Senos ir naujos tiesos

Žmonija seniai pastebėjo, kad visa, kas nauja, tai viso labo tik kažkada pamiršta sena. Šiuolaikinių automobilių kūrėjų pastangos pasikinkyti elektros energiją ir vienu šūviu paguldyti aibę automobilių transportą kamuojančių problemų – labai dėkingas pavyzdys mūsų šuoliavimui per epochas prisiminti.

Šaltinis, pavirtęs upe                                                                                                                                                                                                                    
   Kad elektra galėtų būti idealus energijos šaltinis, suvokė jau pirmieji automobilių kūrėjai. Daugybė net mūsų laikų požiūriu sėkmingų bandymų – nuo greičio rekordų lenktynių trasose iki komercinių elektromobilių gamybos XX a antrame bei trečiame dešimtmetyje –  rodo, kiek daug dėmesio jiems buvo skirta. Deja, kelmas, už kurio užkliuvo tų laikų elektromobilis, buvo toks didelis, kad jo tada neįstengta nei iškasti, nei apvažiuoti.
   Nauji laikai ir naujos technologijos ėmė siūlyti atrodytų neribotas galimybes, tad inžinieriai, pilni naujų vilčių, vėl puolė prie elektros variklių. Ir tada paaiškėjo, kad mobilios elektros energijos šaltinis –  iš tikrųjų šaltinis, netgi upė, tokia gili ir plati, kad net šiandien įveikti ją – milžiniško masto problema. Žinoma, galima pasakyti, jog vienam kitam kūrėjui pavyko perbristi į kitą jos pusę, tačiau ką pavieniams entuziastams aname krante veikti? Juk visi puikiai supranta, kad ir ekologines, ir ekonomines transporto problemas išspręsti galės tik masinė elektromobilių ar bent gerokai sėkmingesnių nei šiandieniniai hibridinių modelių gamyba.
   Todėl kol novatoriai elektromobilių šalininkai vis dar bejėgiškai trypčioja abiejuose krantuose, tradicinių automobilių kūrėjai atsigręžia į laiko patikrintas vertybes ir jose ieško naujų galimybių. Jos ne tokios ryškios ir tiek daug žadančios, tačiau kai susumuoji šiame bare padarytus atradimus, paaiškėja, kad rezultatas ne ką prastesnis, negu kad siūlo, pavyzdžiui, hibridų kūrėjai. 2010 metais Hanoveryje vykusioje komercinio transporto parodoje IAA 63 hibridinis sunkvežimis stovėjo vos ne kiekvieno gamintojo stende. Be jo į viešumą išeiti būtų buvę tarsi su kostiumu, tačiau basam. Beveik vienodi, beveik pagal tą pačią schemą sulipdyti, todėl su tais pačiais privalumais bei trūkumais jie atrodė tarsi įstrigę pusiaukelėje į kažką... Lankytojų bruzdesio prie jų kaip kad anksčiau nebuvo. Jie traukė ten, kur MAN žadėjo 25 proc. kuro ekonomiją „be jokių E“. Jei tai žadėtų koks nors lietuviškas uabas, eitum pro šalį net nesustodamas, nes tokių gudručių matėme daug. Tačiau MAN...
 
Prokrusto lova - autotraukiniui
   ...tačiau MAN tų 25 proc. kol kas ir nesiūlo. Šio koncerno konstruktoriai mato galimybę sutaupyti tiek kuro, jei būtų gaminami tokie vilkikai kaip „MAN Concept S“ ir aerodinamikos reikalavimus atitinkančios puspriekabės. „Tai kodėl, po galais, negaminami“, – pasipiktinęs šūktels kuro kainų pasiutpolkės nustekentas vežėjas. Tik jo niekas negirdės, nes pernelyg daug yra priežasčių tokių transporto priemonių negaminti. Ir techninių, ir biurokratinių. Tad ką siūlo MAN bei kiti gamintojai  ir ties kur stringa ekonomiško dyzelinio sunkvežimio idėja?
   Pirmiausia inžinieriai ėmėsi dalykų, kurie visiems gerai žinomi, tačiau dėl vienų ar kitų priežasčių buvo ignoruojami. Bene labiausiai apleista sritis – sunkvežimių aerodinamika. Lengvųjų automobilių konstruktoriai daugybę metų versdavosi per galvą, kad naujojo modelio aerodinaminis koeficientas būtų sumažintas bent 0,5 Cx, ir tos pastangos davė visai neprastų rezultatų. Dabar reto lengvojo automobilio šis rodiklis didesnis, negu 0,27-0,3 Cx. Tuo tarpu sunkvežimiai oro aptakumu  lenkė nebent daržinę. Bandymų pagerinti jų aerodinamiką būta, tačiau, rezultatai, deja, simboliški: masinės gamybos vilkiko aerodinaminis koeficientas retai kada tapdavo mažesnis už vienetą.
   MAN konstruktoriai prieš keletą metų ryžtingai ėmėsi šios problemos ir sukūrė vilkiko modelį „Delfinas“. Sunku patikėti, tačiau šis delfino kūno proporcijas atkartojantis autotraukinio modelis turėjo aerodinaminį koeficientą tarsi lengvojo automobilio – Cx 0,3. Deja, toks buvo tik 1:4 dydžio modelis, nes tolimesni darbai neturėjo praktinės prasmės. Aerodinaminė vilkiko forma reikalavo ir aerodinaminės puspriekabės, o visi skaičiavimai rodė, jog šiuolaikinio autotraukinio standartiniai gabaritai „Delfinui“ taps Prokrusto lova. Idealios autotraukinio proporcijos reikalavo ilgį didinti 0,8, o aukštį - 0,2 metro. Kadangi aerodinaminio tunelio ir ES teisės aktų  reikalavimai buvo nesutaikomi, „Delfinas“ kuriam laikui paniro istorijon.
   Tačiau idėja liko gyva: „MAN Concept S“, jau nemėgdžiodamas delfino kūno kontūrų ir smarkiai nenutoldamas nuo šiuolaikinių vilkikų įvaizdžio bei struktūros, vis dėlto sugebėjo pakartoti „Delfino“ rekordą ir pasiekti tokį patį aerodinaminį pasipriešinimą Cx 0,3. Ir, svarbiausia, 1:1 dydžio modelyje! Vien tokio Cx dėka kuro sąnaudos realiame sunkvežimyje turėtų ženkliai sumažėti. Deja, ir šio koncepto kūrėjai užlipo ant to paties grėblio, kaip ir kolegos, kūrę „Delfiną“ –  „Concept S“ tapo ir per ilgas, ir per aukštas, taigi... Su tokiomis pačiomis problemomis susidūrė šio amžiaus pradžioje savo konceptualiuosius vilkikų modelius  pristatę ir DAF, ir „Mercedes-Benz“, ir „Renault“.
   Ypač įdomi tapo Švedijos bendrovės „Scania“ patirtis. Šioje šalyje, kaip žinia, galioja kitokie transporto priemonių gabaritų standartai, tad švedų inžinieriai, ieškodami optimalių autotraukinio proporcijų, turėjo laisvas rankas eksperimentams. Jie nustatė, kad nieko daugiau nedarant, o vien tik užsklandomis pailginus standartinę puspriekabę 30 cm, kuro sąnaudos sumažėja 1,5 proc., 50 cm  –  2,5 proc., o metro ilgio užsklandos kuro poreikį sumažina net 5 proc. Jei procentus paverstume realiomis kuro sąnaudomis (150 tūkst. km metinė rida su vidutinėmis sąnaudomis 30 l/100 km), vien tik užsklandos vienam vilkikui per metus sutaupytų pirmu atveju 675 l, antru 1125, o trečiuoju 2250 l dyzelino. Galima, žinoma, būtų apskaičiuoti ekonominį efektą ir pinigais, tačiau kas žino, į kokias aukštumas dar įkops dyzelino kainos? Masiniam tokių užsklandų plitimui trukdo vienintelė priežastis: vos tik autotraukinys pervažiuos ar perplauks Kategato sąsiaurį, skiriantį Švediją nuo kontinentinės Europos, jo vairuotojui bematant bus priminta, jog čia galioja taisyklė, pakenčianti 30 cm ilgesnį autotraukinį su vienintele sąlyga – jei tai bus pakabinamasis agregatas, pavyzdžiui, palečių krautuvas. O užsklandos, žinote... 
   Taigi kuro ekonomijos reikalai aerodinamikos sąskaita įsiremia į biurokratinių žaidimų taisykles ir, atrodo, nėra jėgos, kuri galėtų jas pakeisti. Dirbtinai susikūrusi problemą, Europa dabar didvyriškai bando ją įveikti kurdama naujas technologijas. Ar jums tai ką nors primena?
   Tačiau net tokiomis sąlygomis įvairiomis mažosiomis gudrybėmis mažindami oro pasipriešinimą po 1-2 proc., naujų modelių kūrėjai vis dėlto sugeba juos padaryti  5-10 proc. ekonomiškesnius, negu ankstesnės laidos gaminiai. Naujausi sunkvežimių bei autobusų aerodinaminio pasipriešinimo tyrimai atskleidė, jog esama nemažų rezervų po šių transporto priemonių dugnu. Optimizavus čia susidarančių oro srautų judėjimą, galima iki 15 proc. sumažinti jo pasipriešinimą, o tai reiškia kuro ekonomiją iki 2-3 proc. Vardan šio tikslo IVECO inžinieriai siūlo kitą gana originalią ir netikėtą idėją: kadangi tarp vilkiko ir puspriekabės susidaro beveik pusmetrio dydžio aerodinaminė duobė, ją galima būtų sumažinti „išmaniuoju“ balnu: autotraukiniui pasiekus kreiserinį greitį, toks balnas galėtų pritraukti puspriekabę arčiau vilkiko ir tą „švarplę“ uždengti. Skaičiuojama, jog tokia operacija turėtų padėti sutaupyti iki 4 proc. kuro, tačiau tokie balnai kol kas tik eksperimentatorių rankose.  
 
Mažosios gudrybės ir...
  Dar viena sena idėja, prie kurios grįžta ir variklių kūrėjai, ir dizaineriai – žaliuzės prieš radiatorių. Prieš 3-4 dešimtmečius jų vietą užėmė elektrinis ventiliatorius, turėjęs aušinti variklį jo temperatūrai artėjant prie kritinės ribos. Tačiau variklių galingumui sparčiai augant ir jiems dažnai dirbant vos puse jėgos, paaiškėjo, jog vis dažniau problema (ypač dyzeliams) tampa ne jų aušinimas, o optimalios darbinės temperatūros palaikymas. Patyrę vairuotojai ir šiandien ją sprendžia „senoviškai“ –  prieš radiatorių užkiša atitinkamo dydžio kartono ar faneros lakštą. Šaltuoju metų laiku tai paprastas ir gana patikimas, tačiau vis dėlto nelabai patogus ir šiek tiek rizikingas sprendimas: apie jį pamiršus sunkiomis sąlygomis dirbantį variklį galima perkaitinti su visomis iš tokio veiksmo išplaukiančiomis pasekmėmis. Taigi žaliuzės, tik ne rankinės kaip kad anksčiau, o automatinės, vėlei grįžta ir į sunkvežimius, ir į lengvuosius automobilius. Taip vienu šūviu išsprendžiamos kelios problemos: žaliuzės padeda greičiau įšilti varikliui, nepriklausomai nuo apkrovimo be elektros sąnaudų palaiko jo optimalią temperatūrą ir, pagaliau, jų dėka oro pasipriešinimo koeficientas, pavyzdžiui, sunkvežimyje MAN TGX sumažėja net iki 8 proc., o tai 1,5 proc. kuro ekonomija. Kaip tvirtina trečiosios kartos „Ford Fokus“ kūrėjai, vien tik žaliuzių dėka šis modelis sutaupo 2 proc. kuro. Nieko nuostabaus, jog jos atsirado ir naujausiuose BMW bei „Mercedes-Benz“ automobiliuose.
   Siekdami ekonomijos, inžinieriai atkreipė dėmesį į dar vieną agregatą, be kurio automobilio su pneumatine stabdžių sistema darbas neįmanomas – kompresorių. Daugybę metų jis sąžiningai reikia ar nereikia pumpavo orą, o vožtuvai jo perteklių nuolat išleisdavo į atmosferą. O jei kompresorių išmokytume dirbti tik tada, kai to reikia? Ir štai naujajame MAN TGX automatizuotas kompresorius jau montuojamas, gamintojų tvirtinimu jis padeda sutaupyti apie 3 proc. kuro.
    O štai naujausiame IVECO „koncepte“ „Glieder“ ypatingas dėmesys skiriamas elektros energijai: kur galima, jos sąnaudos ženkliai mažinamos, o kur reikia, mechaniniai įrengimai keičiami elektriniais. Štai vien tik visas kaitrines lempas pakeitus LED apšvietimo prietaisais, elektros energijos reikia iki 70 proc. mažiau.
 
... didžiausioji iš mažųjų gudrybių  
   Pagaliau yra dar keli patys paprasčiausi, elementariausi ir, svarbiausia, nesenstantys kuro taupymo būdai. Pirmasis – bent 5 km/val. sumažinti autotraukinio greitį. Suprantama, toli gražu ne visada tai galima padaryti – laiko limitas kartais kur kas svarbesnis faktorius, negu keli litrai sutaupyto kuro. Tačiau toli gražu ne visada būtina lėkti netgi maksimaliu leistinu greičiu, o juolab jį viršyti. Ta proga reikėtų priminti vieną Gineso rekordą ir kaip jis buvo pasiektas. 2008 metais „Mercedes-Benz“ šturmavo kuro ekonomijos rekordą 40 t autotraukinių klasėje. Pasaulį bematant apskriejo sensacinga žinia: „Actros“ modelio vilkikas 100 km kelio sunaudojo vidutiniškai 19,44 l dyzelino. Fantastika! Kiek atpigtų vežimų savikaina, kiek kuro būtų sutaupyta, kiek praskaidrėtų Žemės atmosfera, jei net 30 proc. sumažėtų vilkikų kuro sąnaudos!
    Deja, to greitai neįvyks, nes tas vienas tūkstanti kilometrų buvo įveiktas esant idealioms sąlygoms: idealiai parengtas vilkikas bei galybe spoilerių „aprengta“ puspriekabė važiavo idealia autopoligono Italijoje trasa ir šiam vilkiko modeliui idealiu 80 km/val. nuolatiniu greičiu. Važiuota savaitę beveik be sustojimų. Nuodėmė būtų tokioms sąlygoms esant rekordo nepasiekti! Tačiau pavyzdys pamokė, ir kai kurie gamintojai savo vilkikų maksimalų greitį nuo 90 km./val. apribojo iki 85.
    Tačiau kol konstruktoriai ir dizaineriai po kruopelytę renka kuro ekonomijos procentus, vairuotojai bei vežėjai juos lengva ranka iššvaisto saujomis. Ir kuo toliau, tuo labiau klostosi paradoksali situacija: didžiausioji iš mažųjų kuro taupymo gudrybių – tinkamai ir laiku daryti tai, ko reikalauja instrukcijos, paprastai rašomos apibendrinant ilgą, dažnai nelengvą ar netgi karčią patirtį. Kas iš to, jei variklio dangtis iš apačios padės sumažinti kuro sąnaudas 1 proc, jei netinkamas oro slėgis padangose jį padidins 10 proc. Kas iš visų tų mažųjų gudrybių, taupančių 1-2 proc. kuro, jei netinkamai sureguliuota ratų geometrija, genanti puspriekabę skersą, visą tą ekonomiją paverčia nuostoliais. Remiantis „Volvo Trucks" statistika, 8 iš 10 autotraukinių ratų geometrija nėra tinkamai sureguliuota. Kaip parodė Švedijoje atlikti eksperimentai, net 14,5 proc.  kuro sąnaudų skirtumą lėmė ratų geometrija ir tinkamas ar netinkamas oro slėgis padangose...
   Kaip ta proga neprisiminti mokslininkų ypač mėgstamo ir išminties klasika tapusio aforizmo: kai jau niekas nepadeda, susiraskite instrukciją. Straipsnio pradžioje minėtojo MAN „ Concept S“ konstruktoriai ir dizaineriai sunkvežimių vairuotojams žadėjo sudaryti sąlygas sutaupyti iki 25 proc. kuro, o kiek jie realiai sutaupys priklauso pirmiausia nuo vežėjų, sugebėjusių ar nesugebėjusių nupirkti darbui atitinkamą įrankį ir nuo vairuotojų, mokančių ar nemokančių tuo įrankiu dirbti.
 
Kęstutis Bruzgelevičius
www.komtrans.lt