密歇根州立大学机械工程教授兼汽车研究实验站主任哈罗德·肖克解释说。
在美国销售的每辆新车都贴有一张制造商提供的燃油经济性标签,描述了城市和高速公路驾驶的里程数。这种燃油经济性是通过在底盘测功机上使用可重复的驾驶计划来操作车辆来测量的。底盘测功机就像车辆跑步机一样,允许动力传动系统在车辆静止时运行。在这些测试之前,汽车会在华氏68度到86度之间的温度下“冷浸”12小时。这种处理,以及环境保护署(EPA)规定的驾驶计划,为比较不同车辆提供了标准基础。城市驾驶是使用特定规定的加速、减速和怠速时间来模拟的,这些都是城市中预期的走走停停驾驶的典型特征。高速公路驾驶计划包含较少的加速和减速,以及高速公路驾驶的典型速度。在这些实验中,技术人员测量排放水平和燃油经济性。排放水平必须符合EPA设定的标准,而交通部则设定了企业平均燃油经济性(CAFE)标准,以每加仑英里(MPG)报告。测量的燃油经济性乘以一个比例因子,以考虑实验室测量值与实际驾驶条件之间的差异。例如,在美国销售的新车标签上的城市里程实际上比实验室测量值低10%,而列出的高速公路里程比实验室值低22%。
与上述精确控制的实验相比,典型的驾驶员并非在理想条件下操作。给定车辆将实现的实际里程(MPG)取决于三个一般因素:驾驶风格、道路条件以及外部温度降低时消耗的额外能量。例如,激进的驾驶员获得的燃油经济性值将低于更谨慎的驾驶员。如果需要额外的功来移动车辆通过高速公路上的积雪或积水,或者如果汽车中存放了过多的重量,则车辆的燃油经济性可能会严重降低。轮胎打滑可能发生在潮湿或结冰的高速公路上,这会浪费能量并降低燃油经济性。此外,在寒冷的气候中,许多人在驾驶前会将车内温度调整到舒适的温度,并在长时间等待期间保持发动机怠速以维持该温度。在交通拥堵时过度走走停停驾驶、使用加热器电机、挡风玻璃刮水器和除霜装置都会导致额外的燃料消耗并降低燃油经济性。很难估计这些因素导致燃油经济性降低的具体百分比,因为它们在驾驶员和不同的道路条件之间差异很大,但是任何时候汽车在预热或发动机运转但未移动时,燃油经济性均为0 MPG。
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汽车零部件(如电机、发动机、变速器和轮胎)在低温下,尤其是在启动期间消耗更多能量。油和其他液体的粘度随着温度的降低而增加,这意味着需要更多的工作和更多的燃料来克服发动机、变速器和其他动力传动系统部件中的摩擦。如果外部温度明显低于EPA规定的测试进行的 ambient 温度,并且行程较短,则发动机的冷却液系统永远无法达到正常工作温度,并且会消耗更多燃料。此外,轮胎与路面之间的阻力在华氏 0 度时比在华氏 80 度时大约高 20%。在低于建议的工作压力下操作轮胎会进一步降低车辆的燃油经济性,但这在温暖的天气中也是一个问题。
最后,车辆的空气动力阻力与空气密度成正比。在华氏 70 度的日子里,空气密度比在华氏 0 度左右的日子里低 16%。虽然这在城市驾驶中几乎没有区别,但在较冷的日子里,这可能会导致高速公路每加仑里程数减少 7%(包括考虑发动机负荷较高时燃油效率提高 1.5% 的余量)。
考虑到所有这些因素,在寒冷天气和积雪路况下,10 分钟以下的城市行程的燃油经济性很容易比同一车辆在温暖天气和干燥道路上行驶时低 50%。