Math Science Chemistry Economics Biology News Search
Ο τροχός εφευρέθηκε πριν 5000 περίπου χρόνια και πολλοί πίστευαν ότι είναι η πιο σημαντική εφεύρεση. Με την προσθήκη τροχών σε αμαξίδια και άλλα οχήματα της ξηράς, κατέστη δυνατή η μεταφορά ανθρώπων και προϊόντων από τόπο σε τόπο.
Τα πρώτα αυτοκίνητα κατασκευάστηκαν από τον Καρλ Μπεντς και τον Γκότλιμπ Ντέμλερ στη Γερμανία, τη δεκαετία του 1890. Ήταν γνωστά ως «άμαξες χωρίς άλογα», με ταχύτητα 20 χλμ/ώρα. Το ταξίδι έγινε πιο εύκολο και πιο σύντομο, καθώς δεν χρειάζονταν πλέον οι συχνές στάσεις για τη φροντίδα των ζώων. Κάποιοι αντιπαθούσαν αυτές τις άμαξες επειδή έπαιρναν δύσκολα μπρος, έβγαζαν μαύρο καπνό, έκαναν θόρυβο και συχνά χαλούσαν.
Το 1885 ο Γερμανός Καρλ Μπενζ κατασκεύασε ένα τρίτροχο αμάξι με βενζινοκινητήρα, ήταν το πρώτο αυτοκίνητο που πουλήθηκε στο κοινό αλλά δεν είχε επιτυχία διότι είχε μόλις 12 χλμ/ώρα και μεγάλους κραδασμούς, επειδή τα ελαστικά του ήταν συμπαγή.
Ο Γάλλος Αρμάντ Πεζό, ενώ κατασκεύαζε εργαλεία και ποδήλατα, το 1889, δημιούργησε ένα ατμοκίνητο όχημα και σε δύο χρόνια κυκλοφόρησε το 1912 και πούλησε γύρω στα 3000 αυτοκίνητα τα επόμενα 4 χρόνια.
Το 1908 η εταιρία Φορντ κυκλοφόρησε το «Μόντελ-Τ» που ήταν περισσότερο εύκολο στην οδήγηση και φθηνότερο από άλλα αυτοκίνητα, διότι ήταν το πρώτο αυτοκίνητο που κατασκευάστηκε σε γραμμή παραγωγής. Δηλαδή κάθε εργαζόμενος πρόσθετε ένα κομμάτι στο αυτοκίνητο καθώς περνούσε από μπροστά του πάνω σε έναν κυλιόμενο ιμάντα. Το συγκεκριμένο αυτοκίνητο χρειαζόταν μόνο 90 λεπτά για να συναρμολογηθεί.
Ο Άγγλος μηχανικός Χένρι Ρόις και ο Τσαρλς Ρολς, που λάτρευε τα αυτοκίνητα, δημιούργησαν εταιρεία που περίπου το 1910 κυκλοφόρησε το αυτοκίνητο πολυτελείας «Ρολς-Ρόις Σίλβερ Γκοστ».
Με το πέρασμα του χρόνου τα αυτοκίνητα άλλαξαν πολύ. Σήμερα κινούνται ομαλά στους δρόμους και με μεγάλες ταχύτητες. Διαθέτουν άνετα καθίσματα, χώρο για αποσκευές, σύστημα κλιματισμού για ευχάριστη θερμοκρασία στο εσωτερικό τους, σύστημα δορυφορικής πλοήγησης, στερεοφωνικό για ψυχαγωγία και ακόμη μερικά αυτοκίνητα διαθέτουν τηλέφωνο και τηλεόραση. Για την ασφάλεια των επιβατών υπάρχουν οι ζώνες ασφαλείας και αερόσακοι που φουσκώνουν σε περίπτωση ατυχήματος.
Τα περισσότερα αυτοκίνητα εξακολουθούν να χρησιμοποιούν ως καύσιμο βενζίνη ή πετρέλαιο ντίζελ, που, δυστυχώς, προκαλούν μολυνση της ατμόσφαιρας και συμβάλλουν στην κλιματική αλλαγή και το «φαινόμενο του θερμοκηπίου», καθώς στα καυσαέρια περιέχονται διοξείδιο του άνθρακα, μονοξείδιο του άνθρακα, οξείδια του αζώτου, του θείου, άκαυστοι υδρογονάνθρακες και στερεά μικροσωματίδια.
Για να γίνουν τα καυσαέρια λιγότερο βλαβερά, έγινε αφαίρεση των δηλητηριωδών συντηρητικών από τη βενζίνη και δημιουργήθηκε η αμόλυβδη βενζίνη. Τη δεκαετία του ’90 άρχισε να χρησιμοποιείται ο καταλύτης, δηλαδή ένα εξάρτημα που μετατρέπει τα καυσαέρια σε υδρατμό, σε μονοξείδιο και σε διοξείδιο του άνθρακα
Παρόλα αυτά εξακολουθώντας το αυτοκίνητο να προκαλεί έντονα προβλήματα στην ατμόσφαιρα έγιναν και γίνονται σημαντικές προσπάθειες: 1. στην ανάπτυξη της λεγόμενης «πράσινης τεχνολογίας» ώστε να μειωθούν τα μειονεκτήματα των συμβατικών αυτοκινήτων, 2. στη χρήση δύο ειδών πηγών ενέργειας, ήδη κυκλοφορούν στο εμπόριο τα λεγόμενα «υβριδικά αυτοκίνητα», τα οποία κινούνται τόσο με υγρά καύσιμα όσο και με ηλεκτρική ενέργεια και 3. στη μετάβαση από τη βενζίνη και το πετρέλαιο σε άλλες μορφές καυσίμων, όπως π.χ. υγραέριο, φυσικό αέριο, υδρογόνο, ηλεκτρικό ρεύμα, βιοντίζελ.
1. Οι κατασκευαστές συμβατικών αυτοκινήτων, με πετρελαιοκινητήρα ή βενζινοκινητήρα, παρουσίασαν νέα συστήματα «πράσινης» τεχνολογίας, όπως το αυτόματο σύστημα παύσης/εκκίνησης του κινητήρα στα φανάρια, τα ελαστικά χαμηλής τριβής, τα ελαφρύτερα υλικά (όπως λεπτότερο παρμπρίζ), την ανάκτηση ενέργειας κατά το φρενάρισμα, την ηλεκτρική υποβοήθηση του συστήματος διεύθυνσης, τη βελτιωμένη αεροδυναμική σχεδίαση κτλ. Η σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας που πετυχαίνουν αυτές οι τεχνολογίες κυμαίνεται μεταξύ 12-25% σε σχέση με ένα συμβατικό μοντέλο που δεν διαθέτει παρόμοια συστήματα.
2. Τα υβριδικά αυτοκίνητα βασίζουν τη λειτουργία τους σε δύο πηγές ενέργειας. Την κύρια πηγή την αποτελεί ένας βενζινοκινητήρας, ο οποίος συνεργάζεται με μια δευτερεύουσα πηγή που είναι συνήθως ένας ηλεκτροκινητήρας. Η ηλεκτρική ενέργεια που χρειάζεται για να κινήσει ένα αυτοκίνητο (π.χ. μέσα σε πόλη) ή για να ενισχύσει την απόδοση του βενζινοκινητήρα (π.χ. σε ανηφόρες ή επιταχύνσεις) παράγεται «εν κινήσει», καθώς ένα εξελιγμένο σύστημα ανακτά την κινητική ενέργεια του οχήματος και την αποθηκεύει σε μπαταρίες. Η υβριδοποίηση σήμερα είναι αρκετά διαδεδομένη και μπορεί π.χ. να περιορίσει την κατανάλωση ενός μικρομεσαίου οικογενειακού αυτοκινήτου ακόμη και σε 4-5 λίτρα/100 χλμ. Σε τελευταίο πειραματικό στάδιο βρίσκονται υβριδικά αυτοκίνητα που θα παρουσιάζουν περισσότερη αυτονομία, καθώς θα φορτίζονται από μια κοινή ηλεκτρική πρίζα.
Φορτίζονται από μια κοινή ηλεκτρική πρίζα.
Τα πλεονεκτήματα των υβριδικών αυτοκινήτων συνοψίζονται στα εξής: Τα υβριδικά αυτοκίνητα είναι λιγότερο ακριβά στη συντήρηση, η χρήση του ηλεκτροκινητήρα εντός πόλης εξοικονομεί καύσιμα και τα λιγότερα καύσιμα εκπέμπουν λιγότερα αέρια του θερμοκηπίου. Επαναφορτίζουν τις μπαταρίες τους όταν το αυτοκίνητο φρενάρει κερδίζοντας χαμένη ενέργεια. Επίσης επαναφορτίζονται όταν είναι στο ρελαντί, πχ περιμένοντας σε ένα φανάρι. Έχουν σημαντικά χαμηλότερα τέλη κυκλοφορίας.
3. α) Αυτοκίνητα κινούμενα με φυσικό αέριο ή υγραέριο: το φυσικό αέριο και το υγραέριο προσφέρουν οικονομία λόγω του χαμηλότερου κόστους τους σε σχέση με τη βενζίνη, διαθέτουν μεγάλο αριθμό οκτανίων με αποτέλεσμα να μην έχουν ανάγκη από ειδικά πρόσθετα, δεν υπάρχει διάβρωση, οπότε μεγαλύτερη διάρκεια ζωής τους αυτοκινήτου, που προκαλούν τα πρόσθετα για την καλυτέρευση της βενζίνης, έχουμε τέλεια καύση χωρίς καπνό και έτσι δεν έχουμε επικαθήσεις στους θαλάμους καύσης, έχουμε τέλεια ανάμειξη με τον αέρα διότι αναμειγνύονται δύο αέρια και όχι αέριο και υγρό που στις χαμηλές θερμοκρασίες παρουσιάζονται προβλήματα στην ανάμειξη αέρα-βενζίνης, τα καυσαέριά τους περιέχουν περίπου 60% λιγότερο CO και 50% λιγότερους άκαυστους υδρογονάνθρακες, ενώ αντίθετα οι εκπομπές οξειδίων του αζώτου είναι αυξημένες λόγω των υψηλότερων πιέσεων και θερμοκρασιών που αναπτύσσονται κατά την καύση.
β) Η υδρογονοκίνηση των αυτοκινήτων βρίσκεται ακόμη σε πειραματικό στάδιο. Ένα όχημα με κυψέλες καυσίμου έχει ρεζερβουάρ υδρογόνου αντί βενζίνης. Στην κυψέλη καυσίμου το υδρογόνο ενώνεται με το οξυγόνο της ατμόσφαιρας για την παραγωγή ηλεκτρισμού και έτσι δεν υπάρχουν εκπομπές CO2 ή άλλων ρύπων κατά την κίνηση του οχήματος. Μοναδική εκπομπή είναι το νερό, που παράγεται ως υποπροϊόν της ηλεκτρικής ενέργειας. Η κυψέλη καυσίμου λειτουργεί κυρίως ως ένας μικρός σταθμός ηλεκτρικής ενέργειας και όχι σαν μπαταρία. Μία συμπαγής και αποδοτική μπαταρία ιόντων λιθίου αποθηκεύει τον ηλεκτρισμό που παράγεται κατά το φρενάρισμα και την επιβράδυνση. Η μπαταρία συνεργάζεται με τη συστοιχία κυψελών καυσίμου για τη λειτουργία του οχήματος. Το πρόβλημα που υπάρχει είναι η έλλειψη δικτύου σταθμών ανεφοδιασμού με υδρογόνου, το οποίο πρέπει να αναπτυχθεί για να εφαρμοστεί και αυτή η τεχνολογία.
γ) Στο ηλεκτρικό αυτοκίνητο ένας ηλεκτροκινητήρας και μια συστοιχία μπαταριών αντικαθιστούν χιλιάδες άλλα εξαρτήματα των συμβατικών και των υβριδικών οχημάτων. Το αυτοκίνητο αυτό δεν χρειάζεται να του αλλάξουμε λάδια, δεν έχει εξάτμιση, ρεζερβουάρ ή πολύπλοκα συστήματα τροφοδοσίας καυσίμου, ενώ για μεγαλύτερη απόδοση και καλύτερη εκμετάλλευση χώρου ο μηχανισμός πρόωσης μπορεί να ενσωματωθεί στους τροχούς. Ακόμη δεν επιβαρύνει καθόλου το περιβάλλον των πόλεων όπου κινείται. Προς το παρόν μειονεκτήματα χαρακτηρίζονται το μεγάλο κόστος των μπαταριών και η μικρή τους αυτονομία και ακόμη η απουσία θορύβου κατά την κίνηση που είναι αρκετά επικίνδυνο στοιχείο.
δ) Πολλές έρευνες γίνονται ακόμη για το αυτοκίνητο που θα κινείται με βιοκαύσιμα. Τα καύσιμα που βασίζονται σε αλκοόλες –όπως η μεθανόλη– μπορούν να παρασκευαστούν συνθετικά από το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) που το βρίσκουμε στην ατμόσφαιρα και υδρογόνο. Έτσι η ποσότητα του CO2, που εκλύεται από τους κινητήρες εσωτερικής καύσης που λειτουργούν με μεθανόλη, μηδενίζεται, καθώς χρησιμοποιείται για την παραγωγή αυτής. των πόλεων όπου κινείται. Προς το παρόν μειονεκτήματα χαρακτηρίζονται το μεγάλο κόστος των μπαταριών και η μικρή τους αυτονομία και ακόμη η απουσία θορύβου κατά την κίνηση που είναι αρκετά επικίνδυνο στοιχείο.
Έτσι η ποσότητα του CO2, που εκλύεται από τους κινητήρες εσωτερικής καύσης που λειτουργούν με μεθανόλη, μηδενίζεται, καθώς χρησιμοποιείται για την παραγωγή αυτής.
Bibliography
- Disney Children’s Encyclopedia, 2007
- Newspaper “Ta Nea”, 26-27 June 2010
- Typos Sunday, 23 October 2011
- Magazine Eco, 2010
- www.econews.gr, Last visit Dec.2011
Iconography
| Experimental School of University of Macedonia, Thessaloniki, Greece |
| Victoria Datsi |
