niedziela, 28 sierpnia 2011

Ecodriving

Naczytałem się bzdur dotyczących ekonomicznej jazdy samochodem, więc opowiem jak to jest.

Najważniejsze zasady, to dynamicznie przyspieszać (na możliwie najniższym biegu), później utrzymywać stałą prędkość (w mieście 50km/h na prawie dowolnym, a poza miastem 90-100km/h na najwyższym biegu) oraz jak najrzadziej używać hamulców. I tyle.

Już wyjaśniam dlaczego. Kiedyś kursy na prawo jazdy zawierały zasady działania mechanizmów samochodu. Nie bez powodu, z żadnego wytworu techniki nie da się optymalnie korzystać bez zrozumienia go.

Każdy silnik (niezależnie od konstrukcji i zasady działania, w tym spalinowy i elektryczny) posiada najwyższą sprawność energetyczną pomiędzy obrotami odpowiadającymi maksymalnemu momentowi i maksymalnej mocy (w benzynowym to będzie ok. 3'000-6'000obr./min., w Diesla mniej, szczegóły są w specyfikacji i instrukcji obsługi dla danego pojazdu). Przyspieszanie powinno odbywać się w tym zakresie obrotów. Przy przyspieszaniu z niższych obrotów sprawność silnika będzie znacznie niższa, czyli zużyje więcej paliwa.

Z kolei dynamiczne przyspieszanie wiąże się właściwością każdego silnika, czyli stratami (głównie cieplnymi). Przy łagodnym przyspieszaniu samochodu komputer pokładowy wskaże oczywiście niższe chwilowe zużycie paliwa, ale to iluzja, gdyż samo przyspieszanie potrwa znacznie dłużej, więc ostateczne zużycie paliwa będzie większe.
Może wytłumaczę to na przykładzie czajnika elektrycznego. Są dwa podobne czajniki elektryczne, jeden z grzałką 500W, drugi 2'000W. Więc ten drugi pobierze większą moc, ale paradoksalnie zużyje mniej energii (energia[J]=moc[W]*czas[s]), gdyż szybciej zagotuje wodę, dlatego rachunek za prąd będzie mniejszy. Z obydwu podobnych czajników energia będzie ulatywać wraz z ciepłem z podobną szybkością, dlatego szybsze zagotowanie to krócej trwające straty ciepła. Kupując czajnik elektryczny najlepiej wybrać ten o większej mocy lub mniejszej objętości, będzie tańszy w eksploatacji. To podstawy fizyki.

Dlatego też silnik spalinowy o większej pojemności skokowej lub większej ilości cylindrów ma wyższe zużycie paliwa - większa powierzchnia cylindrów to wyższe straty ciepła.

Natomiast jazda ze stałą prędkością. Na samochód działają opory toczenia i powietrza, do przezwyciężenia ich potrzebna jest energia. Szczytowa sprawność energetyczna każdego silnika następuje przy obrotach odpowiadających maksymalnemu momentowi obrotowemu, czyli w przypadku silnika benzynowego będzie to ok. 3'000(+/-500)obr./min. Takie też obroty należy utrzymywać jadąc ze stałą prędkością.
Inżynierowie konstruujący samochody oczywiście o tym wiedzą, więc tak dobierają przełożenia, aby te obroty odpowiadały prędkości ok. 90-110km/h, powyżej i poniżej niej zużycie paliwa rośnie. Samochód jadący ze stałą prędkością 70-80km/h zużyje więcej paliwa niż kiedy by jechał 100km/h (!).
Ciekawie jest to rozwiązane w samochodach z automatyczną bezstopniową skrzynią biegów - po ruszeniu wskazówka obrotomierza osiąga wartość 3'000 i dalej nie drgnie, zmiana prędkości samochodu odbywa się poprzez płynną zmianę przełożenia skrzyni biegów.
Jest jeden przypadek, kiedy niższe obroty oznaczają niższe zużycie paliwa. Jest to jazda ze stałą, niewielką prędkością (konkretnie to 50-60km/h). Opory toczenia są małe, minimalny jest też opór powietrza, więc do utrzymania prędkości potrzeba niewielkiej energii. A im wyższe obroty, tym większe straty w silniku na tarcie, w tym przypadku przewyższające energię potrzebną na podtrzymanie jazdy. Konstruktorzy też to przewidzieli, można jechać ze stałą prędkością 50km/h przy obrotach rzędu 1'200-1'500obr./min., zużycie paliwa będzie minimalne, ale też nie ma mowy o sprawnym przyspieszaniu. Przydaje się to na obwodnicach miast z ograniczeniem prędkości, ale w zasadzie tylko tam, w typowym ruchu miejskim nie ma zastosowania.

Co do hamowania. Hamowanie to zmiana energii kinetycznej pojazdu w energię cieplną, czyli strata energii, a więc strata paliwa z którego ta energia pochodzi.
Lepiej przewidywać sytuację na drodze i zawczasu zdjąć nogę z pedału gazu. Wtedy też komputer sterujący silnikiem odetnie dopływ paliwa, samochód łagodnie zwolni bez marnotrawienia energii paliwa. Da się wyczuć dany samochód i rzadziej używać hamulców. Zasada jest taka, że hamulce służą do zatrzymywania samochodu, nie do zmniejszania prędkości (chyba, że sytuacja na drodze wymusi ich użycie).
Nieco inna sytuacja jest w niektórych samochodach hybrydowych, te potrafią odzyskiwać część energii podczas hamowania. Ale zasada użycia hamulców pozostaje bez zmian.

Kwestia prędkości. Jak wspominałem, najbardziej efektywna prędkość podróżna leży w granicach 90-110km/h, wolniejsza jazda zwiększa zużycie paliwa. Nieoptymalne pod tym względem są prędkości 60-90km/h i powyżej 110km./h.
W mieście oczywiście należy jeździć nieco wolniej. W miastach też występuje paradoksalna sytuacja, gdyż jadąc z prędkością powyżej 50-60km/h wcale nie skraca się czasu przejazdu. Gdyby zaoszczędziło się teoretycznie 10 minut, to i tak minimum 5 minut z tego pójdzie na stanie na światłach, więc nie ma sensu (faktyczne różnice czasu przejazdu są rzędu pojedynczych %, szybszą jazdą trudno zwiększyć średnią prędkość przejazdu z powodu niewielkich odległości). Wyższa prędkość utrudnia włączanie się innych uczestników ruchu, są wyraźnie większe straty paliwa na przyspieszanie i hamowanie, trudno też zatrzymać się w porę przed sygnalizacją świetlną.
Jak ktoś nie wierzy może sam sprawdzić, jadąc tą samą miejską trasą jak zwykle i z przepisową prędkością, a także jakie będą różnice zużycia paliwa. Chociaż może to być trochę uciążliwe z powodu stylu jazdy innych kierowców - wszyscy będą wyprzedzać, by następnie można ich było spotkać przy kolejnych światłach. Szczególnie komiczny jest widok, kiedy dojeżdża się do skrzyżowania na którym pali się czerwone światło, więc zdejmuje się nogę z pedału gazu aby samochód zwolnił, po co marnować klocki hamulcowe - wtedy zawsze znajdzie się ktoś kto wyprzedza, by sekundę lub dwie później ostro hamować przed sygnalizatorem. Albo te manewry wyprzedzania 20m przed planowanym skrętem w prawo (ile się zyskuje? sekundę?). A później Polacy jadą za granicę i nie rozumieją, czemu tamtejsza policja się ich czepia.

Teraz o jeździe w górach. Oczywiście najlepiej się rozpędzać jadąc z górki, by później wykorzystać to podczas kolejnego podjazdu. Szczególnie w górach należy unikać używania hamulców, bo rychło się okaże, że już ich nie ma (klocki się zużyją albo płyn hamulcowy zagotuje). Jeżeli podczas jazdy z górki samochód sam zbytnio przyspiesza to oznacza, że lepiej wrzucić niższy bieg. Podczas podjazdu pod górkę obroty silnika powinny być utrzymywane w zakresie maksymalnego momentu, bo tu szczególnie widać różnicę - przy innych obrotach samochód bardziej słabnie, a zużycie paliwa rośnie.

To byłoby na tyle. Ważny jest też stan techniczny samochodu (np. filtry) oraz ciśnienie w oponach. Nie powinno być zbyt niskie, za to może być lekko podwyższone (mniejsze opory toczenia, ale to zależy od stanu dróg - zużycie paliwa nieznacznie maleje, rośnie zużycie amortyzatorów) .
Otwarte szyby i bagażnik dachowy zwiększają zużycie paliwa w trasie z powodu większego oporu powietrza, w mieście to bez znaczenia. Podczas jazdy poza miastem można trzymać się z tyłu innego samochodu (nawet 50-100m), to potrafi wyraźnie obniżyć spalanie. Ale trzeba ciągle obserwować ten samochód i zawczasu zwalniać, chwila nieuwagi może być niebezpieczna. Drugą niebezpieczną sytuacją będzie omijanie przez ów samochód jakiejś przeszkody, można zawczasu nie wyhamować, a z przeciwka coś będzie nadjeżdżało. Należy pamiętać o takiej możliwości.
Natomiast nie ma większego sensu jazda na luzie (bez wrzuconego biegu), średnie zużycie paliwa nie zmniejszy się (na luzie samochód zwalnia, więc trzeba nim czasami przyspieszać, co nie jest ekonomiczne), za to potrafi być niebezpieczna.

Brak komentarzy: