汽車高速公路通勤時,打開車窗降溫會不會比開空調節油?這是個老生常談的話題,然而標準答案卻始終沒有改變過:高速行駛的汽車開窗后的耗油量會更高!原因在行駛阻力的超大幅度提升,那么提升的到底是哪些阻力呢?參考下圖。

車輛在不同速度標準中,需要克服的行駛阻力會有較大的差異。
比如中低速駕駛(≤60km/h),此時車輛克服的阻力主要車輪滾動阻力,可理解為汽車總質量通過輪胎與地面產生的摩擦力。這一數值越大汽車就需要輸出越大功率以達到理想的速度標準,提升功率總會提升耗油量。

知識點:風阻可以理解為空氣的阻力!空氣會在重力(引力)的作用下無死角的環繞在地表所有位置,空氣是一種有質量并且有實體概念,但是肉眼無法識別的物質,說白了就是看不見但事實存在。
汽車在行駛中會「100%·全時不間斷」的撞擊空氣,或者說在行駛中不斷推開空氣!——嘗試不斷的推開一扇門,是不是會消耗很大的體力,推開的頻率越高是不是消耗的體力越多。

進入正題_風阻
- 汽車車速越低,等于固定時間內需要推開的空氣總量越小。反之時速越高,需要推開的空氣就會越多。
「時·速」的概念是每小時車輛行駛出的公里數,行駛距離越多自然也推開(撞擊更多的空氣),也就等于“以更高頻率推一扇門”——這種概念可以理解為空氣阻力·風阻。

「風·阻」的計算公式為:正面風阻力×2÷(空氣密度×車頭正面投影面積×車速²)。如果公式不好理解的話,用最白話的問題描述作為車頭撞風面積越大則風阻越大,因為推開了更多空氣。
要知道整備質量相當的轎車和SUV對比,高速通勤一定是SUV的油耗高,因其方正的車頭決定了撞風面更大,不過這和高速公路打開車窗通勤的油耗變化有什么關系呢?聽說過【減速傘】嗎?

「減速傘」是固定在戰斗機的尾部,在降落滑行過程中釋放幫助減速;實現減速的原理為“兜風”,巨大的傘倒置往前被強制拉動移動,其內部兜住的空氣量會很大。
而有質量有密度有實體的空氣大量組合被強制往前移動,空氣各類分子之間的摩擦就會產生【相互作用力】,說白了就是靜態的空氣阻礙“傘內團狀·組合空氣”的移動——使其速度降低。

重點:汽車的正面風阻會影響發動機的耗油量,因為增加了對發動機輸出功率的需求。那么如果尾部或車輛本身也有一種方式增加風阻,油耗顯然會更高。不過汽車不會在尾部裝個減速傘,然而只要在高速行駛中打開車窗,此時車頭擠開的空氣形成氣流會灌入車內,這是一種“反向作用減速傘”的概念。

普通減速傘是利用動態空氣與靜態空氣的相互作用,而汽車減速更像是車內的空氣變成靜態,車外的空氣變成動態不斷沖擊車輛內部座椅、尾門與框架——就像是用高壓空氣(渦噴機)從兩側車門往車內尾部吹氣流一樣,這顯然會一定程度克服發動機輸出的輪上功率(往前行駛的動力)。
結果必然是車輛被迫減速——不想要減速就要提升發動機轉速以拉升功率,發動機轉速越高噴油量越大。要知道汽車以80km/h以上的車速行駛,行駛阻力的主要部分就是風阻,占比約為60%左右;在時速達到100/120km區間后,風阻占比會超過80%,所以想要節油就要降低風阻系數,高速通勤開窗戶是絕對不省油的,而且車身越大的車型油耗增長程度越高。

空調系統
- 高速通勤想要節油只能是關閉車窗使用空調,恒溫后的油耗增加比例實際并不夸張。
自動空調系統多使用「可變排量壓縮機」,打開空調后設定好溫度并切換到【Auto模式】。打開的前階段空調會以最大制冷標準與風量為車內降溫,在達到預設溫度后空調壓縮機就會降低消耗的功率,風擋同時也會下調;說白了就是油耗會自動降低,所以高速通勤只需要設定好溫度。

手動空調多使用「定排量壓縮機」,就像是“定頻空調”。這種壓縮機不管車內有沒有達到預調溫度,即使車內溫度很低也會持續制冷。
不過在使用時可以在感覺到溫度合理后調高制冷溫度標準,此時壓縮機功率也會有變化,車內也能達到相對恒溫的標準。也就是說定排壓縮機與手動空調,可以通過人工調整實現和自動空調一樣的節油標準。合理的控制空調系統,實際百公里油耗充其量增加1升左右而已。

高速通勤是開窗,還是開空調呢?
編輯:天和Auto-汽車科學島
責編:天和MCN
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