых требований к качеству воздуха в салонах легковых автомобилей // Журнал автомобильных инженеров. – 2018. – № 4. – С. 62–66.Kozlov A.V., Terenchenko A.S. [Development of new requirements for air quality in passenger vehicles]. Zhurnal avtomobil’nykh inzhenerov, 2018, no. 4, pp. 62–66. (In Russian)Сайкин А.М., ТерМкртичьян Г.Г., Карпухин К.Е., Переладов А.С., Журавлёв А.В., Якунова Е.А. Экологические проблемы современных транспортных средств, в том числе электромобилей // Вестник машиностроения. – 2017. – № 2. – С. 84–87.Saykin A.M., Ter-Mkrtich’yan G.G., Karpu khin K.E., Pereladov A.S., Zhuravlev A.V., Yakunova E.A. [Ecological problems of modern transport vehicles including electromobiles]. Vestnik mashinostroeniya, 2017, no. 2, pp. 84–87. (In Russian)Oikarinen H., Olin M., Martikainen S., Leinonen V., Mikkonen S., Karjalainen P. Particle number, mass, and black carbon emissions from fuel – operated auxiliary heaters in real vehicle use // Atmospheric Environment: X. – 2022. – V. 16. – P. 100189.Oikarinen H., Olin M., Martikainen S., Leino nen V., Mikkonen S., Karjalainen P. Particle number, mass, and black carbon emissions from fuel – operated auxiliary heaters in real vehicle use. Atmospheric Environment: X, 2022, vol. 16, p. 100189.Правила ООН № 122. Единообразные технические предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств категорий M, N и O в отношении их систем отопления. Дата вступления в силу: 18 января 2006. URL: https://docs.cntd.ru/document/902310026/ (дата обращения: 27.02.2024).UN Regulation no. 122. Uniform provisions concerning the approval of vehicles of categories M, N and O with regard to their heating systems. Available at: https://unece.org/sites/default/files/2025-01/R122am7e_0.pdf (accessed 27 February 2024).ГОСТ 33554–2015. Межгосударственный стандарт. Автомобильные транспортные средства. Содержание загрязняющих веществ в воздухе кабины водителя и пассажирского помещения. Технические требования и методы испытаний. – Введ. 2017-04-01. – М.: Стандартинформ, 2016. – 20 c.[GOST 33554–2015. Interstate standard. Motor vehicles. Pollutants content in the interior of driver’s cab and passenger compartment. Technical requirements and test methods]. Moscow, Standartinform Publ., 2016. 20 p. (In Russian)Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28.01.2021 № 2 (ред. От 30.12.2022) «Об утверждении санитарных правил и норм СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» (зарегистрировано в Минюсте России 29.01.2021 № 62296). URL: https://docs.cntd.ru/document/573500115 (дата обращения: 27.02.2024).[Resolution of the Chief state sanitary doctor of the Russian Federation dated January 28, 2021 No. 2 (ed. from 12/30/2022) “On approval of sanitary rules and norms SanPiN 1.2.3685-21 “Hygienic standards and requirements for ensuring the safety and (or) harmlessness of environmental factors for humans” (registered with the Ministry of Justice of Russia 01.29.2021 No. 62296)]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/573500115 (accessed 27 February 2024). (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.