FOLOSIREA MOTORULUI

  Pentru modificarea funcţionării motorului, singurul mijloc de comandă, la îndemâna conducătorului este pedala de acceleraţie. Cu ea se modifică turaţia.

   Fiind la volan, conducătorul foloseşte motorul:

    - fie pentru propulsare - când apasă pedala de acceleraţie şi turaţia se măreşte - consumul de combustibil este mare şi viteza creşte. Dacă menţinem pedala într-o poziţie, turaţia rămâne constantă; la fel rămân consumul şi viteza;

- fie pentru frânare cu motorul - când se reduce apăsarea, ori nu se mai apasă deloc pedala şi turaţia descreşte - consumul de combustibil este infim sau nul.
Pentru a micşora prompt viteza, frânarea cu motorul nu este suficientă. Se foloseşte pedala frânei: piciorul drept eliberează pedala de acceleraţie, frâna de motor continuă a lucra şi, în plus, se apasă bine pedala frânei.

Puterea motorului:

- este mărimea cu care se apreciază, în condiţii de labotator-atelier, câtă energie mecanică furnizează motorul la diferite sarcini şi turaţii. 
Sarcini mari. Vorbind despre solicitările motorului de autoturism, ştim că are nevoie de putere mare pentru a obţine repede viteza dorită. Vorbind despre autocamion, ştim că are nevoie de putere mare pentru a merge în rampă, timp îndelungat cu încărcătură grea. Aceste două vehicule sunt dotate cu motoare de construcţie relativ diferită dar puterea lor nu diferă mult. Motorul autoturismului este uşor şi dedicat să furnizeze putere mare pe perioade scurte, pe când motorul camionului este mai greu şi rezistă la solicitări îndelungate.

Pe de altă parte, puterea nominală, confundabilă cu puterea maximă, este o caracteristică a motorului. Puterea motorului se măsoară în „cai putere” (CP) ori, mai rar, în kilowaţi (1 kw = 1,36 CP). Un cal putere este, ca măsură, puterea necesară pentru a ridica într-o secundă, greutatea de 75 kg, la înălţimea de 1 m. Noţiunile de putere şi turaţie (rot/min) servesc aici pentru a simplifica discuţia despre folosirea motorului de autoturism. Acesta este chemat rar şi pe perioade scurte să dezvolte putere mare. Solicitările mari, care obligă la consum excesiv de combustibil, sunt:

·     demarajul,

·     urcarea grăbită pe drumuri în rampă,

·   menţinerea în viteză excesivă; ceea ce este interzis pe drumurile publice.

In cursul solicitărilor de mai sus se comandă, prin apăsarea pedalei de acceleraţie, o turaţie mare de funcţionare, ceea ce mobilizează motorul să dezvolte automat multă putere, atâta câtă este necesară pentru a învinge sarcina. In alte momente de funcţionare, chiar dacă turaţia e mare dar solicitările mici - de exemplu, pe drum în palier şi viteză constantă - motorul dezvoltă automat numai puterea slabă, necesară învingerii micilor rezistenţe de pe acel parcurs, şi, consumă combustibil puţin, corespunzător învingerii unor sarcini uşoare.

Dacă avem nevoie să crească repede puterea se impune a vedea cum comandăm alimentarea cilindrilor motorului cu o cantitate sporită de aer, necesară arderii unei cantităţi mari de combustibil; problemă de conducere pentru o maşină cu cutie de viteze manuală. Soferul fără pregătire nu sesizează problema.
Normele privind evitarea poluării atmosferei interzic producerea în motoare a oxidului de carbon şi altor gaze nocive, rezultate din arderi incomplete, cu aer puţin. De aceea, dacă turaţia este mică, în cilindri vine aer insuficient iar monitorizarea nu admite, din această cauză, o cantitate mare de combustibil pentru ca va arde incomplet în motor. Nu contează că începem a apăsa mai mult pedala de acceleraţie. Turaţia va creşte încet, progresiv, monitorizat şi vom dispune de combustibil după măsura mică a volumului de aer existent.

-       La pornirea de pe loc, când este necesară multă energie, se poate comanda o cantitate mare de combustibil numai dacă înainte de a cupla ambreiajul, începem din timp accelerarea în gol - fără sarcină - pentru a obţine repede un flux mare de aer, cantitate  ce va fi monitorizată. Dacă accelerăm abia după cuplarea ambreiajului, când turaţia e mică, cilindrii vor primi combustibil puţin, corespunzător unor arderi complete în aerul puţin, aspirat. Turaţia va creşte greu, puterea de asemenea şi vom avea impresia că motorul nu mai trage. Alt dezavantaj decurge din aceea că la turaţie mică arderile vor fi rare, cu flăcări mari iar forţele mari realizate vor duce la uzuri mari, premature pentru motor. Motorul poate chiar să tindă a trepida. Dar, asigurând o turaţie mare, în gol, vom înteţi arderea cu flăcări mărunte şi dese, iar apoi la pornire, turaţia mărită, combustibilul mult, comandat şi admis va asigura puterea necesară, arzând cu flăcări normale. La pornirea în rampă, fie rampă mică, fie mare, vom folosi frâna de mână, astfel ca încă din staţionare, să putem muta piciorul drept de pe frână, pe acceleratie şi să turăm bine motorul înainte de cuplarea ambreiajului şi pornirea de pe loc.

-              În alte cazuri, cum e demararea în forţă pentru depăşire, vom alimenta cilindrii cu mult aer trecând schimbătorul din timp într-o treaptă inferioară. Astfel, comandand o turaţie mai mare,  vom beneficia de mult aer disponibil pentru ardere. Viteza va creşte lesne chiar dacă treapta e inferioara. Vom proceda aşa, accelerând din timp, cu uşurinţă, oricând vrem putere mare dar motorul refuză să-şi mărească imediat turaţia. Să reţinem că obişnuinţa de a folosi o turaţie mică pentru a obţine putere mare duce cu timpul la uzuri timpurii şi la defecţiuni. Soferii fără pregătire îşi formează părerea, greşit preconcepută, că la turaţie mărită motorul consumă mai mult combustibil. Dar aprecierea corectă se sprijină pe ideia că numai învingerea unor sarcini cere consum pe măsură, potrivit monitorizării.

Motoarele autoturismelor obişnuite au puteri nominale de circa 100 CP. Multe modele, utilizate şi ele în mod frecvent, pot depăşi chiar 250 CP. Dar, performanţa mare a motorului, puterea destinată de drept demarajelor, câteva secunde, poate deveni periculoasă pentru unii conducători, cum sunt începătorii neastâmpăraţi, sau, cum e cazul nefericitului poliţist român care conducea prea repede un autocar cu călători în Muntenegru.

   

Principala preocupare a conducătorului este atenţia neîntreruptă la împrejurările din parcurs, urmărind a se conforma regulilor de circulaţie. A doua preocupare urmeaza să fie preocuparea de a oferi călătorilor un climat de siguranţă şi confort. Sunt necesare comenzi nuanţate, potrivite scopului de a nu brusca deloc mişcarea autoturismului. Unele dificultăţi apar folosind un motor de putere obişnuită, circa 100 CP – dar şi altele mai mari, în momentele când motorul, fiind solicitat, are nevoie de o turaţie mare. Alteori, turaţia mare nu mai serveşte şi trebuie schimbată cu turaţie mică. Aceaste dificultăţi, adică necesitatea schimbărilor de treaptă, se vor depăşi cunoscând câteva elemente şi exersând timp îndelungat. La început, stângăciile vor fi greşeli atribuite lipsei de experienţă.

Să ne imaginăm autoturismul deplasându-se pe un drum în palier, şi să cercetăm evoluţia propulsării când creştem viteza. Care sunt comenzile motorului executate de conducător în această fază?

1) După pornirea de pe loc, conducătorul apasă mai departe pedala de acceleraţie, turaţia şi puterea cresc şi, totodată creşte forţa de propulsie şi valoarea vitezei în km/oră. Presupunem deocamdată că autoturismul are schimbător automat şi ignorăm astfel în discuţie necesitatea schimbării succesive a câtorva trepte, a 2-a, a 3-a etc. Cu pedala de acceleraţie apăsată, motorul dezvoltă putere mare şi consumă combustibil mult. Energia de mişcare creşte mult, acumulându-se mereu, potrivit greutăţii maşinii şi încărcăturii dar mai ales potrivit vitezei realizate.

2) Când consideră că viteza a ajuns la o valoare satisfăcătoare, conducătorul slăbeşte întrucâtva apăsarea pedalei de acceleraţie, până când viteza autoturismului şi turaţia motorului rămân constante. Acum motorul dezvoltă putere puţină, forţa de propulsie este mică şi consumul de combustibil este foarte economic. Energia de mişcare, mare, acumulată nu mai creşte, rămâne şi ea constantă. Deplasarea în viteză a ajuns să fie o stare a autoturismului, a greutăţii lui încărcată cu energie de mişcare. Această stare depinde acum prea puţin de efortul motorului. Totuşi dacă apăsarea menţionată a pedalei de acceleraţie determină, de acum înainte, păstrarea costantă a vitezei, spunem că propulsarea continuă, dar

    3) dacă viteza scade, ca urmare a slăbirii apreciabile a apăsării pedalei, spunem că mergem cu frână de motor. Forţa de propulsie care a scăzut mult în partea a doua a etapei anterioare dispare dar, apare în sens opus, forţa de frânare cu motorul. Consumul de combustibil devine nul şi frânarea micşorează întrucâtva energia de mişcare. Pentru reducerea promptă a vitezei, ori numai pentru semnalizarea reducerii vitezei, conducătorul apasă pedala frânei. Atenţie! Anticipăm că în această fază, el nu se ocupă de pedala ambreiajului până nu ar interveni, fie momentul opririi pe loc, fie momentul schimbării într-o treaptă inferioară.

Urmărind propulsarea corectă a autoturismului cu schimbător manual, conducătorul respectă trei reguli de folosire a motorului:

1. Regula turaţiei.

2. Regula utilizării treptei potrivite.

3. Regula economisirii energiei.

1. Regula turaţiei.

Turaţia motorului, comandată cu pedala de acceleraţie, trebuie potrivită cu puterea necesară propulsării, atât după condiţiile drumului străbătut, după viteza realizată, cât şi după intenţiile conducătorului privind viteza dorită. Turaţia mare de funcţionare mobilizează mai bine motorul să dezvolte putere. Turaţia redusă este normală pentru o contribuţie mică a motorului.

Criteriul alegerii turaţiei optime permite două posibilităţi:

                      a) Dacă nu se cere putere mare (în aceste cazuri se consumă combustibil puţin):

Nu se vor folosi turaţii mari, mai ales la exerciţii. Se recomandă folosirea turaţiilor mici: 1000-2000 rot/min.

Când nu se cere putere mare pentru propulsare?

• ·            În condiţii de drum uşor, asfaltat, în palier, sau pe drum care coboară lin;
• ·            în condiţiile încărcăturilor mici: persoane puţine, fără bagaje;
• ·            în împrejurări cu rezistenţă mică a aerului (adică, fără vânt din faţă);
• ·           intenţionând a mări lin viteza, ori pornind liniştit;
• ·              menţinând viteza liniştită, maximum la limita vitezei legale.

Când deplasarea decurge în aceste condiţii favorabile se pot folosi turaţii mici, dar când sunt condiţii mai pretenţioase energia furnizată şi consumul de conbustibil trebuie să crească, turaţia trebuie mărită imediat, prin schimbarea treptei inferioare. Puterea mică nu satisface sarcina iar motorul poate tinde a se opri.

                  b) Dacă se cere putere mare (motorul consumă combustibil mult, în aceste cazuri).

Se folosesc turaţii mai mari: 2000-4000 rot/min. Acest regim de turaţie, admis pentru exerciţii, se poate depăşi, însă consumul de combustibil, pe perioada creşterii turaţiei, ar putea fi în exces.

Dece se cere putere mare la propulsare?

Pentru învingerea rezistenţelor arătate mai jos. Se va mări turaţia potrivit condiţiilor de drum şi/sau intenţiilor conducătorului, după cum urmează:

• ·        drum în rampă, drum neasfaltat, drum cu strat gros de nisip, ori cu zăpadă moale, sau drum moale, deformabil sub greutatea roţilor;
• ·        încărcătură mare: persoane multe, bagaje;
• ·      vânt din faţă (rezistenţa aerului), dislocarea aerului  la viteză mare;
• ·   mărirea grăbită a vitezei (intenţia demarării), pornirea grăbită de pe loc;
• ·    menţinerea unei viteze excesive, ceea ce este interzis pe drumuri publice;
• ·    funcţionarea instalaţiei de aer condiţionat (relativ la motoarele mici, sub 100 CP).

Există o situaţie deosebit de grea, şi anume, urcarea pe un drum în rampă, foarte mult înclinată. Cum vom proceda?

Cu circa 5 m înainte de a ajunge la baza rampei vom accelera, până la 4000 rot/min, în treapta a 1-a şi vom urca menţinând turaţia până la sfârşitul pantei. S-ar putea să nu păstrăm 4000 rot/min din cauza sarcinii mari dar ne vom mulţumi şi cu 3000 rot/min, fiind cu pedala complet apăsată. Acest regim va realiza o viteză relativ mare pe rampă dar, cu atentie la drum, trebuie să profităm de turaţia ridicată căci altfel s-ar putea să nu ducă motorul.

Dacă maşina are transmisie automată, e posibil :
 - să scadă întrucâtva viteza, dar turaţia să se menţină acceptabilă.
- În cazul că greşim şi nu menţinem turaţia la nivel maxim, viteza ar putea să scadă mult şi, în cele din urmă, maşina s-ar putea opri cu motorul în funcţionare.
- O comportare mai ciudată, şi periculoasă ne poate surprinde când autoturismul ar începe să se deplaseze înapoi, pe pantă, fiind cu motorul în functiune. De aceea trebuie să pornim cu turaţie mare, de la început, pentru a dispune de putere mare pe rampă.

2. Regula utilizării treptei potrivite.

Indiferent dacă deplasarea decurge repede sau încet, conducătorul decide în anumite momente schimbarea regimului de turaţie al motorului, corespunzător propulsării optime, după regula turaţiei. Dar nu ar reuşi să modifice prompt şi eficient turaţia motorului fără să treacă schimbătorul într-o altă treaptă, potrivită cu turaţia roţilor propulsoare - altfel spus, cu valoarea vitezei realizată momentan de autoturism.

Schimbătorul (cutia de viteze) este ansamblul care demultiplică în trepte turaţia motorului, şi o transmite astfel, modificată, la roţile propulsoare. Schimbarea într-o treaptă potrivită face posibilă schimbarea turaţiei motorului, comandată cu pedala de acceleraţie. Sintagma "schimbarea vitezei", folosită de şoferi, poate fi contestată căci permite o confuzie. Se schimbă de fapt regimul de turaţie al motorului şi treapta schimbătorului. De multe ori nu urmează o modificare a valorii vitezei, sau, viteza va creşte deşi am trecut într-o treaptă inferioară. 

Regula:

Regimul de turaţie al motorului, decis după criteriul regulii turaţiei, se pune de acord cu turaţia roţilor propulsoare, utilizând schimbătorul într-o treaptă potrivită. Numai astfel, motorul poate funcţiona optim, în acord cu valoarea vitezei momentane a autoturismului.

În mers, datorită schimbării condiţiilor de drum, - sau datorită intenţiilor - hotărând folosirea motorului cu alt regim de turaţii, conducătorul va schimba într-o treaptă care corespunde, atât vitezei momentane a roţilor propulsoare, cât şi evoluţiei necesare a turaţiei motorului.
(Vezi "Schimbarea treptelor")

În rampe sau/şi la demaraje, mobilizând din plin motorul cu turaţii mari, pentru putere mare, se obţine forţă de propulsie mare (forţa aplicată suprafeţei drumului de pneurile roţilor propulsoare) dacă se folosesc treptele inferioare (1 sau 2). Pe drumuri în palier, la viteză de peste 45 km/oră, fără a demara, se beneficiază de energia de mişcare acumulată, şi se poate folosi astfel turaţie mică (pentru putere mică) şi trepte superioare (3 sau, poate chiar 4) cu care roţile propulsoare aplică forţă mică de propulsie la suprafaţa drumului. Se adoptă deci un regim economic.

Condiţiile optime discutate se realizează cu succes la autoturismul cu schimbător automat, ajutat de un convertizor hidraulic, în locul ambreiajului. Convertizorul hidraulic are o elasticitate nebănuită şi funcţionează fără comandă. Maşina nu are pedala ambreiajului. Aceste ansamble realizează împreună o transmisie ideală pentru autovehicule. Constructiv, la aceste maşini se montează un motor cu o putere nominală ceva mai mare decât cel destinat unui schimbator manual.

3. Regula economisirii energiei.

Solicitând motorul prin apăsarea pedalei de acceleraţie, el furnizează energie multă şi are un consum excesiv de combustibil. Regula cere un echilibru, astfel că, se pun în discuţie aspectele economiei de combustibil, precum şi solicitării maşinii numai cât de mult este nevoie, spre a obţine uzură minimă. Înainte de a cunoaşte cum se aplică regula, să avem în vedere că în timpul creşterii vitezei pe un drum în palier, combustibilul ars (energia termică) consumat de motor, devine o cantitate tot mai mare de energie de mişcare (cinetică), acumulată de autoturismul în viteză. Această energie de mişcare nu se pierde până nu frânăm, sau mai bine zis, dacă nu frânăm se pierde abia pe parcursul unei distanţe lungi. Mărimea energiei de mişcare se cunoaşte după viteza câştigată, potrivit cu greutatea şi încărcătura maşinii, şi este influenţată de pantă/rampă, acolo unde drumul nu este în palier. Am putea alege să estimăm energia de mişcare, imaginându-ne mărimea distrugerilor ce s-ar constata în urma tamponării autoturismului, când se consumă brusc această energie.

Regula:

            Maniera de conducere se va adapta mereu intenţiei de a folosi  motorul cât mai economic:

·              -  se va mări viteza fără grabă; se preferă demarajele uşoare;

·              -  deplasarea va decurge cu viteză liniştită, pe cât posibil constantă;

·        -  după realizarea vitezei satisfăcătoare, se poate valorifica energia de mişcare acumulată. În acest scop, pe drumuri aglomerate din localităţi, nu se apasă mult pedala de acceleraţie, fiindcă în scurt timp va interveni frânarea, dar nu se pune, sub nici un motiv, maneta schimbătorului la punctul mort, în timp ce autoturismul este în mişcare. Este o măsură obligatorie de siguranţă! Este, de asemenea, un mod corect de a folosi motorul. El nu consumă când nu trage.

·              Se va comanda turaţia motorului după nevoia de a-l mobiliza sau nu, în vederea propulsării ori frânării, şi, se va alege treapta corespunzătoare.

                                    NOTĂ:

            Care sunt aspectele favorabile economiei de energie prin limitarea valorii vitezei de deplasare, la o viteză liniştită?

·                - Viteza liniştită se obţine cu un consum de energie mai mic de cât cel necesar pentru a obţine o viteză mare, şi mergând astfel, se favorizează consumul economic de combustibil;

·               - rezistenţa la înaintare (să numim aşa, suma forţelor care se opun deplasării autoturismului) este mai mică la o viteză liniştită, de cât la o viteză mare. Se consumă astfel pe tot parcursul mai puţină energie pentru învingerea rezistenţelor;

·               - utilitatea frânei de serviciu apare mai rar (frânarea consumă energia de mişcare câştigată - dovadă este înfierbântarea ansamblelor componente ale frânei în acţiune);

·              - când se cere regulamentar reducerea vitezei, se poate folosi frâna de motor (piciorul drept părăseşte pedala de acceleraţie şi apasă foarte slab pedala frânei), fiind posibilă astfel o frânare lină şi mai puţin activată. S-au realizat sisteme care recuperează energia consumată la frânare.

Pe autostrăzi se circulă cu viteză sporită fiindcă drumul nu intersectează alte direcţii de mers, şi astfel, acolo se organizează circulaţia neîntreruptă a unui flux mare de vehicule. Nu înseamnă că circulând cu viteză mare, în aceste condiţii, se ignoră regula economisirii energiei, fiindcă pe autostradă se frânează extrem de rar, nu se opreşte şi nu se porneşte, decât o dată la multe zeci de kilometri, ceea ce nu este numai o economie de timp dar şi de energie.