Bilens kemi

Inledning

Med denna uppsats vill jag visa hur stor betydelse bilen har påverkat våra liv. Bilen är ett fordon som har hjälpt oss människor att färdas till olika ställen snabbt och effektivt. Den kan transportera tunga laster och köra från Helsingborg till Stockholm utan några problem. Men hur hade samhället sett ut om vi inte hade uppfunnit bilen? Hade utvecklingen av teknologin gått lika snabbt eller långsammare?

Bilens historia

Vi går några århundranden tillbaks och då hamnar vi i Kina, där världens första billiknande fordon konstruerats. Året är 1678 och det lilla fordonet var ångdriven. Den var egentligen menad till kejsaren men den blev inte riktigt en succé. Det slog inte riktigt igenom så man tog inte så mycket energi på att förbättra fordonet. Det tog ett tag tills någon tog upp konceptet och utvecklade den lite bättre. Joseph Cugnot, 1769, konstruerade en liknande, fast denna var stor och klumpig och hade topphastigheten 3km/h. Det var detta fordon som många ansågs som världens första bil. Den kunde dock bara köra 15 minuter i sträck. Dessutom måste vatten fyllas för varje 25:e km. Man var ändå nyfiken och det byggdes alltfler ångdrivna bilar. De var inte så mycket bättre de heller. De drog en stor mängd bränsle och det behövdes både en förare och en eldare för att köra fordonet.

År 1876 uppfann tysken Nikoulas August Otto en motor som vi än använder i dagens bilar. Fyrtaktsmotorn kallas den för och det är en motor där bränslet brann inne i själva motorn. Under sekelskiftet, uppstod en hel del bilindustrier. Bilarna var fortfarande extremt dyra och det var bara rikt folk som hade råd. Det var inte förrän 1924 när amerikanen Henry Ford började massproducera T-forden. Användningen av rullband gjorde T-forden mer tillgänglig. Henry införde även treskift, där vanlig jobbdag var 8 timmar (3 x 8 = 24). På det viset kunde fabrikerna utnyttjas dygnet runt. Då började priset sjunka så pass mycket att vanligt folk också hade råd med en bil. Motorn hade 20 hästkrafter och hade en toppfart på 70 km/h. Det såldes över 15 miljoner T-fordar bara under de tre första åren. Det var nu bilindustrin utvecklades ordentligt.

Dieselbilen kom först 1930 och blev väldigt populär i Europa. De första modellerna släpptes av Mercedes Benz och Citroën. En positiv egenskap med dieselbilarna var att man fick en bränsleförbrukning på 50 % jämfört med bensinbilens 27 %. Nackdelen var dock att avgaserna innehöll sot. Nu förtiden finns det filter i bilarna som filtrerar bort detta. Elbilen kan de flesta tro att det är ett nytt påhitt. Men den uppfanns faktiskt före bensinbilen och i ett tag klassades som bättre än bensinbilen. Den uppfanns 1832 och fördelarna med dem var att de var mycket tystare än bilarna som drev på bensin. Anledningen till att elbilen inte utvecklades som den skulle, var pga batteritiden som endast kunde hålla ström nog för 2-3 timmars körtid.

Bilens konstruktion

Bilen är en rätt komplicerad maskin. Den består av flera delar men med en simpel förklaring så kan man säga att det är ett chassi som håller ihop allting och ger bilen stabilitet. Bilen består oftast av fyra hjul, två där fram och två därbak som sitter på varsin axlar. På dessa axlar sitter en motor som driver bilen framåt, tillsammans med en hel del andra delar. En bil kännetecknas oftast med fyra hjul. Men de kan också ha tre eller fler. Att gå in på djupt in i detalj på varje del skulle ta för lång tid. Därför går jag in på hur bilen kan ta sig fram genom att vi trycker på pedalen.

Motorn består av många avancerade delar. Cylindern är en viktig del som driver fram bilen. Den går med hjälp av en kolv upp och ned och vrider en axel som överför kraften till hjulen och som därför driver bilen framåt. För att få kolven att gå upp och ner sprutas det in en blandning av bensin och 02. Blandningen blir explosiv inne i cylindern och antänder den med en gnista. Det blir en explosiv reaktion vars kraft driver kolven igenom cylindern, vilket i sin tur roterar axeln. Man ventilerar cylindern på avgaser som bildas efter när man har förbränt. Axelns rotation trycker tillbaka kolven in i cylindern som då återigen fylls med blandningen. Här tänds dock ingen gnista utan det finns fortfarande kraft nog i kolven som ger ytterligare en rotation. När kolven kommer tillbaka in andra gången pressar den ihop blandningen. Trycket ökas i cylindern och det blir varmt. Det är denna värme som antänder blandningen. Processen repeteras om och om igen och med hjälp av gaspedalen kan du justera mängden på blandningen som sprutas in i motorn. Mer blandning innebär fler rotationer.

Det är mycket som avgör vad som gör att bilen rullar som den skall. Förutom de ovanstående faktorer, så avgörs mycket på hur själva bilen är konstruerad. Vikt, aerodynamik, material, hjul och form spelar stor roll hur mycket kraft som behövs för att driva bilen och mängden bränsle. Därför är det en ständig utveckling på hur små bilarna ska konstrueras och hur bränslesnåla de ska vara.

Utvecklingsmöjligheter

Vi får först tänka på hur och varför bilen uppstod. Var det pga nöjet att kunna åka vart man än ville snabbt och effektivt? Det skulle man kunna tro, men människorna hade absolut ingen aning att fordonet skulle kunna färdas över 100km/h. Vid 70km/h var nästan omänskligt snabbt. Det gav folket nya möjligheter. Nu kunde man åka till ett annat ställe som ansågs ”för långt bort” på endast några timmar. Man kunde transportera varor utan att behöva anstränga sig med en cykel eller en häst. Man kunde helt enkelt färdas en lång sträcka på kort tid.

Bilen kommer inte att försvinna. Jag tror däremot att bilen kommer att bli ännu mer tillgängligt för alla i framtiden. De kommer att vara mindre, lättare och smidigare. För tjugo år sedan delade pappan och mamman bilen. Och det bara om de hade råd med en. Annars fick de ta cykeln. Nu har de flesta familjer minst två bilar. Så vem vet hur det kommer att bli i framtiden? Det kanske dyker upp andra attraktiva transporter som svävare, Segways, flygande mopeder och mm. men bilen kommer nog att vara lika användbar som den är just nu. Drivningskraften kommer nog att vara densamma, men bensin kommer att vara uteslutet. Den är både svårt att få tag på och miljöfarlig. När vi människor andas in avgaserna får vi andningssvårigheter och huvudvärk. Växter och atmosfären får för mycket koldioxid och det blir växthuseffekt.

Det finns flera utvecklingsmöjligheter och det som är mest omtalade är eldrivna bilar. Det är som sagt inget nytt påfund, utan det håller ständigt på att förbättras. Batteritiden har bättre lagringskapacitet och varar längre, vilket ger elbilarna mer el att driva. Det byggs alltmer laddningsstationer och forskningen inom miljövänlig energiförbrukning växer och man får större inblick på hur man kan förvara energin. Eftersom vi alltid kommer att ha energi så länge sol, vind och vatten existerar på vår jord, så kommer elbilarna att ständigt förbättras. Det kanske till och med skapas soldrivna bilar med solceller på bilens tak. Men då måste tekniken inom hur man omvandlar solstrålar till energi och förvarar det i bilen forskas mer. Vi kanske inte ens kommer att ha massa batterier i bilarna utan bränsleceller som producerar el med hjälp av vätgas. Tekniken inom väte- och bränsleceller blir alltmer billigare och effektivare för var dag och är ett ytterst bra val till att byta ut dagens fossila bränsle. Bränslecellerna släpper dessutom bara ut vatten.

Allting handlar om pengar. Forskning inom dessa områden och att sätta dit bränsleceller på alla bilar kostar pengar. Men om vi ska gå in på människan och inte på själva pengarna, finns det negativa konsekvenser av nyare och modern teknologi. Det mesta teknologin vi människor skapar är till för att göra det enklare i våra liv. Vi människor blir därför alltmer lata och det är vi inte byggda för. I och med att alla har lättare tillgängligt av en bil, så kommer vi kanske använda bilen för ofta. När jag var i Los Angeles, Kalifornien i år, såg jag hur tät trafiken var. Alla använde bil och i de flesta bilarna var det bara en person i. Alla hade minst två, tre bilar och det råder nästan kaos på vägarna. Ville amerikanarna till grannen som ligger 200 meter bort, så tar de bilen. Vill de till träningen och gymmet, så tar de bilen. Det är väldigt onödigt. Varför inte ta cykeln till träningen? Det ger ju extra motion och kan ju räknas som konditionsträning.

Nu har jag berättat mest om miljöpåverkan och framtidens drivmedel, men finns det utvecklingar och förbättringar som kanske kommer att vara onödiga? Ja, man har ju sett på filmer att bilar kan styra av sig själv efter att man har knappat in en destination på GPS:en. Det är väl effektivt för den som ”kör”, men tänk om det skulle vara något programfel och bilen styr som den vill? Och vad händer om föraren tappar fokusen på vägen, eftersom han är van vid att bilen styr av sig självt? Artificiell intelligens innebär då en fara för trafiken istället för vad den är menad för från början. Jag har även sett sensorer som t ex sänker farten när någonting kommer för nära bilen. V...