Az Óvatosan! bloggal eltökélt szándékunk, hogy minden érdeklődő mögé lásson kicsit azoknak a folyamatoknak, hogy mitől, hogyan működik mindennapjaink közlekedése. Legyen szó akár a „zöldhullámról” vagy járműdinamikáról, egyszerű és érthető formában igyekszünk bemutatni az összefüggéseket.
Induljunk az alapoktól!
Terveink szerint ezen cikksorozat első része a fékút hosszának számításával foglalkozott volna, de a korábbi cikkünkre érkezett hozzászólásokat olvasva arra jutottunk, hogy még egy lépéssel messzebbről futunk neki a folyamatok magyarázatának.
Nem vész el, csak átalakul!
Tanultuk az iskolában, hogy az energia nem vész el csak átalakul. Minden fizikai folyamatra igaz ez az állítás, csak azt kell józanul belátni, hogy mi-mivé alakulhat át.
Hétköznapi utazásaink során az energia alábbi megjelenési formáival találkozunk leginkább:
- mechanikai (mozgási vagy helyzeti) energia,
- hőenergia,
- kémiai energia és
- villamos energia.
(Ezeken kívül az energia megjelenhet fényenergia és nukleáris energia formájában - de előbbi itt nem számít, az utóbbival meg reméljük nem találkozunk.)
Az átalakulási folyamatok két legfontosabb példája:
- gyorsításkor kémiai vagy villamos energiát alakítunk mozgási energiává, üzemanyag elégetésével vagy villanymotor segítségével;
- lassításkor a mozgási energia alakul hőenergiává a súrlódásnak köszönhetően
- motorfék
- féktárcsa/fékdob-fékbetét közötti súrlódás
- gumi-aszfalt közötti súrlódás
Érdekességek
A következő ábra az elégetett tüzelőanyag (kémiai) energiájának felhasználását mutatja. Lássuk, hogy az a temérdek energia, ami a benzinben (vagy gázolajban rejtőzik), hová is lesz. (Az ábrát Dr. Emőd István, a BME Gépjárművek Tanszék docensének előadásából kölcsönözzük.)
Alapvetően kétféle energiát "nyerünk" a tüzelőanyagból: hő- és mozgási energiát.
Az ábra bal oldalán piros színnel láthatjuk azt a 68,5%-nyi energiamennyiséget, ami a motorban, illetve a hajtáslánc egyes elemein hővé alakul.
- Legszembetűnőbb a motor hűtésére használt(!) energia: Nem elég, hogy ez a sok energia kárba vész, a hűtés működtetéséhez további energia kell (hűtőfolyadék szivattyú és ventilátor(ok) működtetése) mindennek a tetejébe a hűtőrendszer összes alkatrészét cipeli az autó "feleslegesen";
- A másik szignifikáns rész a kipufogórendszer hővesztesége: egyrészt amíg a rendszeren belül van a gáz, átmelegíti azt, másrészt a távozó gázok még mindig nagyon melegek, amin keresztül energiát "dobunk ki" a környezetünkbe
- Egyéb kisebb tényezők a teljesség igényével az ábrán feltüntetve.
Mielőtt áttérünk a zöld, jobboldali részre, vegyük észre, hogy autónk még egy helyen hőt termel: fékezés közben - ahogyan az előbb erről már volt szó - mozgási energiánk nagy része hővé alakul.
Tehát a szaldónk úgy néz ki, hogy a tüzelőanyagunk kevesebb mint fele maradt meg arra, hogy a járművet valóban mozgassuk! Más szempontból nézve, a belső égésű motorokkal ellátott járművek hatásfoka alig haladja meg a 30%-ot! (A gazdaságos vezetés (Eco-Driving) technikák csak ebből a 31,5%-ból tudnak gazdálkodni.)
A mechanikai munkává alakított energiánk
- gyorsításra,
- a gördülési ellenállás leküzdésére
- és a légellenállás leküzdésére
fordítódik. A diagram jobb szélén láthatóak a kisebb veszteségek mint az erőátvitel veszteségei, vagy a villamos fogyasztóké. A gazdaságos vezetéssel a későbbiekben igen bőven kívánunk foglalkozni, úgyhogy ezt a részt most nem boncoljuk tovább.
Az energia nem vész el, csak átalakul - most már azt is tudjuk, hogy mivé.
További cikkeinkben szeretnénk ezekre az alapvető ismeretekre is támaszkodni, úgyhogy ha ezzel kapcsolatban valami még nem tiszta, várjuk kérdéseiteket!
