Ar taupūs automobiliai? Eitautas Čurovas 11B Kauno „Varpo” gimnazija

Darbo tikslas: nustatyti, kas turi daugiausiai įtakos kuro suvartojimui.

Darbo uždavinys: atlikus tyrimą ir naudojantis pateikta informacija internete, nustatyti veiksnius darančius daugiausiai įtakos kuro sunaudojimui.

Hipotezė: daugiausiai įtakos automobilio taupumui turi variklis, jo tipas.

Įvadas į tiriamąjį darbą Daugėjant automobilių, didėja tarša, vis aktualesnės darosi ekologinės problemos. Jau kelerius metus visame pasaulyje sparčiai brangstant degalams, jų taupymo klausimas vairuotojams tampa vis aktualesnis. Siekiant optimaliai sumažinti degalų sąnaudas, automobilių gamintojai ir specialistai siūlo įvairius variantus, pavyzdžiui mašinoje įmontuoti dujų įrangą ar persėsti į hibridinį automobilį. Toli gražu ne visi žino, kad sumažinti sąnaudas galima nekeičiant technikos.  

Veiksniai, kurie lemia automobilio taupumą Variklis ir greičių dežė Vairavimo stilius Automobilio masė Automobilio būklė

Degalų sąnaudos Paradoksas: vienos klasės mašinose, esant vienodai važiavimo manierai, mašinos su mažesniu variklio tūriu sunaudoja daugiau degalų. Esant vienodam apsisukimų skaičiui, variklis su didesniu tūriu dirbs su mažesne apkrova, ir atitinkamai, naudos mažiau degalų.

Variklis 1.Benzininis 2.Dyzelinis 3. Eletra varomas (elektrinis) Praktikoje dyzelinis variklis yra pranašesnis už benzinį, nes suvartoja mažiau kuro. Kalbant apie elektrinį, jis yra taupiausias, tačiau jo problema yra tokia, kad jį reikia krauti kas 500-800 km (priklausomai nuo variklio).

Veiksniai lemiantys variklio taupumą: Variklio būklė. Variklio darbinis tūris. Sukimo momentas. Kuro tipas. Šie veiksniai daro didelę įtaką kuro suvartojimui, norėdami išspręsti taupumo problemą kreipkitės pas specialistus ir į savo transporto priemonę įsistatykite, taip vadinamąjį, čipą.  

Čipą reguliuoja specialistai Čipą reguliuoja specialistai! (Nebandykite to daryti patys, nes tai gali kainuoti naują variklį!!!). Svarbu žinoti, kad bus pakeistos jūsų transporto priemonės variklio charakteristikos: bus sumažinta galia, sukimo momentas, kai kurios detalės dils greičiau nei įprasta, tačiau tai bus kaina už taupesnį automobilį.

Greičių dėžė 1. Mechaninė 2.Automatinė

Tikriausiai visiems puikiai žinoma, kad automatinė greičių dėžė suvartoja daugiau kuro nei mechaninė. Norėdami taupios transporto priemonės rinkitės ją su mechanine greičių dėže. Ieškokite mechaninės greičių dėžės su kuo daugiau pavarų, nes tai leidžia sutaupyti kuro (leidžia automobiliui važiuoti mažesnėmis apsūkomis nei įprasta bei tai padeda sutaupyti kuro). Atsižvelgite į tai, ar greičių dėžės ilgos pavaros, ar ne. Tai yra labai svarbu, nes su ilgomis pavaromis reikia laikyti didesnes apsūkas, o tai neleidžia sutaupyti kuro.

Vairavimo stilius Kuro sąnaudos priklauso ir nuo vairavimo manieros. Kaip, kur, kada, ir su kuo važiuojate – visi šie faktoriai turi įtakos degalų sąnaudoms.

Patarimai kaip vairuoti taupiau: Užveskite variklį, palaukite kol variklis pašils bei apsukos nukris iki 1000 aps./min. pajudėkite švelniai, greitį didinkite palaipsniui. Reikiamu metu perjunkite pavaras. Kuro sunaudojama daugiau, jei važiuojama per daug žema pavara (esant aukštesnėms variklio apsukoms) arba labai aukšta pavara (esant mažesnėms variklio apsukoms). Optimaliausia režimas daugumai automobilių – nuo 1 500 iki 2 700 aps./min. dyzeliniams ir nuo 1 800 iki 3 200 aps./min. benzininiams varikliams. Stenkitės kuo mažiau naudotis pirmąja pavara, nes tuomet sunaudojama daugiausia degalų. Išlaikykite pakankamai didelį atstumą iki priekyje važiuojančio automobilio, tada spūstyse važiuosite tolygiau, reikės rečiau stabdyti, nes rečiau stabdant susitaupo kuro, kuris sunaudojamas norint pasiekti prieš tai buvusį automobilio greitį.

Esant galimybei važiuokite iš inercijos (atleidus greičio pedalą, bet neišjungus pavaros). Įvertinkite kiekvieno posūkio sudėtingumą, kad prieš pat jį nereikėtų staigiai stabdyti. Taip tik dildomos stabdžių trinkelės, o judant iš inercijos išnaudojama įsibėgėjimo metu išeikvota energija. Dėl padidėjusio oro pasipriešinimo degalų sąnaudos ir CO2 emisija gali padidėti iki 10 proc. Taip pat atidarytas langas sukuria oro srautą, kurio dėka kuro sąnaudos taip pat didėja.

Masė „Renault“ parašė pranešimą žiniasklaidai, kad JAV atliktų skaičiavimų duomenimis, pusė kilogramo vairuotojo ar keleivio viršsvorio turi įtakos per 140 milijonų papildomų litrų kuro sunaudojimui per metus.

Automobilio apkrovos masė tiesiogiai turi įtakos kuro sunaudojimui Automobilio apkrovos masė tiesiogiai turi įtakos kuro sunaudojimui. Kiekvienas papildomas kilogramas, nesvarbu ar tai bagažas, ar automobiliu važiuojančio žmogaus svoris, tiesiogiai turi įtakos kuro sunaudojimui kelionės metu. Kraudami lagaminus kelionei, pagalvokite kur dėti krovinius, kad automobilis sunaudotų kuo mažiau kuro. Jei suruošėte 100 kg bagažą, važiuojant 60 km/val. greičiu automobilis sunaudos 5 proc. kuro daugiau, jei krovinį padėsite į bagažinę, 8 proc. daugiau, jei vešite krovinį priekaboje 10 proc. daugiau, jei krovinį vešite bagažinėje ant automobilio stogo.

Automobilio būklė Automobilio būklė turi labai didelę įtaką kuro sunaudojimui bei jūsų gyvybei, jeigu važinėjate techniškai netvarkingu automobiliu.

Patarimai, jeigu norite taupiau važinėti patikrinkite: Žvakes! Žvakių pakeitimas - vienas iš kovos su padidėjusiu degalų sunaudojimu būdas. Nuo mūsų benzino arba tiesiog laikui bėgant jos gali sugesti. Visų pirma, žvakes reikia rinktis pagal katalogą. Antra, nupirktas žvakes, net jeigu jos firminės ir jas jums pardavė solidžioje parduotuvėje, reikia patikrinti - ar teisingas ant jų tarpas. Kitaip jas pakeitus jokio efekto nesulauksime. Filtrus (degalų, oro, alyvos)! Reikia patikrinti, ar jie neužsikimšę, ir, jeigu reikia, pakeisti. Būtent šis gan pigus „triukas“ padeda sumažinti kuro suvartojimą ir pagerinti važiavimą. Laidus! Aukštos įtampos laidai gali būti užteršti arba apskritai pažeisti. Atitinkamai, atsiranda elektros srovės nutekėjimas, mišinys nesudega. Reikia atkreipti dėmesį į elektros instaliaciją.

Katalizatorių! Katalizatorius gali būti arba tiesiog sugedęs (nuo nekokybiško benzino jis genda labai greitai), arba jau išimtas. Katalizatoriaus nebuvimas šiek tiek padidina galingumą, bet padidėja ir degalų sunaudojimas. Oro sunaudojimo daviklį! Reiktų patikrinti, ar jis nesugedęs, nes kitaip kuro sanaudos gali padidėti iki 7%. Degalų purkštuvus! Jeigu degalų purkštuvai užsikimšo, jie nepurškia benzino taip, kaip reikia, todėl pastarasis gali tekėti srove. Degalų purkštuvus galima išplauti arba pakeisti naujais.

Kompresiją! Išmatuoti kompresiją verta tam, kad patikrintume variklio būklę. Nuo variklių būklės, kaip ir nuo kitų jūsų automobilio agregatų būklės, priklauso ne tik degalų sunaudojimas. Bet kokiu atveju galima ir reikia atlikti diagnostiką - tiek pačiam, tiek ir pasitikėti specialistu. Su gedimais ir pažeidimais automobilyje galima ir reikia kovoti, bet yra ir kitų faktorių , dėl kurių nebūtina kreiptis į diagnostikos centrą, tačiau kurie lemia (kartais labai, kartais nežymiai) degalų sunaudojimą.

Ridą! Laikui bėgant, mašinos būklė, žinoma, blogėja. O blogėjant agregatų būklei, normalu, kad didėja degalų sunaudojimas. Esminis klausimas - kaip kovoti su padidintu degalų sunaudojimu, ir ar apskritai su tuo reikia kovoti? Labai dažnai bet koks remontas, kurį darote tam, kad sumažintumėte degalų sunaudojimą, kainuos jums tokią sumą, kurią galėtumėt panaudoti ilgai važinėdami mašina net ir su dideliu degalų sunaudojimu. Tačiau nepamirškime, kad važinėdami techniškai netvarkingais automobiliais teršiame gamtą. Vienas automobilis, per metus nuvažiuodamas apie 10 tūkst. km. išmeta apie 10 tūkst. tonų toksinių dujų.

Palyginimas BMW 523i E39 ir Mercedes E240 W210

Benzininės versijos BMW 523i E39 Mercedes E240 W210 Galia, kW - 125 kW Galia, kW -125 kW Arklio galios – 170 hp Arklio galios – 170 hp Darbinis tūris - 2494 cm3 Darbinis tūris - 2597 cm3 Cilindrai – 6 Cilindrai - 6 Pavarų skaičius – 5 Pavarų skaičius - 6 Pavarų dėžė – Mechaninė Pavarų dėžė - Mechaninė Varomi ratai – Galiniai Varomi ratai - Galiniai Svoris - 2000 kg Svoris -2080 kg Kuro tipas – Benzinas Kuro tipas – Benzinas Kuro bako talpa - 70 l Kuro bako talpa - 65 l Vidutinės kuro sąnaudos - 9.70 l Vidutinės kuro sąnaudos - 10.80 l Kuro sąnaudos mieste - 13.80 l Kuro sąnaudos mieste - 15.60 l Kuro sąnaudos užmiestyje - 7.30 l Kuro sąnaudos užmiestyje - 7.80 l CO2 emisija - 230.00 g/km CO2 emisija - 256.00 g/km

Benzinių variklių palyginimas BMW- taupesnis, mažesnis, lengvesnis (mažiau teršia gamtą) Mercedes- ne toks taupus, didesnis, sunkesnis (daugiau teršia gamtą) Išvada: pergalė, beveik visose srityse, priklauso BMW 523i E39 benzininam varikliui.

Palyginimas BMW 523i E39 ir MB E240 W210 benzininės versijos Išanalizavus techninius duomenis galima teigti, kad šie du automobiliai yra labai panašūs, tačiau jų kuro suvartojimas skiriasi. Internetinės svetainės (http://www.autofiles.lt/) duomenimis kuro suvartojimo atžvilgiu ,ir ne tik, yra pranašesnis BMW. Bet kodėl? Juk šių dviejų automobilių charakteristikos yra labai panašios! Benzininės versijos: Pirmiausia į akis krenta tai, jog BMW yra 80 kg lengvesnis nei Mercedes. Antra, darbinis tūris, matome, kad lengvojo automobilio Mercedes darbinis tūris yra šiek tiek daugiau nei 100cm3 didesnis nei BMW. Trečia, pastebime, jog BMW turi 5 pavaras, o Mercedes 6, o tai yra labai svarbus veiksnys kuro suvartojimui, šiuo atveju Mercedes turi pranašumą. Ketvirta, pastebime, kad C02 emisija yra didesnė pas Mercedes, o tai reiškia, jog BMW yra ne tik taupesnis, bet ir mažiau teršia gamtą. Išvada: BMW vidutinės sąnaudos yra 1,1 litro mažesnės nei Mercedes, o tai reiškia, kad BMW yra taupesnis automobilis.

Dyzelinės versijos BMW 525d E39 Mercedes E270 W210 Galia, kW - 120 Kw Galia, kW -125 kW Arklio galios – 163 hp Arklio galios – 170 hp Darbinis tūris - 2497 cm3 Darbinis tūris - 2685 cm3 Cilindrai – 6 Cilindrai - 5 Pavarų skaičius – 5 Pavarų skaičius - 6 Pavarų dėžė – Mechaninė Pavarų dėžė - Mechaninė Varomi ratai – Galiniai Varomi ratai - Galiniai Svoris - 2000 kg Svoris -2150 kg Kuro tipas – Dyzelinas Kuro tipas – Dyzelinas Kuro bako talpa - 70 l Kuro bako talpa - 65 l Vidutinės kuro sąnaudos - 6.70 l Vidutinės kuro sąnaudos - 6.90 l Kuro sąnaudos mieste - 9.20 l Kuro sąnaudos mieste - 9.40 l Kuro sąnaudos užmiestyje - 5.30 l Kuro sąnaudos užmiestyje - 5.40 l CO2 emisija - 179.00 g/km CO2 emisija – 182.00 g/km

Dyzelinių variklių palyginimas BMW - taupesnis, mažesnis, lengvesnis (tarša gamtai panaši). Mercedes- ne toks taupus, didesnis, sunkesnis (tarša gamtai panaši). Išvada: Mercedes gamintojai neblogai padirbėjo su varikliu, tačiau vis tiek BMW taupesnis, nors ir 0,2l/100km.

Palyginimas BMW 525d E39 ir MB E270 W210 dyzelinės versijos Ir vėl gi krenta į akis tai, kad Mercedes yra 150kg sunkesnis nei BMW Variklio tūris taip pat kaip ir benzininėje versijoje yra didesnis pas Mercerdes, tik šiuo atveju ne 103 cm3, o 188 cm3. Trečia, pastebime vel tą patį, kad BMW turi 5 pavaros, o jo oponentas Mercedes 6 ir tai reiškia, kad Mercedes turi pranašumą. Ketvirta, BMW vėl laimi C02 emisjos atžvilgiu, tačiau, šį kartą, neryškiai. Išvada: Mercedes markės automobilis vidutinėmis kuro sąnaudomis 100 km atsilieka tik 0,2l. Tačiau nereikia pamiršti, kad Mercedes‘as turi didesnį darbinį tūrį. Palyginti su tokiu dideliu darbiniu tūriu automobilis Mercedes yra visai taupus, todėl galima teigti, jog gamintojai su dyzeliniu variantu geriau padirbėjo nei su benzininiu, bet vis dėlto BMW markės automobilis yra vis tiek taupesnis. Taigi, palyginus BMW ir Mercedes inžinierių darbą, galima teigti, jog BMW markės automobilis yra taupesnis nei jų oponentų.

BMW E39 bei MB W210 dyzelinių bei benzinių variklių tarša gamtai Internetinės svetainės http://www.autofiles.lt/ duomenimis, dyzelinių variklių CO2 emisija gamtai yra mažesnė, tai reiškia, kad dyzeliniai varikliai, šiuo parametru, teršia mažiau gamtą nei benzininiai.

Mano eksperimentas Mano atliktas eksperimentas buvo su BMW 523i E39 2000 metų laidos (dar ne „facelift’intas”). Eksperimento tikslas: nustatyti, ar filtrai ir žvakės turi įtakos kuro suvartojimui.

Taupumo eksperimentas su BMW 523i E39 Mano šeima turi BMW markės automobilį (BMW 523i E39 2000 ), todėl nusprendžiau atlikti bandymą, ar žvakių ir filtrų pakeitimas, padės sutaupyti kuro. Dėl to mes automobilyje pakeitėme žvakes bei filtrus. Ir duotus duomenis surašiau.

Bandymas prieš pakeitimus Kuro sunaudojimas mieste 100 km 13.5 l / 100 km Kuro sunaudojimas užmiestyje 100 km 6.9 l / 100 km Vidutinis sunaudojimas 100 km 10,2 l / 100km

Bandymas po pakeitimų Kuro sunaudojimas mieste 100 km 13.3 l / 100 km Kuro sunaudojimas užmiestyje 100 km 6.8 l / 100 km Vidutinis sunaudojimas 100 km 10,05 l / 100 km

Eksperimento išvada Iš gautų duomenų galime pastebėti, kad automobilio patobulinimai pasitvirtino ir pavyko sutaupyti kuro, žinoma sutaupėme beveik 1 % kuro, rezultatas ne stulbinantis, tačiau įrodėme, kad žvakių ir filtrų pakeitimas BMW 523i E39 automobilyje, padeda sutaupyti kuro.

BMW ir MB automobilių palyginimas Iš bandymo, kur lyginome Mercedes ir BMW dyzelius bei benzininius variklius pastebėjome, jog mano iškelta hipotezė pasitvirtino, kad daugiausiai įtakos kuro suvartojimui turi variklio tipas.

Tiriamojo darbo išvada Jeigu norite taupaus automobilio rinkitės dyzelinį, jis ne tik sutaupo daugiau kuro nei benzininis, bet ir mažiau kenkia gamtai, tačiau jeigu nėra finansų naujam automobiliui, išbandykite mano išvardintus patarimus, kurie tiek teoriškai, tiek praktiškai, turėtų padaryti jūsų automobilį taupesniu.

Klausimai Kuris variklis taupesnis: dyzelinis ar benzininis? Kurią greičių dežę pasirinkti norint sutaupyti daugiau kuro (mechaninę ar automatinę)? Koks normalus automobilio padangų slėgis? Ar automobilio rida turi įtakos kuro suvartojimui? Jei taip kodėl? Kokio automobilio dujų išmetimo sistemos CO2 tarša gamtai didesnė? BMW 523i E39 ar Mercedes E240?

Norint sutaupyti kuro, kokią varomųjų ratų sistemą reiktų pasirinkti (keturių varomųjų, priekinių varomųjų ar galinių varomųjų ratų sistemą)? Kokį atstumą gali nuvažiuoti pilnai pakrauti elektriniai automobiliai? Kodėl negalima viršyti nurodyto alyvos kiekio karteryje (sekant matuoklės žymes)? Kodėl keičiant alyvą rekomenduojama tikrinti kompresiją cilindruose? Kodėl būtina sekti slėgį padangose?

Atsakymai į klausimus Dyzelinis variklis taupesnis. Norint sutaupyti kuro reikia rinktis mechaninę greičių dėžę. Automobilio normalus padangų slėgis nuo 2,2-2,6 Pa. Automobilio rida turi įtakos kuro suvartojimui, nes kuo didesnė automobilio rida, tuo daugiau išsinešiojusios detalės ir jas reikia keisti. Automobilio dujų išmetimo tarša gamtai yra didesnė Mercedes automobilio.

Norint sutaupyti kuro reiktų pasirinkti priekinių varomųjų ratų sistemą. pilnai pakrauti elektriniai automobiliai gali nuvažiuoti 500-800 kilometrų (priklausomai nuo variklio). Padauginus alyvos kiekį karteryje, sumažėja galia, sunaudojama daugiau degalų ir pačios alyvos, ant stūmoklio dugno, degimo kameroje intensyviau kaupiasi nuodegos, užsiteršia išmetimo kolektorius, katalizatorius bei žvakes. Kiekvieną kartą keičiant alyvą rekomenduojama patikrinti ir kompresiją, nes per maža kompresija cilindruose didina degalų sąnaudas. Jei padangų slėgis per didelis jos gali sprogti, jei per mažas jos remiasi didesniu paviršiumi, dėl to padidėja riedėjimo pasipriešinimas ir atitinkamai degalų sąnaudos.

Užduotys 1. Per 1h automobilio variklis sudegina 5 kg benzino. Dujų temperatūra jo cilindre 1200K, o išmetamų deginių 370K. Benzino savitoji degimo šiluma 46MJ/kg. Apskaičiuokite automobilio variklio galią. 2. Traktoriaus variklio galia 81 kW, naudingumo koeficientas 25%. Kiek dyzelinių degalų šis traktorius sudegina per 1h?

Užduočių sprendimas 1. Duota: t = 1 h = 3600 s; m = 5 kg; T1 = 1200 K; T2 = 370 K; q =46 𝑀𝐽/𝑘𝑔 =46 ∗ 10 6 J/kg; Rasti: N-? ; N = 𝐴 𝑡 ; Q = q ∗ m = 46 ∗ 10 6 𝐽 𝑘𝑔 ∗5𝑘𝑔 =23 ∗ 10 7 𝐽; η = 𝑇1−𝑇2 𝑇1 = 1200𝐾 −370 𝐾 1200𝐾 =0.69 ≈0.7 =70% A = η ∗ Q =0.7 ∗23 ∗ 10 7 𝐽 =16.1∗ 10 7 𝐽; N = 𝐴 𝑡 = 16.1 ∗ 10 7 𝐽 3600𝑠 =44.7 ∗ 10 3 𝑊 =44.7 𝑘𝑊; Ats.: N = 44.7 kW

Užduočių sprendimas 2. Duota: N = 81 kW = 81∗10 3 𝑊; η = 25% = 0.25 ; t = 1 h = 3600 s ; q =42𝑀𝐽/𝑘𝑔=42∗ 10 6 𝐽/𝑘𝑔; Rasti: m-? ; m = 𝑄 𝑞 ; A = N ∗ t = 81 ∗ 10 3 W × 3600 s = 2916 ∗ 10 4 J ; Q= 𝐴 η = 2916∗ 10 4 𝐽 0.25 =11664∗ 10 4 J; m = 𝑄 𝑞 = 11664 ∗ 10 4 𝐽 42 ∗ 10 6 𝐽/𝑘𝑔 =27.77 𝑘𝑔 Ats.: m = 27.77 kg

Naudoti Šaltiniai: http://www.automedia.lt/ http://www.autoreviu.lt/ http://www.autofiles.lt/ http://www.autoasas.lt/ http://www.autobilis.lt/