Automobiliai

Automobilis (gr. Autos – pats + lot. mobilis – judamas), variklio varomaratinė mašina keleiviams ir kroviniams vežti. Automobilius pradėta kurtiXVIII a., ratiniam akliniam vežimui pritaikius mechaninį variklį. Garomašiną savaeigiams vežimams 1769 m. Pritaikė Ž. Kunjo ( J. Cugnot,Prancūzija); toks garo automobilis vežė 2,5 t krovinį 2-4 km/h greičiu.Garinį automobilį konstravo V. Merdokas (W Murdoc), Dž. Vatas (J. Watt, abuiš D. Britanijos), O. E. Evansas (JAV) K. Henšelis (Henschel). 1831 m.Britanijoje tarp miestų pradėta vežioti keleivius gariniais automobiliais(omnibusais) su priekabomis, jų greitis ~30km/h. [pic]

  Pirmaisiais automobilių išradėjais laikomi vokiečių inžinieriai KarlasBencas (Karl Benz) ir Gotlybas Daimleris (Gottlieb Daimler), kurie niekadanebuvo susitikę ir net nebuvo pažįstami, sukonstravo pirmuosius savaeigiusekipažus su vidaus degimo varikliais. K. Benco automobilis buvo triratis su0.55 kW varikliu, G. Daimlerio – dviem ratais – šiuolaikinio motociklo(pasižiūrėkite) prototipas. 1886 m. G. Daimleris paties sukonstruotą vidausdegimo variklį pritaikė keturratei karietai. Jie abu laikomi automobilioišradėjais, o automobilio tėvyne – Vokietija.

[pic]

  Šiandien pirmieji Benco ir Daimlerio automobiliai mus gerokai stebina:dideli siauri ratai, virbalų storio stipinai, vairas – plieninis iš grindųstyrantis strypas su rankena, variklis įtaisytas po vairuotojo sėdyne…Tačiau automobilio išvaizda greitai keitėsi: panašumas į karietą vismažėjos, variklis buvo perkeltas į priekį, padarytas apvalus vairas.

 Automobilio tėvynė – Vokietija, tačiau vokiečiai nepripažino šio naujojoišradimo ir nė nemanė naujojo „technikos stebuklo“ pirkti. Bandytiautomobilius buvo leidžiama tik naktį, toli už miesto, gatvėse mašinųgreitis ribojamas iki 10 km/h Tačiau kitose šalyse, ypač Prancūzijoje,automobiliai plito. Prancūzai ne tik pirko Benco automobilius, bet įsigijęlicenziją Daimlerio varikliui sukūrė pirmuosius savo automobilius ir netsuorganizavo pirmąsias automobilių lenktynes Paryžius – Ruanas. 1898 m.Įvyko pirmoji automobilių paroda Paryžiuje.

  Nuo mažens K. Bencas (1844-1929) labai domėjosi varikliais ir galimasakyti, visą gyvenimą atidavė automobiliui. Pirmasis Benco triratisautomobilis buvo sukonstruotas iš plieninių vamzdžių, svėrė 263 kg irturėjo užpakalyje įtaisytą keturtaktį vieno cilindro vandeniu aušinamąbenzininį variklį, kuris per diržinę pavarą, diferencialą ir grandines sukoratus. Užpakaliniai ratai buvo labai dideli, priekinis – mažesnis ir tikvienas, kad automobilį būtų lengviau vairuoti. Be to, po grindimis buvoįtaisytas labai didelis smagratis, kuris turėjo saugoti ekipažą nuovibracijos važiuojant.

 Dėl aistros automobiliams K. Bencui ne kartą teko patirti finansiniųsunkumų, rizikuoti visu savo turtu, kuris, kol jo automobiliai neturėjopaklausos, ir taip buvo nedidelis. 1894 m. Jis pradėjo serijomis gamintiprieš metus sukurtą „Viktoriją“, o 1897 m. sukonstravo dviejų cilindrų„Kontramotorą“.

  Inžinierius išradėjas G. Daimleris, sulaukęs 48 metų staiga nusprendėvisiškai pakeisti savo gyvenimo būdą. Nusipirko Bankanštate namą su sodu, osodo daržinę pavertė dirbtuve – garažu. Į naująją sodybą Daimlerispasikviečia seną savo draugą ir buvusį bendradarbį Vilhelmą Maibachą(Wilhelm Maybach). Abu draugai užsidarę nuo pašalinių akių dienų dienaskažką dirbdavo. Prasidėjo apkalbos, kad Daimleris savo sode įsirengęsnedidelį fabrikėlį ir kala netikras monetas. Vietinė policija surengėpasalą ir nusprendė nusikaltėlius sučiupti. Vėlyvą naktį, kuomet suburzgiaDaimlerio variklis, policininkai įsibrauna į dirbtuvę, tačiau išvysta visaine tai, kas buvo kuriama jų vaizduotėje: du rimti, iš pažiūros visaipadorūs žmonės, palinkę prie nematyto griausmingai tratančio aparato. Norsir kaip stengėsi Daimleris su Maibachu išaiškinti neprašytiems svečiamssavo variklio paskirtį ir būsimą panaudojimą, jie nieko nesuprato ir neradępadirbtų pinigų išėjo labai nusivylę. Vėliau tas vidaus degimo variklis

Daimlerį iš tikrųjų padarė labai turtingu.

  Po keliolikos sunkaus darbo mėnesių abu draugai daržinėje pagaminavariklį su gulsčiu horizontaliu cilindru. Jis galėjo daryti 250 sūkių perminutę. 1883 m. gauna už jį patentą. Daimleris šiuo varikliu dar nebuvopatenkintas ir ėmėsi vėl ieškoti. Nusprendžiama variklio cilindrą įtaisytivertikaliai, patobulinama kuro padavimo bei uždegimo sistema. Naujasvariklis jau gavosi mažesnis, lengvesnis ir 1885 m. Daimleris įmontuojasavo variklį į dviratį ekipažą, panašų į šiandieninį motociklą. Lapkričio10 konstruktoriaus sūnus Paulius nuvažiuoja juo 3 km. Pavyko!

  1886 m. Daimleris įmontuoja savo variklį į paprastą keturratį arkliųvežimą, kurio užpakalinius ratus variklis suka diržine pavara.

  Norėdamas įsitikinti didelėmis vidaus degimo variklio pritaikymogalimybėmis, Daimleris jį įrengia ir kitose transporto priemonėse:motorinėje valtyje (1886 m.), lunaparko geležinkelyje ir tramvajuje (1888m.), gaisrininkų vežime (1892 m.) ir kt.

  Daimleris variklius visą laiką tobulino,kad jie galėtų padaryti daugiausūkių: nuo 250 sūkių/min jų skaičius padidėjo iki 900. 1889 m. Daimlerisgavo dviejų cilindrų 3.75 arklio jėgos galios variklio patentą.

  Daimlerio varikliai labai išgarsėjo. 1890 m. įkuriama Daimlerioautomobilių bendrovė (Daimler Motoren-Gesellschaft), gaminanti automobiliussu Daimler varikliais.

  Daimlerio padėjėjo ir bendraminčio Maibacho indėlis i automobiliosukūrimą ir plėtojimą taip pat yra nemažas. Daimlerio garsas šiek tiekužgožė šio iš prigimties kuklaus žmogaus vardą ir darbus. Tačiau Maibachotechninės pažiūros, konstrukciniai sprendimai buvo tokie tobuli, kad galimadrąsiai tvirtinti: jeigu nebūtų buvę Maibacho ir jo darbų, nebūtų irDaimlerio variklio, nei Daimlerio automobilių. Maibachas dirbokonstruktoriumi. Darbą dirbtuvėse abu išradėjai buvo pasidalinę: Daimlerisprojektavo ir kūrė viso variklio ar atomobilio apmatus, o Maibachas,pasižymėjęs nepaprastu kruopštumu, ieškojo atskirų detalių ir mazgųkonstrukcinių sprendimų. Išradimų patentų Maibachas su daimleriu turibeveik po lygiai, tik Daimleris daugiausia pasiimdavo užbaigtų automobiliųar jų variklių patentus, o Maibachas – atskirų automobilio ar varikliodetalių elementų, pavyzdžiui, pavarų dėžės, važiuoklės pakabos,pasiskirstymo mechanizmo ir kt.

  Daimlerio bendrovė turėjo savo skyrius įvairiose valstybėse. Šios firmosprekybos atstovas Prancūzijoje buvo Emilis Jelinekas (Jellinek) didelisautomobilių ir automobilių sporto entuziastas. 1900 m. kai buvo pagamintasMaibacho sukonstruotas naujas Daimlerio automobilio modelis, Jelinekasreklamos sumetimais pasiūlė jį pavadinti „Mercedes“ (vietoje jau šiek tiekatsibodusio „Daimler“). Tai buvo gražuolės Jelineko dukters vardas. Nuo tolaiko pagaminta tiek daug mersedesų, kad net pamiršta, jog tai iš tikųjųgyvenusios merginos vardas!

  1926 m. Daimlerio automobilių firma susijungė su tokia pat garsia Bencofirma ir iki šiol gyvuoja ir gamina mersedesus.

  Modernesnius automobilius imta gaminti nuo XX a. 7-8 dešimtmečio, juosebuvo įtaisyta nepriklausoma priekinių ratų pakaba, automatinė sankaba,šildomas kėbulas, hidrauliniai stabdžiai (be stiprintuvo), antiblokavimosistema, šviesos signalizacija, radijo ryšys. Didžiausias greitis 100-120km/h. 9-tame dešimtmetyje ėmė plisti automobiliai su dyzeliniu ir dujiniuvarikliu, turintys oro kondicionierių, vairo, stabdžių stiprintuvus,naudojantys bešvinį benziną, atsirado patogių automobilinių traukinių sušaldytuvu, televizoriumi.

  Nuo 1990-ųjų kito automobilio išvaizda, įtaisomi reguliuojamo įtempimosaugos diržai, oro pagalvės, magnetofonai, pritaikomas kompiuteris benzinoįpurškimui į automobilio variklį valdyti, imta naudotis palydoviniu ryšiu.

  Lietuvoje pirmasis automobilis užregistruotas 1896 m. Daugiau jų imtaimportuoti nuo 1920 –tųjų metų.

[pic] Klausimas – ar iš tikro Karlas Benzas ir Gotliebas Daimleris išradoautomobilį, daug kam gali pasirodyti netikėtas. Bet atsakymas gali būti darmažiau lauktas. Jie nebuvo nei pirmieji, nei vieninteliai savaeigiųekipažų, kuriuos vėliau pavadino automobiliais, išradėjai.Prisiminus ankstesnių konstrukcijų ekipažus, judėjusius vidaus degimo

variklio pagalba, tektų paminėti Isako de Rivazo (1807), Žano Lenuaro(1864), Zigfrido Markuso (1887), Eduardo Delamar-Debutevilio (1884) vardus,nes jų kūriniai pasirodė anksčiau, bet neginčijamas vokiečių išradėjųnuopelnas yra tas, kad jie sukūrė pirmuosius automobilius. Ir 1886 metųsausio 29 diena, kada K.Benzas gavo patentą DRP-37435 motoriniamvežimėliui, laikoma automobilio gimimo diena. Tų pačių metų vasarąGotliebas Daimleris ir su juo dirbęs kitas talentingas inžinieriusWilhelmas Maybachas organizavo pirmąją kelionę savos konstrukcijossavaeigiu vežimėliu. Prasidėjo automobilių era! Tai, kad beveik vienu metuatsirado dvi skirtingos tos pačios paskirties konstrukcijos, negalipavadinti atsitiktinumu. Vidaus degimo variklių vystymasis paskatinoišradėjus panaudoti juos transporto priemonėse.K.Benzas, sukūręs vieno cilindro keturtakčio benzininio varikliokonstrukciją, toliau mastė apie motorinę transporto priemonę. Kadneužtruktų, spręsdamas keturračio ekipažo vairo mechanizmo problemą, savopirmąjį automobilį jis padarė triratį, kurio specialiai sukonstruotavažiuoklė harmoningai sujungta su varikliu.Daimleriui ir Maybachui svarbiausias uždavinys buvo įrodyti universalią jųvariklio paskirtį. Jie paeiliui pritaikė variklį motorinei valčiai,tramvajaus vagonui, pirmajam motociklui ir, pagaliau, Daimlerio žmonainupirktam lengvam žirgo traukiamam vežimėliui.Šitos improvizuotos konstrukcijos sėkmė paskatino juos sekti Benzopavyzdžiu: sukurti specialias važiuoklės, transmisijos, kėbulokonstrukcijas. Techninis progresas toje srityje – variklio galingumodidinimas, dviejų ar daugiau cilindrų variklio, keleto vairo mechanizmotipų sukūrimas, susijęs su Benzo, Daimlerio ir Maybacho vardais.Klasikinės automobilio konstrukcijos – su varikliu priekyje iružpakaliniais varančiaisiais ratais – sukūrimo garbė tenka prancūzams RenėPanhardui ir Emiliui Levassorui. Beje, prancūzai pirmieji įvertino naujovesiš Vokietijos. Pamačius Daimlerio automobilį, netrukus atsirado jo pasekėjų– Armanas Peugeot, Emilis Levassoras, Renė Panhardas.1891 metais pasirodo automobilis su “Daimler” varikliu priekyje iružpakaliniais varančiaisiais ratais – garsus “Panhard-Levassor 4CV”, kuriokonstrukcija tokia sėkminga, kad be didesnių pakeitimų automobilisgaminamas iki 1896 metų, o firma “Panhard-Levassor” tampa pasaulio lydere.Ir tik po to Daimleris ir Benzas taip pat sukuria klasikinės komponuotėsautomobilius.Vokiečių ir prancūzų konstruktorių darbai “stumtelėjo” inžinerinę mintį įpriekį ir kitose šalyse. 1891 metais savo automobilį kuria šveicaraibroliai Hanriot, o 1893 metais – amerikietis Charlesas Diurea. AnglasF.Lanchesteris savo automobilį sukūrė 1895, o 1896 metais visos Rusijospramonės parodoje buvo eksponuojamas pirmasis rusų automobilis, sukurtasJakovlevo ir Frezės.Amžių sandūroje, 1900 metais, W.Maybachas, Emilio Ellineko paskatintas,kartu su Pauliumi Daimleriu (Gotliebo Daimlerio sūnumi) konstruoja pirmąjįklasikinio tipo automobilį, pavadintą Ellineko dukters Mercedes vardu,kuris buvo naujas žingsnis automobilių vystymesi. Tuo metu pasaulyje veikėjau 300 automobilių firmų.Na o Pabaltijis? Lietuva? Koks čia buvo požiūris į transporto priemones?Prancūzų automobilių gamintoja “Panhard-Levassor” tuomet pirmavoautomobilių kūrime, todėl nenuostabu, kad 1896 metais Lietuvoje pasirodęspirmasis mums žinomas automobilis buvo būtent šios prancūzų markės. Įdomutai, kad šis automobilis priklausė ne kokiam nors turtingam technikosnaujovių mėgėjui, bet buvo carinės Rusijos Susisiekimo ministerijosAntrosios kelių distancijos, aptarnavusios plentą Ryga-Šiauliai-Tauragėnuosavybė.Iš rastų dokumentų galima spręsti, kad jis buvo tarnybinis keliųdistancijos viršininko Maževskio automobilis, todėl didelė tikimybė, kadbūtent šis inžinierius ir buvo pirmasis Lietuvos keliais važinėjęsvairuotojas. Iždui automobilis kainavo 2417 carinės Rusijos rublių, bet“Panhard-Levassor” buvo to vertas – juk 1895 metais būtent toks automobilislaimėjo lenktynes Paryžius-Bordo-Paryžius, 1150km įveikęs per 48h 17min.Nuo daugelio savo amžininkų mašina skyrėsi savo konstrukcija – RenėPanhardas ir Emilis Levassoras, susipažinę su vokiškų automobiliųkonstrukcija ir įsigiję licenziją Daimlerio konstrukcijos dviejų cilindrųvarikliui, automobilį sukonstravo patys – su varikliu priekyje, o ne posėdyne, konusine sankaba, keturių laipsnių pavarų dėže su perstumiamaiskrumpliaračių blokais, kojiniu ir rankiniu stabdžiais – žodžiu, automobilisjau turėjo visus klasikinio automobilio bruožus.Tai buvo antrasis istorijoje (po “Benz Victoria”) didesne serija gamintasautomobilis. Jo važiuoklė dar buvo pagaminta pagal arklinės karietos tipo –medinis rėmas iš stačiakampių tašelių, apkaustytas metaline juosta,elipsinės visų keturių ratų lingės, mediniai ratai su lietos gumospadangomis. Priekyje įrengtas dviejų cilindrų 2400cm3 darbinio tūriovariklis išvystydavo 4,5AG galią.Sukimo momentas nuo pagrindinės pavaros pusašių grandinėmis buvoperduodamas į užpakalinius ratus. Vairo konstrukcija buvo įprasta tiemslaikams – vairuotojas valdė automobilį ne vairaračiu, o rumpeliu, kaipjūrininkas! Toks vairo mechanizmas buvo tikslus, bet reikalavo išvairuotojo didelio dėmesio ir nemažos jėgos, nes visi kelio nelygumai,smūgiai būdavo perduodami vairuotojo rankai (rumpelį laikydavo kairiąjaranka, o dešiniąja vairuotojas perjunginėdavo pavaras, stabdydavo), ir jągreitai nuvargindavo. Automobilis neturėjo nei durelių, nei priekiniostiklo, bet jau turėjo sparnus, atlenkiamą odinį stogą, acetileno žibintus.Jis svėrė 750kg ir buvo 3m ilgio.Šis automobilis buvo labai patikimas – rasti dokumentai pasakoja, kad“Panhard-Levassor 4CV” valstybinėje tarnyboje išbuvo dvylika metų, kol 1908metais nutarta parduoti jį aukcione. Kaip nurodo savo ataskaitoje Vilniauskelių apygardos viršininkas, automobilis nebegalėjo įveikti pakilimų kelioruože tarp Šiaulių ir Tauragės. Remontui reikėjo daug pinigų, todėl buvopasiūlyta šį valdišką automobilį parduoti ir pirkti naują. Tolesnio pirmojoLietuvoje važinėjusio automobilio likimo išsiaiškinti nepavyko.Bet grįžkime į XIX amžių. Tais pačiais, 1896 metais, pirmasis “Benz-Velo”tipo automobilis pasirodo Taline, o 1898 metais Rygoje jau važinėja netkeli automobiliai. Laikraščiuose ir žurnaluose pasirodo pirmosiosautomobilių reklamos. Automobiliai tada kainavo nuo 1400 iki 2600 rublių.Rusijos imperijoje atsiradus pirmiesiems automobiliams, prireikė ir keliųeismo taisyklių. Archyviniai dokumentai patikslino jų atsiradimo laiką –1896 metai.Carinės Rusijos, kurios dalimi buvo ir Lietuva, automobilizacijos vystymesi1903 metais įvyko lūžis – tada prasidėjo masinis automobilių įvežimas išužsienio. Daugiausia importavo Prancūzijos, Vokietijos ir Italijos firmųautomobilius. Jų padangos šnarėjo Vilniaus, Kauno gubernijų miestųgrindiniu. Netrukus bandoma organizuoti komercinius pervežimus. 1903 metaislietuvių verslininkai bando atidaryti tarpmiestinį autobusų maršrutą tarpLiepojos ir Klaipėdos. Tačiau šiam sumanymui trukdė blogi keliai, o nuoLiepojos iki Bernatų kelio išvis nebuvo – autobusas važiavo pajūriopaplūdimiu.Vėl sujungti Latvijos ir Lietuvos gubernijas bandyta 1908 metais, tačiauautobusas tarp Jelgavos ir Šiaulių kursavo neilgai.Automobilio su vidaus degimo varikliu idėjos privalumus įvertino ir Rygospramonininkai. Aleksandras Leitneris, gaminęs dviračius, 1898 metaissusipažino su triciklo “De Dion Bouton” konstrukcija ir sekančiais metaispritaiko šios prancūzų firmos variklį triračiui, o po to pradeda leistitikrus motociklus “Rosija”.Leitneris organizuoja ir automobilių surinkimą. Automobilių kėbulai buvogaminami Rygoje, o jiems montuodavo iš Europos importuotus “De DionBouton”, “Fafnir”, “Kudel” firmų variklius ir kitus agregatus. Kaip irmotociklai, tie automobiliai vadinami “Rosija”. 1901 metais Rygos 700 metųjubiliejaus parodoje eksponuotas Leitnerio fabrike surinktas automobilis“Rosija” buvo apdovanotas Didžiuoju prizu. Tai buvo pirmasis bandymasorganizuoti automobilių gamybą Pabaltijyje.

Alternatyvieji degalai vidaus degimo varikliuosePasaulyje kasmet didėja energijos poreikiai, tačiau kuro ir kiti energijosššaltiniai vis senka, todėl būtina racionaliai bei taupiai naudoti turimasatsargas, taip pat ieškoti galimybių naujiems energijos ištekliamspanaudoti. Keičiantis techninėms ir ekonominėms sąlygoms transportoenergetikoje, pamažu didės gamtinių dujų, sunkiųjų naftų ir bitumų, anglių,

degiųjų klinčių, biomasės ir kitų netradicinių žaliavų šaltinių vaidmuovidaus degimo variklių degalų gamyboje. Manoma, kad daugiausia naftosproduktų pasaulyje bus sunaudojama 2005 metais. Paskui naftos produktųnaudojimas ims staigiai mažėti, nes padidės alternatyviųjų degalųnaudojimas. Tikimasi, kad alternatyvieji degalai įvairiose transportorūšyse pasiskirstys taip: automobilių transporte – sintetiniai degalai,alkoholiai, vandenilis, dujos ir elektros energija; geležinkelio transporte– elektros energija; vandens transporte – akmens anglys ir atominis kuras;oro transporte – sintetiniai degalai, vandenilis ir atominis kuras.Pagrindinis energijos išteklių taupymo mūsų šalies transporte tikslas –žymiai sumažinti naftos produktų sunaudojimą, nes kone visa naftaimportuojama. Mažėjant naftos degalų sunaudojimui transporte proporcingaigerėtų ir ekologinė padėtis, ypač didžiuosiuose Lietuvos miestuose.Perspektyvus automobilių transporte skystųjų naftos produktų sąnaudųmažinimo būdas yra alternatyviųjų degalų naudojimas vidaus degimovarikliuose. Alternatyvieji degalai – tai ne iš tradicinių išteklių gaunamiskystieji ir dujiniai degalai.Pagal fizines ir chemines savybes bei saugojimo sąlygas transportopriemonių variklių alternatyvieji degalai gali būti skirstomi į 3 grupes:1. Naftiniai degalai su nenaftinės kilmės priedais. Šie priedai – taideguonies turintys junginiai: spiritai ir esteriai, vandens bei degalųemulsijos. Pagal eksploatacines savybes šie degalai yra artimi iš naftosdistiliuotiems degalams.2. Sintetiniai (dirbtiniai) skystieji degalai savo savybėmis artimitradiciniams naftos degalams. Jie gaunami perdirbant skystąją, dujinę arbakietąją žaliavą. Šiai grupei galima priskirti benzininius, reaktyvinius,dyzelinius ir dujų degalus, gaunamus iš sunkiųjų naftos produktų, gamtiniųbitumų, anglių, degiųjų klinčių, metanolio, taip pat degalus, gaunamustiesiogine CO ir H2 sinteze.3. Nenaftiniai degalai, kurie fizinėmis ir cheminėmis eksploatacinėmissavybėmis, o kartais ir agregatine būsena visiškai skiriasi nuo tradiciniųdegalų. Šiai grupei priskiriami spiritai, kai naudojami gryni (metanolis,etanolis), ir jų mišiniai su aukštesniaisiais spiritais (eteriais), taippat dujiniai degalai – gamtinės suslėgtosios arba skystosios dujos,skystosios naftos dujos (propanas, butanas), amoniakas, vandenilis,generatorinės ir dirbtinės dujos.Daugelis alternatyviųjų degalų savo fizinėmis, cheminėmis ireksploatacinėmis savybėmis labai skiriasi nuo tradicinių benzininių irdyzelinių degalų, todėl norint juos praktiškai pritaikyti reikės keistivariklių technines charakteristikas ir pačios transporto priemonėseksploatavimą.Kadangi Lietuva beveik visiškai priklauso nuo naftos importo, taupant jossąnaudas, tikslinga naftinės kilmės degalus pakeisti kitais, iš vietiniųatsinaujinančių išteklių išgaunamais degalais. Vienas tinkamiausių mūsųgamtinėms ir ekonominėms sąlygoms alternatyviųjų degalų yra iš biomasėsišgaunamas etilo spiritas.Vilniaus Gedimino technikos universitete Automobilių transporto katedrojepagal Panevėžio spirito gamyklos akcinės bendrovės “SEMA” užsakymą buvoatlikti spirito gamybos atliekų pritaikymo vidaus degimo variklių degalamsteoriniai ir eksperimentiniai (laboratoriniai) tyrimai. Šių tyrimų tikslas– teoriškai ir eksperimentiškai ištirti spiritinių degalų naudojimo vidausdegimo varikliuose galimybes, nustatyti optimalią benzino ir etanoliomišinio sudėtį ir įvertinti galingumo, ekonomiškumo bei ekologiniusrodiklius.Buvo išnagrinėti spiritinių degalų (alkoholių) panaudojimo vidaus degimovarikliuose trūkumai ir pranašumai palyginti su degalais, pagamintais išnaftos. Alkoholių privalumai šie:– didelis oktaninis skaičius (110–115 tiriamuoju metodu);– plačios užsiliepsnojimo ribos;– didelis liepsnos greitis;– didelė garavimo šiluma, didinanti tūrinį kaitringumą;– mažesnis išmetamų deginių toksiškumas;– suodžių nuosėdų nesusidarymas cilindruose;– tirpumas vandenyje.Didžiausi trūkumai tokie:– mažas cetaninis skaičius (3–8);– didelis sočiųjų garų slėgis (nors tai gali būti kaip privalumas mažinantgaravimo nuostolius);– didelė garavimo šiluma, apsunkinanti variklio paleidimą;– padidėjęs formaldehidų kiekis deginiuose;– grynų alkoholių garų uždarose patalpose sprogimo galimybė.Alkoholių molekulių deguonies atomai yra kur kas mažesnės molekulinėsmasės, todėl geriau sudega ir mažiau tarpinių medžiagų išskiria.Etilo ir metilo spiritų tūrio vienetas energijos išskiria daugiau už kitųrūšių alternatyviuosius degalus.Kadangi spiritiniai degalai yra didelio oktaninio skaičiaus, tikslingiaujuos naudoti kibirkštinio uždegimo varikliuose. Naudojant spiritiniusdegalus galima padidinti oro ir degalų mišinio slėgį prieš uždegimą, oro irdegalų santykį bei liepsnos plitimo greitį. Dėl to gerėja varikliųefektyvumas. Norint kuo geriau išnaudoti antidetonacines spiritų savybes irpritaikyti variklį grynam spiritui, reikia padidinti variklio suspaudimolaipsnį iki 12–14. Pagrindinis alkoholių trūkumas – didelė garavimo šilumair mažas sočiųjų garų slėgis, apsunkinantis variklio paleidimą. Etanoliošios eksploatacinės savybės yra geresnės nei metanolio. Kad varikliopaleidimas palengvėtų, į spiritus įmaišoma 6–8 proc. dimetilo eterio, kurisužtikrina normalų variklio paleidimą esant –250C temperatūrai.Naudojant alkoholius kaip variklio degalus, sumažėja kenksmingų medžiagųkiekis išmetamuose deginiuose. Dėl žemesnės degimo temperatūros varikliocilindre susidaro iki 10 proc. mažiau azoto oksidų.Kadangi alkoholiuose yra degimo procese dalyvaujančio deguonies, vykstatobulesnė degimo reakcija ir susidaro mažiau negalutinio degimo deginių –anglies monoksido CO ir angliavandenilių CH. Tačiau išmetamuosiuosedeginiuose padidėja aldehidų kiekis, ir jis didėja didėjant spiritokoncentracijai mišinyje. Veikiant grynu spiritu varomam varikliui aldehidųišmetama 2–4 kartus daugiau nei varant variklį benzinu.Nuo grynų spiritų smarkiau šyla variklių cilindro ir stūmoklio grupėsdetalės, nes ant cilindro sienelių patenka nemažai neišgaravusių degalų,kurie nuplauna nuo sienelių alyvą, ir ant besitrinančių paviršių susidarospirito ir alyvos emulsija. Alkoholis veikia alyvos priedus ir sumažina jųefektyvumą.Benzino ir spirito mišinys išsisluoksniuoja patekus į jį nors irnedideliems drėgmės kiekiams (vandens priemaišų yra pradinėse medžiagose –benzine, spirite arba atsiranda kaupiantis hidroskopinei drėgmei), todėlvarikliui tinka skaidrūs, stabilūs benzino ir spirito mišiniai, gaminami suįvairiais stabilizatoriais.Parenkant benzino, eterių ir aldehidų frakcijos bei fuzelio santykius,gaunama skaidri, stabili, tinkanti varikliui be konstrukcinių pakeitimųvandens, benzino bei etanolio kompozicija, kuri apiforminta kaip išradimas.Kadangi etanolio oktaninis skaičius yra didelis (108), t.y. 10–25 vienetaisdidesnis už benzino oktaninį skaičių, todėl mažo oktaninio skaičiausbenziną (pvz., A-76) maiššant su etanoliu galima gauti didelio oktaninioskaičiaus degalus. Tačiau atlikus eksperimentinius tyrimus paaišškėjo, kaddidėjant etanolio tūrio daliai mišinyje su benzinu, mišinio oktaninisskaičius didėja ne pagal tiesinę priklausomybę. Todėl buvo sudarytatikslesnė benzino ir etanolio mišinių oktaninio skaičiaus nustatymoformulė:OSm=OSb+0,00220·E3-0,00222·E2 +0,24731·E-0,08665;čia OSm – benzino ir etanolio miššinio oktaninis skaičius;

OSb – benzino oktaninis skaičius;

E – etanolio dalis, tūrio procentas.Variklio bandymai parodė, kad karbiuratorinis variklis be specialiųkonstrukcijos pakeitimų, varomas benzino ir spiritiniais mišiniais, veikiastabiliai, kai etanolio kiekis mišinyje ne didesnis kaip 14 procentų.Iš variklių, varomų benzinu ir benzino bei etanolio mišiniais, šiluminioskaičiavimo rezultatų analizės galima daryti šias išvadas:1. Įmaišius į benziną 14 proc. tūrio etanolio, variklio lyginamosios degalųsąnaudos be padidėja apie 6 proc., o įmaišius 25 proc. tūrio etanolio – bepadidėja apie 10 proc., kadangi etanolio kaitringumas 1,6 karto mažesnis užbenzino kaitringumą.2. Variklio, varomo benzino ir etanolio mišiniais, vidutinis indikatorinisslėgis padidėja 4 proc., o efektyvusis naudingumo koeficientas padidėja 5proc. palyginti su benzinu. Dėl to pasiekiama variklio efektyvioji galia irsukimo momentas padidėja 3– 5 procentais.3. Veikiant varikliui, varomam benzinu ir benzino etanolio mišiniais,lyginamosios energijos sąnaudos yra apylygios.

Toliau, mūsų nuomone, reikia atlikti automobilių, varomų spirito ir benzinomišiniais, eksploatacinius bandymus, kurių metu būtų parinkta mišiniopagaminimo, transportavimo ir laikymo technologija.Naudojant spiritinius priedus degaluose būtų galima išspręsti žemdirbiųišaugintos produkcijos supirkimo problemą, atgaivinti merdinčias spiritogamyklas, kurios veikia maždaug tik 20 proc. pajėgumu, sukurti papildomųdarbo vietų, sumažinti naftos importo poreikius bei aplinkos teršimą. Tamturi būti sukurta teisinė bazė bei numatytas ekonominis skatinimas naudotispiritinius degalus. Be to, tai padėtų išspręsti konfiskuoto kontrabandinioalkoholio problemą.

[pic] Mokslas ir automobilis

Ratas atsirado prieš 6000 metų, vėjo varomas automobilis – prieš 400 metų,garo mašinos varomas prancūzų konstruktoriaus N.Ž.Kiunjo automobilis –prieš 230 metų, idealaus variklio teoriją prancūzų profesorius S.Karnosukūrė prieš 177 metus, o pagal ją vokiečių išradėjai N.Otas, K.Bencas,G.Daimleris, V.Maibachas ir R.Dyzelis paskutiniais XIX a. dešimtmečiaissukūrė veikiančius šiluminius vidaus degimo variklius ir jiems pritaikytusdviračius, triračius ir keturračius automobilius. Paskutiniaisiais XIX a.metais S.Peterburgo inžinierius G.Trinkleris patobulino R.Dyzelio variklįdyzelino įpurškimui vietoj oro kompresoriaus įrengęs didelio slėgio kurosiurblį. Tokie slėginio suspaudimo varikliai automobiliuose naudoti visą XXamžių.Pirmoji S.Karno vidaus degimo variklių 1824 m. teorija nusakė svarbiausiąteiginį, kad variklis gali veikti tik esant aukštos temperatūros degimoprocesui ir žemos temperatūros šaltiniams (duslintuvui, radiatoriui), todėlnaudingumo koeficientas niekada negali būti lygus vienetui. Įvertinusvariklio nuostolius dėl siurblių, ventiliatoriaus naudojimo, trintiestransmisijoje galutinis automobilio naudingumo koeficientas tėra apie 33procentus. Taigi įpylus į baką 100 litrų benzino, tik 33 litrai suka ratus,kiti išsisklaido į aplinką kaip teršalai ir šilumos nuostoliai. Todėl perpaskutinį XX a. dešimtmetį visų mokslininkų pastangos buvo sutelktosnaudingumui padidinti ir išmetamų į atmosferą teršalų kiekiui sumažinti.Nors dabartinis 33 proc. naudingumo koeficientas yra ne toks mažaspalyginti su pirmą kartą 1860 m. išbandytu garo mašinos pavidalo vidausdegimo varikliu, kai vietoj garo įleidžiant ir uždegant gamtines dujasbandytojui prancūzui Ž.E.Lenuarui dėl ne vietoje pastatytos mišiniouždegimo žvakės viduryje cilindro, o ne gale, pavyko pasiekti tik 0,4 proc.naudingumo koeficientą. Taigi mokslo ir eksperimentų dėka per 100 metųnaudingumo koeficientas padidėjo beveik 100 kartų.Vyresnio amžiaus vairuotojai prisimena XX a. vidurio automobilį “Pobieda”su 2 litrų 50 AG varikliu, sunaudojančiu iki 15 litrų benzino 100 km, o2000 m. aplink pasaulį keliavęs serijinis automobilis VW Lupo su 1,1 litro61 AG varikliu sunaudodavo vidutiniškai 2,5 litro dyzelino 100 km, t.y. perpastaruosius 50 metų mokslo laimėjimai padėjo sumažinti kuro sunaudojimądaugiau kaip 5 kartus esant panašiai variklio galiai. Nereikia pamiršti,kad atitinkamai sumažėja ir degimui reikalingas oro kiekis bei į atmosferąišmetamų teršalų. Gal ir mažai kas pagalvoja, kad dūmai su suodžiaispadengia Centrinės Europos kalnų snieguotas viršūnes, jas greičiau tirpdosaulė ir sukelia anksčiau neregėtus potvynius Vokietijoje, Lenkijoje,Čekijoje.Didžiuliai mokslo laimėjimai elektronikos, medžiagotyros, prietaisųpramonės srityse tuoj pat buvo pritaikyti automobiliuose. Tai irelektroninio įpurškimo ESM valdomos sistemos, ir elektromagnetiniaiuždegimo sistemų davikliai, ir siurbliai, reguliatoriai, plastmasinėslingės, ir t.t. Mokslas pakeitė net tokias nusistovėjusias sistemas, kaipakumuliatoriai: juose įrengiami ESM valdomi pašildytuvai ir maišytuvaišaltam variklio paleidimui, rengiamasi naudoti kondensatorius, o starteriusir generatorius – montuoti ant smagračių šitaip padidinant sukimo momentąir apsaugant elektrines grandines nuo drėgmės važiuojant drėgnu keliu.Tokia elektrinė variklio paleidimo sistema įgalina pradėti važiuoti galinga

kondensatorių baterija maitinamu iki 10 AG starteriu. Vadinasi, sumažėsvariklių triukšmas ir tarša prie šviesoforų.Didžiulis mokslinis darbas atliekamas tobulinant degimo procesą cilindrevirš stūmoklio. Ruošiant optimalų turbulentinį priešpriešinį kuro ir orosusimaišymą, įrengiant 3 įleidimo ir 2 išleidimo vožtuvus, įpurškiantbenziną tiesiai į cilindrą už įleidimo vožtuvo (GDI – Gasoline DirectInjection), naudojant 2 žvakes arba uždegant kibirkštį tarp žvakės irjudančio stūmoklio pasiekiamas tobulas kuro sudegimas ir minimaluskenksmingų oksidų susidarymas kibirkštinio uždegimo varikliuose.Dar įdomesni mokslo laimėjimai slėginio uždegimo varikliuose (neteisingaivadinamuose dyzeliniuose). Kad būtų gauti kuo mažesni rūko pavidalodyzelino lašeliai, jie išpurškiami 200 MPa (2000 atmosferų)elektromagnetiniais siurbliais, atidarant kompiuteriu valdomuelektromagnetu kuro purkštuvą dviem etapais: iš pradžių per 0,001 sekundėsbe triukšmo uždegama 12,5 proc. dyzelino, paskui per kitas 0,007 sekundės įdegančią aplinką suleidžiamas ir visiškai sudeginamas likusis kuro kiekis.Dyzelis veikia taupiai, be dūmų ir triukšmo. Tokie TDI pavadinimo varikliaijau įstatomi Volksvagen, Škoda, Seat ir kai kuriuose kitų vokiečių beiamerikiečių firmų automobiliuose, jų pavyzdžiu paseks ir kitos firmos.Iš esmės nauji mokslo laimėjimai bus diegiami automobiliuose ir ypač jųjėgainėse XXI amžiuje. Vaizdumo dėlei realiausi pasikeitimai pateikiamilentelėje.Mažėjančios naftos ir dujų atsargos (užteks 50 metų!) bei didėjantysekologiniai reikalavimai ir kainos privers daugiausia dėmesio skirtielektromobiliams. Jų visų maitinimui Lietuvoje reikės 10 kartų daugiauelektros energijos nei šiuo metu pagamintų visu galingumu veikiančios (kolkas politikų neuždarytos) atominė ir šiluminės elektrinės. Juk po 10-20metų 1-2 milijonus Lietuvoje esančių automobilių pervedus į elektros trauką(po 20 kW galios kiekvienam) bus reikalinga elektrinių galia 40 000 000 kW.O iš kur juos paimsi, kai arabai naftos jau neturės? Net pakeitus uždaromąIAE trigubai galingesne, susidarytų 2 kartus mažesnė galia negu reikia.Taigi jauniems Lietuvos politikams dabar pats laikas mokytis aritmetikos,nes teks šimteriopai atstatyti dabartinių nemokančių skaičiuoti politikųgriuvėsius, priešingu atveju visiems teks važinėti oranžiniais dviračiais,ką pranašingai numatė jaunieji Vilniaus miesto vadovai.Lentelės viršuje parodyta, kad XXI a. Lietuva neapsieis be nepavojingosvaldomos termobranduolinės elektrinės, o jos veikimui reikalingo sunkiojovandens (deuterio) atsargos pasaulyje neribotos (lentelės paskutinėeilutė). 1 litras deuterio tolygus 300 litrų benzino, o pasaulinių atsargųužteks 10 milijardų metų!Kaip matyti iš lentelės, šiuo pereinamuoju laikotarpiu didžiausiasmokslininkų dėmesys krypsta į vandenilį naudojančius vidaus degimovariklius ir tobulesnius kuro elementus, tiesiogiai chemiškai be degimogaminančius elektros energiją 60 proc. naudingumu. Vandenilis bus laikomaskuro bakuose esančiose intermetalidų (75 proc. FeTiH ir 25 proc. Mg3NiHx)kapsulėse, sugeriančiose jo iki 1000 kartų didesnį tūrį (mokslas!).Panaudojus moderniausius elektrinius akumuliatorius mieste galima busvisiškai likviduoti taršą, o tarpmiestiniams pasivažinėjimams naudotihibridinius variklius. Juose, be akumuliatoriaus ir elektros variklio,įrengiamas nedidelis, užmiestyje automatiškai pasileidžiantis, ekonomiškasvidaus degimo variklis. Tarša minimali.Tokie automobiliai jau keleri metai gaminami Japonijoje, Amerikoje,Prancūzijoje. Vienas iš jų – Toyota Prius buvo demonstruotas 2001 m. rudenįįvykusioje automobilių parodoje Kaune. Tokiam hibridiniam automobiliui galibūti naudojamas ir Lietuvoje gaminamas rapsų ar grūdų kuras, juolab kad joreikia tik 1-2 l/100km.Lentelėje, be elektrinių akumuliatorių, pateikti mechaniniaiakumuliatoriai. Tai labai perspektyvus mokslo laimėjimas visuomeniniamsmiesto, priemiesčių ir tarpmiestiniam transportui, taip pat priemiestinėmsautomatricoms.Šiuo metu Vilniuje svarstomi prieš kelis šimtus metų atrasto ir Kaunenaudoto “Konkės” pavadinimu tramvajaus įrengimo projektai. Dėl jo metaliniųratų sukeliamų vibracijų neigiamo poveikio pastatams, siaurų gatviųužgriozdinimo, laidų kibirkščiavimo ir kitų neigiamų savybių galima tikkritiškai juos vertinti.Reikia vėl susidomėti naujausiais šios srities mokslo laimėjimais –mechaniniais akumuliatoriais – iš plonų vielų ar folgos susuktais, avarijųatvejais nepavojingais smagračiais. Lietuvos mokslininkai ir konstruktoriaivisiškai pajėgūs tokius įrengimus sukurti ir panaudoti vietoj dabartiniųnepaslankių ir netobulų troleibusų.Kaip tokie elektra pakraunami mechaniniai akumuliatoriai gali būtinaudojami troleibusuose, automatricose, priemiesčio transporte, geraimatyti iš 1 paveikslėlio. Sustojus stotelėje smagratis įsukamas nuokintamosios 380 V elektros srovės transformuojamu elektros varikliu, kurisatsijungęs nuo tinklo tampa generatoriumi ir smagračio energiją perduodaratams veždamas keleivius iki 10 km atstumu, pvz., per visą Laisvėsprospektą Vilniuje. Esant atstumui tarp stotelių 1-2 km kiekvieną kartą,kol keleiviai išlipa ir įlipa, smagratis papildomai įsukamas ir šitaip galivažiuoti neribotą atstumą. Nereikia brangių nuolatinės srovės pastočių suaptarnaujančiuoju personalu, storo vario trolėjų su nutrūkstančiu irstabdančiu visus troleibusus ryšiu (arba pavogtais laidais). Už jų judantispaprastas transportas su veikiančiais vidaus degimo varikliais kamščių metudaugiau teršia nei troleibusai grynina, o jei sustos siauroje gatvėje 10tramvajų nutrūkus nuolatinei srovei? Mokslininkai tokiai atgyvenai niekuonepadės. O girobusas su mechaniniu akumuliatoriumi gali puikiausiaiapvažiuoti aplinkine gatve 10 km iki kito turinčio kintamąją elektros srovęstovo. Naudojant mechaninę jėgainę (1c pav.) siūlomoje priekaboje, šiaisugedus pakanka per kelias minutes prikabinti kitą, atsarginę, su įsuktusmagračiu ir važiuoti toliau. Viskas labai paprasta ir viską galimasukonstruoti, pagaminti Lietuvoje buvusioje “Pergalės” ir Tankų remontogamykloje Kaune. Tik padangas tektų įsivežti.Plečiantis pasaulinei automobilių pramonei (metinė gamyba siekia 40milijonų), padidėjo rinkos konkurencija ir daugelio originalių mokslolaimėjimų nebuvo galima įgyvendinti. Atsirado gamybą supaprastinantys iratpiginantys, tačiau nepatogūs ir brangūs vairuotojams technologiniaisprendimai, įmantrūs išorinio dizaino atributai bei elektroniniai efektai.Tai ypač būdinga naujai atsirandančioms ir greit bankrutuojančioms firmoms,kurios stengiasi pateisinti savo produkciją didelėmis išlaidomis reklamai.Tai akivaizdu stebint subjektyvius metų automobilio rinkimus. Jų gaminamiautomobiliai kasmet keičia išorę, variklio konstrukcijas ir, žinoma, negalibūti ilgaamžiai. Jie atitinka trumpalaikio naudojimo “šratinuko” įvaizdį,tuo tarpu solidūs žmonės mėgsta naudotis “amžinuoju parkeriu” (mercedesais,rolsroisais, audėmis ir pan.).Tokiais pavyzdžiais galima laikyti technologijai naudingą, bet valdymuipavojingą skersinį variklio pastatymą priekyje su priekiniaisvarančiaisiais ratais ir “saugos sistemas” su nuo mažiausio prisilietimosubyrančiais brangiais plastmasiniais buferiais, ir aptakias užpakalineskėbulo dalis, kai keleiviams ne tik sunku įlipti, bet ir sėdint galvąreikia pataikyti į viršuje padarytą įdubimą (pvz., naujajame Audi-6).Rimtos firmos dažniausiai išvengia šių brangių reklaminių triukų, naudojasimokslo laimėjimais, todėl jų automobiliai net po kelerių metųeksploatacijos išlaiko savo vertę, o po 30-40 metų jų kaina padidėjadešimteriopai. Autoriui žinomas atvejis, kai po pusės metų eksploatacijosLietuvoje niekaip nesisekė parduoti vieno Rytų šalies automobilio, norsgarantija galiojo metams……Mokslo laimėjimų įtaka transporto technologijų plėtrai nesustos niekada. Betransporto neįmanoma jokia civilizacija, jokios katastrofų, taip pat irkarų likvidavimo priemonės, neįmanoma nei aviacija, nei susisiekimasjūromis. O šiose srityse, mažėjant ir brangstant organinio kuro atsargomspasaulyje, mokslo laimėjimų naudojimas gyvenimo reikmėms neišvengiamas.