Archív hírek
2010. október 22.
Vendégünk volt: Hans Peter Lenz
Október 14-én Univ.-Prof. Dr. techn. Dipl.-Ing. Hans Peter Lenz, a bécsi műszaki egyetem nyugállományú professzora, az osztrák Gépjárműtechnikai Egyesület elnöke látogatott Intézetünkbe. "Tendenciák a járműtechnikai fejlesztésekben" címmel tartott előadását nagy érdeklődés és számos izgalmas kérdés követte.
Habár a kutatási-gyártási lehetőségek köre rendkívül széles, a professzor véleménye szerint a gépjárművek fejlesztési tendenciáit alapvetően az ügyféligények és a mindenkori törvények szorítják korlátok közé. Utóbbiak nem differenciálnak, a műszaki, környezetvédelmi és egyéb előírások minden járműkategóriára egyformán érvényesek. Nem úgy a vevők elvárásai. Ha csupán a személygépkocsi-gyártást vizsgáljuk, alapvetően három kategóriában jelennek meg markáns, a fejlesztő munka során feltétlenül méltányolandó vásárlói igények. A nagy teljesítményű járművek híveit a megjelenés, a státus, döntően tehát az érzelmek motiválják. Közepes kategóriákban a kényelem és a biztonság, míg a kisebb járművek alkotta alsó osztályokban az üzemeltetési költségek, az üzemanyag-fogyasztás az elsődleges szempont. Bármelyik kategóriát vizsgáljuk, lényegében a meghajtás területén három irányzat különül el világosan: a hagyományos belső égésű erőforrások tökéletesítése, a „hibridizálás" és az elektromos meghajtás.
Dr. Borsi Zoltán, Dr. Prof. Hans Peter Lenz, Dr. Heinczinger Mária, Dr. Kovács Miklós, Dr. PhD Vörös Attila és Dr. Merétei Tamás
Ami a belső égésű motorokban rejlő fejlesztési lehetőségeket illeti, Lenz professzor meggyőződése, hogy bár az elmúlt évtizedekben számos forradalminak is nevezhető újdonság született a motortechnikában, valójában még mindig hatalmas tartalékokkal rendelkezünk ezeken a területeken. Példaként említette a töltési folyamatok, a befecskendezés korszerűsítését, a súrlódási teljesítményvesztés mérséklését, a downsizing, a lökettérfogat csökkentését, no meg a kevesebb hengerrel rendelkező motor-generációk kifejlesztését. Konkrét példaként említette azt az új Opel erőforrást, amelynél a motor valóságos igényei által vezérelt kenőolaj-szivattyú működtetése egyharmaddal kisebb meghajtó teljesítményt, ebből adódóan egy százalékkal kevesebb tüzelőanyag-felhasználást eredményezett. Mindemellett a rezonátoros szívócső feltöltésnél, továbbá a kipufogó rendszernél is van „spórolási" lehetőség, mint ahogy az állítható szelepvezérlés is jelentős megtakarítást eredményezhet. És akkor még nem beszéltünk a piezzo vezérlésű befecskendező fúvókáról, a start-stop üzemről, az elektronikával szabályozott generátorról. Vagyis - a professzor szavaival élve - sok apró lépéssel még mindig komoly eredményekkel kecsegtet a fejlesztési tevékenység. Bizonyíték erre a belső égésű motorok előbb felsorolt tökéletesítésével elért 15 százalékos fogyasztáscsökkenés.
Tüzelőanyag-fogyasztás szempontjából a belső égésű motorok teljes üzemi tartományában vannak kedvező és kedvezőtlen pontok. Ennek kompenzálása érdekében születtek meg az első hibrid hajtásláncok, amelyekben a motor mindig a legkedvezőbb tartományban működhet. A többlet energiát a generátor az akkumulátorba juttatja, ahova a fékezéskor átalakított mozgási energia is kerül. A kedvező hatások egy átlagos személygépkocsi üzemben (városi és országúti átlagban) nem jelentősek, ellenben a tömegközlekedés járműveinél akár 30 százalékos üzemanyag-megtakarítás is jelentkezhet főként városi forgalmi viszonyok között. Diesel motorral működő (egyébként leghatékonyabb) full-hibrid kombináció esetén mintegy 25-35 százalékos CO2 csökkenést is elkönyvelhet az üzemeltető (de leginkább a környezet), természetesen a közel két és félszeresére ugró fejlesztési-gyártási költségek (gCO2 megtakarítás/euro) megfizetését követően. Lenz professzor szerint mindez azt jelenti, hogy a többlet költségek csak a hibrid-üzemű jármű teljes élettartama alatt térülnek meg. (Az externáliák szemszögéből kifejezetten jó üzletről beszélhetünk, amennyiben a széndioxid kibocsátás is kétharmados értéken marad a teljes üzemidő alatt!)
Az elektromos hajtás elterjedésében is fő szerepet játszik a költség. Az elektromos hajtás tömegessé válása globális értelemben természetesen fosszilis tüzelőanyag-magtakarítást eredményezne, a "tiszta" járművek a klímavédelem meghatározói tényezői lehetnének világszerte. Csakhogy a főként a politikusok által favorizált elektromos jármű mintegy 10-15 ezer euróval drágább, mint egy hagyományos erőforrással rendelkező személyautó. Kisebb a teljesítmény, csekély a hatótávolság (főleg télen), szegényes az infrastruktúra, és lényegesen hosszabb időt vesz igénybe a „tankolás". Logikus ellenérv: amint telik az idő, úgy válik egyre hatékonyabbá a rendszer. Lenz professzor is egyetért ezzel az érveléssel, de az előadásában korábban említett nehézségek miatt az elektromos autók rohamos elterjedéssel nem számolhatunk. Ráadásul egy nagyon érdekes összefüggésre is felhívta a figyelmet. Az első Lohner-Porsche elektromobil 110 évvel ezelőtti bemutatása óta ugyanis nem történt forradalmi fejlődés az elektromos energia tárolása tekintetében. Tömegegységre vetített energiatároló kapacitás tekintetében még a mai legkorszerűbb akkumulátor is mintegy két nagyságrenddel elmarad a benzin vagy a gázolaj energiatároló képességéhez képest.
Mindazonáltal az elektromobil gyakorlatilag „nulla emissziója" - vitathatatlan. Ha csak magáról a járműről beszélünk. Amennyiben azonban az elektromos energia előállításának körülményeit is figyelembe vesszük, akkor már nagyobb veszély fenyegetheti a környezetet. Attól függően, hogy az elektromos energiát atomerőműben, CO2-mentes vízi erőműben vagy szénnel működtetett erőműben állítják elő - Kínában például 90 százalékban szénerőművek termelik az elektromos energiát -, globális értelemben feltétlenül megjelenik a széndioxid is. Egy 2010-es fejlesztésű 1,2 literes VW TDI motor fajlagos emissziója 87g CO2/km, ami kedvezőbb, mint az elektromos energia előállítása során keletkező világátlag (110g CO2 /km). Az előrejelzések szerint 2030-ig leginkább a szénfelhasználás nő, a gáz, a megújuló energiaforrások és az atomenergia előállítása mérsékelten emelkedő tendenciával jellemezhető. Mindez nem az elektromos meghajtású autók tömeges elterjedését vetíti előre. Hogy mit hoz a legközelebbi jövő? Lenz professzor szerint a következő 20 évben mindenekelőtt a korszerűsített belső égésű motorokkal kell számolni. Sem az elektromos hajtás, sem pedig a hibrid (kivéve a tömegközlekedést és a nagyteljesítményű személygépkocsi kategóriákat) nem számíthat szélesebb körű elterjedésre.
Az előadást követően számos kérdés, vélemény hangzott el, az elsők egyike éppen a média szerepével összefüggésben. Munkatársunk szerint miközben a sajtó, egynémely tudományos és politikai körök erőteljesen szorgalmazzák a megújuló energiák használatát, az európai járműgyártók nem osztják ezt a véleményt. "Mindenekelőtt hatalmas infrastrukturális befektetésekre van szükség" - válaszolt vendégünk, majd hozzátette: a legnagyobb problémát a megtermelt energia tárolása jelenti. Személyes véleménye szerint az atomerőmű az egyetlen széndioxid-mentes erőforrás, ami jelentős mennyiségű elektromos energiát képes előállítani, igaz, a nukleáris erőműveket egyetlen országban sem övezi lakossági szimpátia.
Egy másik felvetésre válaszolva a professzor elismerte az etanol kedvező károsanyag-kibocsátási paramétereit, mégis némi fenntartással beszélt a gabona alapú nyersanyagok élelmiszertermelésre gyakorolt kedvezőtlen piaci hatásairól. Nem is leplezte az első generációs bio tüzelőanyagokkal szembeni szkepticizmusát, ellenben nagy jövőt jósolt a teljes terméket feldolgozó második generációs energiaforrásoknak.
Számos hátránya ismert az elektromos autónak, akkor miért igyekszik minden gyár elektromos járművel előrukkolni? - kérdezte egyik kollégánk. Mindenképpen elgondolkodtató a több évtizedes szakmai múlttal, jelentős tudományos tapasztalattal rendelkező professzor válasza. Kifejtette: a média megkülönböztetett figyelme tette naggyá az elektromos autókat, de ez mindenképpen veszélyes politika. Hasonló a helyzet a hidrogénhajtású hajtáslánccal kapcsolatban is. Mindkét esetben jelentős probléma az előállítás és a tárolás, ezen kívül a szükséges nyersanyagokban sem bővelkedünk. Egy doktori disszertáció éppen mostanában igyekszik a probléma végére járni. Ha pedig tovább növekszik az (jórészt gerjesztett) igény, félő, még nagyobb bajba kerülünk. Ennek ellenére mindenki épít elektromos autót, leginkább marketing okokból. Igaz, a mérnökök sokat tanulnak a fejlesztések során, mindazonáltal a fejlesztési költségeik egészen kis részét vonja el ez a szegmens.
Kérdésként merült fel a start-stop rendszer egyik vélelmezhető fogyatékossága, amikor is az újraindítást követő pillanatban drasztikusan megnő a károsanyag-kibocsátás. Lenz professzor elismerte a probléma létezését, de véleménye szerint elektronikus vezérléssel már megoldották a hibát; a vezérlés segítségével abba a hengerbe történik a befecskendezés, amelyik éppen „készen áll" a gyújtási folyamat beindítására. Vagyis nem keletkezik el nem égett üzemanyag.
Egyik kérdezőnk azt firtatta, hogy a személygépkocsi alakjának változtatásában lát-e még tartalékokat a légellenállás csökkentésére? Vendégünk véleménye szerint személygépkocsiknál igen csekély a potenciál, mert például az első szélvédő dőlésszögének további csökkentésével nagyobb lenne a szélvédő felülete, a nagyobb ablak több napsugarat nyelne el, jobban melegedne a kabin, ami viszont nagyobb teljesítményre sarkallja a légkondicionáló berendezést. Ez pedig teljesítményvesztést jelent, vagyis amit nyernénk egyik oldalon, azt könnyen elveszíthetjük a másikon. Más a helyzet a haszongépjárműveknél, ott még jelentős tartalékok vannak az alaktényező javításában.
Számos kérdés hangzott még el a beszélgetés során, valamennyi ismertetésére természetesen nincs lehetőségünk. Még egy felvetés azonban feltétlenül ide kívánkozik. Az automobilipar igyekszik csökkenteni a fogyasztást és a CO2 kibocsátást. Vajon ezzel az önmérséklettel az emberiség ténylegesen kedvezőbb irányba befolyásolhatja a klíma változását, vagy csupán erős gazdasági-politikai érdekek szorgalmazzák ezt a "feszültséget"? A professzor szerint két álláspont feszül egymással szembe, az egyik az emberi tevékenységgel hozza összefüggésbe a légkörben lejátszódó káros folyamatokat, a másik, a kisebb létszámú „csapat" szerint az emberi civilizációtól független, természeti törvények okozta változásokról van szó. Jelenleg az autóipar a nagyobb csoport álláspontját fogadja el, persze kérdéses, függhet-e az igazság az őt képviselő tudósok számától?
A kérdés nem dőlt el október 14-én. Ám igencsak elgondolkodtató, érdekes és hasznos két órát tölthettünk Lenz professzorral.
Köszönjük.
