本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
如果汽车制造商遵守今天发布的新联邦标准,那么 2025 年的新车每加仑汽油行驶里程将是 2012 年车型的两倍。美国环境保护署和国家公路交通安全管理局宣布了积极的新规定,以提高汽车、SUV 和皮卡车的燃油效率。企业平均燃料经济性 (CAFE) 标准要求汽车制造商的乘用车车队到 2025 年平均达到 54.5 英里/加仑。该数字扩展了现有的 CAFE 规则,该规则将 2016 年的车队平均值设定为 35.5 英里/加仑,高于目前的 27.5 英里/加仑。
尽管许多汽车公司在今年早些时候表示他们将支持当时提出的 CAFE 目标,但抱怨声随之而来。自 1980 年代初期以来,汽车制造商一直抵制 CAFE 标准的提高,每次都抗议说,达到新目标所需的重新设计和技术改进要么太难设计,要么制造成本太高。这次又出现了一种额外的声音,大致是“嗯,公司只有在其车队的三分之一左右由全电动汽车组成的情况下才能实现如此大的效率提升,以拉高平均水平,而公众不会购买那么多电动汽车。”
这两种说法都是烟幕弹。
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电动汽车当然可以提高车队平均值。但是,对传统的汽油动力汽车进行改进可以实现燃油效率大幅提高的大部分需求。燃油效率提高的关键在于,许多技术改进已经在汽车行业搁置多年。一些改进已经在高端汽油汽车和标准混合动力汽车中推出。
过去,麻省理工学院、密歇根大学、阿贡国家实验室和自然资源保护委员会的独立工程专家研究表明,汽油动力汽车可以通过采用多项渐进式改进来显着提高行驶里程。其中包括无级变速器,它取代了汽车使用了一个世纪的效率低下的齿轮变速器;启动-交流发电机,可以在汽车怠速时关闭发动机,从而节省汽油,无论车辆是停在交通信号灯前还是在下坡;直接燃油喷射器,比传统的燃油喷射器消耗更少的汽油;以及再生制动,将车轮上的摩擦力转化为电力。
发动机本身的改进,由于先进的高功率电子设备成为可能,也可以显着提高燃油经济性。连续气门正时减少了发动机所需的燃油。气缸钝化会在六缸发动机中停止两个气缸,当不需要动力时(通常发生在汽车以相对恒定的速度巡航时),从而减少燃油消耗。相反,涡轮增压器可以在相对较少的需要硬加速的时刻(例如在山坡上超车卡车时)为四缸汽车提供六缸汽车的动力,从而允许更大的汽车使用更小的发动机良好地运行,从而获得更好的里程。车辆还可以减轻重量以减少燃油消耗。许多技术及其提供的效率提升,以及它们如何工作的图示,都在 2010 年 2 月《大众科学》一篇题为现在提高里程的详细文章中进行了描述。
事实上,大众市场里程冠军丰田普锐斯使用了这种渐进式方法。虽然一系列笨重的电池在各种情况下提供动力,但这只能使汽车部分达到 45 或 50 英里/加仑的里程。普锐斯配备了无级变速器。它使用再生制动。它具有停止-启动功能,可关闭发动机而不是怠速运转。它还具有高度符合空气动力学的形状,可降低空气阻力,并且它在所谓的低滚动阻力轮胎上行驶,从而减少道路摩擦造成的损失。所有这些功能都可以融入仅靠汽油运行的汽车中。一些车辆已经具有一些改进:例如,本田多年来一直在其许多高里程汽车中使用无级变速器。
此外,虽然新的 CAFE 数字听起来很高,但它们转化为道路上不太苛刻的目标。里程评级来自在实验室的机器上运行汽车,这些机器只能勉强模拟实际道路状况。
“CAFE 英里/加仑仍然来自最初的一对测试,现在被广泛认为是真实世界英里/加仑的不良预测指标。2016 年 34.1 英里/加仑的 CAFE 目标实际上仅相当于窗户贴纸上的 26 英里/加仑。谈论的 2025 年 CAFE 标准——通常描述为 54.5 英里/加仑——相当于 Edmunds.com 车辆测试主管 Dan Edmunds 在公司详细的 CAFE 解释中写道的,窗户贴纸上显示的 36 英里/加仑 [高速公路和城市驾驶]。(Edmunds.com 网站被广泛认为是调查新车和二手车以及汽车技术的首选之地。)因此,如果您在 2025 年走进展厅,看到一辆汽车的贴纸上写着它达到 36 英里/加仑“综合”,那么它就符合 CAFE 54.5 英里/加仑的要求。突然之间,新规则听起来并没有那么难以实现。
至于燃油效率技术的整合成本过高,新规则 (pdf) 允许汽车制造商在推出这些技术时获得可观的税收抵免。对于消费者而言,EPA 和公路管理局估计,创造达到 54.5 英里/加仑的汽车所需的技术(这将满足更严格的减少温室气体排放的要求)将在 2025 年将汽车价格提高约 2,000 美元。但他们还估计,车主将在两到三年内通过节省汽油费来赚回这笔钱。
图片:1965 年水星,由 Felix O 提供