Niektórzy
kierowcy myślą, że najniższe zużycie paliwa
uzyskuje się wtedy, gdy prawie w ogóle nie
korzysta się z osiągów silnika. Ich oszczędna
jazda ogranicza się do ślamazarnego ruszania z
miejsca i poruszania się z gazem wciśniętym
tylko tyle, by silnik nie zgasł. Jest to poważny
błąd!
Jak oszczędzać paliwo? To
temat wiecznie żywy i każdy chciałby jeździć
tak, by kolejne kilometry kosztowały go jak
najmniej. Oczywiście, samochody są mniej lub
bardziej oszczędne, poza tym spore znaczenie ma
sprawność techniczna auta (stan silnika,
hamulców, regulacja geometrii zawieszenia, także
ciśnienie w oponach). Ale nawet gdy porównamy
identyczne samochody w podobnym stanie – zużycie
paliwa bywa bardzo różne. Co jest tego
przyczyną? Nie co, tylko kto! Ich kierowcy.
Styl i sposób jazdy jest
bodaj najistotniejszym parametrem określającym
zużycie paliwa. Spróbujmy, posługując się nieco
teorią, dociec, o co w tej kwestii chodzi
naprawdę. Inaczej mówiąc – jak powinniśmy
jeździć, żeby uzyskać realne oszczędności?
GDZIE SIĘ
PODZIEWA PALIWO?
Paliwo, co oczywiste, służy do wytworzenia
energii, która porusza samochód. Im mniej
energii zużyjemy na drodze z A do B, tym mniej
potrzeba paliwa. A oto dwa najważniejsze kanały,
którymi owa energia „wycieka”:
- „Rozpychanie” powietrza otaczającego auto.
Opory aerodynamiczne, pomijane przy małych
prędkościach, rosną w kwadracie prędkości
obiektu poruszającego się w powietrzu. Oznacza
to, że każde dwukrotne zwiększenie szybkości
jazdy, powoduje czterokrotne zwiększenie owego
oporu. Efekty aerodynamiczne zyskują dominujące
znaczenie przy około 100 km/h i z każdym
następnym kilometrem rośnie ono bardzo
zdecydowanie. Przy prędkościach „miejskich”
znaczenie aerodynamiki jest niewielkie.
- Hamowanie samochodu. Każde zmniejszenie
prędkości przy użyciu hamulców skutkuje zmianą
energii auta na całkowicie stracone ciepło. Aby
powrócić do poprzedniej szybkości, należy zużyć
kolejną dawkę paliwa, a częściowe odzyskanie
energii hamowania możliwe jest jedynie w
przyszłościowych samochodach z napędem
hybrydowym.
Wszelkie inne straty
energii samochodu możemy uznać za nieistotne,
gdyż są małe, a poza tym kierowca nie ma na nie
podczas jazdy decydującego wpływu – no może z
wyjątkiem użycia (lub nie) pokładowej
klimatyzacji.
Biorąc powyższe pod uwagę,
można wysnuć wniosek, iż najlepszym,
najoszczędniejszym sposobem jazdy jest
utrzymywanie stałej, umiarkowanej prędkości od
„startu” do „mety”. I byłaby to racja, gdyby nie
realne warunki drogowe, które jednak zmuszają
nas do częstej zmiany prędkości, oraz pewna
specyficzna własność tłokowych silników
spalinowych, które służą do napędzania
samochodów. I tutaj zaczyna się najistotniejsza
część naszego wywodu...
OSZCZĘDZANIE Z
WYKRESEM W GŁOWIE
Każdy silnik spalinowy ma swoją specyficzną
charakterystykę zużycia paliwa w zależności od
obciążenia. Zazwyczaj jest ona taka, że z każdej
dawki paliwa uzyskane zostaje najwięcej energii
w średnim zakresie obrotów (dokładniej – w
okolicach obrotów momentu maksymalnego) i przy
obciążeniu (co w pewien sposób przekłada się na
głębokość wciśnięcia pedału gazu) zbliżonym do
maksymalnego.
Jak wygląda taka
charakterystyka, przedstawiamy na prawdziwym
wykresie, opisującym zachowanie pewnego
nowoczesnego silnika wysokoprężnego. Wykres
ukazuje pola – wartości tak zwanego
jednostkowego zużycia paliwa, liczonego w
gramach na kilowat na godzinę. Zauważmy, że
najniższe jednostkowe zużycie znajduje się na
szczycie wykresu, czyli tam, gdzie jest
największy moment obrotowy. Górna linia jest
właśnie wykresem momentu w funkcji obrotów.
Spójrzmy – przy minimalnym obciążeniu silnika,
zużycie potrafi być ponad dwukrotnie większe niż
przy maksymalnym!
Wniosek jest następujący:
aby jeździć oszczędnie, należy w pełni
wykorzystać spalane paliwo, czyli przyspieszać
do założonej prędkości podróżnej żwawo, choć nie
wyścigowo, czyli nie wykorzystując pełnych
obrotów wału korbowego. Oszczędność leży też w
takim przewidywaniu zdarzeń drogowych, by jak
najmniej hamować, oraz oczywiście w ograniczeniu
maksymalnej prędkości przelotowej do jakichś
rozsądnych wartości. Natomiast błędem z punktu
widzenia ekonomii będzie niepotrzebne
przyspieszanie, czyli takie, które
skutkuje natychmiast kolejnym hamowaniem!
Warto dodać, że zawodnicy
startujący w samochodowych imprezach
oszczędnościowych wykorzystują tę własność
silników spalinowych do perfekcji. Pokonują oni
odcinki pomiarowe z dość gwałtownymi
przyspieszeniami (ale zwykle na najwyższym
przełożeniu), po którym następuje faza „wybiegu”
(jazda na luzie) i kolejne przyspieszanie.
Zakres zmiany prędkości zależy głównie od
narzuconej w zawodach prędkości średniej, która
bywa niemała. Jednak taki styl jazdy w normalnym
ruchu jest niedopuszczalny.
ROZSĄDNE
PRZYSPIESZANIE
Wielu kierowców zadaje sobie zapewne pytanie:
„jeżeli już zdecydowałem się mocno przyspieszać,
jak używać mojego silnika?”. Silnik tłokowy jest
dość niewdzięcznym urządzeniem, gdy chodzi o
napędzanie samochodu. Prawdę powiedziawszy,
byłby bardziej efektywny przy napędzaniu
jakiegoś agregatu, wymagającego stałej prędkości
obrotowej. Natomiast samochód ciągle przyspiesza
i zwalnia, za czym postępuje zmiana prędkości
obrotowej wału korbowego.
Mówi się: „ten silnik ma –
ileś tam – (na przykład sto) koni mechanicznych.
Ale czy ciągle? Skąd! On ma swoje sto koni przy
jednej jedynej wartości obrotowej (na przykład
przy 6000 obr/min) i, oczywiście, gdy pedał gazu
wciśnięty jest do oporu. Gdy przyspieszamy na
tym samym przełożeniu, owe sto koni „mijamy” w
ułamku sekundy. Przy wszystkich innych
prędkościach, wyższych i niższych, moc jest
niższa, czasem bardzo znacznie. A zatem, by
wykorzystać silnik optymalnie, należałoby
zastosować bezstopniową przekładnię, dzięki
której podczas ostrego przyspieszania obroty
silnika miałyby stałą wartość, odpowiadającą
maksymalnej mocy. W czasie jazdy ekonomicznej
zaś obroty powinny utrzymywać się przy wartości
najmniejszego jednostkowego zużycia paliwa, o
którym wspominaliśmy powyżej.
Wspomniany wyżej,
specyficzny zakres korzystnych, roboczych
prędkości obrotowych nie jest sztywno określony.
Zazwyczaj przyjmuje się, że jednostka napędowa
pracuje najlepiej od obrotów momentu
maksymalnego do obrotów mocy maksymalnej. Jakie
są to wartości dla naszego auta – można
sprawdzić w katalogu. Z tym, że bardziej
ekonomiczna będzie jazda z mniejszymi
prędkościami obrotowymi wału korbowego, zaś
bardziej dynamiczna – z większymi.
Jak więc widać, użytkownik
samochodu powinien (w miarę możliwości)
przyswoić sobie pewną zdolność do wyczuwania
zachowań silnika. Zauważmy, że nawet bardzo
nowoczesna, elastyczna jednostka napędowa
zacznie drżeć, gdy wciśniemy pedał gazu,
przyspieszając od najniższych obrotów (co
zresztą nie jest dla silnika najzdrowsze). Ale
od pewnej ich wartości drgania ustaną, a
przyspieszanie okaże się wyraźniejsze. W tym
miejscu zapewne zaczyna się zakres obrotów,
który trzeba wykorzystywać (można schodzić i
poniżej tej wartości, ale mało obciążając
silnik). A w górnym zakresie obrotów? Gdy
wyczuwamy, że przyspieszenia ze wzrostem
prędkości obrotowej spadają. korzystny zakres na
pewno się skończył. Dbający o swe auto kierowca
z pewnością po kilku próbach będzie potrafił
słuchem czy na wyczucie określić, że znajduje
się w zakresie obrotów, który silnik lubi
najbardziej. Kierowca zaś powinien wybrać ten
(węższy) zakres obrotów, który odpowiada
najbardziej jemu – albo obroty niższe
(ekonomiczne), albo wyższe (dynamiczne). Ale
zawsze, przy przyspieszaniu, z gazem solidnie
wciśniętym, bo inaczej się nie opłaca.
|
 |
Wykresy
jednostkowego zużycia paliwa są
publikowane dość rzadko, ale można się z
nich wiele nauczyć. W tym przypadku –
intensywnie czerwone pole pokazuje obszar
najlepszego wykorzystania oleju
napędowego. Wartości wewnątrz wykresu
wskazują właśnie jednostkowe zużycie
paliwa, w g/kWh. Im mniejsza wartość, tym
lepsze wykorzystanie paliwa.
Wartości P oznaczają
średnie ciśnienie nad tłokiem, które jest
proporcjonalne do momentu napędowego.
Zauważmy – paliwo wykorzystane jest
najlepiej przy dużym obciążeniu silnika,
wtedy gdy generuje on moment zbliżony do
maksymalnego. |
|
 |
Nawet gdy nie
dysponujemy wykresem mocy i momentu
napędowego naszego silnika, skorzystajmy z
danych katalogowych, gdzie na pewno podano
obroty, przy jakich następują maksima tych
wartości. Teoretyczny roboczy zakres
obrotów silnika rozpoczynać się będzie
nieco poniżej maksimum momentu, a kończyć
– trochę powyżej maksimum mocy. Niższa
część tego wykresu lepsza jest dla jazdy
ekonomicznej, wyższa – dla dynamicznej. |
Źródło: Jerzy Dyszy
"Oszczędnie, nie znaczy ślamazarnie", MOTOR nr
38 (2623), 16 września 2003, str. 38-39