Rullmotståndets inverkan på bränsleförbrukning

7. METODER FÖR MINSKAD BRÄNSLEFÖRBRUKNING Vid framdrivning av en mobil arbetsmaskin så är det olika typer av krafter som skall övervinnas för att fordonet skall komma igång och förflytta sig. Vissa av dessa krafter är inbyggda i arbetsmaskinen och kan inte påverkas av föraren eller andra åtgärder. Dessa krafter är de som uppstår genom friktion i hjullager och i transmissionen. Övriga krafter, oftast av större betydelse, är rullmotstånd, accelerationskraft och kraft för att övervinna gravitationen vid körning i uppförsbacke. Dessa krafter kan påverkas och det finns därmed en stor potential att spara bränsle och miljö. Luftmotståndet har inte någon betydande påverkan på den totala bränsleförbrukningen och därmed inte heller hur pass aerodynamiskt arbetsmaskinen är utformad1. Nästan alla moderna maskiner har någon typ av loggdator där man kan se momentan samt ackumulerad bränsleförbrukning. Volvo CE har ett program som kallas Care Track och Caterpillar har Vision Link. Detta möjliggör en enkel uppföljning av bränsleförbrukningen. Det är först när man kan följa upp förbrukningen som det är möjligt att spara. Fråga gärna säljaren vilka möjligheter som finns.

Rullmotståndets inverkan på bränsleförbrukning För mobila hjulbundna arbetsmaskiner utgör rullmotståndet den dominerande kraft som skall övervinnas och är därmed en stor källa till bränsleförbrukningen. Kraften som uppkommer är proportionell mot en motståndsfaktor, rullmotståndet, multiplicerat med kraften som hjulen påverkar vägen (normalkraften). Rullmotståndet uppkommer genom att däcket deformeras genom de krafter som uppstår via kontakten med underlaget. Är vägbanan mjuk ökar motståndet ytterligare genom en svag deformation av vägbanan, vilket ger ännu högre förluster om deformationen leder till slirning. Vägbanans struktur inverkar, en grov struktur ökar motståndet liksom vatten, snömodd eller snö. Mobila arbetsmaskiner färdas oftast på vägar med grov struktur och får därigenom en hög motståndsfaktor. En kurvig körväg ökar bränsleförbrukningen genom de sidokrafter som uppstår och som ytterligare deformerar däcken. De faktorer som påverkar rullmotståndet är främst: 

 

  

1

Däckens lufttryck. Ett lågt tryck ökar motståndet. Ett högt tryck kan å andra sidan öka slirningen och därmed bränsleförbrukning, speciellt vid körning i svårframkomlig terräng. Det är därför viktigt att regelbundet kontrollera trycket och anpassa det till rådande förhållanden och arbetsuppgifter. Däckens material. Desto styvare däcken är desto mindre flexar de med minskat rullmotstånd som följd. Dessa däck betingar oftast ett högre pris. Däckens mönster. Ju grövre profil desto större motstånd. Det kan löna sig att anpassa däcken efter användningsområde. Exempelvis en hjullastare som används för lastning och lossning vid en asfalterad terminal kan ha betydligt finare mönster än en hjullastare i en krossanläggning. Fordonets vikt eller mer exakt fordonets belastning på respektive däck. Ju högre last på ett däck desto större deformation. Underlagets struktur. Grov struktur medför ökat rullmotstånd liksom även ett grovt däcksmönster gör. Transportvägens bärighet. Om fordonet har en tendens att sjunka ner i underlaget eller slira kan motståndet öka väsentligt. Det kan snabbt löna sig att öka vägens styvhet.

G Larsson, Potential för bränslebesparingar genom hybridisering av hjullastare, SLU Rapport 044.

Accelerationskrafter För de arbetsmaskiner som används för transporter såsom hjullastare och dumprar finns det stora möjligheter att spara in på bränsle och därmed minska miljöbelastningen. Stora energimängder går till att accelerera fordonet. Ju tyngre fordon desto mer bränsle förbrukas. Den kraft som åtgår och som måste produceras av motorn är direkt proportionell mot accelerationen. Om accelerationen följs av en inbromsning för att anpassa hastigheten så uppstår direkta energiförluster. Den lagrade rörelseenergin i en arbetsmaskin är proportionell mot kvadraten på hastigheten. Om en acceleration medför att arbetsmaskinen får en hastighet som överstiger den optimala hastigheten med 10% så ökar bränsleförbrukningen 20%. Ett mjukare körsätt sparar därför alltid bränsle och miljö. Kraftig acceleration medför vanligen också att motorn drar mer bränsle per kW jämfört med motsvarande stationära driftspunkt eftersom parametrar hos motorn som påverkar bränsleförbrukningen inte är optimala. Gravitationskrafter Höjdskillnader är en annan stor källa till hög bränsleförbrukning. Vid regelbunden transport av massor mellan deponi och förbrukningsplats kan det löna sig att jämna ut sänkor och kullar under transportvägen. Om en dumper med last väger 60 ton och under en transport lyfter sig sammanlagt 20 meter i onödan 25 gånger varje dag under ett års tid så innebär detta en extra bränsleförbrukning på ca 4 600 liter motsvarande 11 700 ton CO2. Det kostar förstås energi att planera en väg, men det kan ändå snabbt löna sig att göra det. Rätt placering av arbetsmaskiner vid lastnig kan spara energi. Vid lastning av en dumpers så lönar det sig att om möjligt placera grävmaskinen ovanför dumpern så att materialet lyfts ner i stället för lastas upp i dumpern. Logistik - arbetsplanering Planering av maskinflödet är ytterligare en faktor som minskar bränsleförbrukningen genom minskning av väntetider. Väntetider innebär nästan alltid tomgångskörning och det bidrar till onödig bränsleförbrukning. Val av redskap är ofta viktigt för arbetsmaskiner samt storleken på maskinen i förhållande till det arbete som ska utföras. Vid lastning av grus eller andra material har skopans utformning betydelse.