Paliwo drożeje i drożeć będzie. W tym artykule pokażę co robić, by tego paliwa zużywać mniej. I podejdę do tematu kompleksowo, czyli co w tej kwestii robią producenci, co niezależni wytwórcy i co możesz zrobić Ty, by troszkę zaoszczędzić.
Działania producentów
Zacznę od rysu historycznego. Będę tu omawiał skrótowo silniki benzynowe i Diesla. Wybaczcie naprawdę duże skróty myślowe, ale chodzi mi o pokazanie pewnej idei, a nie wgłębianie się w szczegóły techniczne.
Silniki benzynowe
Na początku benzyniaki sobie swobodnie pyrkały, potem ryczały, a w paliwo zaopatrywał je gaźnik. Co to takiego? Ano to urządzenie, które wytwarzało mieszankę paliwowo - powietrzną. I miał on szereg wad. Przede wszystkim działał liniowo. Im szersze otwarcie przepustnicy, tym więcej paliwa dostawało się do silnika. Brzmi nieźle, ale średnio się sprawdzało, gdy jechaliśmy na zbyt wysokim biegu i dodaliśmy za dużo gazu. Dochodziło do zalania silnika i jego chwilowej czkawki. Potem sobie z tym poradzono stosując pompki przyspieszające i gardziele w gaźniku. Problem został zażegnany. Tak samo wprowadzono automatyczne ssanie i odcinanie dopływu paliwa podczas zdjęcia nogi z gazu (hamowania silnikiem). Ale nie wyeliminowano jednej najważniejszej wady. Mianowicie gaźnik po dodaniu gazu wytwarzał mieszankę w sposób ciągły i dostarczał ją do kolektorów dolotowych. Ze wspólnego węzła. Czyli taka mieszanka trafiała do cylindra odbywając podróż do kolektora dolotowego, a gdy pozostałe cylindry miały inny cykl pracy niż ssanie i nie potrzebowały paliwa, to i tak ono tam było razem z mieszanką paliwowo - powietrzną. Przez to silniki gaźnikowe nie były zbyt oszczędne. Gdy temperatura powietrza oscylowała w okolicach zera skroplone paliwo osadzało się na ściankach kolektora dolotowego. W skrajnych przypadkach zatykało zawór dekompresji. I gdy mieliśmy nie do końca dobrze ustawiony zapłon (za bardzo przyspieszony) mogło dojść do wybuchu oparów paliwa i rozerwania kolektora dolotowego. Ponadto gaźnik miał jeszcze jedną wadę. Objawiała się ona w wilgotne dni (mgła) przy temperaturach w okolicach zera, ale na delikatnym plusie. Podczas jazdy ze stałą prędkością mogło dochodzić do wytrącania się pary wodnej z powietrza na gardzieli gaźnika, która zamarza. Bezpośrednią przyczyną zamarzania pary wodnej zawartej w powietrzu (jako części mieszanki paliwowo powietrznej) jest ochłodzenie spowodowane parowaniem paliwa. I to już jest bardzo niebezpieczne. Doświadczyłem tego osobiście, a stało się to na wtedy (początek lat 90.) najdłuższych schodach świata, czyli betonowej autostradzie pod Wrocławiem w samochodzie Opel Kadett 1,6 SR z rocznika 1983, z gaźnikiem Webera. Gdy utrzymywałem stałą prędkość 90 km/h (na tej autostradzie nie dawało się szybciej) - wszystko było w porządku. Kłopoty się zaczęły, gdy chciałem przyspieszyć. I dziękuję opatrzności, że działo się to na autostradzie...
Dlatego pomyślano i wymyślono wtrysk paliwa. Rozróżnialiśmy wtrysk jednopunktowy, gdzie wtryskiwacz był tam, gdzie poprzednio gaźnik, ale nie pracował w sposób ciągły, tylko wtedy, gdy było to konieczne. W końcu wymyślono wtrysk wielopunktowy. Z początku był to wtrysk mechaniczny (najbardziej znane z nich to FAG Kugelfischer i K-Jetronic). I wcale wtryskiem wielopunktowym nie był bo wtryskiwacze działały w sposób ciągły, ale były umieszczone tuż przed zaworami ssącymi. Dzięki czemu można było ustawić mniejsze dawki wtryskiwanego paliwa, bowiem nie było strat na pokonanie kolektora oraz jeden wtryskiwacz zasilał jeden cylinder. Moc silników wzrosła, spalanie spadło. Kultura pracy była nieporównywalna z gaźnikiem, który wymagał ciągłej regulacji.
Wtrysk mechaniczny działał dopóki był dobrze wystrojony. Gdy tylko ktoś zaczął przy nim dłubać - stawał się koszmarem. Ciężko go wystroić, by działał idealnie, a w Polsce jest paru ludzi, którzy go ogarniają. Następnym krokiem był wtrysk wielopunktowy. Co to za zwierz? Ano wtryskiwacze umieszczone podobnie jak we wtrysku ciągłym, czyli przed zaworami ssącymi, ale pracowały tylko wtedy, gdy były potrzebne. Dawka paliwa sterowana elektronicznie obliczana była tak, by dynamicznie zaspokoić zapotrzebowanie silnika na paliwo. Te wtryski uważane są przez wiele osób za najlepsze układy zasilania w paliwo, jakie wymyślono. Jednak producenci na tym nie poprzestali.
Następnym punktem był wtrysk bezpośredni (choć nie tak do końca, bo ten typ wtrysku miał już Mercedes W198 z roku 1955, ale z racji tego, ze był to wtrysk mechaniczny, który pracował jeszcze po wyłączeniu zapłonu i rozrzedzał olej, to zarzucono prace rozwojowe nad tego typu rozwiązaniem). Tutaj oprócz zalet wtrysku wielopunktowego dochodziła kolejna - precyzyjny punkt wtrysku paliwa i ewentualnego jego dotrysku,a także dowolne kształtowanie kierunku rozprysku paliwa. Silnik benzynowy osiągnął niesamowitą kulturę pracy i byłby to wtrysk idealny, gdyby ekolodzy po drodze nie postanowili czegoś spierdzielić. Spierdzielenie to nazywa się EGR i cofa spaliny do kolektora dolotowego, gdy silnik jest zimny. Wraz ze spalinami cofa się nagar, który we wtrysku wielopunktowym jest zmywany poprzez benzynę, która ma silne właściwości płuczące. We wtrysku bezpośrednim nie ma co płukać i dlatego na zaworach dolotowych tworzy się brzydki nagar, który po pewnym czasie znacząco ogranicza osiągi silnika. Producenci zaczynają z tym walczyć stosując jeden wspólny wtryskiwacz (brzmi znajomo?) w kolektorze dolotowym. Co pewien czas się on włącza przepłukując kanał dolotowy. W tym czasie wtryskiwacze w silniku pracują na zubożonej mieszance (dostarczają mniej paliwa). W ogólnym rozrachunku jednak wychodzi to na plus, silniki z bezpośrednim wtryskiem zużywają mniej paliwa. Następnym posunięciem producentów był downsizing. Idea szczytna - mniejszy silnik - mniejsze zużycie paliwa. Ale też i mniejsze moce, dlatego trzeba było dodać turbosprężarkę, albo kompresor. A te urządzenia zwiększają zapotrzebowanie silnika na paliwo. Doszło do takich paradoksów, że w imię oszczędności siniki o pojemnościach mniejszych niż 1,5 litra mają moce ponad 150 KM i spalają podobne ilości paliwa w cyklu miejskim co ich więksi kuzyni. Choć producent zapewnia, że jest inaczej. Czy jednak silniki te są oszczędniejsze? Oczywiście! Na trasie przy spokojnej jeździe w terenie płaskim są bezkonkurencyjne. Sam byłem zdziwiony jak mało paliwa potrzebują nowoczesne silniki w takiej Astrze 1.4 turbo.
Kolejnym krokiem było wprowadzenie hybryd, czyli auta napędzanego silnikami spalinowymi i elektrycznymi. I tu można jechać tylko na silnikach elektrycznych, albo w trybie hybrydowym (silniki elektryczne wspomagają silnik benzynowy). Było mi dane przejechać się jako pasażer hybrydowym Lexusem i powiem szczerze, że tą technologią jestem zachwycony. Brakuje prądu, włącza się benzyniak wspomagany przez silniki elektryczne i już. Jedziesz dalej. Kolejnym etapem są samochody stricte elektryczne (Tesla), ale póki nie wymyślimy jak powiększyć zasięg do co najmniej 1 000 km i nie sprawimy, był ładowanie akumulatorów do pełna trwało około 5 minut, oraz nie rozpowszechnią się stacje ładowania, to elektryki pozostaną jedynie autami miejskimi i takimi na krótsze wypady poza miasto.
Silniki Diesla (z zapłonem samoczynnym).
One także przeszły metamorfozę. Po wynalezieniu tego silnika przez Rudolfa Diesla okazało się, że jest on sporo ekonomiczniejszy od benzynowego odpowiednika. Przede wszystkim był to silnik sprawniejszy, więc zadowalał się mniejszą ilością paliwa. Zapłon mieszanki nie następował wskutek przeskoku iskry, tylko samoczynnie na wskutek sprężania. Dzięki temu silnik taki był prostszy w budowie i trwalszy. Nie miał psującego się wówczas często osprzętu elektrycznego. No i miał niższe obroty maksymalne przy dużo większym momencie obrotowym dostępnym przy niskich obrotach, a to wpływało dodatnio na jego trwałość. Jednak jego wadą była mała moc.
Komentarze