Lesbók Morgunblaðsins - 27.03.1982, Blaðsíða 6

Þaö nýjasta í díselþróuninni: Opel-díselvél, sem vegur
ekki meira en venjuleg bensínvél.
Sjálfskiptíng úr Volvo, sem byggist á mismunandi trissum og kílreimum.
Hreyflar og orku-
spá til aldamóta
Nú á dögum eru bílar aö lang-
mestu leyti knúnir með eldsneyti
sem unnið er úr jaröolíu. Þaö sem
skiptir þó raunverulega máli meö
eldsneyti fyrir bíla í framtíöinni, er
spurningin um þaö hversu mikiö
magn frumorku, t.d. í formi sólar-
orku, jarðvarma, olíu eða kola eru til
staðar í hverju tilfelli. Ef möguleikar
á nægjanlegu magni frumorku eru
fyrir hendi, og hafi vandamálið með
vinnslu hennar verið leyst, allt eftir
því hvaða orkuform hentar viökom-
andi landi og þjóð best.
Auk þess eldsneytis sem best er þekkt,
þ.e. bensín og díselolía, gefur notkun jarð-
gass, alkóhóls (etanól og metanól), vetnis
og svo rafmagns, möguleika á því að knýja
bílhreyfla. Þar sem jarðgas, vetni og alk-
óhól eiga í hlut, er yfirleitt talað um „annars
konar eldsneyti" (alternative Kraftstoffe)
fyrir brunahreyfla. En vandinn í dag með
þetta annarskonar eldsneyti er, að í flest-
um tilfellum verður að vinna það úr frum-
orkugjöfum sem ekki eru til ótakmarkaðar
birgðir af, og magn þeirra til ráöstöfunar
getur þar að auki verið háð sveiflum í
heimspólitíkinni. Til þess að vinna orkuna í
það form, sem sóst er eftir í hverju tilfelli,
getur einnig reynst nauösynlegt aö nota
meira magn frumorku heldur en fullunnið
eldsneytið inniheldur sjálft að lokum.
Þá staðreynd, að bíll er mjög sjálfstæöur
í förum, má þakka fyrirkomulaginu á
orkumálum innan hans sjálfs. Það er að
segja; hann hefur með sér orkubirgðir „inn-
anborðs" hvert sem farið er, til ákveðinnar
yfirferðar. Einnig er mjög fljótlegt að
endurnýja þessar orkubirgöir. Þar sem
þyngd og rúmtak orkubirgðanna takmarka
hleðslu og flutningsgetu bílsins, hefur sem
hæst orkuþykkni viökomandi eldsneytis
(orkumagn á þyngdareiningu) afgerandi
kost í för með sér. í þessu tilliti hefur það
eldsneyti, sem í dag er notað, þ.e. bensín
og díselolía, yfirburði yfir orku í öðru formi.
Samkvæmt síðustu niðurstöðum vís-
indamanna er álitið, að þær birgðir, sem til
eru af jaröolíu og nýtanlegar eru á hag-
kvæman hátt, einnig bundnar í olíusandi
6
og -steini, ættu að vera tryggðar langt fram
yfir næstu aldamót. Reyndar meö því skil-
yrði, að þar sem komist verði af án orku
unninnar úr jarðolíu, verði notast við aðra
orkugjafa. Efni, sem unnin eru úr jaröolíu,
mættu þar að auki aðeins vera notuð þar
sem þeirra er þörf fyrir vélar, svo og í efna-
iönaði.
Ef önnur orkuform en bensín og díseolía,
eins og til dæmis alkóhól, eiga að nýtast
fyrir bílhreyfla, hefur það þann kost í för
með sér, að hvorki þarf að breyta innri
byggingu bílsins né hreyfilsins. Þannig er
hægt að blanda allt að 30% af alkóhóli í
eldsneyti sem unnið er úr jarðolíu, án þess
að það valdi þeim brunahreyflum sem nú
þekkjast miklum erfiöleikum. Notkun ann-
ars konar eldsneytis á þennan hátt hefur
reyndar í för með sér að undirbúa verður
ákveðnar orkuvinnsluáætlanir sem henta
því sérstaka „hráefni" sem orkan skal unn-
in úr, á hverju landsvæði fyrir sig. Þannig
hefur til dæmis ríkisstjórn Brasilíu komist
aö þeirri niöurstöðu, að alkóhól eigi best
við sem orkuform þar; Brasilíumenn ráöa
yfir miklum landsvæðum til ræktunar og
loftslagið er einnig vel til þess fallið. Þetta
gerir þeim kleift aö nota lífrænt hráefni í
miklum mæli til eldsneytisframleiðslu, án
þess aö það komi niður á matvælafram-
leiðslu þjóðarinnar. Á sama hátt er vel
hugsanlegt að í öðrum löndum, þar sem
mikið af sólarorku er fyrir hendi, væri hægt
að gera áætlun um vetnisvinnslu.
Fyrir utan rafmagnið, koma svo til ein-
göngu orkugjafar í fljótandi formi til greina
sem orkugjafar fyrir bíla; þar sem orkan er
bundin í efnaorku. Nú á dögum er ekki
betur vitaö en að varmaaflvélar séu best
fallnar til þess að breyta þessari efnaorku í
hreyfiorku. Varmaaflvélar eru til af mörgum
gerðum, eins og til dæmis gashverfill (gas-
túrbína), Stirlinghreyfill, gufuvél og svo
náttúrulega stimpilhreyflar eins og þeir
þekkjast í dag. Til þess að hægt sé að gera
samanburð í þeim tilgangi aö sjá hver
þeirra sé heppilegastur sem bílhreyfill,
verður að bera þá saman og meta eftir
þeim sömu kröfum og gerðar eru til bíl-
hreyfla nútímans. I þeim kröfum felst:
— sem best nýtni við orkubreytinguna
(þ.e. sem hagkvæmust nýting úr unninni
frumorku).
— minnsta möguleg þyngd og fyrirferð
hreyfils, ásamt öllu sem honum fylgir.
— sem skemmstur tími þar til hreyfillinn
JON B. ÞORBJÖRNSSON RÆÐIR UM FRAM-
TlÐ í BÍLAMÁLUM, EN HANN STUNDAR NÚ
NÁM í BÍLAVERKFRÆÐI í ÞÝSKALANDI
* — ■■ v er tilbúinn til notkunar, einnig í mjög köldu
, 1 veðri.
BILAR
— einföld stjórnun afkastagetunnar og
aðhaefing afkastaþarfarinnar að þreyti-
legum aðstæðum í umferöinni.
— lágmarksmengun, jafnt hvaö hávaöa
sem óhreinindi í útblástursgasi snertir.
Ef allir varmaorkubreytar, sem talist
geta nothæfir í bíla eru athugaðir á kerfis-
bundinn hátt með framgreind atriöi til
hliðsjónar, kemur óvefengjanlega í Ijós, aö
stimpilhreyflar nútímans, sem vinna á
grunni bensín- og díselhreyfla, samræmast
áðurnefndum kröfum betur en nokkrir aðr-
ir. Auk þess er álitið að enn megi mikið
betrumbæta þessa hreyfla á ýmsum svið-
um, svo þaö virðist að því leyti rétt og
verður að teljast framsýnt aö leggja aðal-
áhersluna á frekari þróun þeirra. Til dæmis
má ennþá bæta orkunýtinguna að mun.
Einnig koma aðrar áðurnefndar aflvélar
fyllilega til greina sem bílhreyflar. Svo mis-
munandi sem úrvinnsluaðferöir Stirling-
hreyfilsins og gashverfilsins annars eru, þá
eiga þeir þó sameiginlegt að þeir geta
brennt svo til hvaða eldsneyti sem er, og
gætu því kallast fjölbrunahreyflar. Meö
stöðugum bruna eins og gerist í þessum
hreyflum, á sér stað brunaferli sem heldur
magni óhreininda í útblástursgasi einstak-
lega lágu. Mun minni áhersla hefur hins-
vegar verið lögö á þróun þessara hreyfla
heldur en þróun stimpilhreyflanna.
Bensínhreyfillinn, sem langalgengastur
er í fólksbílum vegna gangmýktar og sér-
lega hárrar afkastagetu miðað viö þyngd,
gefur ennþá kost á verulega bættri nýtni
viö hlutaálag og fullt álag, ef hægt væri aö
stýra bruna eldsneytisins nákvæmar. Og
þaö er þegar fariö að gera, og veröur gert
í mjög auknum mæli í framtíðinni meö því
að notast við rafeindatæknina til víðtækrar
stjórnunar hreyfilsins. Nokkrir punktar sem
nefna má í þessu sambandi eru rafeinda-
stýröur kveikjutími til að gefa kost á hærra
þjapphlutfalli, rafeindastýrt blöndunarhlut-
fall lofts/ eldsneytis, rafeindastýrð bensín-
gjöf og jafnvel aftenging nokkurra strokka
við hentugar aöstæður. Ráðstafanir sem
þessar gera reyndar hreyflana flóknari og
þar með dýrari.
Díselhreyfillinn er sú varmaaflvél sem
hæsta nýtingarhlutfallið hefur, einkum þó
viö hlutaálag. Hann hefur reyndar þá ókosti
aö vera bæði þungbyggður og hávaðasam-
ur, og það krefst aukreitis ráðstafana. Aft-
ur á móti er það sérstakur kostur viö dís-
elhreyflana, að setja má forþjöppu viö þá
og eykst þannig ekki aöeins afkastagetan
miðað við þyngd, heldur minnkar einnig
eldsneytiseyðslan um leið. Sú varmaaflvél,
sem langbesta nýtnina hefur, er díselhreyf-
ill með beinni innspýtingu. Það kemur til af
því, að brunahólf þessarar vélar hefur
hlutfallslega minnst kæliflataryfirborö, og
'nýtist því varmaorkan betur í hreyfiorku en
í öðrum hreyfilgerðum. Því er þetta líka sá
hreyfill sem svo til eingöngu er notast við í
langferða- og vörubifreiöum í Evrópu í dag.
Svo vikið sé að rafbílum, þá er rafhreyf-
illinn sá orkubreytir sem breytir einni teg-
und orku í hreyfiorku með hæsta nýtnis-
hlutfallinu. Hér er um að ræða að breyta
raforku í hreyfiorku, og nemur nýtingin 70
til 90 hundraðshlutum. En það, sem fyrst
og fremst háir rafbílunum, er auk hins háa
verðs aðallega þyngd rafgeymanna. Marg-
földunarstuðull fyrir þunga sambærilegs
magns af hreyfiorku, sem fólginn er í bens-
íni eða díselolíu, er 120 til 180 sinnum
hærri fyrir raforku á rafgeymum. Þetta ger-
ir það að verkum að grundvallarókosturinn
við rafbílana, þ.e. þyngdin, virðist óumflýj-
anlegur þrátt fyrir aukna þróun og framfarir
á sviöi rafgeymasmíði. Annars gæti veriö