Существует романтическое заблуждение относительно летней езды. Вы опускаете окно, высовываете руку и позволяете ветру обдувать кожу. Это ощущается как свобода. Это ощущается как классика.
Но давайте будем реалистами. Это также ощущается как неэффективность.
На фоне резких колебаний цен на бензин практический вопрос вытеснил романтический. Вы сэкономите больше денег, опустив окна и позволяя жаре испечь вас, или закрыв салон и включив кондиционер?
Ответ не является простым «да» или «нет». Это зависит от физики. В конечном счете, речь идет о двух конкурирующих силах: паразитной нагрузке от компрессора кондиционера и аэродинамическом штрафе от открытых окон.
Физика сопротивления и компрессоров
Чтобы понять, какой вариант расходует меньше топлива, нужно заглянуть под капот и посмотреть в боковое зеркало.
Во-первых, кондиционер. Компрессор приводится в движение ремнем. Когда вы включаете кондиционер, двигателю приходится работать интенсивнее, чтобы вращать этот ремень. Эта дополнительная нагрузка требует большего расхода топлива. Все просто.
Затем есть сопротивление воздуха (аэродинамическое сопротивление). Сопротивление — это сила, с которой объект сталкивается при движении через воздух. Современные автомобили имеют форму слезы не просто так. Они спроектированы так, чтобы прорезать атмосферу с минимальным сопротивлением.
Когда вы приоткрываете окно, вы нарушаете герметичность. Воздух устремляется в салон. Это создает турбулентность. Это действует как парашют, ловящий ветер. Вы по сути превращаете свой автомобиль в летающий кирпич.
«В отличие от парашюта, вам определенно не нужно большое аэродинамическое сопротивление на автомобиле, потому что это заставляет двигатель работать интенсивнее, чтобы разогнать транспортное средство до той же скорости».
Это повышенное сопротивление заставляет двигатель сжигать больше топлива просто для поддержания крейсерской скорости. Вопрос заключается в следующем: превышает ли стоимость топлива для работы компрессора кондиционера стоимость топлива, затрачиваемого на борьбу с этим сопротивлением?
Когда кондиционер экономит топливо: фактор скорости
Исторически данные сильно указывают на то, что окна следует закрывать на скоростях шоссе.
В 2004 году Общество автомобильных инженеров (SAE) провело строгие испытания. Они использовали аэродинамическую трубу General Motors для моделирования боковых ветров и буксировали тестовые автомобили по пустынной трассе. В эксперименте участвовали полноразмерный внедорожник с двигателем V-8 объемом 8,1 литра и полноразмерный седан с двигателем V-8 объемом 4,6 литра.
Результаты были резкими. Для седана езда с опущенными окнами снизила топливную эффективность на 20 процентов. Внедорожник показал снижение на 8 процентов.
Исследование сделало четкий вывод: чем более аэродинамичен ваш автомобиль, тем выше штраф за открытые окна. Если у вас есть обтекаемое купе, сопротивление воздуха ударит по вам сильнее, чем если вы перевозите угловатый грузовик.
Однако автомобильные технологии изменились с 2004 года. Современные автомобили более эффективны, как и их системы кондиционирования.
Исследование SAE 2013 года обновило цифры. Они протестировали Toyota Corolla 2009 года. Данные показали, что вам нужно преодолеть отметку в 80 миль/ч (129 км/ч), прежде чем сопротивление от открытых окон сделает этот режим менее эффективным, чем использование кондиционера. На скоростях ниже этого порода метод с опущенными окнами может фактически сэкономить долю мили на галлон.
В тесте также рассматривался Ford Explorer 2009 года. Для внедорожника опускание окон было более эффективным на низких скоростях. Но выше 60 миль/ч (96 км/ч) разница становилась незначительной.
Таким образом, если вы едете по шоссе, побеждает кондиционер. Если вы ползете в городском трафике или совершаете короткую поездку по проселочным дорогам, опущенные окна могут по-прежнему быть королем эффективности.
Когда опускание окон экономит топливо?
Золотая середина для открытых окон — это низкоскоростные среды с низким сопротивлением.
Если вы едете со скоростью менее 40–50 миль/ч, аэродинамический штраф минимален. Воздух не проходит мимо вашего автомобиля с достаточной силой, чтобы создать огромную турбулентность внутри салона. На этих скоростях нагрузка компрессора кондиционера на двигатель обычно перевешивает крошечное сопротивление от приоткрытого окна.
Именно поэтому метод «окна опущены» кажется таким привлекательным в пригородных зонах. Он действительно более эффективен, когда вы не боретесь с ветром.
Но есть нюанс.
По мере увеличения скорости сопротивление растет экспоненциально. Удвоение скорости увеличивает аэродинамическое сопротивление в четыре раза. Именно поэтому тест Corolla показал точку пересечения на 80 миль/ч. За этой точкой двигатель сжигает значительно больше топлива, чтобы раздвигать воздух, чем он использует для работы вентилятора и компрессора кондиционера.
Таким образом, эмпирическое правило простое:
- Городская езда / До 50 миль/ч: Окна опущены. Прирост эффективности реален.
- Езда по шоссе / Более 60 миль/ч: Включен кондиционер. Штраф за сопротивление становится слишком высоким.
Это не жесткая граница. Это градиент. Но если вы заботитесь о каждой капле топлива в баке, соблюдение этого градиента имеет значение.
И пока мы говорим об эффективности…
Когда лучше опустить окна вместо использования кондиционера
Не существует универсального набора тестов для каждого автомобиля на дорогах, поэтому приходится опираться на общие рекомендации. Если вы медленно едете по городу на низких скоростях, выключение кондиционера и опускание окон экономит топливо. Физика здесь проста: аэродинамическое сопротивление минимально при низкой скорости. Эффективнее впустить ветер в салон, чем бороться с сопротивлением воздуха на низкой скорости.
Причина кроется в нагрузке на двигатель. На низких скоростях двигатель вырабатывает меньше мощности. Работа компрессора кондиционера требует значительных затрат энергии. Двигателю приходится работать интенсивнее. На высоких скоростях двигатель уже генерирует достаточную мощность. Он легко справляется с дополнительной нагрузкой от кондиционера без особого напряжения.
Экспоненциальный рост затрат при увеличении скорости
По мере разгона сопротивление воздуха не просто увеличивается — оно резко возрастает. Сила, действующая на ваш автомобиль, масштабируется экспоненциально. Рассмотрим поездку со скоростью 70 миль в час (mph) по сравнению со скоростью 35 миль в час. Вы удвоили скорость. А сила сопротивления? Она увеличилась в четыре раза. В четыре раза больше сопротивления при удвоенной скорости.
Это приводит к практическому пороговому значению. Когда следует переключиться с кондиционера на опущенные окна? Для крупных внедорожников и грузовиков ориентируйтесь на скорость 40 миль в час (64 км/ч). Ниже этой скорости — окна опущены. Выше — включен кондиционер. Для небольших седанов, таких как Toyota Corolla, ситуация иная. Вы можете использовать кондиционер на скорости до 70 или даже 80 миль в час. Именно ваша типичная скорость и форма автомобиля определяют точный порог.
Всегда ли лучше ехать с опущенными окнами?
Некоторые эксперты с этим не согласны. Журнал Car and Driver провел собственное исследование. Они пришли к выводу, что выключение кондиционера в большинстве случаев является более разумным решением. Но давайте будем реалистами. Кто хочет потеть в пробке?
Езда с закрытыми окнами и выключенным кондиционером технически является самым эффективным методом. Но при этом она крайне неприятна. Преимущество опущенных окон зависит от переменных, которые не всегда можно контролировать. Форма автомобиля имеет значение. Объем двигателя имеет значение. Эффективность вашего компрессора имеет значение. Каждый автомобиль ведет себя по-разному.
Вместо того чтобы obsessively задумываться о том, приоткрыть окно или нет, сосредоточьтесь на основах. Поддерживайте правильное давление в шинах. Уменьшайте лишний вес груза. Обслуживайте компоненты трансмиссии. Эти привычки приносят большую пользу экономии топлива, чем споры о сопротивлении воздуха.
Тратит ли отопление автомобиля бензин?
Не особо. Двигатель и так выделяет отработанное тепло для работы системы охлаждения. Использование обогревателя не создает такой нагрузки на двигатель, как кондиционер. Вы сжигаете лишь крошечную долю топлива, чтобы вращать вентилятор, который нагнетает теплый воздух в салон.
