Mitä pulskempi auto, sitä viekoittelevampana sitä ennen pidettiin. Nyt linja kevenee, kun polttoaineen kulutusta ja päästöjä halutaan vähentää. Autokin laihtuu pienin askelin. Tai sitten runsaalla kuitujen käytöllä.




Autoilla on omat kauneuskilpailunsa. Autopalkintoja ja vuoden auto -titteleitä jaetaan yhtä tiheään kuin missinarvoja. Kauneusihanteet ovat vain olleet lähes vastakkaiset. Missikilpailujen voittajat muistuttavat syömishäiriöisiä nälkäkurkia, autoalalla on ihailtu rehevyyttä, jota Rubenskin olisi kadehtinut.

Nyt maku on ainakin hiukan muuttunut.


Laihtuneet menestyvät

Autoalan journalistit valitsivat vuoden 2008 maailmanautoksi (World Car of the Year) Mazda2:n, joka on sata kiloa laihempi kuin edellinen malli.

Muutkin tehtaat kuin Mazda ovat keventäneet autojaan, ja laihtuneet merkit ja mallit ovat menestyneet  kisoissa. Koritekniikan asiantuntijat myönsivät viime vuonna arvovaltaisessa EuroCarBody-kilpailussa toisen palkinnon Volkswagen Passat CC:lle, joka oli laihtunut 13 kiloa. Kolmas palkinto meni Honda Jazzille, joka oli pudottanut 3,8 kiloa. Esimerkit eivät vielä edusta valtavirtaa mutta ennakoivat tulevaisuutta.

Nykyään maailmassa on satakunta autoa tuhatta ihmistä kohti, mutta autotiheys vaihtelee suuresti. Euroopassa on noin 500 autoa tuhatta henkeä kohti.

Kun koko maailma saavuttaa Euroopan tason, autoja on kolme tai neljä miljardia. Silloin romahtaa niin luonto kuin lompakkokin, jos auto pysyy entisellään.


Teräs lujittaa itsensä

Ihmisellä on taipumus popsia makkaraa ja suklaata. Autoonsakin hän haluaa uusia herkkuja. Pitää olla viihde-elektroniikkaa ja ilmastointia. Turvallisuusvaatimusten kiristyminen lisää painoa. Sähköautoja ja hybridejä lihottavat raskaat akut.

On pieni ihme, että autosuunnittelijat pystyvät pienentämään painoa edes vähän.

Oikeastaan he tekevät monia pieniä ihmeitä. Mazda2:n suunnittelijat laittoivat paikkoihin, joissa vaaditaan suurta lujuutta, "vahvaa" ja "erittäin vahvaa" terästä. Kriittisimmissä kohdissa käytettiin terästä, joka kestää 980 megapascalin vetoa. Vielä 1980-luvulla autoja tehtiin teräksestä, jonka lujuus oli noin 300 megapascalia.

Teräs lujittaa nyt itse itseään kolarissa. Vanhastaan terästä on lujitettu mekaanisesti, valssaamalla ja takomalla. Näin metallin kiderakennetta on pienennetty, mikä on lisännyt lujuutta. Tätä ilmiötä on opittu hyödyntämään autoissa: kori muuttuu lujaksi juuri silloin kun tarvitaan ja juuri niissä paikoissa kuin pitää.

Kaikkiaan Mazda2:n korista lähti 22 kiloa.

- Ovista ja takaluukusta leikattiin 6 kiloa käyttämällä vahvempia materiaaleja.

- Jousituksen parannukset pudottivat painoa peräti 13 kiloa.

- Pienetkin mahdollisuudet saada painoa alas hyödynnettiin. Konepeltiä ohennettiin ja salpamekanismia pienennettiin. Saatiin 690 gramman säästö.

- Sähköjohdotusta lyhennettiin. Lähti 2,86 kiloa.

- Elektroniikastakin löytyi kevennettävää. Ovikaiuttimien magneetit muutettiin ferriittityyppisistä neodyymityyppisiksi. Yllättävää kyllä, näin hupeni melkein kilo.


Kuiduista keveyttä

Ensimmäiset askeleet keventämisessä rohkaisevat, mutta paljon rankempia pudotuksia tarvitaan. Kevennetty Mazda2 painaa edelleen 1 035 kiloa. Mitoiltaan sekä vanha että uusi malli ovat keskimääräistä pienempiä autoja.
Laihdutuskuuri vaikeutuu, jos pitää - tinkimättä ominaisuuksista - pudottaa paino 500 kiloon, ja lähtökohtana on 1 400 kilon auto.

Toyota on näyttänyt, miten temppu tehdään. Yhtiö esitteli 2007 1/X-konseptin, neljän hengen pistorasiahybridin, joka painaa vain 420 kiloa. Auto on kolme kertaa kevyempi kuin nyt markkinoilla oleva Prius-hybridi. Tehtaan mukaan vieläkin kevyempi auto on mahdollista valmistaa.

Ratkaisun salaisuus on vanha kunnon hiilikuitu, joka on autoteollisuudessakin tunnettu jo vuosikymmeniä. Hiilikuitu on oikeastaan yhdistelmämateriaalia eli hiilisäikeillä lujitettua muovia. Ohuet mutta lujat säikeet tuovat vetolujuutta. Muovi, kuten epoksihartsi, sitoo säikeet toisiinsa.

Tutkimus- ja kehitysputkessa odottaa uusia materiaaleja. Tutkijat lupaavat meille paperinohuita ja höyhenenkevyitä, turvallisia ja mukavia autoja.

Nanotutkija Ben Wang ja hänen työtoverinsa Floridan osavaltionyliopistosta esittelivät viime syksynä buckypaperia eli nanohiiliputkista valmistettua, vanhan ajan hiilipaperia muistuttavaa ainetta. He uskovat, että on mahdollista kehittää nanohiilipaperi, joka on kymmenen kertaa kevyempi mutta satoja kertoja lujempi kuin teräs.

Myös mikrofibrilliselluloosaa on kaavailtu auton materiaaliksi (ks. Puusta kasvaa uutta, Tiede 5/2008, s. 14-15).


Vauhtia voi vähentää

Hiilikuidun ongelmana on hinta, joka on edelleen paljon korkeampi kuin teräksen. Nanomateriaalit taas ovat vielä pitkään tutkimusvaiheessa. Kun teollinen valmistus alkaa, hinta voi alussa olla kova. Siksi on mietittävä ratkaisuja, jotka toimivat tavanomaisella tekniikalla.

Pitääkö autot esimerkiksi suunnitella niin nopeiksi kuin nykyään tehdään?

Auton huippunopeus on usein yli kaksisataa kilometriä tunnissa, pienilläkin autoilla 160:n paikkeilla eli paljon enemmän kuin tarvitaan. Kuinka paljon painoa voidaan pudottaa, jos huippunopeus lasketaan vaikka 130 kilometriin tunnissa?

- Nopeuden alentamisen vaikutuksesta ei ole määrällisiä laskentakaavoja, vastaa professori Matti Juhala Teknillisen korkeakoulun autotekniikan laboratoriosta.

Juhala kertoo, että törmäysenergia kasvaa suhteessa nopeuden neliöön. Nopeuden laskiessa rakenteita voidaan pienentää, jolloin myös moottori ja jarrut voivat olla hieman pienempiä. Polttoaineen tarve vähenee, ja tankin paino alenee. Syntyy myönteinen ketjureaktio.


Ehkä mahdut pienempään

Mitä muuta vielä voitaisiin tehdä painon pudottamiseksi?

- Yksi tie on auton pienentäminen, professori Juhala muistuttaa. - Ero kahden ja kahdeksan hengen auton välillä on suuri.

Kiinnostavia ratkaisuja kulkee jo kaduilla. Smart fortwo aloitti. Kahden hengen auto on suhteellisen helppo saada kevyeksi. Useimmat käyttäjät kuitenkin tarvitsevat ainakin joskus enemmän tilaa.

Toyota on tuonut markkinoille "kolmen ja puolen hengen" iQ-mallin, joka painaa 845 kiloa. Kuljettajan taakse mahtuu lapsi ja muille paikoille isokokoinenkin aikuinen.  

Joskus voi keventää, vaikka ei autoa vaihtaisikaan. - Tavaratilassa ei kannata turhaan rahdata suurta tavaramäärää, kuten usein näkee, Juhala sanoo.


Kevennä kulutusta ja päästöjä


Ajoneuvohallintokeskuksen tietokanta EkoAKE sisältää tietoja kaikista Suomessa myydyistä automerkeistä. Tässä vertailtavaksi kolme esimerkkiä painosta, polttoaineen kulutuksesta ja päästöistä.

Esimerkit ovat ääripäistä. Yleisen nyrkkisäännön mukaan polttoaineen kulutus ja päästöt vähenevät viisi prosenttia, kun paino putoaa sata kiloa.

Saadaan myös muita etuja. Kevyt auto on useimmiten pieni, mikä helpottaa liikkumista ahtaissa paikoissa ja pysäköintiä. 

Myös auton valmistuksessa energian kulutus ja päästöt yleensä vähenevät, kun materiaalien menekki pienenee.



























Auto BMW X5 xDrive48i A E70 SAV  Citroën C1 HDi 54 SX 5ov  Smart fortwo coupé 33 kw cdi passion
Paino (kg)  2 785  1 245  1 050
Henkilöluku 5 4 2
Polttoaineen kulutus (l/100 km) 12,0 4,1 3,3
Hiilidioksidipäästöt (g/km) 286 109 88

Lisätietoa: www.ake.fi/ekoake



Kalevi Rantanen on diplomi-insinööri, tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.


 

Jos rehkiminen ei huvita, syy voi olla geeneissä.

Monia liikunta palkitsee hyvän olon tunteella, mutta kaikille palkintoa ei tule, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan. Olo saattaa olla hikilenkin jälkeen enemmän runneltu kuin rento.

”Osa suomalaisten liikkumattomuudesta saattaa selittyä negatiivisilla tuntemuksilla”, sanoo jutussa liikuntapsykologian professori Taru Lintunen Jyväskylän yliopistosta.

Ihmiseltä saattavat puuttua hyvät kokemukset ja liikunnallisen elämäntavan mallit.

Perimälläkin on sormensa pelissä. Naisilla jopa puolet liikuntanautinnon vaihtelusta selittyy geeneillä, miehillä kolmannes.

Näin osoittaa vuonna 2014 julkaistu suomalainen tutkimus, joka perkasi perintötekijöiden osuutta liikuntamotivaatioon.

Tarkkaa syytä eroihin ei tiedetä. Yksi ehdokkaista on aivojen dopamiinirata. Se palkitsee niin syömisestä, seksistä kuin liikunnasta.

Dopamiinikylpy tuottaa aivoissa huumaavan euforian. Tutkimusten mukaan järjestelmän häiriöt vähentävät koe-eläinten liikkumishaluja.

Viime kädessä geenit ohjaavat mielihyväkoneiston toimintaa. Dopamiinin valmistukseen tarvittavat geenit toimivat toisilla kenties vilkkaammin. Erityisesti naisilla on liikuntamielihyvän kokemisessa geneettistä vaihtelua.

Yksilöiden erot ulottuvat laajemmallekin. Kaikki eivät saa liikunnasta yhtä paljon hyötyä – ainakaan heti.

Sama harjoittelu saattaa vaikuttaa ihmisiin eri tavoin. Yhden kunto kasvaa kohisten, mutta toinen ei saa tuloksia, vaikka kuinka rehkisi. Tutkijat puhuvat yksilöllisestä vasteesta.

Kuitenkin vaikka oma elimistö tuntuisi olevan immuuni liikunnalle, se voi olla vain harhaa. Tutkimuksissa tuijotetaan usein suorituskykyyn ja lihasvoimaan. Ne eivät ehkä hetkahda pienestä rasituksesta, mutta veren rasva- ja sokeriarvot saattavat parantua merkittävästi. Siksi liikuntaa voi suositella kaikille.

Kysely

Onko liikunta tuskien tie?

Tutustu sisältöön ja lue uusi lehti digilehdet.fi:ssä.

 

Tieteessä 2/2018 

 

PÄÄKIRJOITUS

Kun viha vie

Vihapuhuja ratsastaa alkukantaisella reaktiolla.

 

PÄÄUUTISET

Unissa puhutaan rumia

Myöntisen päiväminän takaa kurkkii
kielteinen yöminä – hyvästä syystä.

Alienkivi on yksi miljoonista

Tähtienvälisiä asteroideja syöksyy
aurinkokunnan läpi jatkuvasti.

Nykyihminen seikkaili
ulos Afrikasta useita kertoja

Yhden ulostulon malli ei enää mitenkään
istu Aasian löytöihin.

Korallit kalpenevat kiihtyvää tahtia

Lämpenevät vedet riistävät
polyypilta elintärkeän kumppanin.

 

ARTIKKELIT

Migreeni vyöryy aivorungosta

Kun sähköt sekoavat hermokeskuksessa,
kipuviestit kiihdyttävät aivot hälytystilaan.

Esinisäkkäät
Maailman valtiaat ennen dinosauruksia

Kehitys kohti meitä käynnistyi jo silloin,
kun maapallon mantereet olivat vielä yhtä.

Siittiöt hukassa

Enää hälytyskellot eivät kilise van kumisevat.
Miesten siittiömäärät ovat romahtaneet.

James Bond
Harmaa agentti hurmasi maailman

Vastoin odotuksia huomaamaton vakooja sai
valtavan huomion. Kohu teki fiktiosta faktaa.

Liikenne jättää tiet

Visio on villi muttei utopiaa. Jokainen sopiva
maapala tarvitaan luonnolle ja ruoalle.

Ennen paras mies oli poikamies

Naiset ja seksi eivät ole aina olleet miehen mitta.
Elämän tärkeät asiat löytyivät pitkään toisaalta.

 

TIEDE VASTAA

Voiko pissa jäätyä kaarelle?

Haudataanko vainajat ilmansuuntien mukaan?

Mikä on puujalkavitsi?

Miksi kuusi kestää lumen painon?

Miten norppa löytää takaisin avannolle?

Voiko avaruusaseman palauttaa Maahan?

 

KIRJAT

Oma dna kantaa suvun historiaa

Marja Pirttivaara teki suomalaisille sukututkijoille uudenlaisen kätevän oppaan.

 

KUVA-ARVOITUS

Klassikkopalsta

kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia lehden Facebook-sivustolle: facebook.com/tiede.fi

 

OMAT SANAT

Valoa kohti

Entisinä aikoina kantasana tarjosi myös lämpöä.

 

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea uusimman numeron jutut Sanoman Digilehdet-palvelussa.

Ellet vielä ole ottanut tilaukseesi kuuluvaa digiominaisuutta käyttöön, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.