Maantieajo tuntuu tehokkaalta. Asetat nopeuden, pidät kaistaa ja suoritat matkan ilman kaupunkiliikenteen rangaistusta. Mutta moottoritien polttoainetaloudessa on omat ansat, ja suurin niistä on näkymätön: ilma, jonka ajoneuvosi työntää tieltä 70 mph:ssa, työskentelee sinua vastaan kovemmin kuin useimmat kuljettajat ymmärtävät. Moottoritien polttoainehäviön taustalla olevan fysiikan ja sitä vastaan taistelevien tapojen ymmärtäminen voi lisätä useita maileja gallonaa kohden todellisiin lukuihisi ilman, että kulutat dollariakaan modifikaatioihin.
Optimaalinen nopeusikkuna: 50–65 MPH
Useimmat henkilöautot saavuttavat parhaan polttoainetaloudellisuutensa jossain 50-65 mph:n välillä. Tämän alueen alapuolella moottori ei toimi tehokkaimmalla kierroslukualueellaan jatkuvaa risteilyä varten. Sen yläpuolella aerodynaaminen vastus kasvaa nopeasti ja voittaa voimansiirron tarjoamat tehokkuusedut.
Yhdysvaltain energiaministeriö esittää konkreettisen luvun nopeuden kustannuksille: jokaisesta 10 mph:sta, jonka ajat yli 50 km/h, maksat noin 7–14 prosenttia enemmän polttoainetta. Aja 75 mph nopeudella 65 mph:n sijaan, ja voit odottaa 15 %:n tai enemmän polttoainetaloudellisuutta ajoneuvosi muodosta ja koosta riippuen. Autossa, joka saa 35 MPG nopeudella 65 mph, tämä rangaistus tarkoittaa noin 30 MPG 75 mph nopeudella. Yli 400 mailin tiematkalla tämä ero tarkoittaa, että lopetat bensa nopeammin ja kuluu huomattavasti enemmän pumpulle.
Käytännön seuraus on suoraviivainen: jos nopeusrajoitus sallii, risteily 60–65 mph:lla 72–75 mph:n sijaan tuottaa lähes aina merkittävän MPG-parannuksen. Käytä
polttoainekustannuslaskuriamme laskeaksesi matkasi numerot ja katsoaksesi, kuinka nopeuden muutokset vaikuttavat polttoaineen kokonaiskulutuksiisi.
Fysiikka rangaistuksen takana: Aerodynaaminen veto
Aerodynaaminen vastus ei skaalaudu nopeuden mukaan yksinkertaisella, lineaarisella tavalla. Se skaalautuu nopeudesi neliön mukaan. Tämä tarkoittaa, että nopeuden kaksinkertaistaminen ei kaksinkertaista vastusta, joka moottorin on voitettava; se nelinkertaistaa sen. 30 mph:ssa ilmanvastus on pieni voima. 70 mph:ssa siitä tulee hallitseva kuorma, jota vastaan moottorisi toimii.
Tästä syystä polttoainetalouden käyrät taipuvat alaspäin niin jyrkästi suuremmilla nopeuksilla. Nopeudella 70 mph ajava ajoneuvo taistelee noin neljä kertaa aerodynaamista vastusta vastaan 35 mph:ssa, mutta moottori liikuttaa ajoneuvoa vain kaksi kertaa nopeammin. Energian hinta mailia kohden nousee jyrkästi, ja polttoaine kattamaan energiakustannukset tulee kokonaan säiliöstäsi.
Kehon muodolla on tässäkin rooli. Boksimaisella maastoautolla tai avolava-autolla on korkea ilmanvastuskerroin verrattuna kaltevaan sedaniin tai tarkoitukseen rakennettuun hybridiin. Sama nopeusrangaistus iskee kovemmin kuorma-autoon kuin virtaviivaiseen henkilöautoon, mikä on yksi syy, miksi kuorma-autojen ja katumaasturien valtatie MPG-luvut laskevat dramaattisemmin, kun nopeuksia nostetaan yli 70 mph.
Vakionopeudensäädin: yksinkertainen työkalu, joka säästää todellisia säästöjä
Ihmiskuljettajat ovat epäjohdonmukaisia kaasusäätimiä. Ajattelematta sitä, useimmat ihmiset ajautuvat 3–5 mph moottoritiellä aiotun matkalentonopeuden ylä- ja alapuolelle, tiedostamatta kiihdyttäen ja sitten hidastuen tasaiseen tahtiin. Jokainen tarpeeton kiihdytys maksaa polttoainetta, joka menee yksinkertaisesti hukkaan myöhemmässä hidastuksessa.
Vakionopeussäädin ratkaisee tämän. Pitämällä täysin tasaisen nopeuden tasaisessa maastossa, se eliminoi mikrokiihtyvyydet, jotka kertyvät pitkän ajon aikana. Energiaministeriö arvioi, että vakionopeussäädin parantaa polttoainetaloutta 7–14 prosenttia verrattuna manuaaliseen kaasunhallintaan tasaisilla teillä. 500 mailin valtatiematkalla se on todellinen ja mitattavissa oleva ero.
Kun vakionopeussäätimeen sattuu MPG
Vakionopeussäädin ansaitsee pysyvyyden tasaisilla moottoriteillä, mutta se voi toimia sinua vastaan mäkisessä maastossa. Kun tie alkaa nousta, vakionopeussäädin havaitsee nopeuden laskun ja vastaa lisäämällä kaasua aggressiivisesti asetetun nopeuden ylläpitämiseksi. Pitkällä nousulla tämä voi tarkoittaa, että moottori käy suurella kuormituksella pitkän ajan ja kuluttaa enemmän polttoainetta kuin kuljettaja käyttäisi antamalla auton hidastua hieman nousussa ja palauttaa nopeutta alaspäin.
Mäkisellä reiteillä harkitse vaihtamista manuaaliseen kaasunhallintaan. Ammattitaitoinen kuljettaja puristaa kaasua ennen nousua, antaa auton menettää muutaman mailin tunnissa matkalla ylös ja sitten palauttaa nopeuden ilman lisäpolttoainetta matkalla alas. Tämä tekniikka, jota toisinaan kutsutaan "pulssi- ja liukumäksi" muokatussa muodossa, pitää keskimääräisen polttoaineenkulutuksen alhaisempana kuin vakionopeuden pakottaminen korkeusmuutoksilla.
Aerodynaamiset lisäosat: kattolaatikot ja pyörätelineet
Mikä tahansa ajoneuvosi kattoon tai takaosaan kiinnitetty esine muuttaa aerodynaamista profiiliaan, ei suotuisaan suuntaan. Katolle asennettu tavaralaatikko on yksi yleisimmistä syyllisistä. Tutkimukset ja tosielämän testaukset ovat osoittaneet, että kattoboksi voi lisätä polttoaineenkulutusta 6–17 % riippuen laatikon koosta, muodosta ja ajoneuvosta, johon se on asennettu. Maantienopeuksissa, joissa ilmanvastus hallitsee polttoaineyhtälöä, tämä rangaistus tuntuu jokaisella matkan maililla.
Taakse asennetut pyörätelineet ovat joissakin tapauksissa hieman parempia, koska ne istuvat ajoneuvon perässä eikä suoraan vastaantulevassa ilmavirrassa, mutta niistä aiheutuu silti rangaistus. Takakoukun teline, johon on asennettu kaksi tai kolme pyörää, voi lisätä polttoaineenkulutustasi 10–20 % maantienopeudella, pääasiassa siksi, että pyörät itse sitovat huomattavasti ilmaa.
Käytännön ohje: poista kattolaatikot ja telineet, kun et käytä niitä aktiivisesti. Kattolaatikko, joka seisoo autossa kolme viikkoa telttaretken jälkeen ja jota ei enää koskaan totu, maksaa polttoainetta jokaisella ajolla. Vaikka laatikko olisi tyhjä, aerodynaaminen häiriö on sama.
Suurten kuorma-autojen luominen
Pitkän matkan puolikuorma-autot luovat taakseen matalapaineisen ilmataskun liikkuessaan. Ajoneuvot, jotka seuraavat tiiviisti tässä taskussa, kokevat vähemmän aerodynaamista vastusta ja sitä kautta paremman polttoainetalouden. Tutkimuksissa on mitattu 5–10 prosentin ilmanvastus pieneneminen autoissa, jotka seuraavat 2–3 auton pituutta suuresta kuorma-autosta.
Suunnittelu ei kuitenkaan ole suosittelemisen arvoinen strategia. Merkittävän vastuksen pienentämiseen tarvittava seurantaetäisyys on vaarallisen lyhyt, joten reaktioaika ei jää lähes ollenkaan, jos kuorma-auto jarruttaa äkillisesti. Polttoainesäästöt ovat todellisia, mutta riski ei ole oikeassa suhteessa hyötyyn. Vähintään neljän sekunnin turvallisen seuraamisetäisyyden ylläpitäminen maantienopeudella on oikea tapa MPG-vaikutuksista riippumatta.
Rengaspaine ja vierintävastus
Rengaspaineella on merkitystä kaikilla nopeuksilla, mutta vierintävastus vaikuttaa aerodynaamiseen vastukseen eri tavalla maantiellä. Pienillä nopeuksilla vierintävastus on hallitseva kitkavoima. Maantienopeuksissa aerodynaaminen vastus ohittaa sen. Silti alipaineiset renkaat lisäävät vierintävastusta ilmanvastusrangaistuksen lisäksi, ja tehostava vaikutus maksaa polttoainetta.
Tutkimukset osoittavat, että jokainen 10 PSI alle valmistajan suositteleman täyttöpaineen maksaa noin 1 % vierintävastuksen tehokkuudesta. Se saattaa kuulostaa pieneltä, mutta kuljettajat, joiden paine on 10 PSI alhainen kaikissa neljässä renkaassa, kantavat jatkuvasti 1 %:n polttoainesakkoa, ja tämä summa on yli kymmeniä tuhansia kilometrejä. Tarkista rengaspaineesi kuukausittain, kun renkaat ovat kylmiä, käyttämällä kuljettajan puolen oven karmin sisällä olevaa tarraa.
Ilmastointi vs. Open Windows Highway Speeds
Yleinen käsitys on, että ilmastointilaitteen käyttäminen maantiellä maksaa huomattavasti enemmän polttoainetta kuin ikkunoiden avaaminen. Todellisuus on vivahteikkaampi. Alhaisilla nopeuksilla, joissa ilmanvastus on vähäistä, avoimet ikkunat ovat lähes varmasti tehokkaampi valinta. Maantienopeuksilla, joissa aerodynaaminen vastus on hallitseva voima, avoimet ikkunat aiheuttavat turbulenssia ohjaamon sisällä ja ympärillä, mikä voi merkittävästi lisätä ilmanvastusta ja osittain kompensoida moottorin ilmastointikuormitusta.
EPA ja DOE ovat myöntäneet, että yli 50-55 mph nopeuksilla avoimista ikkunoista aiheutuva aerodynaaminen haitta voi lähestyä tai ylittää ilmastointilaitteen käytön polttoainekustannukset. Kuumalla kelillä moottoritien nopeuksilla ilmastointilaitteen käyttö ja ikkunoiden kiinni pitäminen ei yleensä ole se polttoainetaloudellinen katastrofi, jollaisena sitä joskus kuvataan. Ero on suhteellisen pieni kumpaankin suuntaan, mutta kompromissi on lähempänä kuin useimmat kuljettajat odottavat.
Runnaus hidastaa ennen pysähtymistä
Maantieajo vaatii toisinaan hidastamista: maksullisia aukioita, rakennusvyöhykkeitä, hitaampaa liikennettä edessä tai liittymät. Sillä, miten hidastat, on väliä. Myöhäinen ja kova jarrutus muuntaa kineettisen energian, jonka moottorisi kehitti rakentaakseen lämmöksi jarrupalojen kautta, ja tämä energia on poissa. Varhainen rullaus, nostamalla kaasu pois hyvissä ajoin ennen hidastuskohtaa, antaa ajoneuvon luonnollisen vastuksen tehdä työtä pidemmän matkan.
Nykyaikaisissa polttoaineen ruiskutusajoneuvoissa kaasun nostaminen maantienopeudella vaihteen ollessa päällä aiheuttaa tyypillisesti polttoainekatkoksen: moottorin ohjausyksikkö havaitsee auton hidastuvan moottorijarrutuksen aikana ja lopettaa polttoaineen ruiskuttamisen kokonaan. Moottori käyttää auton vauhtia pyörimään sen sijaan, että polttaisi polttoainetta. Tämä tarkoittaa, että varhainen rullaus ei ole vain polttoaineen säästämistä, jonka olisit polttanut jarruttaessa; se käyttää aktiivisesti vauhtia pyörittääkseen moottoria ilmaiseksi hidastusmatkan yli.
Rakentamisen tapa on yksinkertainen: katso pidemmälle, ennakoi, missä sinun täytyy hidastaa, ja nosta kaasu pois aikaisemmin. Valtateiden rampeissa ja maksullisissa lähestymistavoissa tämä voi säästää huomattavan määrän polttoainetta verrattuna siihen, että vauhtia ylläpidetään viime hetkeen asti ja sitten jarrutetaan voimakkaasti.
Yhdistäminen
Maantieajo palkitsee johdonmukaisuuden ja valmistautumisen. Suurin yksittäinen vipu on nopeus: 60–65 mph:n pitäminen 75 mph:n sijasta voi yksin säästää 10–15 prosenttia polttoainetaloutta. Tasaisilla teillä vakionopeussäädin kaappaa vielä 7–14 prosenttia. Käyttämättömien kattotelineiden poistaminen, renkaiden pitäminen kunnolla painettuna ja rullaus aikaisin ennen pysähdyksiä lisäävät pienempää, mutta todellista panosta.
Mikään näistä muutoksista ei vaadi rahaa tai ajoneuvon muokkaamista. Ne ovat tottumuksia ja tietoisuutta, joita sovelletaan johdonmukaisesti jo ajamillasi kilometreillä.