hirdetés
2009-02-05 , Írta: Werner Koch
Bookmark and Share

Ki ne örülne a kertjében egy saját olajkútnak, melynek hozamából annyi benzint tudna előállítani, amennyit csak akar. Sajnos, a fekete aranyban fürdő cowboyok képét továbbra is meg kell hagynunk a westernfilmek rendezőinek, magunknak pedig benzinkútra mennünk, ha üzemanyagot akarunk vételezni.

Mi is valójában az a nedű, amit drága pénzért a tankba töltünk?
Hosszú utat jár be a nyersanyag, mire sűrű kőolajból nemes benzin válik belőle. Az időszámításunk előtti időkben, amikor még javarészt víz borította a Földet, évmilliók alatt vastag planktonréteg rakódott le a tengerek fenekén. Ez az ún. anyaföldbe beágyazódott, több ezer méter mélyen lévő szerves anyag kémiai változáson ment keresztül az ott uralkodó szélsőségesen nagy nyomás és hőmérséklet, valamint az oxigénmentes környezet hatására. Kőolaj keletkezett belőle, és a kőolaj egy része „crackeléssel” (a láncmolekulák feltörése nagy nyomás és hőmérséklet hatására) több mint 150 Celsius fok hőmérsékleten földgázzá alakult át.

Az iparosodással együtt kezdetét vette a lelőhelytől függően eltérő összetételű kőolaj felkutatása és kitermelése. Mivel a fekete kincs 85 százalékban tartalmaz szenet, 13 százalékban hidrogént, 7 százalékban ként és csak pár százalékban oxigént, nagy fűtőértékű, ideális energiahordozó.

A kőolaj-finomítókba beérkező nyersolajat először desztillálják. Ezen eljárás során több más kőolajszármazék mellett a benzin alapanyagául szolgáló illékony szénhidrogén-vegyületek is kicsapódnak. Ami visszamarad, azt mesterséges „feltöréssel” a legkülönfélébb vegyi anyagokká alakítják át, melyekből műanyagokat, gyógyszereket, szintetikus olajokat és benzint készítenek.

A finomított kőolajat tovább nemesítik az üzemanyag-forgalmazásra szakosodott vállalatok. Saját titkos receptjük szerint különféle adalékokkal dúsítják, amelyek hozzájárulnak az oktánszám emelkedéséhez, a fagyvédelemhez, vagy a befecskendező fúvókák ill. az égéstér tisztán tartásához. Ezen felül – márka és fajta szerint – színezik is a benzint.
A benzin azonban csak egy azok közül a nyersolajtermékek közül, amelyekre szükségünk van a motorozáshoz. Az útépítéshez használt bitument leszámítva kémiailag átalakított nyersolaj is kell hozzá kenőanyag (motorolaj), műanyagok (idom), kaucsuk (gumik) és habszivacs (üléspárna) formájában.

A fentiekből egyértelműen kitűnik, milyen nagy mértékben függ az ipar és vele együtt az egész társadalom a kőolajtól. E függőségből természetesen busás hasznot húznak a kőolajipar szereplői. Legyen szó akár magukról a kitermelőkről, a gátlástalan tőzsdei spekulánsokról, az adókat kivető államról vagy a maximális haszonnal működő ásványolaj-forgalmazókról, mindenkinek bőven jut a húsos fazékból. Mivel azonban még mindig hevesen lángol bennünk a motorozás iránti szenvedély, töltsük csordultig a tankot, és vegyük sorra, milyen állomásokat jár be a benzin, mire haszontalan kipufogógáz lesz belőle!



Amikor szikrát ad a gyújtógyertya, nagy nyomás uralkodik a hengerben
Aki annak idején figyelt fizikaórán, az tudja, hogy minden égéshez oxigénre van szükség – mindegy, hogy a benzin ég el a motorban, vagy szervezetünk mozgási energiáját biztosítandó, a szénhidrátok az izmainkban. A levegő és a benzin elméletileg optimális elegye 14,7 súlyrész levegő és 1 súlyrész benzin. Ezt az arányt lambda ═ 1-nek nevezzük. Hogy jobban érthető legyen: egy kilogramm benzin elégetéséhez kb. 14,7 kilogramm levegőt szív be a motor (20 Celsius fokos hőmérsékleten 1,204 kg/m3 a levegő sűrűsége), ami nagyjából 12 köbméternek, azaz egy furgonnyi raktér térfogatának felel meg.

A motorkerékpároknál leginkább az jelent problémát, hogy a csekély űrtartalom miatt szívóütemenként nagyon kevés üzemanyagot kell bejuttatni a hengerbe alapjáraton vagy kis terhelésnél. A karburátoros motoroknál ez nem volt gond, az elektronikus vezérlésű szekvenciális befecskendezéssel ellátottaknál azonban hihetetlenül rövid idő alatt kell bekerülnie a benzinnek a hengerbe. Ráadásul apró szemcsékre bontva a lehető legegyenletesebben összekeverednie a beszívott levegővel. A keverék összetételét a lambda-szonda figyeli a kipufogógázban lévő maradék oxigén mennyiségének mérésével. Az elektronikus motorvezérlés így mindenkor pontos tájékoztatást kap a koncentrációról, és ha szükséges, módosítja azt.
Ha 1,35-re nő a lambda-érték, ami nagyon sovány keveréket jelent (vagy 0,75-re csökken, ami már egyértelműen dús elegyre utal) akkor átmenetileg szünetel az égési folyamat, és a benzin mérgező, elégetlen szénhidrogénként távozik a kipufogón át. Jó példa erre a hidegindítás, amikor többször is előfordul, hogy leáll a motor, mert az üzemanyag-részecskék fennakadnak a szívócsatorna vagy a henger hideg falán ahelyett, hogy elkeverednének a levegővel. Emiatt aztán mindig dúsítani kell a keveréket, amíg hideg a motor. A lambda ═ 0,85 értékre való feldúsítás ráadásul pozitívan hat a motor teljesítményére és gázadási reakciójára, viszont rontja a fogyasztást.

 Az égési folyamat részletekben




Az égéstér felé vezető úton, a szívócsatorna legkisebb keresztmetszetű pontján, a szívószelepnél szuperszonikus sebességet, azaz 1188 km/órát (330 m/s) ér el a beszívott elegy. Nem véletlenül, hiszen 12000-es percenkénti fordulaton mindössze kb. három ezredmásodpercnyi idő jut a szívóütem kivitelezésére. A nagy teljesítményű motoroknál a hengerűrtartalom 90-105 százalékának megfelelő benzin/levegő keverék özönlik be a hengerbe (egy 200 köbcentis henger esetében 180-210 cm3). Ez az ún. feltöltöttségi szint határozza meg a motor tényleges sűrítési viszonyát.

A friss gázkeverék nagy sűrítési viszonyának köszönhetően jó hatásfokkal ég el az üzemanyag. Mindazonáltal határai vannak az elméleti sűrítési viszonynak, mivel ha túl nagy a sűrítőnyomás, akkor a szélsőséges hőmérséklet miatt robbanásszerűen égnek el a friss gázok röviddel a gyújtás pillanata után, és ilyenkor kopogni (csörögni) kezd a motor, vagyis ugyanazt a tünetet produkálja, mint amikor túl sovány a keverék és korai a gyújtás, vagy a kelleténél kisebb oktánszámú az üzemanyag. Utóbbi esetben csak kimondottan nagy oktánszámú benzin használatával lehet javítani a helyzeten. Ilyen például a Shell V-Power vagy az Aral Ultimate, amelyek egyébiránt nem biztosítanak mérhető teljesítmény-növekedést. Csak akkor válik a teljesítmény és a forgatónyomaték javára a drága benzin, ha a sűrítési viszony és a motorelektronika is a csúcsteljesítménynek van alárendelve, mert kiküszöbölhető vele a motor csörgése. A fűtőérték, vagyis a benzin energiatartalma ellenben valamennyi üzemanyagfajta esetében nagyjából ugyanannyi, szám szerint 12,1 kWh/kg (43 megajoule).

A kemény égést, amit tuningberkekben „detonáció” szóval is szokás illetni „kopogás” helyett, nemcsak a teljesítmény, hanem a dugattyúk és a forgattyús hajtás élettartama is megsínyli. A kontrollált lágy égés ellenben a gyújtógyertyától kiindulva egyenletes lángfronton terjed szét az égéstérben, és roppant tekintélyes mértékű, 90-100 bar maximális üzemi nyomást eredményez.

Ha csak kicsit van nyitva a fojtószelep, akkor a nagy szívóellenállás miatt jelentős teljesítményveszteség jelentkezik, melyet a szakzsargonban gázcsere-veszteségnek is neveznek. Ez a lefojtás ahhoz hasonlítható, mint amikor az ember a tenyerével befogja a porszívó csövét. Rögtön csökken a porszívó motorjának fordulatszáma, és erőlködnie kell, hogy legyőzze az ellenállást.

Egy liter benzinnek csupán az egynegyede hasznosul mozgási energia formájában
Akkor tud jó hatásfokkal működni egy belső égésű motor, ha kb. 90 százalékos terhelésen dolgozik, és a gyújtást követően nagy erővel mozdul el lefelé dugattyú, továbbá a hajtókaron és a forgattyúscsapon keresztül nagy nyomaték hat a főtengelyre. Ezért is van az, hogy a legnagyobb forgatónyomaték közelében üzemel a legjobb fajlagos fogyasztással.

Valamennyi emelődugattyús motor hátránya, hogy a dugattyú a hajtókar többé-kevésbé ferde helyzetéből adódóan az üzemi nyomás által meghatározott erővel nekinyomódik a henger falának, ami a hajtókar és a forgattyústengely siklócsapágyainak súrlódásával együtt meglehetősen nagy veszteséget okoz, így a befektetett energia egy része súrlódási hőként elvész a motorolajban. Ezenkívül a generátor, valamint az olaj- és a vízpumpa működése is generál súrlódási veszteséget. A betáplált energia másik része a szelepvezérlésen megy veszendőbe, mivel mind a vezérműlánc, mind a vezérműtengely-csapágyak, mind pedig az összenyomódott szeleprugók, melyek csak kis fordulaton, kirugózáskor tudják leadni a bennük eltárolt energia egy részét, negatívan befolyásolják a működés hatásfokát. Nagy fordulaton ellenben a szelepek visszaállítására fordítódik a rugóerő. A Ducati dezmodromikus rendszere mellőzi a rugókat, így ennél kisebbek a veszteségek.

A drága üzemanyag legnagyobb része azonban akár 800 Celsius fok hőmérsékletű kipufogógázként haszontalanul füstölődik el a szabadba. Ezen túlmenően a hengerről a hűtővízre, majd onnan a környezeti levegőre adódik át az égési hő formájában felszabaduló energia. Általánosan érvényes megállapítás, hogy a hideg motor jóval többet fogyaszt, mint az, amelyikben meleg az olaj és a hűtővíz. A dolog magyarázata: minél kisebb a hőmérséklet-különbség a hengerfal/motoralkatrészek és a hűtőközegek, azaz a víz és az olaj között, annál csekélyebb a hőtranszfer. A hőmérséklet növekedtével ráadásul egyre javul az olaj viszkozitása, és könnyebben átpréselődik a kenőcsatornákon.

 Súrlódási veszteségek és hőképződés




További veszteségforrás, hogy az égéstér alakjától és térfogatától függően több-kevesebb robbanóelegyet nem ér el a lángfront, és ez elégetlen mérgező szénhidrogénként távozik a motorból a kipufogógázzal együtt. Széndioxid és nitrogénoxidok is keletkeznek az égés során, ám ezeket a mindenkori lambda-érték függvényében ártalmatlanítja a katalizátor.

Mindent egybevetve legfeljebb a felhasznált üzemanyag 33-38 százaléka alakítható át hajtóteljesítménnyé a négy ütem, vagyis a szívás, sűrítés, gyújtás és kipufogás alatt. Nagy fordulaton még markánsabb a veszteség. Ilyenkor nő ugyan a csúcsteljesítmény, hiszen kellően sokszor ismétlődik a munkaütem, de a súrlódás aránytalanul nagy mértékű, progresszív növekedése miatt egyből veszendőbe is megy a megnyert teljesítmény egy része.

E tényt konkrét értékekkel alátámasztandó, a Motorrevü az új Honda Transalppal végzett fogyasztásmérést. A tesztpilóta állandó 130 km/óra sebességgel haladt a motorral (ehhez pontosan 23 lóerőre van szükség). Rendes üzemi körülmények mellett, tehát legnagyobb sebességfokozatban és 5600-as percenkénti fordulaton viszonylag keveset, 4,6 litert fogyasztott a Honda száz kilométeren. Utána harmadik sebességben is teljesítette a 130 km/órás gyakorlatot, igaz, ekkor kisebb terheléssel, vagyis kevésbé ráhúzott gázkarral, de közel 40 százalékkal nagyobb fordulaton (7600/min.). Az eredmény egészen meglepő volt: ugyanakkora sebességnél és ellenállás mellett pontosan három literrel több üzemanyagot gurított le a torkán a Transalp.

Mielőtt átjutna a hátsó kerékre a motor nyomatéka, minden fogaskerékpár, vagyis a primer hajtás és a váltó két százalékot elvesz a rendelkezésre álló teljesítményből, és a láncos vagy kardántengelyes véghajtás is további három százalékkal rontja az energiamérleget. A bevitt energia utolsó dézsmálója a hajtónyomatékot az útra átvivő hátsó kerék, amely súrlódástól és kipörgéstől függően 1-2 százalékkal kurtítja meg a teljesítményt. Egy liter benzinből tehát jó esetben kb. 2,5 dl hasznosul mozgási energia formájában. Ha ráadásul nagyon kihúzatják a motort, ennél is silányabb, mindössze 15 százalékos lesz az energiamérleg. Ez a számadat vélhetően még a megrögzött száguldozókat és gázkargyilkosokat is elgondolkodásra készteti.



Kevesebb benzin, nagyobb élvezet - A Motorrevü tanácsaival a motorozás élvezetének csorbulása nélkül, hatásosan csökkenthető a fogyasztás

Nem vitás, hogy aki motorozik, az mindezt a szabad ég alatt való haladás dinamikus élvezetéért teszi, és nem keresi a dolog értelmét vagy hasznát. Ettől függetlenül minden motoros megtakaríthat pár liter benzint, ha odafigyel rá, hogyan vezet.

Kis fordulaton. Mindegy, hogy lakott területen, országúton vagy autópályán vezet az út, ötödik vagy hatodik sebességfokozatban érezhetően csökken a fordulatszám és a fogyasztás. Főleg olyan országúti szakaszokra érvényes ez, amelyeket állandó sebességgel, kevés fékezéssel és gyorsítással tesz meg a pilóta.

Nem kell húzatni.
Főleg a nagy hengerűrtartalmú motorokra jellemző, hogy a maximális forgatónyomatékhoz tartozó fordulaton vagy jóval az alatt is kiváló erőben vannak.

Ha bármilyen szennyeződés
vagy a motor légtelenítő szelepén távozó olaj eltömíti a légszűrőt, felborul a levegő és az üzemanyag aránya. A lambda-szonda nélküli motorok ilyenkor dúsabb keveréket szívnak be, ezért nő a fogyasztásuk.

A mechanikus szívatóval gyártott
régebbi motoroknál előfordulhat, hogy a laza bowden vagy a nehezen járó dugattyú miatt nem zárnak teljesen a kiegészítő fúvókák. Emiatt aztán állandóan több üzemanyag jut be a hengerekbe a kelleténél, és megnő a fogyasztás, valamint bekormozódnak a gyújtógyertyák, és időnként kihagy a gyújtás.

A rosszul megolajozott, kopott vagy túl feszesre húzott hajtólánc
jelentős súrlódása rontja a működés hatásfokát, és megnöveli a fogyasztást, kiváltképp nagy sebességnél.

A nagy légellenállás
előnytelenül hat a fogyasztásra. Szükségtelenül sok üzemanyagot fecsérel el, aki dagadó széldzsekiben vagy üres oldaltáskákkal ill. topcase-szel repeszt az autópályán. Ha testhez simuló motoros ruhában és dagályos topcase helyett erősen rögzített csomagzsákkal kel útra, akár egy liter benzint is megtakaríthat száz kilométerenként. Egyszemélyes használat esetén fokozottan ki vannak téve a menetszélnek a csomagtáskák, mert a motoros teste mellett elhaladva ismét középre húz, és teljes erővel nekik feszül a légáramlat. A topcase csak akkor van szélárnyékban, ha utas is ül a motoron.

Az abroncsnyomás
is hat a fogyasztásra, mivel befolyásolja a gördülési ellenállást. Autópályára ezért mindig érdemes a legnagyobb ajánlott nyomásértéket választani. Országúton ellenben előnyt élvez a tapadás és a rugózás, ott a gépkönyvben megadott értéket célszerű alkalmazni.

Egyenes úton
tanácsos gazdaságos vezetési stílust alkalmazni, kanyargós útszakaszon ellenben a megfelelő dinamizmusra, nem pedig a fogyasztásra tekintettel lenni. Persze itt is az érvényes, hogy inkább fél fordulatról gyorsítson ki az ember, mint hogy esztelen húzatással elpocsékolja a benzint. Végezetül vannak olyan helyzetek, ahol egyáltalán nincs helye takarékoskodásnak. Előzéskor például a lehető legintenzívebben kell gyorsítani, és akár a piros tartományig kihúzatni a motort.




JaniV
2010-07-16 12:44:19

Precíz írás, de a porszívós példa nem jó... (ugyanis, ha a porszívó csövét befogjuk, az akkor fog terhelés nélkül járni, hisz nem szállít levegőt, tehát éppen felpörög!) próbáld ki!

freazer
2010-03-23 19:32:22

a kéménynek nagyon szép színe van
erre mondják azt, hogy vezetési stilustol függ a fogyasztás ennyi

FeR1
2009-11-30 22:29:22

Precíz írás, ez mind szép és jó, de amíg szétpörgetve sem eszik 3,8-4 l-nél többet a motorom, addig ez mind elmélet marad. Ha majd lesz egy öblösebb gépem, akkor lehet megfogadom

A hozzászóláshoz be kell jelentkeznie! BEJELENTKEZÉS >

Kiadja a Media City Magyarország Kft. | 1053 Budapest, Kecskeméti u. 5. | Tel: 225-2390
MediaCity Magyarország Kft.
CHIP Online / Családi Lap / Digitális Fotó / Műszaki Magazin / IPM


Legnépszerűbb motorok: Honda CBR 125 R Aprilia RS 50 Yamaha YZF-R1 2009 Aprilia RS 125 Yamaha XT 660 Z Ténéré Aprilia SR 50 LC - 1997 Suzuki DL650 V-Strom Honda XL700V Transalp Honda CB600F Hornet 2005- Aprilia SR 50 DiTech Factory R Suzuki SV650 2003- Honda CBF 600 S 2008- Yamaha TDM850 1996- Yamaha Vmax 2009- Suzuki GSR 600 Yamaha YZF-R125 Suzuki GSX-R1000 K9 Yamaha XV535 Virago Kawasaki Ninja 250 R Suzuki GSX 1300 R Hayabusa 2008- Honda CBF500 Suzuki DR-Z 400 SM 2005 Honda CBR1000RR Fire Blade 2009 Yamaha XT1200Z Super Ténéré Kawasaki ER-6n Kawasaki Z750 2008 Honda VFR 800 2003- KTM 1190 RC8 R 2009 Honda VTX 1800 BMW R 1200 GS 2010 Suzuki GSX-R600 2006-2007 Kawasaki ZX-10R Triumph Tiger 1050 Moto Guzzi V7 Classic 2008 Honda CBF125 2009 BMW S 1000 RR 2010 Suzuki Intruder C 1800 R Yamaha XJ6 Diversion 2009 Honda Hornet 600 Kawasaki ER-6n 2009 Suzuki GSX-R 600 K8 MV Agusta F4 Derbi Senda DRD Pro SM / Enduro Yamaha SR125 1997- Honda CBR600RR 2005-2006 Yamaha XJ6 2009 Honda VTR250 2009 Kawasaki KLR650 / R Suzuki B-King KTM 990 Supermoto T 2009
És ezt olvasta már?Bezár