Jak płacić mniej za paliwo?

Oto opis projektu tego rozwiązania, z którym czytelnik zwracał się już do samorządów i ministerstw. Niestety, władze nie wyraziły zainteresowania, wszak im większe zużycie drogiego paliwa, tym większe dochody dla budżetu...

"Na początek dla przypomnienia postaram się , w miarę prosto, opisać

GŁÓWNE PRZYCZYNY MARNOTRAWSTWA PALIWA W JEŹDZIE MIEJSKIEJ

Przepraszam za ten przydługi wstęp tych, dla których są one oczywiste, lecz wymaga tego niski stan świadomości większości kierowców i urzędników.

Pierwszym, najważniejszym powodem jest bardzo duża ilość pracy, którą wykonać musi silnik podczas częstych przyspieszeń. Udział tej części w całkowitej ilości pracy wytwarzanej przez silnik pojazdu w tak zwanym ruchu miejskim oceniany jest na 35 aż do ponad 70%. Udział ten stale wzrasta ze względu na to, że maleje zapotrzebowanie związane z dwoma pozostałymi głównymi składnikami bilansu, czyli z oporami toczenia ( coraz dokładniejsze komputerowe ustawianie geometrii kół, oszczędniejsze opony ), oraz oporami powietrza ( bardziej opływowe nadwozia ). W "odchudzaniu" pojazdów, póki co, postęp nie jest tak szybki, a nawet zdarza się że następna generacja konkretnego modelu ma masę większą od poprzednika. To właśnie wprost od masy zależy ilość pracy wytworzonej przez silnik podczas przyspieszania.

Aby zmniejszyć ilość energii zużywanej podczas przyspieszeń, konieczne jest zatem zmniejszenie ich ilości.

A kiedy są one konieczne ?

Oczywiście że wtedy, gdy przedtem nastąpiło zahamowanie pojazdu. Mam nadzieję, że oczywiste dla każdego jest więc również to, że konieczne jest zmniejszenie ilości zahamowań.

Najważniejszym czynnikiem to umożliwiającym mogłaby być inteligencja kierowców, którzy powinni właściwie i odpowiednio wcześnie reagować na sytuacje powodujące konieczność hamowania. Przez właściwe reagowanie w większości przypadków należy rozumieć zmniejszenie nacisku na pedał "gazu", lub też wyłączenie biegu i jazdę na luzie. Wówczas to silnik nie wykonuje niepotrzebnej pracy, która za chwilę byłaby marnowana podczas hamowania, a następnie musiałaby być odtworzona kosztem dodatkowej ilości paliwa.

Sytuacje o których mowa, to np. stojąca kolumna pojazdów, piesi przechodzący przez jezdnię po przejściu, a także znaczna część skrzyżowań.

Bardzo dużą ilość hamowań powoduje sygnalizacja świetlna i w tym przypadku ich uniknięcie jest, póki co, bardzo utrudnione. Problemem jest to, że kierujący nie wie jak długo jeszcze będzie włączone światło zielone, i w związku z tym czy jest sens "deptać" gaz, czy też nie. Jedynym sposobem na uniknięcie hamowań jest zakładanie w większości sytuacji, że się nie zdąży i przyspieszanie jedynie wówczas, gdy światło zielone dopiero się przed chwilą włączyło. Postępowanie takie powoduje jednak niekiedy spowolnienie ruchu (oczywiście tylko w sytuacjach gdy okazuje się że jednak by się zdążyło ), a poza tym wydłuża czas pracy silnika na biegu jałowym podczas którego następuje wówczas spalanie znaczącej ilości paliwa powodując przy tym, zwłaszcza w starszych pojazdach, wzrost toksyczności spalin. Dodatkowe niebezpieczeństwo polega na denerwowaniu niektórych jadących z tyłu bezmózgowców ze zbyt ciężką nogą.

Pewną dodatkową informację można wywnioskować obserwując kolumnę pojazdów jadących z naprzeciwka. Odległość pierwszych pojazdów tej kolumny od skrzyżowania świadczy o czasie jaki upłynął od włączenia światła zielonego. Informacja taka jest jednak nieprecyzyjna, a jej przydatność jest ograniczona, gdy czas od włączenia jest długi, a kierowca rzadko przejeżdża dane skrzyżowanie i nie orientuje się, jak długi jest na nim cykl zmiany świateł.

Jak łatwo się domyślić, rozwiązaniem problemu jest dostarczenie kierowcy informacji o czasie pozostałym do zmiany koloru. To właśnie jest przedmiotem usprawnienia, którego opis zamieszczam poniżej. Kierowcy w momencie ujrzenia sygnalizacji, jeszcze gdy znajdowaliby się daleko od niej mogliby ocenić czy zdążą przejechać na świetle zielonym jadąc z aktualną prędkością. Wówczas to mogliby podjąć decyzję o utrzymaniu tej prędkości, lub też przyspieszeniu. Jeżeli zaś oceniliby, że nie zdążą, mogliby zdjąć nogę z gazu i "wrzucić" luz, tak sterując prędkością by dojechać podczas następnego cyklu światła zielonego. W międzyczasie korzystaliby z informacji o czasie pozostałym do zmiany z czerwonego na zielone.

Nim przejdę do opisu rozwiązania wspomnę jeszcze o drugiej przyczynie wysokiego spalania w mieście, jaką jest niska przeciętna sprawność silników pracujących w obecnych warunkach ruchu miejskiego.

Sprawności ta w przypadku tłokowych silników spalinowych zależy od warunków jego pracy tzn. od prędkości obrotowej i od obciążenia. Tylko w pewnym zakresie tych obrotów i obciążeń możliwe jest uzyskanie sprawności zbliżonej do maksymalnej. Oznacza to, że częste zmiany tych warunków występujące podczas przyspieszeń powodują jej spadek.

Połowicznym rozwiązaniem jest zastosowanie przekładni bezstopniowej lub tzw. napędu hybrydowego szeregowego ( w którym silnik napędza jedynie prądnicę ). W tych układach napędowych można stabilizować warunki pracy silnika podczas rozpędzania . Problemem jest jednak to, że po rozpędzeniu do prędkości dozwolonej w mieście tzn. do 50 km/h i kontynuacji jazdy z tą prędkością zapotrzebowanie na moc spada znacznie poniżej 5 kW, a taka wielkość przy używanych obecnie silnikach o pojemnościach powyżej 0,6 L powoduje że ich sprawność gwałtownie wówczas maleje.

Jedynym rozwiązaniem jest więc umożliwienie jazdy z możliwie stałą prędkością i takie dopasowanie wielkości silnika ( praktycznie: zmniejszenie go ), by wielkość pobieranej z niego mocy występująca przy tej prędkości umożliwiała pracę w najkorzystniejszych warunkach. Będzie to wymagało zwiększenia udziału pojazdów zaprojektowanych specjalnie do użytku w mieście, w większości przypadków dwuosobowych wielkości Smarta. Warunkiem koniecznym tego, by jazda pojazdami z małymi silnikami nie była uciążliwa ze względu na ich małą zdolność przyspieszania jest stosowanie ograniczenie liczby sytuacji wymagających przyspieszeń i hamowań, a więc znów doszliśmy do tego samego wniosku.

OBECNE DZIAŁANIE SYGNALIZACJI

Sygnalizacja aktualnie stosowana na drogach publicznych nie informuje kierujących z wyprzedzeniem o momentach zmiany poszczególnych kolorów. Zastosowanie świateł żółtych jest jedynie półśrodkiem, gdyż dostarcza kierującym takiej informacji dopiero bezpośrednio przed zmianą światła zielonego na czerwone i na odwrót. Również tzw."zielona fala" pozwala tylko domniemywać kierowcy iż zdąży on przejechać skrzyżowanie do którego się zbliża , i może mieć zastosowanie jedynie w przypadku części sygnalizatorów. Wskaźniki zalecanej prędkości są przydatne jedynie gdy natężenie ruchu nie przekracza pewnej wartości granicznej i jest to sposób nieodporny na zakłócenia w ruchu. Przydatność takiej informacji maleje wraz ze wzrostem odległości od wyświetlacza, gdyż decyzja o przyspieszaniu lub zwalnianiu powinna być podejmowana możliwie wcześnie. Poza tym, jak dowodzi praktyka (Kraków,Chorzów) informacja ta jest niewygodna i jest ignorowana przez kierowców.

Istnieją na świecie pewne rodzaje urządzeń informujących o czasie pozostałym do zmiany koloru, lecz czynią one to w sposób niewygodny dla kierowcy, uniemożliwiając tym samym zmianę zachowań kierowców na masową skalę, co jest warunkiem koniecznym osiągnięcia wszystkich opisanych poniżej korzyści z upłynnienia ruchu.

PROPONOWANE ROZWIĄZANIE WSKAŹNIKA CZASU POZOSTAŁEGO DO ZMIANY KOLORU

Do podania informacji byłyby wykorzystane dwie pionowe kolumny lampek: jednej czerwonych (2) i jednej zielonych (1) umieszczone nad standardowym zestawem .

Z chwilą zapalenia "podstawowego" światła zielonego włączałaby się również dodatkowa kolumna lampek zielonych po czym następowałoby wygaszanie poszczególnych lampek z tej kolumny. W momencie zgaśnięcia ostatniej lampki następowałaby zmiana koloru. Analogicznie działałaby kolumna lampek czerwonych . Jeżeli ktoś jeszcze nie wyobraża sobie jak to wygląda, to mogę zaprezentować działający model urządzenia.

Uważam, że jest to najwygodniejszy sposób podania informacji o czasie, gdyż nie wymaga jak w przypadku wyświetlaczy cyfrowych przenoszenia punktu skupienia wzroku na samo urządzenie, a poza tym malejący obszar świecący angażuje do interpretacji swego znaczenia umysł i uwagę kierującego znacznie mniej niż cyfry.

ROZWIĄZANIE NIE PODLEGA JUŻ OCHRONIE PRAWNEJ !

SKUTKI BEZPOŚREDNIE ODCZUWALNE PRZY ISTNIEJĄCYCH POJAZDACH polegałyby na zmniejszeniu:

1) Zużycia paliwa wynikającego ze zmniejszonego zapotrzebowania na energię .Po wprowadzeniu postulowanego rozwiązania ilość energii marnowanej przy hamowaniu zostałaby kilkukrotnie zmniejszona. Bezpośrednio po wprowadzeniu wskaźników nie jest możliwe obniżenie zużycia paliwa o ok.70% czyli proporcjonalnie do spadku zużycia energii. Dopiero zastosowanie mniejszych silników spalinowych umożliwi takie, a nawet jeszcze większe oszczędności ( kto czytał uważnie wstęp wie dlaczego ).

2) Ilości emitowanych spalin ze względu na p.1

3) Zużycia układów hamulcowych i opon wynikające z radykalnego obniżenia liczby i intensywności koniecznych zahamowań ( co jest ważne przy zmniejszonej przyczepności np. w zimie ). Oznacza to mniejszą ilość pyłów, np. rakotwórczych z azbestowych okładzin hamulcowych starego typu, które w trakcie tego procesu powstają.

4) Zużycia elementów pojazdów: okładzin ciernych i mechanizmów dociskowych sprzęgieł , zazębień niższych biegów oraz przekładni głównych , łączników (tuleje metalowo-gumowe oraz "gałki" ) w zawieszeniu kół napędzanych, przegubów napędowych a także samych silników wynikające z wyeliminowania konieczności ruszania z miejsca na skrzyżowaniu i gwałtownego przyspieszania ( też ważne w zimie ).

5) Stresu wynikającego z niepewności kierowcy czy zdąży on/ona przejechać skrzyżowanie na świetle zielonym.

6) Skutków niektórych wypadków, co byłoby spowodowane zmniejszeniem chwilowych prędkości osiąganych przez pojazdy, których kierowcy w wielu sytuacjach unikaliby niepotrzebnego rozpędzania. Prędkość średnia decydująca o czasie podróży nie zmniejszyłaby się, a nawet mogłaby wzrosnąć, gdyż w chwili włączenia światła zielonego pojazd mógłby już być rozpędzony.

Dodatkowym pozytywnym efektem byłoby prawdopodobnie zmniejszenie ilości wypadków na skrzyżowaniach ze względu na mniejszą ilość wjechań na czerwonym. Obecnie w momencie zapalenia światła żółtego większość kierowców jest rozpędzona i zaczyna dopiero podejmować decyzję o hamowaniu lub przyspieszaniu, co często kończy się właśnie wjechaniem na czerwonym. Gdy będą zainstalowane wskaźniki czasu, wówczas ci nieliczni kierowcy, którzy źle ocenią możliwość przejechania na zielonym wjadą podczas trwania światła żółtego.

7) Efektu blokowania skrzyżowań przez pojazdy o mniejszej zdolności przyspieszania .

8) Hałasu wytwarzanego przez silniki podczas przyspieszania i niepotrzebnej jazdy ze zbyt wysokimi prędkościami.

9) Efektu wygniatania dróg w czasie postojów przed światłami. Oprócz niszczenia w ten sposób nawierzchnii przez ciężkie pojazdy ma miejsce efekt związany z tym, że w czasie przejazdu przez nierówności następuje zwiększone zużycie elementów zawieszeń oraz straty energii. Wygniecenia powodują również straty energii gdy sygnalizacja jest wyłączona, związane z hamowaniem przed nimi.

Ponadto nastąpiłoby zwiększenie przepustowości skrzyżowań ze względu na to, że w momencie zapalenia światła zielonego kolumna pojazdów przekraczająca skrzyżowanie byłaby już rozpędzona. Dodatkowym czynnikem byłaby możliwość zmniejszenia strat czasu powodowanych przez przejściowe fazy sygnalizacji ( światło żółte dla obu kierunków ) dzięki ich skróceniu. Byłoby to możliwe bez obniżania poziomu bezpieczeństwa, a wręcz przeciwnie, ze względu na możliwość bardziej stanowczego egzekwowania zakazu wjazdu "na żółtym", który obecnie jest de facto fikcją.

SKUTKI POŚREDNIE WYSTĘPUJĄCE WRAZ ZE ZMIANĄ STRUKTURY ZBIORU POJAZDÓW PORUSZAJĄCYCH SIĘ W MIASTACH

Ogólnie rzecz ujmując: odczulibyśmy wszelkie korzyści związane z ich "odchudzeniem".

Tempo z jakim zachodziłyby zmiany zależne byłoby od :

- intensywności wprowadzania opisanego usprawnienia oraz akcji uświadamiania kierowców

- właściwej i szybkiej reakcji przemysłu motoryzacyjnego.

- zwalczania przez policję i sądy niewłaściwych zachowań głupich i wściekłych kierowców, takich jak np. zajeżdżanie drogi tym, którzy słusznie zwalniają przed światłem czerwonym, o przypadkach przemocy nie wspominając.

Szybkie spełnienie tych warunków umożliwiłoby zmniejszenie mocy i pojemności skokowych silników w pojazdach używanych w mieście. Po prostu w przypadku możliwości płynnej jazdy zanikłaby przewaga samochodów z mocniejszymi silnikami, a zatem należy domniemywać iż o wyborze pojazdu używanego do jazdy miejskiej decydowałyby w większym stopniu względy ekonomiczne jak niższa cena pojazdu , opłaty i inne koszty eksploatacyjne. Niższe moce maksymalne silników pojazdów spowodowałyby wzrost ich względnych obciążeń, co na ogół wiąże się ze wzrostem sprawności, co w połączeniu ze spadkiem masy pojazdów spowodowałoby dalszy spadek zużycia paliwa.

Pragnę również zwrócić uwagę na pośredni, aczkolwiek istotny niezwykle, skutek polegający na zmiejszeniu zużycia energii i materiałów potrzebnych do wytworzenia mniejszych silników , a co za tym idzie mniejszych układów przeniesienia napędu .

Należy zaznaczyć , iż efekty inwestycji byłyby również przydatne w przyszłości gdyż opisane wyżej zalety zachowają aktualność po zastąpieniu obecnie używanych samochodów przez te z elektrycznymi i hybrydowymi układami napędowymi . Układy te posiadają wprawdzie możliwość odzysku energii podczas hamowania, lecz sprawność tego procesu maleje wraz ze wzrostem mocy hamowania ( ta sama zależność dotyczy przyspieszania ) . Z kolei ruszanie z miejsca powoduje straty związane z niską sprawnością silników elektrycznych gdy ich prędkość obrotowa jest bliską zeru. Oczywistym jest więc, iż ze względu na zwiększenie sprawności pracy napędu elektrycznego będzie można go stosować w większej ilości przypadków tzn. na dłuższych dystansach. W układach hybrydowych zmniejszenie wymagań wobec zdolności przyspieszania umożliwiłoby obniżenie masy akumulatorów, które w nich o tej zdolności współdecydują .

Dodatkowo, dzięki zmniejszeniu liczby i intensywności zahamowań byłaby ułatwiona zmiana konstrukcyjna w przyszłych pojazdach polegająca na przeniesieniu hamulców przed półosie, co zmniejszyłoby masę nieresorowaną. Oprócz poprawy własności jezdnych pojazdów ( m.in. przyczepności na złych nawierzchniach ) spowolniłoby to zużycie nawierzchni jezdni dzięki zmniejszeniu obciążeń dynamicznych powodowanych przez koła.

Po zastosowaniu usprawnienia może nawet nastąpić efekt sprzężenia zwrotnego spowodowany spadkiem cen korzystania z coraz oszczędniejszych ( z mniejszymi silnikami spalinowymi ) taksówek , co spowoduje że więcej osób będzie korzystać z nich zamiast z własnych pojazdów, co spowoduje zmniejszenie zatłoczenia w miastach i pełniejsze pod względem czasowym wykorzystanie taksówek, a więc spadek cen i.t.d.

Tanie taksówki byłyby czynnikiem sprzyjającym transportowi zbiorowemu na dłuższych dystansach. Można zaryzykować stwierdzenie, ze nawet przy odległościach powyżej kilkunastu kilometrów, zwłaszcza w aglomeracjach rozwiązaniem wygodniejszym od jazdy własnym samochodem byłby dojazd taksówką do stacji kolejowej czy też przystanku.

Należy w tym miejscu zaznaczyć, że aby było to możliwe należy znieść ( i to już od zaraz ) wszelkie przepisy ograniczające konkurencję czyli n.p. limity ilości taksówek.

PRZEWIDYWANE TRUDNOŚCI

Domyślam się, iż największe wątpliwości mogą wystąpić co do tego, ilu kierujących zechce wykorzystać zalety wskaźników po ich zainstalowaniu zmieniając odpowiednio styl jazdy. Uważam że :

- Podanie im tak dobrze widocznej, łatwo zrozumiałej, oraz trudnej do niezauważenia informacji skłoni ich do czynności zwanej myśleniem. Po prostu to tak jakby powiedzieć kierowcy:" nie spiesz się, bo i tak nie zdążysz". W przypadku polskich kierowców wyrobienie odpowiednich nawyków będzie wymagało trochę więcej czasu niż u innych, bardziej zdyscyplinowanych nacji. Jest to jeden z argumentów za jak najszybszym zastosowaniem usprawnienia.

- Konkurencja, poprzez konieczność obniżki kosztów, wymusi odpowiednią zmianę stylu jazdy przez kierowców pojazdów, które są wykorzystywane w celach zarobkowych (taksówki , autobusy, samochody ciężarowe i dostawcze ).

- W sytuacji gdy do skrzyżowania zbliżać się będzie rząd samochodów, a jeden z kierowców, posiadający przypadkowo zdolność myślenia, widząc że nie zdąży przejechać na świetle zielonym, lub że czerwone będzie jeszcze zapalone przez pewien czas, zwolni zdejmując nogę z gazu i wyłączając bieg ,to wymusi w ten sposób podobne zachowanie na jadących za nim.

PERSPEKTYWY WDROŻENIA ROZWIĄZANIA...

... wyglądają bardzo pesymistycznie ze względu na postawę władz, których bezczynność świadczy o złej woli. Ofertę wykorzystania mego rozwiązania otrzymały już w 1998 roku zarówno władze centralne jak i samorządowe. Oficjalnie podaną przez Ministerstwo Transportu przeszkodą we wprowadzeniu rozwiązania jest niezgodność z przepisami międzynarodowymi, a później w Min. Infrastruktury odrzucono ja pod pretekstem rzekomych zagrożeń dla bezpieczeństwa związanych z przyspieszaniem przez kierowców chcących za wszelką cenę zdążyć "na zielonym " ( co można przecież łatwo rozwiązać fotoradarami ). Świadczy to o niezrozumieniu skali możliwych korzyści ( nieporównywalnych z, nierealnymi zresztą, sankcjami ), i/lub chęci utrzymywania wysokiego zużycia paliw w celu dalszego czerpania dochodów z podatków nałożonych ( słusznie ) na ich cenę.

Za zwłokę płaci cały lud pracujący miast i wsi, głównie ze względu na ceny zawyżone przez nadmierne koszty transportu.

Na zakończenie chciałbym zwrócić uwagę na to, że dalsza zwłoka w zastosowaniu opisanego usprawnienia może w przyszłości okazać się bardzo kosztowna. Kraj, który to uczyni jako pierwszy może dzięki niższym kosztom transportu uzyskać olbrzymi wzrost konkurencyjności swej gospodarki, jednocześnie stając się mniej uzależnionym od dostawców ropy. Wspomnieć również trzeba o możliwości odsprzedania dodatkowych limitów emisji CO2. Kraj, który będzie zwlekał ( głupio by wyszło gdyby był to Kraj Kochany Nasz) odczuje skutki wręcz przeciwne jeżeli zostanie wyprzedzony przez innych.

I należy niestety stwierdzić, że byłoby to w pełni zasłużone ! "

(imię i nazwisko do wiadomości redakcji)

(Tekst z archiwum serwisu Motoryzacja)