想知道汽車跑一段路省不省油,看下面這三個要素就能判斷個八九不離十了:
- 需要的動力多少,需要的動力越多油耗越高。
- 動力損耗的多少,動力損耗越多對油耗越不利。
- 發動機的熱效率高低
所以假如同樣是兩個城市之間,跑高速和跑省道究竟誰更省油呢?我們只需要從以上三個要素來分析就行了。
需要動力的多少
相比較來說,跑高速需要的動力要更多一些,但不會比跑省道高很多。
跑高速主要是維持高車速需要更多的動力,因為汽車行駛中會受到各種阻力,最主要的就是下面這三種:
- 輪胎的滾動阻力
- 空氣阻力
- 機械部件的摩擦阻力和慣性阻力
因為輪胎是軟的,在行駛中輪胎與地面的接觸部分會被壓縮,壓縮的過程會消耗能量,這就是輪胎的滾動阻力。而且車速越快輪胎被壓縮的次數越多,滾動阻力越大。
空氣阻力就不用多說了,我們的四周都充滿了空氣,空氣也是有質量的,汽車行駛中要衝破空氣的阻礙向前行駛,空氣必然會對汽車產生一定的阻力。車速越快空氣阻力越大。
行駛中汽車的發動機、變速箱、傳動系統都在高速轉動,這些轉動部件本身就有一定的重量,有重量就有慣性,想讓它們轉起來就要克服慣性,這也需要消耗動力,只要它們的轉速發生改變就要消耗動力,除此之外這些運動部件還有一定的摩擦力,也會消耗動力。
這些阻力都是隨著車速的增加而增長的。所以車速越高阻力越大,需要發動機輸出的動力就越多,因此油耗就越高,同一輛車時速60-80左右瞬時油耗都比較低,但車速超過100以後瞬時油耗就開始明顯增加了,而且車速越快瞬時油耗越高。
但是高速公路等級高,修建標準更嚴格,會普遍使用架橋、開山等高成本的手段來保證道路寬敞平直、落差均勻。而且高速公路是城市之間的大動脈,沿途市縣只需要開設一個出入口即可,不需要繞來繞去照顧到每個村鎮,所以兩個城市之間高速公路的里程往往是最短的,而且路面條件更好,跑起來更省勁兒。
而省道等級低,遇到自然屏障基本上都是靠繞路解決問題,比如一些山區,高速公路都是架橋、挖隧道,而省道基本上都是在山溝溝里繞來繞去,而且一路上保不齊還有各種陡坡。再加上省道是毛細血管的作用,主要就是連通各個城鎮的,所以規劃時會儘可能多地經過各種縣鄉村鎮,導致實際里程更長,道路條件更差,跑起來並不少費勁。
所以說跑高速的動力主要用在維持車速上了,而跑省道的動力都用在更遠的路途和應對路況了。
動力損耗的多少
跑省道動力損耗可能會更多。
要知道汽車行駛中耗能最多的就是加速了,一噸多的車從靜止把速度提到60公里/小時所需要的能量遠大於維持60公里/小時車速所需的能量。所以汽車速度提起來後如果能保持勻速行駛,那能量消耗最低。但只要踩剎車,提速時所做的功就轉化成剎車系統的熱量白白浪費了。
由於高速公路路況好,只要不是遇到堵車,一路上都可以長時間保持穩定的速度行駛,汽車不需要頻繁剎車、減速、加速,動力損耗很少。
而省道就不同了,路況太複雜了,各種機動車、非機動車、行人甚至家畜動物都可能突然出現在你的前方,你需要頻繁剎車、加速。而且省道上有數不清的紅綠燈,遇到紅燈時不僅要剎停車輛,等紅燈時發動機還要持續耗油,綠燈起步時又需要更多的動力去提速,整體算下來會浪費很多動力。
所以說跑高速動力損耗更少,而跑省道動力損耗會更多,這會給跑省道油耗拉後腿。
發動機的熱效率
其實在車速相同的情況下通過熱效率來判斷油耗才有意義,因為車速相同說明發動機輸出功率一樣,此時熱效率越高油耗越低。比如車速80公里/小時,掛5擋轉速2000,此時發動機熱效率可能達到35%,而掛3擋轉速3000時熱效率只有30%,那肯定是5擋省油。
而跑高速和跑省道時車速不同,再加上兩種情況下發動機熱效率都不算很低,所以熱效率對兩種情況油耗的影響沒有太明顯的差異。
綜合以上內容可以得出以下結論:
- 跑高速車速相對穩定,能量損失少,動力需求主要來自於維持車輛高速行駛。
- 跑省道雖然車速低,維持車速需要的動力少,但路況和道路條件會增加能量損失。
所以綜合來說兩種方式的油耗其實並不會有太大的差異。