Какой автомобиль наиболее экономичен на скорости 130 км/ч?

Если вы хотите сэкономить топливо, забудьте о выборе между окном и кондиционером. Очевидное решение: ехать со скоростью 100 км/ч, а не 130 км/ч.

Хотя разница кажется не такой уж большой (всего 25 %), вам потребуется в 2,2 раза больше энергии, чтобы ехать со скоростью 130 км/ч вместо 100 км/ч. Скорость — самый важный определяющий фактор в уравнении, так как она возведена в третью степень. Любое число, возведённое в третью степень, не представляет особого интереса при небольших значениях, но становится безумным, когда числа становятся большими.

Предположим, что в очень жаркий летний день вы едете по длинному прямому шоссе со скоростью 130 км/ч. Какое решение будет наиболее экономичным с точки зрения расхода топлива?

• Едете с включённым кондиционером и закрытыми окнами?


• Едете с выключенным кондиционером и четырьмя открытыми окнами?

Из нескольких вариантов этот — худший. Почему вы ограничиваетесь только этим? Кроме того, если вы будете держать окна открытыми, то оглохнете.

Один расходует топливо на работу кондиционера, другой — из-за плохой аэродинамики из-за открытых окон.

Вот почему оба варианта никуда не годятся. Вот более подходящий вариант.

• Окна закрыты, кондиционер выключен, вентилятор на максимум.

Мы предлагаем оптимальный вариант с учётом желаемой скорости. Это значительно повысит экономию топлива по сравнению с двумя другими вариантами.

Однако ваш лучший выбор — это

• Притормози.

Это важнее, чем вы думаете. На скорости 130 км/ч большая часть топлива расходуется на преодоление аэродинамического сопротивления.

Экономичность не должна быть вашим единственным критерием. Опущенные стёкла повышают уровень шума до 85 децибел, что при длительном воздействии может привести к необратимому ухудшению слуха.

Британские учёные протестировали все автомобили, от Mazda до Aston Martin, в пробках в непиковое время на скорости 50, 60 и 70 миль в час.

Они обнаружили, что независимо от скорости и модели автомобиля при опущенных стёклах водитель подвергался воздействию почти постоянного шума в 89 децибел.

https://helpingmehear.com/drive-with-the-windows-open-your-hearing-may-be-at-risk/

Поддерживайте постоянную скорость с помощью круиз-контроля, закройте окна и включите кондиционер, потому что, когда температура в салоне достигнет нужного уровня, для её поддержания потребуется совсем немного энергии, а кондиционер будет регулировать свои энергозатраты.

Если вы едете с открытыми окнами, сопротивление воздуха увеличится, и его можно будет уменьшить, только снизив скорость или закрыв окна.

Мы могли бы провести количественное сравнение, используя приблизительные цифры.

Энергопотребление автомобильного кондиционера зависит от многих факторов, в том числе от его настроек и условий окружающей среды. Приблизительное среднее значение энергопотребления составляет около 3 кВт (что может отличаться в два раза). Это число можно сравнить с увеличением потерь мощности из-за сопротивления воздуха при открытых окнах.

Потери мощности из-за сопротивления воздуха можно приблизительно рассчитать по формуле P = ½ ρ C A v³, где ρ — плотность воздуха, C — коэффициент аэродинамического сопротивления транспортного средства, A — площадь лобовой поверхности транспортного средства, а v — скорость транспортного средства. У нас ρ = 1,225 к/м³ и v = 130/3,6 км/ч = 36,111 м/с. A и C во многом зависят от типа автомобиля. Для современного автомобиля (седана) C A ≈ 0,3 × 1,8 = 0,54, а для минивэна/внедорожника C · A ≈ 0,45 × 3 = 1,35. Мы получаем P = 15,7 кВт и P = 38,9 кВт для седана и минивэна соответственно. Следующий вопрос: как изменятся эти показатели, если открыть окна? Исследование показало, что потери мощности увеличиваются примерно на 8 % и 20 % для седанов и внедорожников соответственно. Примечательно, что эта разница в процентах обратно пропорциональна C A, что говорит о том, что увеличение потерь не так сильно зависит от формы автомобиля. Это логично: окна в больших и маленьких автомобилях примерно одинакового размера, и их открытие не меняет форму передней части автомобиля. Отсюда следует, что возросшие потери можно приблизительно описать формулой Δ P = ½ ρ 0,108 v³, из которой мы получаем 3,1 кВт (при скорости 130 км/ч), что примерно соответствует мощности кондиционера в 3 кВт!

Напомним, что приведённые выше цифры являются приблизительными, в том числе показатель мощности кондиционера в 3 кВт. Таким образом, мы не можем прийти к однозначному выводу. Однако также следует учитывать, что сопротивление воздуха увеличивается пропорционально скорости. Скорее всего, можно с уверенностью сказать, что при скорости менее 100 км/ч (сопротивление воздуха уменьшается вдвое) выиграют открытые окна, а при скорости более 160 км/ч (сопротивление воздуха увеличивается вдвое) выиграет кондиционер. В любом случае, как уже отмечали другие, на более высоких скоростях (более 80 км/ч) становятся более заметными другие проблемы, например шум, из-за которого всё же лучше держать окна закрытыми.

Это зависит от нескольких факторов:

• Аэродинамика автомобиля


• Нагрузка на компрессор переменного тока


• Разница температур между желаемой температурой и температурой снаружи

SAE провела эксперимент, полные результаты которого доступны только подписчикам, но в кратком изложении есть несколько полезных деталей:

Были проведены дорожные и лабораторные эксперименты с участием Ford Explorer 2009 года выпуска и
Toyota Corolla 2009 года выпуска, чтобы оценить снижение расхода топлива
при использовании кондиционера (К/С) на холостом ходу и
в крейсерском режиме на шоссе. Данные о транспортных средствах были получены в ходе дорожных испытаний и на
динамометрическом стенде. Данные были собраны для различных настроек К/С, а также при
выключенном К/С и открытых окнах. При постоянной скорости от 64,4 до 113
км/ч (от 40 до 70 миль/ч) оба автомобиля потребляли больше топлива при включенном кондиционере
с максимальной нагрузкой на охлаждение (компрессор работал на 100 %), чем при
движении с опущенными стеклами. «Эксплорер» сохранял эту тенденцию
на скорости выше 113 км/ч (70 миль/ч), в то время как расход топлива у «Короллы» с
опущенными стёклами был таким же, как при включённом кондиционере на скорости 121 км/ч (75 миль/ч), и
превышал его на скорости 129 км/ч (80 миль/ч). Дополнительный расход топлива
из-за использования кондиционера был практически постоянным, с небольшой
тенденцией к увеличению расхода с ростом скорости автомобиля (и
компрессора). Меньший расход топлива при работе кондиционера
наблюдается на холостом ходу у обоих автомобилей, вероятно, из-за низкой производительности компрессора
Скорость в этой рабочей точке выше, хотя процентное увеличение из-за
использования кондиционера наиболее заметно на холостом ходу.

Таким образом, при максимальной мощности кондиционера было эффективнее открывать окна на более низких скоростях, а на более высоких скоростях эффективность зависела от автомобиля. При меньшей нагрузке на компрессор компромиссная скорость будет ниже, опять же в зависимости от автомобиля.

В шоу «Разрушители легенд» был показан эпизод, в котором повторялось это открытие, но в методе тестирования были некоторые недостатки, из-за которых результат нельзя назвать достаточно научным.

Если коротко, то, скорее всего, эффективнее будет опустить стёкла, если только вы не едете на высокой скорости в автомобиле с хорошей аэродинамикой. Здесь много факторов, и без тестирования на конкретных автомобилях сказать что-то определённое невозможно.