Экономия топлива автомобиля связана с расстоянием , пройденным транспортным средством, и количеством потребляемого топлива . Потребление может быть выражено в терминах объема топлива для преодоления расстояния или расстояния, пройденного на единицу объема потребляемого топлива. Поскольку потребление топлива транспортными средствами является существенным фактором загрязнения воздуха, а импорт моторного топлива может составлять значительную часть внешней торговли страны , многие страны устанавливают требования к экономии топлива.
Для аппроксимации фактической производительности транспортного средства используются различные методы. Энергия в топливе требуется для преодоления различных потерь ( сопротивление ветра , сопротивление шин и другие), возникающих при движении транспортного средства, а также для обеспечения питания систем транспортного средства, таких как зажигание или кондиционирование воздуха. Различные стратегии могут использоваться для снижения потерь при каждом преобразовании между химической энергией топлива и кинетической энергией транспортного средства. Поведение водителя может влиять на экономию топлива; маневры, такие как резкое ускорение и резкое торможение, тратят энергию.
Электромобили не сжигают топливо напрямую и, следовательно, не обладают экономией топлива как таковой, но для их сравнения были созданы меры эквивалентности, такие как количество миль на галлон бензинового эквивалента .
Топливную эффективность автотранспортных средств можно выразить несколькими способами:
Формула для перевода в мили на галлон США (3,7854 л) из л/100 км: , где — значение л/100 км. Для миль на имперский галлон (4,5461 л) формула: .
В некоторых частях Европы два стандартных цикла измерения для значения "литр/100 км" - это "городское" движение со скоростью до 50 км/ч с холодного старта, а затем "загородное" движение с различными скоростями до 120 км/ч, которое следует за городским тестом. Также приводится объединенная цифра, показывающая общее количество потребленного топлива, деленное на общее пройденное расстояние в обоих тестах.
Экономию топлива можно выразить двумя способами:
Преобразование единиц:
Хотя тепловой КПД (механическая мощность в химическую энергию в топливе) двигателей на нефтяном топливе увеличился с начала автомобильной эры , это не единственный фактор экономии топлива. Конструкция автомобиля в целом и характер использования влияют на экономию топлива. Опубликованные данные об экономии топлива могут различаться в зависимости от юрисдикции из-за различий в протоколах испытаний.
Одним из первых исследований по определению экономии топлива в Соединенных Штатах был Mobil Economy Run , который проводился ежегодно с 1936 года (за исключением периода Второй мировой войны ) по 1968 год. Он был разработан для предоставления реальных, эффективных показателей топливной экономичности во время испытания от побережья до побережья на реальных дорогах с обычным движением и погодными условиями. Корпорация Mobil Oil спонсировала его, а Автомобильный клуб США (USAC) санкционировал и проводил пробег. В более поздних исследованиях средняя экономия топлива для новых легковых автомобилей в Соединенных Штатах улучшилась с 17 миль на галлон (13,8 л/100 км) в 1978 году до более чем 22 миль на галлон (10,7 л/100 км) в 1982 году. [9] Средняя [a] экономия топлива для новых автомобилей, легких грузовиков и внедорожников 2020 модельного года в Соединенных Штатах составила 25,4 мили на галлон США (9,3 л/100 км). [10] Автомобили 2019 модельного года (кроме электромобилей), классифицированные Агентством по охране окружающей среды США как «средние», имели расход топлива от 12 до 56 миль на галлон США (от 20 до 4,2 л/100 км) [11] Однако из-за экологических проблем, вызванных выбросами CO2 , вводятся новые правила ЕС, направленные на снижение среднего уровня выбросов автомобилей, проданных с 2012 года, до 130 г/км CO2 , что эквивалентно 4,5 л/100 км (52 мили на галлон США , 63 мили на галлон имп .) для автомобиля с дизельным топливом и 5,0 л/100 км (47 миль на галлон США , 56 миль на галлон имп. ) для автомобиля с бензиновым (бензиновым) топливом. [12]
Средний расход топлива по всему автопарку не сразу зависит от экономии топлива новыми транспортными средствами : например, средний расход топлива по автопарку Австралии в 2004 году составил 11,5 л/100 км (20,5 миль на галлон США ) [13] по сравнению со средним расходом топлива по новым автомобилям в том же году 9,3 л/100 км (25,3 миль на галлон США ) [14].
Экономия топлива на постоянной скорости для выбранных транспортных средств была изучена в 2010 году. Самое последнее исследование [15] указывает на большую топливную эффективность на более высоких скоростях, чем более ранние исследования; например, некоторые транспортные средства достигают лучшей топливной экономичности при 100 км/ч (62 мили/ч), а не при 70 км/ч (43 мили/ч), [15] хотя и не самой лучшей экономичности, как, например, Oldsmobile Cutlass Ciera 1994 года с двигателем LN2 2.2L, который имеет лучшую экономичность при 90 км/ч (56 миль/ч) (8,1 л/100 км (29 миль/галлон ‑США )), и достигает лучшей экономичности при 105 км/ч (65 миль/ч), чем при 72 км/ч (45 миль/ч) (9,4 л/100 км (25 миль/галлон ‑США ) против 22 миль/галлон ‑США (11 л/100 км)). Доля движения по скоростным трассам колеблется от 4% в Ирландии до 41% в Нидерландах.
Когда в 1974—1995 годах в США действовало ограничение скорости в 55 миль в час (89 км/ч), появились жалобы на то, что экономия топлива может снизиться, а не увеличиться. Toyota Celica 1997 года показала лучшую топливную экономичность при скорости 105 км/ч (65 миль/ч), чем при 65 км/ч (40 миль/ч) (5,41 л/100 км (43,5 миль на галлон США ) против 5,53 л/100 км (42,5 миль на галлон США )), хотя даже лучше при 60 милях в час (97 км/ч), чем при 65 милях в час (105 км/ч) (48,4 миль на галлон США (4,86 л/100 км) против 43,5 миль на галлон США (5,41 л/100 км)), а ее лучшая экономичность (52,6 миль на галлон США (4,47 л/100 км)) достигла всего лишь 25 миль в час (40 км/ч). Другие протестированные автомобили показали от 1,4 до 20,2% лучшую топливную экономичность при 90 км/ч (56 миль/ч) по сравнению со 105 км/ч (65 миль/ч). Их лучшая экономичность была достигнута при скоростях от 40 до 90 км/ч (от 25 до 56 миль/ч) (см. график). [15]
Чиновники надеялись, что ограничение в 55 миль в час (89 км/ч) в сочетании с запретом на декоративное освещение, запретом на продажу бензина по воскресеньям и сокращением производства бензина на 15 % сократит общее потребление бензина на 200 000 баррелей в день, что на 2,2 % меньше годового уровня потребления бензина в 1973 году. [16] [b] Это частично основывалось на убеждении, что автомобили достигают максимальной эффективности на скорости от 40 до 50 миль в час (от 65 до 80 км/ч), а грузовики и автобусы наиболее эффективны на скорости 55 миль в час (89 км/ч). [18]
В 1998 году Исследовательский совет по транспорту США сделал сноску на оценку, согласно которой Национальный предел максимальной скорости (NMSL) 1974 года снизил расход топлива на 0,2–1,0 процента. [19] На сельские межштатные дороги, наиболее заметно затронутые NMSL, приходилось 9,5% пробега транспортных средств в США в 1973 году, [20] но такие дороги с свободным движением обычно обеспечивают более экономичное перемещение, чем обычные дороги. [21] [22] [23]
Достаточно современный европейский супермини и многие автомобили среднего размера, включая универсалы, могут потреблять 5 л/100 км по автомагистрали (47 миль на галлон США/56 миль на галлон по имп.) или 6,5 л/100 км в городском трафике (36 миль на галлон США/43 миль на галлон по имп.), при этом выбросы углекислого газа составляют около 140 г/км.
Средний североамериканский автомобиль среднего размера потребляет 21 милю на галлон (США) (11 л/100 км) в городе, 27 миль на галлон (США) (9 л/100 км) на шоссе; полноразмерный внедорожник обычно потребляет 13 миль на галлон (США) (18 л/100 км) в городе и 16 миль на галлон (США) (15 л/100 км) на шоссе. Пикапы значительно различаются; в то время как легкий пикап с 4-цилиндровым двигателем может достичь 28 миль на галлон (8 л/100 км), полноразмерный пикап V8 с удлиненной кабиной потребляет только 13 миль на галлон (США) (18 л/100 км) в городе и 15 миль на галлон (США) (15 л/100 км) на шоссе.
Средняя экономия топлива для всех транспортных средств на дороге выше в Европе, чем в Соединенных Штатах, поскольку более высокая стоимость топлива меняет поведение потребителей . В Великобритании галлон бензина без налога стоил бы 1,97 доллара США, но с налогами стоил бы 6,06 доллара США в 2005 году. Средняя стоимость в Соединенных Штатах составила 2,61 доллара США. [24]
Автомобили европейского производства, как правило, более экономичны, чем американские. В то время как в Европе много более эффективных дизельных автомобилей, европейские бензиновые автомобили в среднем также более экономичны, чем бензиновые автомобили в США. Большинство европейских автомобилей, упомянутых в исследовании CSI, работают на дизельных двигателях, которые, как правило, достигают большей топливной экономичности, чем газовые двигатели. Продажа таких автомобилей в Соединенных Штатах затруднена из-за стандартов выбросов, отмечает Уолтер Макманус, эксперт по экономии топлива в Исследовательском институте транспорта Мичиганского университета. «В большинстве своем европейские дизели не соответствуют стандартам выбросов США», — сказал Макманус в 2007 году. Еще одна причина, по которой многие европейские модели не продаются в Соединенных Штатах, заключается в том, что профсоюзы возражают против того, чтобы большая тройка импортировала любые новые иностранные модели независимо от экономии топлива, увольняя при этом рабочих дома. [25]
Примером возможностей европейских автомобилей в плане экономии топлива является микроавтомобиль Smart Fortwo cdi, который может достигать расхода топлива до 3,4 л/100 км (69,2 миль на галлон США) с использованием турбированного трехцилиндрового дизельного двигателя мощностью 41 л. с. (30 кВт). Fortwo производится Daimler AG и продается только одной компанией в Соединенных Штатах. Кроме того, мировой рекорд по экономии топлива среди серийных автомобилей принадлежит Volkswagen Group , со специальными серийными моделями (с маркировкой «3L») Volkswagen Lupo и Audi A2 , потребляющими всего 3 л/100 км (94 миль на галлон ‑imp ; 78 миль на галлон ‑US ). [26] [ необходимо разъяснение ]
Дизельные двигатели обычно достигают большей топливной эффективности, чем бензиновые (бензиновые) двигатели. Дизельные двигатели легковых автомобилей имеют энергоэффективность до 41%, но чаще 30%, а бензиновые двигатели до 37,3%, но чаще 20%. Обычный предел составляет на 25% больше миль на галлон для эффективного турбодизеля.
Например, текущая модель Skoda Octavia, использующая двигатели Volkswagen, имеет комбинированную европейскую топливную эффективность 41,3 миль на галлон США (5,70 л/100 км) для бензинового двигателя мощностью 105 л. с. (78 кВт) и 52,3 миль на галлон США (4,50 л/100 км) для дизельного двигателя мощностью 105 л. с. (78 кВт) и более тяжелого. Более высокая степень сжатия способствует повышению энергоэффективности, но дизельное топливо также содержит примерно на 10% больше энергии на единицу объема, чем бензин, что способствует снижению расхода топлива для заданной выходной мощности.
В 2002 году в США было 85 174 776 грузовиков, и средний расход топлива составлял 13,5 миль на галлон США (17,4 л/100 км; 16,2 миль на галлон -imp ). Большие грузовики, более 33 000 фунтов (15 000 кг), в среднем составляли 5,7 миль на галлон США (41 л/100 км; 6,8 миль на галлон -imp ). [27]
Средняя экономия автомобилей в Соединенных Штатах в 2002 году составляла 22,0 мили на галлон США (10,7 л/100 км; 26,4 миль на галлон -imp ). К 2010 году этот показатель увеличился до 23,0 миль на галлон США (10,2 л/100 км; 27,6 миль на галлон -imp ). Средняя экономия топлива в Соединенных Штатах постепенно снижалась до 1973 года, когда она достигла минимума в 13,4 мили на галлон США (17,6 л/100 км; 16,1 миль на галлон -imp ) и постепенно увеличивалась с тех пор в результате более высокой стоимости топлива. [28] Исследование показывает, что 10%-ное увеличение цен на бензин в конечном итоге приведет к 2,04%-ному увеличению экономии топлива. [29] Одним из методов, используемых автопроизводителями для повышения топливной эффективности, является облегчение, при котором более легкие материалы заменяются для улучшения производительности двигателя и управляемости. [30]
У идентичных транспортных средств могут быть разные показатели расхода топлива, в зависимости от методов испытаний в юрисдикции. [31]
Lexus IS 250 — бензиновый 2,5 л 4GR-FSE V6 , 204 л.с. (153 кВт), 6-ступенчатая автоматическая коробка передач, задний привод
Поскольку общая сила, противодействующая движению транспортного средства (при постоянной скорости), умноженная на расстояние, которое проходит транспортное средство, представляет собой работу, которую должен выполнить двигатель транспортного средства, изучение экономии топлива (количества энергии, потребляемой на единицу пройденного расстояния) требует детального анализа сил, противодействующих движению транспортного средства. С точки зрения физики, Сила = скорость, с которой количество произведенной работы (поставленной энергии) изменяется в зависимости от пройденного расстояния, или:
Примечание: объем работы, вырабатываемой источником энергии транспортного средства (энергия, вырабатываемая двигателем), был бы точно пропорционален объему энергии топлива, потребляемой двигателем, если бы КПД двигателя был одинаковым независимо от выходной мощности, но это не обязательно так из-за рабочих характеристик двигателя внутреннего сгорания.
Для транспортного средства, источником энергии которого является тепловой двигатель (двигатель, использующий тепло для выполнения полезной работы), количество топливной энергии, потребляемой транспортным средством на единицу расстояния (ровная дорога), зависит от:
В идеале автомобиль, движущийся с постоянной скоростью по ровной поверхности в вакууме с колесами без трения, может двигаться с любой скоростью, не потребляя никакой энергии сверх той, которая необходима для разгона автомобиля. Менее идеально, любое транспортное средство должно тратить энергию на преодоление сил дорожной нагрузки, которые состоят из аэродинамического сопротивления, сопротивления качению шин и инерционной энергии, которая теряется, когда транспортное средство замедляется фрикционными тормозами. При идеальном рекуперативном торможении инерционная энергия может быть полностью восстановлена, но существует несколько вариантов снижения аэродинамического сопротивления или сопротивления качению, кроме оптимизации формы транспортного средства и конструкции шин. Энергия дорожной нагрузки или энергия, требуемая на колесах, может быть рассчитана путем оценки уравнения движения транспортного средства в течение определенного цикла вождения. [34] Затем силовая установка транспортного средства должна обеспечивать эту минимальную энергию для движения транспортного средства и будет терять большое количество дополнительной энергии в процессе преобразования энергии топлива в работу и передачи ее колесам. В целом, источники потери энергии при движении транспортного средства можно обобщить следующим образом:
Уменьшение топливной экономичности из-за электрических нагрузок наиболее выражено на низких скоростях, поскольку большинство электрических нагрузок постоянны, в то время как нагрузка на двигатель увеличивается со скоростью. Таким образом, на низкой скорости большая часть мощности двигателя используется электрическими нагрузками. Гибридные автомобили видят наибольшее влияние электрических нагрузок на топливную экономичность из-за этого пропорционального эффекта.
Технологии, которые могут повысить топливную экономичность, но пока не представлены на рынке, включают:
Существует множество потребительских товаров вторичного рынка , которые, как утверждается, увеличивают экономию топлива; многие из этих заявлений были дискредитированы. В Соединенных Штатах Агентство по охране окружающей среды ведет список устройств, которые были протестированы независимыми лабораториями, и делает результаты тестов доступными для общественности. [39]
Правительства, различные организации по защите окружающей среды и такие компании, как Toyota и Shell Oil Company, исторически призывали водителей поддерживать адекватное давление воздуха в шинах и осторожные привычки ускорения/торможения. Отслеживание эффективности использования топлива стимулирует поведение, максимально экономящее топливо. [40]
Пятилетнее партнерство Michelin и Anglian Water показывает, что 60 000 литров топлива можно сэкономить за счет давления в шинах. Автопарк Anglian Water из 4000 фургонов и автомобилей теперь служит весь свой срок службы. Это показывает, какое влияние давление в шинах оказывает на топливную экономичность. [41]
Системы управления окружающей средой EMAS , а также хорошее управление автопарком включают в себя ведение учета расхода топлива автопарком. Управление качеством использует эти цифры для управления мерами, действующими на автопарках. Это способ проверить, повлияли ли закупки, вождение и техническое обслуживание в целом на изменения в общем расходе автопарка.
* шоссе ** смешанный
С октября 2008 года все новые автомобили должны были продаваться с наклейкой на лобовом стекле, показывающей расход топлива и выбросы CO2 . [ 44] Показатели расхода топлива выражены в городском , загородном и смешанном цикле и измеряются в соответствии с Правилами ЕЭК ООН 83 и 101, которые основаны на европейском ездовом цикле ; ранее указывалось только комбинированное число.
Австралия также использует звездную систему рейтинга, от одной до пяти звезд, которая объединяет парниковые газы с загрязнением, оценивая каждый из них по шкале от 0 до 10, где 10 — лучший показатель. Чтобы получить 5 звезд, необходимо набрать 16 или более баллов, поэтому автомобиль с 10 баллами за экономичность (парниковые газы) и 6 баллами за выбросы или 6 баллами за экономичность и 10 баллами за выбросы или что-то среднее между ними получит наивысший рейтинг в 5 звезд. [45] Самый низкий рейтинг получил автомобиль Ssangyong Korrando с автоматической коробкой передач с одной звездой, а самый высокий — гибрид Toyota Prius. Fiat 500, Fiat Punto и Fiat Ritmo, а также Citroen C3 также получили 5 звезд. [46] Рейтинг парникового эффекта зависит от топливной экономичности и типа используемого топлива. Рейтинг парникового эффекта 10 требует 60 или менее граммов CO2 на км, в то время как рейтинг ноль — более 440 г/км CO2 . Самый высокий рейтинг парниковых газов среди всех перечисленных автомобилей 2009 года — у Toyota Prius с 106 г/км CO2 и 4,4 л/100 км (64 мили на галлон ‑imp ; 53 мили на галлон ‑US ). Несколько других автомобилей также получили такой же рейтинг 8,5 за парниковые газы. Самый низкий рейтинг был у Ferrari 575 с 499 г/км CO2 и 21,8 л/100 км (13,0 миль на галлон ‑imp ; 10,8 миль на галлон ‑US ). Bentley также получил нулевой рейтинг с 465 г/км CO2 . Лучшая топливная экономичность среди всех годов — у Honda Insight 2004–2005 годов с 3,4 л/100 км (83 миль на галлон ‑imp ; 69 миль на галлон ‑US ).
Производители транспортных средств следуют контролируемой процедуре лабораторных испытаний для получения данных о расходе топлива, которые они представляют правительству Канады. Этот контролируемый метод испытаний расхода топлива, включающий использование стандартизированных видов топлива, циклов испытаний и расчетов, используется вместо вождения по дороге, чтобы гарантировать, что все транспортные средства испытываются в идентичных условиях, а результаты являются последовательными и повторяемыми.
Выбранные тестовые автомобили проходят «обкатку» около 6000 км перед тестированием. Затем автомобиль устанавливается на динамометрическом стенде, запрограммированном на учет аэродинамической эффективности, веса и сопротивления качению автомобиля. Обученный водитель управляет автомобилем по стандартизированным циклам вождения, которые имитируют поездки по городу и по шоссе. Показатели расхода топлива выводятся из выбросов, образующихся во время циклов вождения. [47]
ТЕСТ ИЗ 5 ЦИКЛОВ:
Результаты тестов 1, 3, 4 и 5 усредняются для получения показателя расхода топлива при езде по городу.
Тесты 2, 4 и 5 усредняются для создания показателя расхода топлива при движении по шоссе. [47]
В Европейском союзе легковые автомобили обычно испытываются с использованием двух ездовых циклов, а соответствующие показатели экономии топлива указываются в «городском» и «загородном» цикле, в литрах на 100 км и (в Великобритании) в милях на британский галлон.
Городская экономичность измеряется с помощью испытательного цикла, известного как ECE-15, впервые представленного в 1970 году Директивой ЕС 70/220/EWG и окончательно утвержденного Директивой ЕЭС 90/C81/01 в 1999 году. Он имитирует городскую поездку на расстояние 4052 м (2,518 мили) со средней скоростью 18,7 км/ч (11,6 миль/ч) и максимальной скоростью 50 км/ч (31 миля/ч).
Загородный цикл вождения или EUDC длится 400 секунд (6 минут 40 секунд) со средней скоростью 62,6 км/ч (39 миль/ч) и максимальной скоростью 120 км/ч (74,6 миль/ч). [48]
Цифры расхода топлива в ЕС часто значительно ниже соответствующих результатов испытаний Агентства по охране окружающей среды США для того же автомобиля. Например, Honda CR-Z 2011 года с шестиступенчатой механической коробкой передач оценивается в 6,1/4,4 л/100 км в Европе [49] и 7,6/6,4 л/100 км (31/37 миль на галлон) в Соединенных Штатах. [50]
В Европейском Союзе реклама должна четко отображать данные о выбросах углекислого газа (CO2 ) и расходе топлива, как описано в Законодательном акте Великобритании 2004 г. № 1661. [51] С сентября 2005 г. в Великобритании доступна цветная наклейка «Зеленый рейтинг», которая оценивает экономию топлива по выбросам CO2 : A: <= 100 г/км, B: 100–120, C: 121–150, D: 151–165, E: 166–185, F: 186–225 и G: 226+. В зависимости от типа используемого топлива, для бензина A соответствует примерно 4,1 л/100 км (69 миль на галлон ‑imp ; 57 миль на галлон ‑US ), а G около 9,5 л/100 км (30 миль на галлон ‑imp ; 25 миль на галлон ‑US ). [52] В Ирландии очень похожая маркировка, но диапазоны немного отличаются: A: <= 120 г/км, B: 121–140, C: 141–155, D: 156–170, E: 171–190, F: 191–225 и G: 226+. [53] С 2020 года ЕС требует от производителей в среднем 95 г/км выбросов CO 2 или меньше или платить премию за превышение выбросов . [54]
В Великобритании ASA (Агентство по рекламным стандартам) заявило, что цифры расхода топлива вводят в заблуждение. Часто это происходит с европейскими автомобилями, поскольку цифры MPG (миль на галлон), которые могут рекламироваться, часто не совпадают с «реальными» показателями вождения.
ASA заявила, что автопроизводители могут использовать «обманы» для подготовки своих автомобилей к обязательным тестам на топливную экономичность и выбросы таким образом, чтобы выглядеть максимально «чистыми». Такая практика распространена в тестах бензиновых и дизельных автомобилей, но гибридные и электрические автомобили не застрахованы, поскольку производители применяют эти методы для повышения топливной экономичности.
Автомобильные эксперты [ кто? ] также утверждают, что официальные цифры MPG, предоставленные производителями, не отражают истинные значения MPG, полученные в реальных условиях вождения. [55] Были созданы веб-сайты, на которых реальные цифры MPG, основанные на данных, полученных от реальных пользователей, сравниваются с официальными цифрами MPG. [56]
Основные лазейки в текущих тестах ЕС позволяют автопроизводителям использовать ряд «обманов» для улучшения результатов. Автопроизводители могут:
Согласно результатам исследования 2014 года Международного совета по чистому транспорту (ICCT), разрыв между официальными и реальными показателями экономии топлива в Европе вырос примерно до 38% в 2013 году с 10% в 2001 году. Анализ показал, что для частных автомобилей разница между дорожными и официальными значениями CO2 выросла примерно с 8% в 2001 году до 31% в 2013 году и 45% для служебных автомобилей в 2013 году. Отчет основан на данных более чем полумиллиона частных и служебных автомобилей по всей Европе. Анализ был подготовлен ICCT совместно с Нидерландской организацией прикладных научных исследований (TNO) и Немецким институтом энергетики и экологических исследований в Гейдельберге (IFEU). [58]
В обновленных в 2018 году данных ICCT разница между официальными и реальными цифрами снова составила 38%. [59]
Критерии оценки, используемые в Японии, отражают обычные условия вождения, поскольку типичный японский водитель ездит не так быстро, как в других регионах мира ( Ограничения скорости в Японии ).
Тест цикла вождения в режиме 10–15 является официальным тестом на экономию топлива и сертификацию выбросов для новых легковых автомобилей в Японии. Экономия топлива выражается в км/л (километрах на литр), а выбросы выражаются в г/км. Тест проводится на динамометре и состоит из 25 тестов, которые охватывают холостой ход, ускорение, устойчивый ход и замедление и имитируют типичные японские городские и/или скоростные условия вождения. Режим работы начинается с теплого старта, длится 660 секунд (11 минут) и проходит на скорости до 70 км/ч (43,5 миль/ч). [60] [61] Расстояние цикла составляет 6,34 км (3,9 мили), средняя скорость 25,6 км/ч (15,9 миль/ч), а продолжительность 892 секунды (14,9 минут), включая начальный сегмент 15 режимов. [61]
Новый более требовательный тест, названный JC08, был установлен в декабре 2006 года для нового стандарта Японии, который вступит в силу в 2015 году, но он уже используется несколькими автопроизводителями для новых автомобилей. Тест JC08 значительно длиннее и строже, чем тест режима 10–15. Рабочий шаблон с JC08 растягивается до 1200 секунд (20 минут), и есть как холодные, так и теплые измерения запуска, а максимальная скорость составляет 82 км/ч (51,0 миль/ч). Рейтинги экономии JC08 ниже, чем у цикла режима 10–15, но они, как ожидается, будут более реальными. [60] Toyota Prius стала первым автомобилем, который соответствует новым японским стандартам экономии топлива 2015 года, измеренным в ходе теста JC08. [62]
Начиная с 7 апреля 2008 года все автомобили весом до 3,5 тонн, проданные не для частной продажи, должны иметь наклейку с экономией топлива (если таковая имеется), которая показывает рейтинг от половины звезды до шести звезд, причем самые экономичные автомобили имеют наибольшее количество звезд, а более прожорливые автомобили — наименьшее, а также экономию топлива в л/100 км и предполагаемую годовую стоимость топлива для пробега 14 000 км (по текущим ценам на топливо). Наклейки также должны быть на транспортных средствах, сдаваемых в аренду на срок более 4 месяцев. Все новые автомобили в настоящее время оцениваются в диапазоне от 6,9 л/100 км (41 миля на галлон — imp ; 34 мили на галлон — US ) до 3,8 л/100 км (74 мили на галлон — imp ; 62 мили на галлон — US ) и получают соответственно от 4,5 до 5,5 звезд. [63]
Королевство Саудовская Аравия объявило о новых стандартах экономии топлива для легковых автомобилей в ноябре 2014 года, которые вступили в силу 1 января 2016 года и будут полностью поэтапно введены к 1 января 2018 года ( Регламент стандартов Саудовской Аравии SASO-2864). Пересмотр целевых показателей будет проведен к декабрю 2018 года, и тогда же будут установлены целевые показатели на 2021–2025 годы.
Закон о налоге на энергию 1978 года [64] в США установил налог на пожирателей бензина при продаже новых моделей автомобилей, топливная экономичность которых не соответствует определенным установленным законом уровням. Налог применяется только к легковым автомобилям (не грузовикам) и взимается IRS . Его цель — препятствовать производству и покупке неэффективных с точки зрения расхода топлива транспортных средств. Налог вводился поэтапно в течение более десяти лет, и ставки со временем увеличивались. Он применяется только к производителям и импортерам транспортных средств, хотя, предположительно, часть или весь налог перекладывается на потребителей автомобилей в виде более высоких цен. Налогом облагаются только новые транспортные средства, поэтому продажа подержанных автомобилей не облагается налогом. Налог градуируется, чтобы применять более высокую налоговую ставку для менее экономичных транспортных средств. Чтобы определить налоговую ставку, производители тестируют все транспортные средства в своих лабораториях на предмет топливной экономичности. Агентство по охране окружающей среды США подтверждает часть этих тестов в лаборатории Агентства по охране окружающей среды.
В некоторых случаях этот налог может применяться только к определенным вариантам данной модели; например, Pontiac GTO 2004–2006 годов (импортная версия Holden Monaro ) облагался налогом при заказе с четырехступенчатой автоматической коробкой передач, но не облагался налогом при заказе с шестиступенчатой механической коробкой передач. [65]
Два отдельных теста на экономию топлива имитируют вождение по городу и по шоссе: программа вождения «по городу» или городской динамометрический график вождения (UDDS) или FTP-72 определена в 40 CFR 86.I и состоит из запуска холодного двигателя и совершения 23 остановок в течение 31 минуты со средней скоростью 20 миль/ч (32 км/ч) и максимальной скоростью 56 миль/ч (90 км/ч).
Программа «шоссе» или график экономии топлива на шоссе (HWFET) определена в 40 CFR 600.I и использует прогретый двигатель и не делает остановок, со средней скоростью 48 миль в час (77 км/ч) с максимальной скоростью 60 миль в час (97 км/ч) на расстоянии 10 миль (16 км). Средневзвешенное значение экономии топлива в городе (55%) и на шоссе (45%) используется для определения комбинированного рейтинга и налога на пожирателя. [66] [67] [68] Этот рейтинг также используется для корпоративных правил средней экономии топлива для легковых автомобилей .
Процедура обновлена до FTP-75 , добавлен цикл «горячего старта», который повторяет цикл «холодного старта» после 10-минутной паузы.
Поскольку цифры Агентства по охране окружающей среды почти всегда указывали на лучшую эффективность, чем реальная топливная экономичность, Агентство по охране окружающей среды изменило метод, начиная с 2008 года. Обновленные оценки доступны для автомобилей, выпущенных до 1985 модельного года. [66] [69]
Агентство по охране окружающей среды США изменило процедуру тестирования, которая вступила в силу в 2008 модельном году, добавив три новых теста Дополнительной федеральной процедуры тестирования (SFTP), чтобы включить влияние более высокой скорости движения, более резкого ускорения, более низкой температуры и использования кондиционера. [70]
SFTP US06 — это высокоскоростной/быстрый цикл ускорения, который длится 10 минут, покрывает 8 миль (13 км), в среднем 48 миль/ч (77 км/ч) и достигает максимальной скорости 80 миль/ч (130 км/ч). Включены четыре остановки, и быстрое ускорение достигает максимальной скорости 8,46 миль/ч (13,62 км/ч) в секунду. Двигатель начинает прогреваться, а кондиционер не используется. Температура окружающей среды колеблется от 68 °F (20 °C) до 86 °F (30 °C).
SFTO SC03 — это тест кондиционирования воздуха, который повышает температуру окружающего воздуха до 95 °F (35 °C) и задействует систему климат-контроля автомобиля. Продолжительностью 9,9 минут, средняя скорость на 3,6-мильном (5,8 км) круге составляет 22 мили в час (35 км/ч), а максимальная — 54,8 мили в час (88,2 км/ч). Включены пять остановок, холостой ход занимает 19 процентов времени, а ускорение составляет 5,1 мили в час в секунду. Температура двигателя начинается с тепла.
Наконец, цикл холодной температуры использует те же параметры, что и текущий городской цикл, за исключением того, что температура окружающей среды установлена на уровне 20 °F (−7 °C).
Тесты EPA на экономию топлива не включают тесты электрической нагрузки за пределами климат-контроля, что может объяснить некоторые расхождения между EPA и реальной топливной эффективностью. Электрическая нагрузка в 200 Вт может привести к снижению эффективности на 0,4 км/л (0,94 миль на галлон) в тесте цикла FTP 75. [36]
Начиная с модельного года 2017 года метод расчета изменился для повышения точности расчетных значений экономии топлива в 5-тактном городском и шоссейном режиме, полученных только на основе тестов FTP и HFET, с меньшей неопределенностью для экономичных транспортных средств. [71]
После заявлений об эффективности, сделанных для таких транспортных средств, как Chevrolet Volt и Nissan Leaf , Национальная лаборатория возобновляемой энергии рекомендовала использовать новую формулу топливной эффективности транспортных средств Агентства по охране окружающей среды, которая дает различные значения в зависимости от используемого топлива. [72] В ноябре 2010 года Агентство по охране окружающей среды представило первые рейтинги топливной экономичности в наклейках Монруни для подключаемых электромобилей .
Для маркировки экономии топлива подключаемого гибрида Chevy Volt EPA оценило автомобиль отдельно для полностью электрического режима, выраженного в милях на галлон бензинового эквивалента (MPG-e), и для режима только на бензине, выраженного в обычных милях на галлон. EPA также оценило общий комбинированный рейтинг экономии топлива на газе и электричестве в городе/трассе, выраженный в милях на галлон бензинового эквивалента (MPG-e). Маркировка также включает таблицу, показывающую экономию топлива и потребляемую электроэнергию для пяти различных сценариев: 30 миль (48 км), 45 миль (72 км), 60 миль (97 км) и 75 миль (121 км) при пробеге между полной зарядкой и сценарием без зарядки. Эта информация была включена, чтобы потребители знали об изменчивости результата экономии топлива в зависимости от пройденных миль между зарядками. Также была включена экономия топлива для сценария только на бензине (без зарядки). Для режима только на электричестве также показано потребление энергии, оцениваемое в кВт·ч на 100 миль (160 км). [73] [74]
Для маркировки экономии топлива электромобиля Nissan Leaf EPA оценило комбинированную экономию топлива в милях на галлон бензинового эквивалента , с отдельной оценкой для езды по городу и по трассе. Эта эквивалентность экономии топлива основана на потреблении энергии, оцениваемом в кВт·ч на 100 миль, и также показана на маркировке Monroney. [75]
В мае 2011 года Национальная администрация безопасности дорожного движения (NHTSA) и Агентство по охране окружающей среды выпустили совместное окончательное правило, устанавливающее новые требования к маркировке экономии топлива и экологии , которая является обязательной для всех новых легковых и грузовых автомобилей, начиная с модельного года 2013, и добровольной для моделей 2012 года. Постановление включает новые маркировки для альтернативных видов топлива и альтернативных транспортных средств, доступных на рынке США, таких как подключаемые гибриды , электромобили , транспортные средства с гибким топливом , транспортные средства на водородных топливных элементах и транспортные средства на природном газе . [76] [77] Общей метрикой экономии топлива, принятой для того, чтобы позволить сравнивать альтернативные виды топлива и транспортные средства с передовыми технологиями с обычными транспортными средствами с двигателем внутреннего сгорания , являются мили на галлон бензинового эквивалента (MPGe). Галлон бензинового эквивалента означает количество киловатт-часов электроэнергии, кубических футов сжатого природного газа (СПГ) или килограммов водорода , которое равно энергии в галлоне бензина. [76]
Новые этикетки также впервые включают оценку того, сколько топлива или электроэнергии требуется, чтобы проехать 100 миль (160 км), предоставляя потребителям США расход топлива на пройденное расстояние, метрику, обычно используемую во многих других странах. EPA пояснило, что цель состоит в том, чтобы избежать традиционной метрики миль на галлон, которая может быть потенциально вводящей в заблуждение, когда потребители сравнивают улучшения экономии топлива, и известной как «иллюзия MPG» [78] — эта иллюзия возникает из-за того, что обратная (т. е. нелинейная) связь между стоимостью (эквивалентно, объемом потребленного топлива) на единицу пройденного расстояния и значением MPG означает, что различия в значениях MPG не имеют прямого значения — имеют только соотношения (в математических терминах обратная функция не коммутирует со сложением и вычитанием; в общем случае разница в обратных значениях не равна обратной величине их разницы). Утверждается, что многие потребители не знают об этом и поэтому сравнивают значения MPG, вычитая их, что может дать вводящую в заблуждение картину относительных различий в экономии топлива между различными парами транспортных средств — например, увеличение с 10 до 20 MPG соответствует 100% улучшению экономии топлива, тогда как увеличение с 50 до 60 MPG — это всего лишь 20% улучшение, хотя в обоих случаях разница составляет 10 MPG. [79] Агентство по охране окружающей среды пояснило, что новая метрика галлонов на 100 миль обеспечивает более точную меру топливной экономичности [76] [80] — в частности, она эквивалентна обычной метрической мере экономии топлива, литрам на 100 километров (л/100 км).
Правила корпоративной средней экономии топлива (CAFE) в Соединенных Штатах, впервые принятые Конгрессом в 1975 году, [81] являются федеральными правилами, направленными на улучшение средней экономии топлива легковых автомобилей и легких грузовиков (грузовиков, фургонов и внедорожников ), проданных в США после арабского нефтяного эмбарго 1973 года . Исторически это взвешенная по продажам средняя экономия топлива парка производителя легковых автомобилей или легких грузовиков текущего модельного года , произведенных для продажи в Соединенных Штатах. В соответствии со стандартами Truck CAFE 2008–2011 это меняется на модель «footprint», когда более крупным грузовикам разрешено потреблять больше топлива. Стандарты были ограничены транспортными средствами с определенным весом, но эти весовые категории были расширены в 2011 году.
Закон о чистом воздухе 1970 года запрещал штатам устанавливать собственные стандарты загрязнения воздуха. Однако законодательство уполномочило Агентство по охране окружающей среды предоставить Калифорнии освобождение, что позволило штату устанавливать более высокие стандарты. [82] Закон предусматривает положение о «сцеплении», которое позволяет другим штатам принимать ограничения выбросов транспортных средств, которые являются такими же, как в Калифорнии. [83] Освобождения Калифорнии регулярно предоставлялись до 2007 года, когда администрация Джорджа Буша-младшего отклонила заявку штата на принятие ограничений загрязнения, связанных с глобальным потеплением, для легковых автомобилей и легких грузовиков. [84] Калифорния и 15 других штатов, которые пытались ввести те же стандарты выбросов, подали в суд в ответ. [85] Дело было связано с судом, пока администрация Обамы не отменила политику в 2009 году, предоставив освобождение. [86]
В августе 2012 года президент Обама объявил о новых стандартах для американских автомобилей, которые к 2025 году составят в среднем 54,5 мили на галлон. [87] [88] В апреле 2018 года администратор Агентства по охране окружающей среды Скотт Пруитт объявил, что администрация Трампа планирует отменить федеральные стандарты 2012 года, а также будет стремиться ограничить полномочия Калифорнии по установлению собственных стандартов. [82] Хотя администрация Трампа, как сообщается, рассматривала компромисс, позволяющий оставить государственные и национальные стандарты в силе, [89] 21 февраля 2019 года Белый дом заявил, что отказался от этих переговоров. [90] Впоследствии в правительственном отчете было установлено, что в 2019 году экономия топлива новых легковых автомобилей снизилась на 0,2 мили на галлон (до 24,9 миль на галлон), а загрязнение увеличилось на 3 грамма на милю пройденного пути (до 356 граммов на милю). Снижения экономии топлива и увеличения загрязнения не наблюдалось в течение предыдущих пяти лет. [91] Правило эпохи Обамы было официально отменено 31 марта 2020 года во время правления Трампа, [92] но отмена была отменена 20 декабря 2021 года во время правления Байдена. [93]
Грузовики обычно покупаются как инвестиционный товар. Они предназначены для зарабатывания денег. Поскольку дизельное топливо, сжигаемое в тяжелых грузовиках, составляет около 30% [94] от общих затрат для компании по экспедированию грузов, всегда существует большой интерес как в сфере грузоперевозок, так и в отрасли по производству грузовиков к стремлению к лучшей экономии топлива. Для покупателей грузовиков экономия топлива, измеренная стандартными процедурами, является лишь первым ориентиром. Профессиональные транспортные компании измеряют экономию топлива своих грузовиков и автопарков в реальном использовании. Экономия топлива грузовиков в реальном использовании определяется четырьмя важными факторами: [94] Технология грузовика, которая постоянно совершенствуется различными OEM-производителями. Стиль вождения водителя вносит большой вклад в реальную экономию топлива (в отличие от испытательных циклов, где используется стандартный стиль вождения). Состояние технического обслуживания транспортного средства влияет на топливную экономичность — опять же, в отличие от стандартизированных процедур, где грузовики всегда представлены в безупречном состоянии. И последнее, но не менее важное, использование транспортного средства влияет на расход топлива: холмистые дороги и тяжелые грузы увеличивают расход топлива транспортного средства.
Топливная эффективность напрямую влияет на выбросы, вызывающие загрязнение, влияя на количество используемого топлива. Однако она также зависит от источника топлива, используемого для привода соответствующего транспортного средства. Например, автомобили могут работать на нескольких видах топлива, отличных от бензина, таких как природный газ , сжиженный нефтяной газ или биотопливо или электричество, что создает различные количества загрязнения атмосферы.
Килограмм углерода, содержащегося в бензине, дизельном топливе, керосине или любом другом углеводородном топливе в транспортном средстве, приводит к выбросам CO2 примерно в 3,6 кг . [ 95 ] Из-за содержания углерода в бензине при его сгорании выделяется 2,3 кг/л (19,4 фунта/галлон США) CO2 ; поскольку дизельное топливо более энергоемко на единицу объема, дизель выделяет 2,6 кг/л (22,2 фунта/галлон США). [95] Эта цифра представляет собой только выбросы CO2 конечного топливного продукта и не включает дополнительные выбросы CO2 , образующиеся во время этапов бурения, перекачки, транспортировки и очистки, необходимых для производства топлива. Дополнительные меры по сокращению общих выбросов включают повышение эффективности кондиционеров , освещения и шин.
{{cite journal}}
: Цитировать журнал требует |journal=
( помощь )(1984) подсчитал, что Национальный предел максимальной скорости (NMSL) 1974 года снизил расход топлива на 0,2–1,0 процента.
{{cite journal}}
: Цитировать журнал требует |journal=
( помощь ){{cite journal}}
: Цитировать журнал требует |journal=
( помощь )Приложение 1, Часть A.6 NEDC2020, Целевой показатель для автопарка составляет 95 г/км. (45) Производители, средние удельные выбросы CO2 которых превышают разрешенные настоящим Регламентом, должны платить премию за превышение выбросов в отношении каждого календарного года.
{{cite book}}
: CS1 maint: location missing publisher (link)