Kun ihmiset puhuvat rahan säästämisestä pumpulla, sanat "polttoainetalous" ja "polttoainetehokkuus" tulevat jatkuvasti esiin, ja niitä käytetään usein ikään kuin ne tarkoittaisivat samaa asiaa. Ne liittyvät toisiinsa, mutta ne kuvaavat eri asioita, ja eron ymmärtäminen auttaa sinua ymmärtämään paremmin autoarvosteluissa, EPA-luokitteluissa ja valmistajan tiedoissa näkemiäsi numeroita.
Mitä polttoainetalous on?
Polttoainekulutus on ajoneuvotason mittari. Se mittaa, kuinka pitkän matkan ajoneuvo kulkee tietyllä polttoainemäärällä. Yhdysvalloissa polttoainetaloutta ilmaistaan maileina gallonaa kohden (MPG). Useimmissa muissa maissa vastaava mitta on litraa 100 kilometriä kohden (l/100 km), missä pienempi luku tarkoittaa parempaa suorituskykyä.
Kun EPA julkaisee ajoneuvolle kaupunki-, moottoritie- tai yhdistetyn MPG-luokituksen, se mittaa polttoainetaloutta. Kun käytät
MPG-laskinta autosi suorituskyvyn seuraamiseen todellisilla matkoilla, lasket polttoainetaloutta. Syötteet ovat yksinkertaisia: kuljettu matka ja käytetty polttoaine. Tulos kertoo käytännössä, kuinka kallista kyseisen ajoneuvon käyttäminen on.
Polttoainetaloudellisuus vangitsee koko ajoneuvon suorituskyvyn, ei vain moottorin. Auton paino, sen aerodynaaminen muoto, renkaiden vierintävastus, vaihteiston tyyppi ja jopa ilmansuodattimen kunto vaikuttavat lopulliseen MPG-numeroon.
Mitä on polttoainetehokkuus?
Polttoainetehokkuus on moottoritason mittari. Se kuvaa, kuinka hyvin moottori muuttaa polttoaineeseen varastoidun kemiallisen energian hyödylliseksi mekaaniseksi liikkeeksi. Tämä ilmaistaan tyypillisesti prosentteina ja tunnetaan termisenä hyötysuhteena.
Kun poltat bensiiniä tai dieseliä moottorissa, vapautuu energiaa. Kysymys on siitä, kuinka paljon energiaa todella pyörittää kampiakselia ja liikuttaa autoa, verrattuna siihen, kuinka paljon energiaa menee hukkaan. Hukkaa syntyy useissa muodoissa: lämpöä poistuu pakoputken kautta, lämpöä säteilee moottorilohkon ja jäähdytysnestejärjestelmän läpi sekä kitkan aiheuttamia häviöitä moottorin sisällä.
Lämpötehokkuus ja miksi suurin osa polttoaineenergiasta menee hukkaan
Perinteisen bensiinin polttomoottorin lämpöhyötysuhde on noin 25-35 prosenttia. Tämä tarkoittaa, että jokaista polttamaasi bensiinigallonaa kohden menetetään 65–75 prosenttia polttoaineen energiasta, pääasiassa lämmön muodossa. Vain loput 25-35 prosenttia tekee ajoneuvon todellisen siirron.
Tämä on yksi polttomoottorin perusrajoituksista, ja se selittää, miksi autonvalmistajat ja tutkijat ovat investoineet niin paljon moottorin suunnittelun parantamiseen viime vuosikymmeninä.
Miten insinöörit parantavat moottorin tehokkuutta
Nykyaikaiset moottorit ovat huomattavasti tehokkaampia kuin 20 tai 30 vuoden takaiset moottorit useiden hukkaa vähentävien teknologioiden ansiosta.
Suora polttoaineen ruiskutus ruiskuttaa polttoainetta suoraan polttokammioon sen sijaan, että se sekoittuu imuaukkoon. Tämä mahdollistaa tarkemman polttoaineen annostelun, puhtaamman palamisen ja korkeamman puristussuhteen, mikä kaikki lisää työtä jokaisesta polttoainepisarasta.
Muuttuva venttiilin ajoitus säätää, kun imu- ja pakoventtiilit avautuvat ja sulkeutuvat moottorin nopeuden ja kuormituksen mukaan. Alhaisilla nopeuksilla moottori voi toimia yhtenä tapana minimoida pumppaushäviöt; suurilla nopeuksilla se säätyy maksimoimaan tehon ja hyötysuhteen.
Turboahdin mahdollistaa pienemmän moottorin tuottamaan suuremman tehon pakottamalla enemmän ilmaa sylintereihin. Pienemmällä moottorilla, joka käy kohtuullisella teholla, voidaan saavuttaa parempi hyötysuhde kuin vapaasti hengittävällä moottorilla, jolla on suurempi iskutilavuus ja joka tuottaa saman tehon.
Sylinterin deaktivointi katkaisee polttoaineen syöttämisen joihinkin sylintereihin, kun moottori ei tarvitse täyttä tehoa, esimerkiksi tasaisen maantieristeilyn aikana. Vähemmän samaa työtä tekeviä sylintereitä tarkoittaa vähemmän pumppaushäviöitä ja parempaa tehokkuutta kevyillä kuormilla.
Miksi parempi moottorin hyötysuhde ei aina tarkoita parempaa MPG:tä
Tässä tehokkuuden ja taloudellisuuden erosta tulee todella tärkeä. Moottori, jonka lämpöhyötysuhde on 35 prosenttia, asennettuna suureen, raskaaseen SUV-maasturiin, jonka aerodynaaminen profiili on tylppä, voi tuottaa huonomman todellisen MPG:n kuin hieman vähemmän tehokas moottori kevyessä aerodynaamisessa sedanissa.
Polttoainetalous heijastaa koko järjestelmää. Raskas ajoneuvo tarvitsee enemmän energiaa kiihtymiseen ja nopeuden ylläpitämiseen vierintävastusta vastaan. Huono aerodynamiikka lisää vastusta maantienopeudella, mikä vaatii enemmän polttoainetta riippumatta siitä, kuinka hyvin moottori muuttaa polttoaineen sisäisesti. Vaihteisto, joka pitää moottorin tehottomalla alueella toiminta-alueellaan, maksaa polttoainetaloutta, vaikka itse moottori olisi hyvin suunniteltu.
Tästä syystä et voi vain lukea valmistajan ilmoittamaa lämpötehokkuutta ja päätellä, että tietty auto on halpa ajaa. Täydellinen kuva vaatii MPG-luvun, joka yhdistää kaikki nämä tosielämän tekijät.
Hybridin etu: Energian talteenotto, joka muuten katoaisi
Hybridiautot kuvaavat erityisen hyvin tehokkuuden ja taloudellisuuden eroa. Hybridivoimansiirrossa ei välttämättä ole lämpötehokkaampaa moottoria kuin vastaavassa perinteisessä autossa. Hybridit keräävät energiaa, joka muuten katoaisi kokonaan.
Kun jarrutat perinteistä autoa, liike-energia muuttuu lämmöksi jarrupaloissa ja roottoreissa, ja tämä lämpö haihtuu ilmaan. Se on poissa. Hybridi käyttää regeneratiivista jarrutusta sieppaamaan osan liike-energiasta ja varastoimaan sen akkuun, jossa sitä voidaan käyttää auton tehonlähteenä myöhemmin. Kaupunkiajossa, jossa jarrutuksia tapahtuu usein, tämä talteenottomekanismi voi parantaa polttoainetaloutta dramaattisesti ilman, että moottorin lämpötehokkuus paranee.
Tästä syystä hybridiajoneuvoissa on suurempi ero kaupunkien ja maanteiden luokituksen välillä kuin perinteisissä autoissa. Kaupunkiajossa energiaa palautuu enemmän regeneratiivisen jarrutuksen avulla. Maantiellä tasaisella nopeudella regenerointietu pienenee, ja nämä kaksi ajoneuvotyyppiä toimivat paremmin.
Käytännön takeaway auton ostajille
Jos olet ostamassa autoa ja haluat vertailla käyttökustannuksia, keskity MPG- tai L/100 km -lukuihin, älä lämpöhyötysuhteisiin. MPG on standardoitu, laajalti julkaistu ja heijastaa koko ajoneuvon suorituskykyä todellisissa ajo-olosuhteissa. Lämpötehokkuuslukuja on vaikea löytää, ne vaihtelevat eri moottorin toimintapisteissä, eivätkä ne ota huomioon painoa, aerodynamiikkaa ja voimansiirron ominaisuuksia, jotka määräävät, kuinka paljon polttoainetta todellisuudessa käytät.
Käytä EPA:n yhdistettyjä MPG-luokituksia lähtökohtana ajoneuvojen vertailulle. Sitten, jos ajat paljon kaupunkiajoa, painota kaupunkihahmoa enemmän. Jos ajat ensisijaisesti moottoritiellä, nojaa valtatien numeroon. Ja kun omistat ajoneuvon, todellisen kulutuksen seuranta
MPG-laskimella antaa sinulle tarkimman kuvan todellisista kustannuksistasi, koska todellinen MPG poikkeaa usein EPA-arviosta riippuen ajotottumuksista, ilmastosta ja ajoneuvon kunnosta.
Polttoainetehokkuus termisessä mielessä on kiehtova tekninen mittari, joka selittää, miksi joihinkin moottoritekniikoihin kannattaa pyrkiä. Mutta polttoainetalous on luku, joka kertoo, kuinka paljon käytät kaasuun, ja se on tärkein luku, kun teet päätöksiä jälleenmyyjällä tai pumpulla.