Існує романтична помилка щодо літньої їзди. Ви опускаєте вікно, висовуєте руку і дозволяєте вітру обдувати шкіру. Це відчувається як свобода. Це відчувається як класика.
Але будемо реалістами. Це також відчувається як неефективність.
На тлі різких коливань цін на бензин практичне питання витіснило романтичне. Ви заощадите більше грошей, опустивши вікна і дозволяючи спеці спекти вас, або закривши салон і ввімкнувши кондиціонер?
Відповідь не є простою «так» чи «ні». Це залежить від фізики. Зрештою, йдеться про дві конкуруючі сили: паразитне навантаження від компресора кондиціонера та аеродинамічний штраф від відкритих вікон.
Фізика опору та компресорів
Щоб зрозуміти, який варіант витрачає менше палива, потрібно заглянути під капот і подивитися у дзеркало.
По-перше, кондиціонер. Компресор рухається ременем. Коли ви включаєте кондиціонер, двигун доводиться працювати інтенсивніше, щоб обертати цей ремінь. Це додаткове навантаження потребує більшої витрати палива. Все просто.
Потім є опір повітря (аеродинамічний опір). Опір – це сила, з якою об’єкт стикається під час руху через повітря. Сучасні автомобілі мають форму сльози не так. Вони спроектовані так, щоби прорізати атмосферу з мінімальним опором.
Коли ви відкриваєте вікно, ви порушуєте герметичність. Повітря спрямовується в салон. Це створює турбулентність. Це діє як парашут, що ловить вітер. Ви по суті перетворюєте свій автомобіль на літаючу цеглу.
«На відміну від парашута, вам напевно не потрібний великий аеродинамічний опір на автомобілі, тому що це змушує двигун працювати інтенсивніше, щоб розігнати транспортний засіб до тієї ж швидкості».
Цей підвищений опір змушує двигун спалювати більше палива просто для підтримки крейсерської швидкості. Питання полягає в наступному: чи перевищує вартість палива для роботи компресора кондиціонера вартість палива, яке витрачається на боротьбу з цим опором?
Коли кондиціонер економить паливо: фактор швидкості
Історично дані вказують на те, що вікна слід закривати на швидкостях шосе.
У 2004 році Товариство автомобільних інженерів (SAE) провело суворі випробування. Вони використовували аеродинамічну трубу General Motors для моделювання бічних вітрів і буксирували тестові автомобілі пустельною трасою. В експерименті брали участь повнорозмірний позашляховик із двигуном V-8 об’ємом 8,1 літра та повнорозмірний седан із двигуном V-8 об’ємом 4,6 літра.
Результати були різкими. Для седана їзда з опущеними вікнами зменшила паливну ефективність на 20 відсотків. Позашляховик показав зниження на 8%.
Дослідження зробило чіткий висновок: чим більш аеродинамічний ваш автомобіль, тим вищий штраф за відкриті вікна. Якщо у вас є обтічний купе, опір повітря вдарить по вас сильніше, ніж якщо ви перевозите незграбну вантажівку.
Проте, автомобільні технології змінилися з 2004 року. Сучасні автомобілі ефективніші, як і їх системи кондиціювання.
Дослідження SAE 2013 оновило цифри. Вони протестували Toyota Corolla 2009 року. Дані показали, що вам потрібно подолати позначку 80 миль/год (129 км/год), перш ніж опір від відкритих вікон зробить цей режим менш ефективним, ніж використання кондиціонера. На швидкостях нижче цієї породи спосіб з опущеними вікнами може практично заощадити частку милі на галон.
У тесті також розглядався Ford Explorer 2009 року. Для позашляховика опускання вікон було ефективнішим на низьких швидкостях. Але вище 60 миль/год (96 км/год) різниця ставала незначною.
Таким чином, якщо ви їдете шосе, перемагає кондиціонер. Якщо ви повзете в міському трафіку або здійснюєте коротку поїздку путівцями, опущені вікна можуть бути королем ефективності.
Коли опускання вікон економить паливо?
Золота середина для відкритих вікон – це низькошвидкісні середовища з низьким опором.
Якщо ви їдете зі швидкістю менше 40-50 миль/год, аеродинамічний штраф мінімальний. Повітря не проходить повз ваш автомобіль з достатньою силою, щоб створити величезну турбулентність всередині салону. На цих швидкостях навантаження компресора кондиціонера на двигун зазвичай переважує крихітний опір від відкритого вікна.
Саме тому метод «вікна опущені» видається таким привабливим у заміських зонах. Він дійсно ефективніший, коли ви не боретеся з вітром.
Але є нюанс.
У міру збільшення швидкості опір зростає експонентно. Подвоєння швидкості збільшує аеродинамічний опір у чотири рази. Саме тому тест Corolla показав точку перетину на 80 миль/год. За цією точкою двигун спалює значно більше палива, щоб розсувати повітря, ніж він використовує для роботи вентилятора та компресора кондиціонера.
Таким чином, емпіричне правило просте:
- Міська їзда / До 50 миль/год: Вікна опущені. Приріст ефективності реальний.
- Їзда по шосе / Більше 60 миль/год: Увімкнено кондиціонер. Штраф за опір стає надто високим.
Це не жорсткий кордон. Це градієнт. Але якщо ви дбаєте про кожну краплину палива в баку, дотримання цього градієнта має значення.
І поки що ми говоримо про ефективність…
Коли краще опустити вікна замість використання кондиціонера
Немає універсального набору тестів для кожного автомобіля на дорогах, тому доводиться спиратися на загальні рекомендації. Якщо ви повільно їдете містом на низьких швидкостях, вимкнення кондиціонера та опускання вікон заощаджує паливо. Фізика тут проста: аеродинамічний опір мінімальний при низькій швидкості. Ефективніше впустити вітер у салон, ніж боротися із опором повітря на низькій швидкості.
Причина у навантаженні на двигун. На низьких швидкостях двигун виробляє менше потужності. Робота компресора кондиціонера потребує значних витрат енергії. Двигуну доводиться працювати інтенсивніше. На високих швидкостях двигун уже генерує достатню потужність. Він легко справляється з додатковим навантаженням від кондиціонера без особливої напруги.
Експоненційне зростання витрат при збільшенні швидкості
У міру розгону опір повітря не просто збільшується – він різко зростає. Сила, що діє на ваш автомобіль, масштабується експонентно. Розглянемо подорож зі швидкістю 70 миль на годину (mph) порівняно зі швидкістю 35 миль на годину. Ви подвоїли швидкість. А сила спротиву? Вона збільшилася вчетверо. Вчетверо більше опору при подвоєній швидкості.
Це призводить до практичного граничного значення. Коли потрібно переключитися з кондиціонера на опущені вікна? Для великих позашляховиків та вантажівок орієнтуйтеся на швидкість 40 миль на годину (64 км/год). Нижче за цю швидкість — вікна опущені. Вище – включений кондиціонер. Для невеликих седанів, таких як Toyota Corolla ситуація інша. Ви можете використовувати кондиціонер на швидкості до 70 або навіть 80 миль на годину. Саме ваша типова швидкість та форма автомобіля визначають точний поріг.
Чи завжди краще їхати з опущеними вікнами?
Деякі експерти із цим не згодні. Журнал «Car and Driver» провів власне дослідження. Вони дійшли висновку, що виключення кондиціонера здебільшого є розумнішим рішенням. Але будемо реалістами. Хто хоче потіти у пробці?
Їзда із закритими вікнами та вимкненим кондиціонером технічно є найефективнішим методом. Але при цьому вона вкрай неприємна. Перевага опущених вікон залежить від змінних, які завжди можна контролювати. Форма автомобіля має значення. Об’єм двигуна має значення. Ефективність компресора має значення. Кожен автомобіль поводиться по-різному.
Замість того щоб obsessively замислюватися про те, відкрити вікно чи ні, зосередьтеся на основах. Підтримуйте правильний тиск у шинах. Зменшуйте зайву вагу вантажу. Обслуговуйте компоненти трансмісії. Ці навички приносять більшу користь економії палива, ніж суперечки про опір повітря.
Чи витрачає опалення автомобіля бензин?
Чи не особливо. Двигун і так виділяє відпрацьоване тепло для роботи системи охолодження. Використання обігрівача не створює такого навантаження на двигун, як кондиціонер. Ви спалюєте лише крихітну частку палива, щоби обертати вентилятор, який нагнітає тепле повітря в салон.
