Экономия топлива в автомобилях

Датчик расхода топлива от Honda Airwave 2006 года выпуска . Отображаемая экономия топлива составляет 18,1 км/л (5,5 л/100 км; 43 мили на галлон _{по США} ).

Briggs and Stratton Flyer 1916 года. Первоначально это был эксперимент по созданию экономичного автомобиля в Соединенных Штатах, автомобиль весил всего 135 фунтов (61,2 кг) и представлял собой адаптацию небольшого бензинового двигателя, первоначально предназначенного для привода в движение велосипед.

Экономия топлива автомобиля зависит от расстояния , пройденного транспортным средством, и количества потребляемого топлива . Потребление может быть выражено в единицах объема топлива, необходимого для преодоления расстояния, или в единицах пройденного расстояния на единицу объема израсходованного топлива. Поскольку потребление топлива транспортными средствами является существенным фактором загрязнения воздуха, а также поскольку импорт моторного топлива страны может составлять значительную часть внешней торговли , многие страны вводят требования по экономии топлива.

Для аппроксимации фактических характеристик автомобиля используются различные методы. Энергия топлива необходима для преодоления различных потерь ( сопротивления ветра , сопротивления шин и других), возникающих при движении автомобиля, а также для обеспечения питания систем автомобиля, таких как зажигание или кондиционирование воздуха. Для уменьшения потерь при каждом преобразовании между химической энергией топлива и кинетической энергией транспортного средства можно использовать различные стратегии. Поведение водителя может повлиять на экономию топлива; маневры, такие как резкое ускорение и резкое торможение, тратят энергию.

Электромобили не сжигают топливо напрямую и поэтому не обладают экономией топлива как таковой, но меры эквивалентности, такие как количество миль на галлон бензинового эквивалента для попытки их сравнения были созданы .

Количества и единицы измерения

Преобразование миль на галлон в л/100 км: синий, галлон США ; красный, имперский галлон

Топливную эффективность автомобилей можно выразить несколькими способами:

• Расход топлива — это количество топлива, израсходованное на единицу расстояния; например, литры на 100 километров (л/100 км) . Чем ниже значение, тем экономичнее транспортное средство (тем меньше топлива ему требуется для преодоления определенного расстояния); эта мера обычно используется в Европе (кроме Великобритании, Дании и Нидерландов – см. ниже), Новой Зеландии , Австралии и Канаде . Также в Уругвае , Парагвае , Гватемале , Колумбии , Китае и на Мадагаскаре . , как и на постсоветском пространстве.
• Экономия топлива — это пройденное расстояние на единицу объема израсходованного топлива; например, километры на литр (км/л) или мили на галлон (миль на галлон) , где 1 миля на галлон (британская система) ≈ 0,354006 км/л. Чем выше значение, тем экономичнее транспортное средство (тем большее расстояние оно может проехать с определенным объемом топлива). Эта мера популярна в США и Великобритании (миль на галлон), но в Европе, Индии, Японии, Южной Корее и Латинской Америке метрическая единица км/л . вместо нее используется

Формула перевода в мили на галлон США (3,7854 л) из л/100 км: $\textstyle {\frac {235.215}{x}}$, где $x$ это значение л/100 км. Для миль на британский галлон (4,5461 л) формула следующая: $\textstyle {\frac {282.481}{x}}$.

В некоторых частях Европы двумя стандартными циклами измерения значения «литр/100 км» являются «городское» движение со скоростью до 50 км/ч при холодном запуске, а затем «загородное» движение с различными скоростями до 120 км. /h, который соответствует городскому тесту. Также приводятся объединенные цифры, показывающие общее количество израсходованного топлива, разделенное на общее расстояние, пройденное в обоих тестах.

Экономию топлива можно выразить двумя способами:

Единицы топлива на фиксированное расстояние

Обычно выражается в литрах на 100 километров (л/100 км), используется в большинстве европейских стран, Китае, Южной Африке, Австралии и Новой Зеландии. Законодательство Ирландии разрешает использовать мили на галлон наряду с литрами на 100 километров. Канадское законодательство требует, чтобы экономия топлива измерялась как в литрах на 100 километров, так и в милях на британский галлон . литры на 100 километров могут использоваться наряду с милями на британский галлон В Великобритании . Наклейка на стекле новых американских автомобилей помимо традиционного количества миль на галлон показывает расход топлива в галлонах США на 100 миль. Меньшее число означает более эффективный, а большее — менее эффективный.

Единицы расстояния на фиксированную единицу топлива

Мили на галлон (миль на галлон) обычно используются в США, Великобритании и Канаде (наряду с л/100 км). Километры на литр (км/л) чаще используются в других частях Америки, Азии, некоторых частях Африки и Океании. В Леванте используется км/20 л, известный как километры на танаку , металлический контейнер объемом двадцать литров. При использовании миль на галлон необходимо определить тип галлона: британский галлон составляет 4,54609 литра, а галлон США — 3,785 литра. При использовании меры, выраженной как расстояние на единицу топлива, большее число означает более эффективный, а меньшее число означает менее эффективный.

Преобразования единиц:

Мили на галлон США → л/100 км:	${\frac {235}{\rm {mpg_{US}}}}={\rm {1\;L/100\;km}}$		л/100 км → миль на США галлон :	${\frac {235}{\rm {L/100\;km}}}={\rm {1\;mpg_{US}}}$
Мили на британский галлон → л/100 км:	${\frac {282}{\rm {mpg_{Imp}}}}={\rm {1\;L/100\;km}}$		л/100 км → миль на британский галлон:	${\frac {282}{\rm {L/100\;km}}}={\rm {1\;mpg_{Imp}}}$
Мили на галлон США → км/20 л:	${\rm {8.5\;mpg_{US}=1\;km/20\;L}}$
Л/100 км → км/20 л:	${\frac {2000}{\rm {L/100\;km}}}={\rm {1\;km/20\;L}}$
Мили на галлон США → Мили на британский галлон:	$1\;{\rm {mpg_{US}={\rm {0.8327\;{\rm {mpg_{Imp}}}}}}}$
Миль на британский галлон → Миль на галлон США :	$1\;{\rm {mpg_{Imp}=1.2001\;{\rm {mpg_{US}}}}}$

Статистика

Доля грузовиков в производстве автомобилей в США утроилась с 1975 года. Хотя топливная экономичность транспортных средств увеличилась в каждой категории, общая тенденция к менее эффективным типам транспортных средств свела на нет некоторые преимущества большей экономии топлива и сокращения выбросов углекислого газа. Без перехода на внедорожники потребление энергии на единицу расстояния могло бы упасть на 30% больше, чем в период с 2010 по 2022 год.

Хотя тепловой КПД (переход механической энергии в химическую энергию топлива) бензиновых двигателей увеличился с начала автомобильной эры , это не единственный фактор экономии топлива. Конструкция автомобиля в целом и характер его использования влияют на экономию топлива. Опубликованная информация об экономии топлива может различаться в зависимости от юрисдикции из-за различий в протоколах испытаний.

Одним из первых исследований по определению экономии топлива в Соединенных Штатах был Mobil Economic Run , мероприятие, которое проводилось каждый год с 1936 (кроме периода Второй мировой войны ) по 1968 год. Оно было разработано для обеспечения реальной, эффективной топливной экономичности. цифры во время испытаний на трассе от побережья до побережья на реальных дорогах, при регулярном движении и погодных условиях. автоклуб США Его спонсировала корпорация Mobil Oil, а ( USAC) санкционировал и организовал пробег. Согласно более поздним исследованиям, средняя экономия топлива для новых легковых автомобилей в США 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. Средний Экономия топлива для новых автомобилей, легких грузовиков и внедорожников 2020 модельного года в США составила 25,4 мили на галлон США (9,3 л/100 км). Автомобили 2019 модельного года (например, электромобили), классифицированные Агентством по охране окружающей среды США как «средние», имели расход топлива от 12 до 56 миль на галлон _{в США} (от 20 до 4,2 л/100 км). Однако из-за экологических проблем, вызванных выбросами CO ₂ , вводятся новые правила ЕС, направленные на снижение среднего уровня выбросов автомобилей, проданных начиная с 2012 года, до 130 г/км CO ₂ , что эквивалентно 4,5 л/100 км (52 мили на галлон _{в США).} , 63 миль на галлон _имп ) для автомобиля, работающего на дизельном топливе, и 5,0 л/100 км (47 миль на галлон _{в США} , 56 миль на галлон _имп ) для автомобиля, работающего на бензине (бензине).

не оказывает непосредственного влияния на средний расход по всему автопарку Экономия топлива новых автомобилей : например, средний расход топлива в автопарке Австралии в 2004 году составлял 11,5 л/100 км (20,5 миль на галлон _{в США} ), по сравнению со средним расходом нового автомобиля в том же году 9,3 л/100 км (25,3 миль на галлон _{в США} ).

Исследования скорости и экономии топлива

Статистика экономии топлива для различных моделей США за 1997 год

Экономия топлива на постоянной скорости на отдельных транспортных средствах изучалась в 2010 году. Самое последнее исследование указывает на большую топливную экономичность на более высоких скоростях, чем предыдущие исследования; например, некоторые автомобили обеспечивают лучшую экономию топлива на скорости 100 км/ч (62 мили в час), а не на скорости 70 км/ч (43 мили в час), хотя и не с их лучшей экономичностью, например, Oldsmobile Cutlass Ciera 1994 года с двигателем LN2 2,2 л, который показывает максимальную экономичность на скорости 90 км/ч (56 миль в час) (8,1 л/100 км (29 миль на галлон _{в США} )), и получает лучшая экономичность при 105 км/ч (65 миль в час), чем при 72 км/ч (45 миль в час) (9,4 л/100 км (25 миль на галлон _{в США} ) против 22 миль на галлон _{в США} (11 л/100 км)). Доля движения по высокоскоростным дорогам варьируется от 4% в Ирландии до 41% в Нидерландах.

Когда с 1974 по 1995 год в соответствии с Национальным законом США о максимальной скорости было введено ограничение скорости 55 миль в час (89 км/ч), поступали жалобы на то, что экономия топлива может уменьшиться, а не увеличиться. Toyota Celica 1997 года показала лучшую топливную эффективность на скорости 105 км/ч (65 миль в час), чем на скорости 65 км/ч (40 миль в час) (5,41 л/100 км (43,5 миль на галлон _{в США} ) против 5,53 л/100 км (42,5 миль на галлон _(США )), хотя на скорости 60 миль в час (97 км/ч) даже лучше, чем на скорости 65 миль в час (105 км/ч) (48,4 миль на галлон _{в США} (4,86 л/100 км) против 43,5 миль на галлон _{в США} (5,41 л/100 км) км)), и его лучшая экономичность (52,6 миль на галлон _{в США} (4,47 л/100 км)) всего при скорости 25 миль в час (40 км/ч). У других протестированных автомобилей топливная экономичность была на 1,4–20,2% выше на скорости 90 км/ч (56 миль в час) по сравнению с 105 км/ч (65 миль в час). Их лучшая экономичность была достигнута на скорости от 40 до 90 км/ч (от 25 до 56 миль в час) (см. график).

Чиновники надеялись, что ограничение скорости 55 миль в час (89 км/ч) в сочетании с запретом на декоративное освещение, запретом продажи бензина в воскресенье и сокращением производства бензина на 15% снизит общее потребление бензина на 200 000 баррелей в день, что представляет собой Снижение на 2,2% по сравнению с годовым уровнем потребления бензина 1973 года. Частично это было основано на убеждении, что автомобили достигают максимальной эффективности при скорости от 40 до 50 миль в час (65 и 80 км/ч), а грузовики и автобусы наиболее эффективны при скорости 55 миль в час (89 км/ч).

США В 1998 году Совет транспортных исследований отметил в сноске оценку, согласно которой национальный предел максимальной скорости (NMSL) 1974 года снизил расход топлива на 0,2–1,0 процента. На сельские автомагистрали между штатами, дороги, наиболее заметно пострадавшие от NMSL, приходилось 9,5% пробега транспортных средств США в 1973 году. но такие дороги со свободным течением обычно обеспечивают более экономичное путешествие, чем обычные дороги.

Обсуждение статистики

Достаточно современный европейский супермини и многие автомобили среднего размера, включая универсалы, могут проехать по автомагистрали со скоростью 5 л/100 км (47 миль на галлон в США/56 миль на галлон в условиях городского движения) или 6,5 л/100 км в городском потоке (36 миль на галлон в США/43 мили на галлон). миль на галлон имп), с выбросами углекислого газа около 140 г/км.

Средний в Северной Америке автомобиль среднего размера расходует 21 миль на галлон (США) (11 л/100 км) по городу, 27 миль на галлон (США) (9 л/100 км) по шоссе; внедорожник полноразмерный обычно расходует 13 миль на галлон (США) (18 л/100 км) по городу и 16 миль на галлон (США) (15 л/100 км) по шоссе. Пикапы значительно различаются; тогда как легкий пикап с 4-цилиндровым двигателем может развивать расход 28 миль на галлон (8 л/100 км), полноразмерный пикап V8 с расширенной кабиной расходует всего 13 миль на галлон (США) (18 л/100 км) по городу и 15 миль на галлон (США). (15 л/100 км) шоссе.

Средняя экономия топлива для всех транспортных средств на дорогах в Европе выше, чем в Соединенных Штатах, поскольку более высокая стоимость топлива меняет поведение потребителей . В Великобритании галлон газа без налога стоил 1,97 доллара США, но с налогами в 2005 году он стоил 6,06 доллара США. Средняя стоимость в Соединенных Штатах составляла 2,61 доллара США.

Автомобили европейского производства, как правило, более экономичны, чем автомобили из США. Хотя в Европе имеется много дизельных автомобилей с более высоким КПД, европейские автомобили с бензиновым двигателем в среднем также более эффективны, чем автомобили с бензиновым двигателем в США. Большинство европейских автомобилей, упомянутых в исследовании CSI, работают на дизельных двигателях, которые имеют тенденцию достигать большей топливной эффективности, чем бензиновые двигатели. Продавать эти автомобили в Соединенных Штатах сложно из-за стандартов выбросов, отмечает Уолтер Макманус, эксперт по экономии топлива из Института транспортных исследований Мичиганского университета. «По большей части европейские дизели не соответствуют стандартам США по выбросам», — 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. модели независимо от экономии топлива при увольнении рабочих дома.

Примером экономии топлива европейских автомобилей является микроавтомобиль Smart Fortwo cdi, расход которого может достигать 3,4 л/100 км (69,2 миль на галлон в США) с использованием с турбонаддувом мощностью трехцилиндрового дизельного двигателя 41 л.с. (30 кВт). Fortwo производится Daimler AG и продается только одной компанией в США. Кроме того, мировой рекорд по экономии топлива серийных автомобилей принадлежит Volkswagen Group : специальные серийные модели (с маркировкой «3L») Volkswagen Lupo и Audi A2 расходуют всего 3 л/100 км (94 миль на галлон _{). имп} ; 78 миль на галлон _{— США} ).

Дизельные двигатели обычно обеспечивают более высокую топливную экономичность, чем бензиновые (бензиновые) двигатели. Дизельные двигатели легковых автомобилей имеют энергоэффективность до 41%, но чаще 30%, а бензиновые двигатели - до 37,3%, но чаще 20%. Обычная прибыль составляет на 25% больше миль на галлон для эффективного турбодизеля.

Например, текущая модель Skoda Octavia, использующая двигатели Volkswagen, имеет совокупную топливную экономичность в Европе 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). 100 км) для дизельного двигателя мощностью 105 л.с. (78 кВт) и более тяжелого. Более высокая степень сжатия помогает повысить энергоэффективность, но дизельное топливо также содержит примерно на 10% больше энергии на единицу объема, чем бензин, что способствует снижению расхода топлива при заданной выходной мощности.

В 2002 году в Соединенных Штатах было 85 174 776 грузовиков, средний расход топлива составлял 13,5 миль на галлон США (17,4 л/100 км; 16,2 миль _{на галлон} ). Большие грузовики массой более 33 000 фунтов (15 000 кг) проезжали в среднем 5,7 миль на галлон США (41 л/100 км; 6,8 миль на галлон _имп ).

Экономия топлива грузовика

Полная масса, фунты	Число	Процент	Среднее количество миль на грузовик	экономия топлива	Процент использования топлива
6000 фунтов и меньше	51,941,389	61.00%	11,882	17.6	42.70%
6001–10 000 фунтов	28,041,234	32.90%	12,684	14.3	30.50%
Итого по легким грузовикам	79,982,623	93.90%	12,163	16.2	73.20%
10 001–14 000 фунтов	691,342	0.80%	14,094	10.5	1.10%
14 001–16 000 фунтов	290,980	0.30%	15,441	8.5	0.50%
16 001–19 500 фунтов	166,472	0.20%	11,645	7.9	0.30%
19 501–26 000 фунтов	1,709,574	2.00%	12,671	7	3.20%
Итого средний грузовик	2,858,368	3.40%	13,237	8	5.20%
26 001–33 000 фунтов	179,790	0.20%	30,708	6.4	0.90%
33 001 фунт и выше	2,153,996	2.50%	45,739	5.7	20.70%
Итого по тяжелым грузовикам	2,333,786	2.70%	44,581	5.8	21.60%
Общий	85,174,776	100.00%	13,088	13.5	100.00%

Средний расход автомобилей в США в 2002 году составлял 22,0 мили на галлон США (10,7 л/100 км; 26,4 миль на галлон _{– имп} ). К 2010 году этот показатель увеличился до 23,0 миль на галлон США (10,2 л/100 км; 27,6 миль на галлон _— имп). Средняя экономия топлива в Соединенных Штатах постепенно снижалась до 1973 года, когда она достигла минимума в 13,4 миль на галлон США (17,6 л/100 км; 16,1 миль на галлон _{— имп} ), и с тех пор постепенно увеличивалась в результате более высокой стоимости топлива. Исследование показывает, что повышение цен на газ на 10% в конечном итоге приведет к увеличению экономии топлива на 2,04%. Одним из методов повышения топливной эффективности, применяемых автопроизводителями, является облегчение , при котором более легкие материалы заменяются более легкими материалами для улучшения характеристик двигателя и управляемости.

Различия в стандартах тестирования

У идентичных транспортных средств могут быть указаны разные показатели расхода топлива в зависимости от методов тестирования в юрисдикции.

Lexus IS 250 — бензиновый 2,5 л 4GR-FSE V6 , 204 л.с. (153 кВт), 6-ступенчатая автоматическая коробка передач, задний привод

• Австралия (л/100 км) – «комбинированный» 9,1, «городской» 12,7, «загородный» 7,0
• Канада (л/100 км) – «комбинированный» 9,6, «город» 11,1, «трасса» 7,8.
• Европейский Союз (л/100 км) – «комбинированный» 8,9, «городской» 12,5, «загородный» 6,9.
• США (л/100 км) – «комбинированный» 9,8, «город» 11,2, «трасса» 8,1.

Энергетические соображения

Поскольку суммарная сила, противодействующая движению автомобиля (с постоянной скоростью), умноженная на расстояние, которое проезжает автомобиль, представляет собой работу, которую должен совершить двигатель автомобиля, исследование экономии топлива (количества энергии, потребляемой на единицу пройденного пути) требует подробный анализ сил, препятствующих движению транспортного средства. С точки зрения физики, Сила = скорость, с которой количество произведенной работы (доставленной энергии) меняется в зависимости от пройденного расстояния, или:

$F={\frac {dW}{ds}}\propto {\text{Fuel economy}}$

Примечание. Объем работы, производимой источником питания транспортного средства (энергия, доставляемая двигателем), будет точно пропорционален количеству энергии топлива, потребляемой двигателем, если КПД двигателя одинаков независимо от выходной мощности, но это не обязательно Дело в особенностях работы двигателя внутреннего сгорания.

Для транспортного средства, источником энергии которого является тепловой двигатель (двигатель, использующий тепло для выполнения полезной работы), количество энергии топлива, потребляемое транспортным средством на единицу расстояния (ровной дороги), зависит от:

1. Термодинамический КПД тепловой машины ;
2. Потери на трение в трансмиссии ;
3. Сопротивление качению внутри колес и между дорогой и колесами;
4. Немоторные подсистемы с приводом от двигателя, такие как кондиционер , охлаждение двигателя и генератор переменного тока ;
5. Аэродинамическое сопротивление при движении в воздухе;
6. Энергия, преобразуемая фрикционными тормозами в отходящее тепло, или потери от рекуперативного торможения в гибридных транспортных средствах ;
7. Топливо, потребляемое, когда двигатель не обеспечивает мощность, но продолжает работать, например, на холостом ходу , за вычетом нагрузки на подсистему.

Рассеяние энергии при движении по городу и шоссе для автомобиля среднего размера с бензиновым двигателем

В идеале автомобиль, движущийся с постоянной скоростью по ровной поверхности в вакууме с колесами без трения, мог бы двигаться с любой скоростью, не потребляя при этом никакой энергии, кроме той, которая необходима для разгона автомобиля. В менее идеальном варианте любое транспортное средство должно расходовать энергию на преодоление сил дорожной нагрузки, которые состоят из аэродинамического сопротивления, сопротивления качению шин и энергии инерции, которая теряется при замедлении транспортного средства фрикционными тормозами. При идеальном рекуперативном торможении энергия инерции может быть полностью восстановлена, но существует несколько вариантов снижения аэродинамического сопротивления или сопротивления качению, кроме оптимизации формы автомобиля и конструкции шин. Энергию дорожной нагрузки или энергию, необходимую колесам, можно рассчитать путем оценки уравнения движения транспортного средства в течение определенного цикла движения. Силовая установка транспортного средства должна затем обеспечить эту минимальную энергию для перемещения транспортного средства и потеряет большое количество дополнительной энергии в процессе преобразования энергии топлива в работу и передачи ее на колеса. В целом источники потерь энергии при движении транспортного средства можно резюмировать следующим образом:

• КПД двигателя (20–30%), который зависит от типа двигателя, массы автомобиля и его нагрузки, а также частоты вращения двигателя (обычно измеряется в об/мин ).
• Аэродинамическая сила сопротивления, которая увеличивается примерно пропорционально квадрату скорости автомобиля , но при этом отмечается, что сила сопротивления зависит от куба скорости автомобиля .
• Трение качения .
• Торможение, хотя рекуперативное торможение улавливает часть энергии, которая в противном случае была бы потеряна.
• Потери в передаче . КПД механических коробок передач может достигать 94%, тогда как эффективность более старых автоматических коробок передач может достигать 70%. Автоматизированные механические коробки передач , которые имеют те же механические внутренние компоненты, что и обычные механические коробки передач , будут обеспечивать ту же эффективность, что и чисто механическая коробка передач, плюс дополнительный бонус в виде интеллектуального выбора оптимальных точек переключения и/или автоматического управления сцеплением, но ручного переключения, как в более старых полуавтоматических коробках передач. -автоматические коробки передач .
• Кондиционер. Мощность, необходимая двигателю для вращения компрессора, снижает топливную экономичность, но только во время использования. Это может быть компенсировано меньшим сопротивлением автомобиля по сравнению с ездой с опущенными окнами. Эффективность систем кондиционирования постепенно снижается из-за загрязнения фильтров и т. д.; регулярное техническое обслуживание предотвращает это. Дополнительная масса системы кондиционирования приведет к небольшому увеличению расхода топлива.
• Усилитель руля. Старые системы рулевого управления с гидроусилителем приводятся в действие гидравлическим насосом, постоянно подключенным к двигателю. Усилитель, необходимый для рулевого управления, обратно пропорционален скорости автомобиля, поэтому постоянная нагрузка на двигатель от гидравлического насоса снижает эффективность использования топлива. Более современные конструкции повышают эффективность использования топлива, активируя усиление мощности только при необходимости; это делается с помощью либо прямого электроусилителя рулевого управления, либо гидравлического насоса с электроприводом.
• Охлаждение. В старых системах охлаждения использовался постоянно включенный механический вентилятор, продувающий воздух через радиатор со скоростью, напрямую зависящей от частоты вращения двигателя. Эта постоянная нагрузка снижает эффективность. В более современных системах используются электрические вентиляторы для прокачки дополнительного воздуха через радиатор, когда требуется дополнительное охлаждение.
• Электрические системы. Фары, зарядка аккумулятора, активная подвеска, циркуляционные вентиляторы, обогреватели, медиасистемы, динамики и другая электроника также могут существенно увеличить расход топлива, поскольку энергия для питания этих устройств вызывает повышенную нагрузку на генератор. Поскольку эффективность генераторов обычно составляет всего 40–60%, дополнительная нагрузка от электроники двигателя может достигать 3 лошадиных сил (2,2 кВт) на любой скорости, включая холостой ход. В тесте FTP 75 циклов нагрузка на генератор мощностью 200 Вт снижает топливную экономичность на 1,7 миль на галлон. Фары, например, потребляют 110 Вт на низкой скорости и до 240 Вт на высокой. Эти электрические нагрузки могут стать причиной значительного расхождения между реальными испытаниями и испытаниями EPA, которые включают только электрические нагрузки, необходимые для работы двигателя и базового климат-контроля.
• Поддерживать. Энергия необходима для поддержания работы двигателя, пока он не передает мощность на колеса, то есть при остановке, движении накатом или торможении.

Снижение топливной эффективности из-за электрических нагрузок наиболее заметно на более низких скоростях, поскольку большинство электрических нагрузок постоянны, а нагрузка двигателя увеличивается с увеличением скорости. Таким образом, на более низкой скорости большая часть мощности двигателя используется электрическими нагрузками. Гибридные автомобили видят наибольшее влияние на топливную эффективность электрических нагрузок из-за этого пропорционального эффекта.

Технологии, повышающие экономию топлива

Основная статья: Устройства для экономии топлива

Технология, специфичная для двигателя

Тип	Технология	Объяснение	изобретатель	Примечания
Цикл двигателя	Замена бензиновых двигателей на дизельные.	Снижает удельный расход топлива на тормозах при более низких оборотах.	Герберт Акройд Стюарт
Стратегии сгорания двигателя	Электронное управление системой охлаждения	Оптимизирует рабочую температуру двигателя
	Послойное горение заряда	Впрыскивает топливо в цилиндр непосредственно перед зажиганием, увеличивая степень сжатия.		Для использования в бензиновых двигателях
	Горение обедненной смеси	Увеличивает соотношение воздух/топливо для уменьшения потерь при дросселировании.	Крайслер	https://www.youtube.com/watch?v=KnNX6gtDyhg
	Рециркуляция охлажденных отработавших газов (бензин)	Снижает потери на дросселирование, отвод тепла, химическую диссоциацию и удельную теплоемкость.
	Рециркуляция охлажденных отработавших газов (дизель)	Снижает пиковые температуры сгорания
	цикл Аткинсона	Удлиняет рабочий ход для достижения большей тепловой эффективности.	Джеймс Аткинсон	цикл Аткинсона
	Изменение фаз газораспределения и изменение подъема клапанов	Изменяет момент и высоту подъема клапана для точного контроля над впуском и выпуском.		Уильям Хоу и Уильям Уильямс ( Роберт Стивенсон и компания ) изобрели первый клапан с регулируемым газораспределением.
	Турбонаддув с изменяемой геометрией	Оптимизирует воздушный поток с помощью регулируемых лопаток, чтобы регулировать подачу воздуха в турбонагнетатель и устранять турбо-задержку.	Гарретт ( Ханивелл )	Лопасти VNT открытые
	Двойная зарядка	Сочетает в себе нагнетатель и турбонагнетатель для устранения турбо-задержки.	Лэнс	Для использования в двигателях малого объема.
	Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском (GDI)	Обеспечивает послойную заправку топлива и сверхбедное сжигание.	Леон Левавассер
	с турбонаддувом и непосредственным впрыском топлива Дизельные двигатели	Сочетает в себе непосредственный впрыск и турбонагнетатель.	Фольксваген
	Непосредственный впрыск Common Rail	Увеличивает давление впрыска	Роберт Хубер
	Пьезоэлектрические дизельные форсунки	Использует несколько впрысков за цикл двигателя для повышения точности.
	Управление цилиндрами	Отключает отдельные цилиндры, когда их мощность не требуется.
	HCCI (гомогенное воспламенение от сжатия)	Обеспечивает более компактное и более сильное сжатие		https://www.youtube.com/watch?v=B8CnYljXAS0
	Двигатель Скудери	Устраняет потери при рекомпрессии	Кармело Дж. Скудери	Двигатель Скудери
	Составные двигатели (6-тактный двигатель или двигатель с турбонаддувом)	Восстанавливает энергию выхлопных газов
	Двухтактные дизельные двигатели	Увеличивает соотношение мощности и веса	Чарльз Ф. Кеттеринг
	Высокоэффективные газотурбинные двигатели	Увеличивает соотношение мощности и веса
	Турбопароход	Использует тепло двигателя для вращения мини-турбины и выработки электроэнергии.	Раймонд Фрейманн (BMW)
	Гибридный аккумуляторный автомобиль Стирлинга	Повышает термический КПД	Все еще в основном теоретический, хотя прототипы были созданы Дином Кэменом.
	Оптимизированный по времени путь поршня	Улавливает энергию газов в цилиндрах при самых высоких температурах.
Внутренние потери двигателя	Уменьшенные двигатели с нагнетателем или турбонагнетателем	Уменьшает объем двигателя при сохранении достаточного крутящего момента.	Saab, начиная с модели 99 1978 года.	2014-Глобальный-Турбо-Прогноз
	Смазочные материалы с низким коэффициентом трения (моторное масло, трансмиссионная жидкость, жидкость для мостов)	Уменьшает потери энергии на трение
	Моторные масла пониженной вязкости	Уменьшает гидродинамическое трение и энергию, необходимую для циркуляции.
	Масляный насос переменной производительности	Предотвращает чрезмерную скорость потока при высоких оборотах двигателя.
	Электрификация аксессуаров двигателя (водяной насос, насос гидроусилителя рулевого управления и компрессор кондиционера)	Передаёт больше мощности двигателя на трансмиссию или снижает расход топлива, необходимый для поддержания той же тяговой мощности.
	Кулачок роликового типа, покрытие с низким коэффициентом трения на юбке поршня и оптимизация несущих поверхностей, например, подшипников распределительного вала и шатунов.	Уменьшает трение двигателя
Условия работы двигателя	Присадки охлаждающей жидкости	Повышает термический КПД системы охлаждения.
	Увеличение числа передаточных чисел в механических коробках передач	Снижает обороты двигателя в крейсерском режиме.
	Уменьшение объема систем водяного охлаждения	Двигатель быстрее достигает эффективной рабочей температуры
	Система старт-стоп	Автоматически выключает двигатель при остановке автомобиля, сокращая время простоя
	Уменьшенные двигатели с системой электропривода и аккумулятором.	Предотвращает низкоэффективные режимы простоя и электропитания

Другие автомобильные технологии

Тип	Технология	Объяснение	изобретатель	Примечания
Потери при передаче	Бесступенчатая трансмиссия (CVT)	Позволяет двигателю работать на наиболее эффективных оборотах.		Для использования в автоматических коробках передач.
	Блокировка гидротрансформаторов в АКПП	Уменьшает скольжение и потери мощности в преобразователе.
Сопротивление качению	Легкие конструкционные материалы (алюминий, стекловолокно, пластик, высокопрочная сталь и углеродное волокно)	Уменьшает вес автомобиля
	Увеличение давления в шинах	Снижает деформацию шины из-за недостаточной массы
	Замена шин на моделях с низким сопротивлением качению (LRR)	Снижает сопротивление качению
Серийный параллельный гибрид	Использование электродвигателя для базовой мощности и двигателя внутреннего сгорания для помощи и ускорения, когда это необходимо.	Снижает расход топлива за счет включения бензинового двигателя только при необходимости, что также безопасно для окружающей среды.	ТРВ
Энергосбережение	Более легкие материалы для движущихся частей (поршни, коленчатый вал, шестерни и легкосплавные диски)	Уменьшает энергию, необходимую для перемещения деталей.
	Регенеративное торможение	Улавливает кинетическую энергию при торможении	Луи Антуан Кригер	Для использования в гибридных или электромобилях.
	Утилизация отходящего тепла из выхлопной системы	Преобразует тепловую энергию в электричество с помощью термоэлектрического охлаждения.	Жан Шарль Атанас Пельтье
	Регенеративные амортизаторы	Возвращает потерянную энергию в подвеске автомобиля.	Левант Пауэр
Управление трафиком	Активное управление автодорогами	Соответствует ограничениям скорости и транспортным средствам, которым разрешено выезжать на автомагистрали с плотностью движения для поддержания пропускной способности.
	Электронные системы управления автомобилем, автоматически поддерживающие дистанцию ​​между транспортными средствами на автомагистралях	Уменьшает пульсации при обратном торможении и последующем повторном ускорении.

Технологии будущего

Технологии, которые могут повысить топливную экономичность, но еще не представлены на рынке, включают:

• HCCI (гомогенное воспламенение от сжатия)
• Двигатель Скудери
• Составные двигатели
• Двухтактные дизельные двигатели
• Высокоэффективные газотурбинные двигатели
• BMW Турбопароход — использование тепла двигателя для вращения мини-турбины для выработки электроэнергии
• Электронные системы управления автомобилем, которые автоматически поддерживают дистанцию ​​между транспортными средствами на автомагистралях/автострадах, что снижает пульсацию обратного торможения и, как следствие, повторного ускорения.
• Оптимизированный по времени путь поршня для улавливания энергии горячих газов в цилиндрах, когда они достигают самых высоких температур.
• Настоящий гибридный автомобиль на аккумуляторной батарее

Существует множество потребительских товаров, предназначенных для вторичного рынка , которые призваны повысить экономию топлива; многие из этих утверждений были дискредитированы. В США Агентство по охране окружающей среды ведет список устройств, протестированных независимыми лабораториями, и публикует результаты испытаний.

Поведение, направленное на максимальную экономию топлива

Основная статья: Поведение, направленное на максимальную экономию топлива

Правительства, различные экологические организации и такие компании, как Toyota и Shell Oil Company, исторически призывали водителей поддерживать достаточное давление воздуха в шинах и соблюдать осторожность при ускорении/замедлении. Отслеживание топливной эффективности стимулирует поведение, направленное на максимальную экономию топлива.

Пятилетнее партнерство между Michelin и Anglian Water показывает, что за счет давления в шинах можно сэкономить 60 000 литров топлива. Парк Anglian Water, насчитывающий 4000 фургонов и автомобилей, теперь работает полный срок службы. Это показывает влияние давления в шинах на топливную экономичность.

Экономия топлива как часть режимов управления качеством

экологического менеджмента Системы EMAS , как и эффективное управление автопарком, включают в себя учет расхода топлива автопарком. Управление качеством использует эти цифры для управления мерами, действующими в отношении автопарка. Это способ проверить, повлияли ли закупки, вождение и техническое обслуживание в целом на изменения в общем потреблении автопарка.

Стандарты экономии топлива и процедуры испытаний

Топливная эффективность нового легкового автомобиля с бензином

Страна	в среднем за 2004 год	Требование
		2004	2005	2008	Позже
Китайская Народная Республика			6,9 л/100 км	6,9 л/100 км	6,1 л/100 км
Соединенные Штаты	24,6 миль на галлон (9,5 л/100 км) (легковые и грузовые автомобили)*	27 миль на галлон (8,7 л/100 км) (только легковые автомобили)*			35 миль на галлон (6,7 л/100 км) (2020 модельного года, легковые автомобили и легкие грузовики)
Евросоюз					4,1 л/100 км (2020 г., NEDC )
Япония					6,7 л/100 км экв. CAFE (2010 г.)
Австралия	8,08 л/100 км экв. CAFE (2002 г.)	никто			нет (по состоянию на март 2019 г.)

* шоссе ** комбинированное

Австралия

С октября 2008 года все новые автомобили должны были продаваться с наклейкой на лобовом стекле, показывающей расход топлива и выбросы CO ₂ . Показатели расхода топлива выражены в городском , загородном и комбинированном режиме и измерены в соответствии с правилами ЕЭК 83 и 101, которые основаны на европейском ездовом цикле ; ранее только объединенное указывалось число.

Австралия также использует звездную рейтинговую систему от одной до пяти звезд, которая сочетает парниковые газы с загрязнением, при этом каждая оценка оценивается от 0 до 10, причем десять являются лучшими. Чтобы получить 5 звезд, необходима совокупная оценка 16 или выше, поэтому автомобиль с 10 баллами за экономичность (тепличные условия) и 6 за выбросы или 6 за экономичность и 10 за выбросы или что-то среднее между ними получит высшую оценку 5 звезд. . Самый низкий рейтинг получил автомобиль Ssangyong Korrando с автоматической коробкой передач, получивший одну звезду, а самый высокий рейтинг получил гибрид Toyota Prius. Fiat 500, Fiat Punto и Fiat Ritmo, а также Citroen C3 также получили 5 звезд. Рейтинг теплицы зависит от экономии топлива и типа используемого топлива. Парниковый рейтинг 10 требует 60 или менее граммов CO ₂ на км, а нулевой рейтинг соответствует более 440 г/км CO ₂ . Самый высокий уровень выбросов парниковых газов из всех перечисленных автомобилей 2009 года имеет Toyota Prius с выбросами CO ₂ 106 г/км и расходом топлива 4,4 л/100 км (64 мили _{на галлон имп} ; 53 мили на галлон _{в США} ). Несколько других автомобилей также получили такую ​​же оценку 8,5 за теплицу. Самый низкий рейтинг был у Ferrari 575 с выбросами CO ₂ 499 г/км и 21,8 л/100 км (13,0 миль на галлон _{в имп} ; 10,8 миль на галлон _{в США} ). Bentley также получил нулевую оценку за выбросы CO ₂ 465 г/км . Наилучшая экономия топлива за любой год - у Honda Insight 2004–2005 годов : 3,4 л/100 км (83 миль на галлон _{в имп} ; 69 миль на галлон _{в США} ).

Канада

Производители транспортных средств следуют процедуре контролируемых лабораторных испытаний для получения данных о расходе топлива, которые они представляют правительству Канады. Этот контролируемый метод тестирования расхода топлива, включающий использование стандартизированного топлива, испытательных циклов и расчетов, используется вместо вождения по дорогам, чтобы гарантировать, что все транспортные средства тестируются в одинаковых условиях, а результаты являются последовательными и повторяемыми.

Отобранные тестовые автомобили перед испытаниями «обкатываются» примерно на 6000 км. Затем автомобиль монтируется на динамометрическом стенде, запрограммированном с учетом аэродинамической эффективности, веса и сопротивления качению автомобиля. Обученный водитель управляет автомобилем по стандартным ездовым циклам, имитирующим поездки по городу и шоссе. Рейтинги расхода топлива рассчитываются на основе выбросов, образующихся во время цикла вождения.

5-ЦИКЛОВОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ:

1. Городской тест имитирует движение по городу в условиях пробок с остановками со средней скоростью 34 км/ч и максимальной скоростью 90 км/ч. Тест длится примерно 31 минуту и ​​включает 23 остановки. Испытание начинается с запуска холодного двигателя, что аналогично запуску автомобиля после ночной стоянки летом. Завершающая фаза теста повторяет первые восемь минут цикла, но с горячим запуском двигателя. Это имитирует повторный запуск автомобиля после того, как он прогрелся, проехал и затем ненадолго остановился. Более пяти минут тестового времени тратится на холостой ход, чтобы представить ожидание на светофоре. Температура окружающей среды испытательной камеры начинается с 20 °C и заканчивается при 30 °C.
2. Тест на шоссе имитирует движение по открытому шоссе и сельской дороге со средней скоростью 78 км/ч и максимальной скоростью 97 км/ч. Тест длится примерно 13 минут и не включает остановок. Проверка начинается с горячего запуска двигателя. Температура окружающей среды испытательной камеры начинается с 20 °C и заканчивается при 30 °C.
3. В тесте на работу при низких температурах используется тот же цикл движения, что и в стандартном городском тесте , за исключением того, что температура окружающей среды в испытательной камере установлена ​​на уровне -7 °C.
4. При испытании на кондиционирование воздуха температура окружающей среды в испытательной камере повышается до 35 °C. Затем система климат-контроля автомобиля используется для снижения температуры внутри салона. На старте с прогретым двигателем средняя скорость теста составляет 35 км/ч, а максимальная скорость достигает 88 км/ч. Включены пять остановок, при этом холостой ход происходит в 19% случаев.
5. Тест на высокую скорость/быстрое ускорение составляет в среднем 78 км/ч, а максимальная скорость достигает 129 км/ч. Включены четыре остановки, а резкое ускорение достигает максимальной скорости 13,6 км/ч в секунду. Двигатель начинает прогреваться, а кондиционер не используется. Температура окружающей среды испытательной камеры постоянно составляет 25 °C.

Тесты 1, 3, 4 и 5 усредняются для определения уровня расхода топлива при движении по городу.

Тесты 2, 4 и 5 усредняются для определения уровня расхода топлива при движении по шоссе.

Европа

Ирландский знак экономии топлива

Основная статья: Новый европейский ездовой цикл

В Европейском Союзе легковые автомобили обычно испытываются с использованием двух циклов движения, а соответствующая экономия топлива указывается как «городская» и «загородная» в литрах на 100 км и (в Великобритании) в милях на британский галлон.

Городская экономика измеряется с помощью испытательного цикла, известного как ECE-15, впервые введенного в 1970 году Директивой ЕС 70/220/EWG и окончательно утвержденного Директивой EEC 90/C81/01 в 1999 году. Он моделирует городскую трассу длиной 4052 м (2,518 мили). поездку со средней скоростью 18,7 км/ч (11,6 миль в час) и максимальной скоростью 50 км/ч (31 миля в час).

Цикл вождения за городом, или EUDC, длится 400 секунд (6 минут 40 секунд) при средней скорости 62,6 км/ч (39 миль в час) и максимальной скорости 120 км/ч (74,6 миль в час).

Показатели расхода топлива в ЕС часто значительно ниже, чем соответствующие результаты испытаний Агентства по охране окружающей среды США для того же транспортного средства. Например, Honda CR-Z 2011 года с шестиступенчатой ​​механической коробкой передач имеет в Европе расход 6,1/4,4 л/100 км. и 7,6/6,4 л/100 км (31/37 миль на галлон) в США.

В Европейском Союзе реклама должна углекислого газа (CO _{2 ) и расходе топлива, как описано в Законодательном акте Великобритании № 1661 от 2004 года.} четко показывать данные о выбросах С сентября 2005 года в Великобритании доступна наклейка «Зеленый рейтинг» с цветовой кодировкой, которая оценивает экономию топлива по выбросам CO ₂ : 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 ; 57 миль _{на галлон в США} ), а G примерно 9,5 л/100 км (30 миль на _галлон ; 25 миль на галлон _{в США} ). В Ирландии очень похожая метка, но диапазоны немного отличаются: A: <= 120 г/км, B: 121–140, C: 141–155, D: 156–170, E: 171–190, F: 191–225 и Г: 226+. 95 г/км _{С 2020 года ЕС требует от производителей обеспечивать средний уровень выбросов CO 2} или меньше или платить надбавку за превышение выбросов .

В Великобритании ASA (Агентство по рекламным стандартам) заявило, что данные о расходе топлива вводят в заблуждение. Часто это происходит с европейскими транспортными средствами, поскольку цифры в милях на галлон (миль на галлон), которые могут рекламироваться, часто не совпадают с показателями вождения в реальном мире.

ASA заявило, что производители автомобилей могут использовать «читы» для подготовки своих автомобилей к обязательным тестам на топливную экономичность и выбросы таким образом, чтобы они выглядели как можно более «чистыми». Такая практика распространена при испытаниях автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями, но гибридные и электромобили не застрахованы, поскольку производители применяют эти методы для повышения топливной эффективности.

Автомобильные эксперты также утверждают, что официальные значения миль на галлон, предоставленные производителями, не отражают истинные значения миль на галлон при реальном вождении. Были созданы веб-сайты, чтобы показывать реальные цифры MPG, основанные на краудсорсинговых данных от реальных пользователей, в сравнении с официальными цифрами MPG.

Основные лазейки в нынешних тестах ЕС позволяют автопроизводителям использовать ряд «обманок» для улучшения результатов. Производители автомобилей могут:

• Отключите генератор, чтобы не расходоваться энергия для подзарядки аккумулятора;
• Используйте специальные смазочные материалы, которые не используются в серийных автомобилях, чтобы снизить трение;
• Выключите все электрические устройства, например кондиционер/радио;
• Отрегулируйте тормоза или даже отключите их, чтобы уменьшить трение;
• Заклейте щели между панелями кузова и окнами, чтобы уменьшить сопротивление воздуха;
• Снимите боковые зеркала.

Согласно результатам исследования Международного совета по чистому транспорту (ICCT), проведенного в 2014 году, 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 что для частных автомобилей разница между дорожными и официальными значениями выбросов 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 автомобилей. частный и служебный транспорт по всей Европе. Анализ был подготовлен ICCT совместно с Нидерландской организацией прикладных научных исследований (TNO) и Немецким институтом энергетики и умвелтфоршунга в Гейдельберге (IFEU).

В обновлении данных ICCT за 2018 год разница между официальными и реальными показателями снова составила 38%.

Япония

Критерии оценки, используемые в Японии, отражают обычно встречающиеся условия вождения, поскольку типичный японский водитель ездит не так быстро, как в других регионах мира ( Ограничения скорости в Японии ).

режим 10–15

с режимами 10–15 Тест ездового цикла — это официальный сертификационный тест по экономии топлива и выбросам новых легковых автомобилей в Японии. Экономия топлива выражается в км/л (километрах на литр), а выбросы выражаются в г/км. Испытание проводится на динамометрическом стенде и состоит из 25 испытаний, которые охватывают работу на холостом ходу, ускорение, плавный ход и замедление и имитируют типичные японские условия вождения в городских условиях и/или на скоростных автомагистралях. Режим бега начинается с горячего старта, длится 660 секунд (11 минут) и работает со скоростью до 70 км/ч (43,5 миль в час). Дистанция цикла составляет 6,34 км (3,9 мили), средняя скорость 25,6 км/ч (15,9 миль в час), продолжительность 892 секунды (14,9 минуты), включая начальный сегмент из 15 режимов.

JC08

Новый, более требовательный тест, названный JC08, был установлен в декабре 2006 года для нового японского стандарта, который вступает в силу в 2015 году, но он уже используется несколькими автопроизводителями для новых автомобилей. Тест JC08 значительно дольше и более строгий, чем тест в режиме 10–15. Продолжительность пробега JC08 составляет 1200 секунд (20 минут), есть измерения как при холодном, так и при прогретом старте, а максимальная скорость составляет 82 км/ч (51,0 миль в час). Рейтинги экономичности JC08 ниже, чем у режима 10–15, но ожидается, что они будут более реальными. Toyota Prius стал первым автомобилем, соответствующим новым японским стандартам экономии топлива 2015 года, измеренным в рамках теста JC08.

Новая Зеландия

Начиная с 7 апреля 2008 г. на все автомобили полной разрешенной массой до 3,5 тонн, проданные за исключением частной продажи, должна быть наклеена наклейка экономии топлива (если таковая имеется), на которой указан рейтинг от одной ползвезды до шести звезд, при этом наиболее экономичные автомобили имеют наибольшее количество звезд. и меньше всего потребляют топливо автомобили, а также экономия топлива в л/100 км и расчетная годовая стоимость топлива для проезда 14 000 км (при нынешних ценах на топливо). Наклейки также должны быть наклеены на транспортные средства, сдаваемые в аренду на срок более 4 месяцев. Все новые автомобили в настоящее время имеют номинальный расход от 6,9 л/100 км (41 миль на _галлон ; 34 миль на галлон _{в США} ) до 3,8 л/100 км (74 миль на _галлон ; 62 миль на галлон _{в США} ) и получили соответственно от 4,5 до 5,5 звезд.

Саудовская Аравия

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 введены в действие к 1 января 2018 года ( правило стандартов Саудовской Аравии SASO-2864). Пересмотр целевых показателей будет проведен к декабрю 2018 года, после чего будут установлены целевые показатели на 2021–2025 годы.

Соединенные Штаты

Экономия топлива автомобилей с 1949 по 2021 год

Закон США о налоге на энергию

Основная статья: Закон о налоге на энергию

Закон о налоге на энергию 1978 года. В США введён налог на пожирателей бензина при продаже автомобилей нового модельного года, экономия топлива которых не соответствует определённым установленным законом уровням. Налог распространяется только на легковые автомобили (не грузовые) и взимается IRS . Его цель – препятствовать производству и покупке малоэффективных транспортных средств. Налог вводился поэтапно в течение десяти лет, при этом ставки со временем увеличивались. Он применяется только к производителям и импортерам транспортных средств, хотя, по-видимому, часть или весь налог перекладывается на потребителей автомобилей в виде более высоких цен. Налогу облагаются только новые автомобили, поэтому налог на продажу подержанных автомобилей не взимается. Налог поэтапно применяется для применения более высокой налоговой ставки для менее экономичных транспортных средств. Чтобы определить ставку налога, производители проверяют все автомобили в своих лабораториях на экономию топлива. США Агентство по охране окружающей среды подтверждает часть этих испытаний в лаборатории EPA.

В некоторых случаях этот налог может применяться только к определенным вариантам данной модели; например, Pontiac GTO 2004–2006 годов (импортная версия Holden Monaro ) действительно облагался налогом при заказе с четырехступенчатой ​​​​автоматической коробкой передач, но не облагался налогом при заказе с шестиступенчатой ​​​​механической коробкой передач.

Процедура тестирования EPA до 2007 г.

«Городской» график вождения на динамометрическом стенде (UDDS), используемый в федеральной процедуре испытаний Агентства по охране окружающей среды.

Цикл экономии топлива на шоссе (HWFET), используемый в федеральной процедуре испытаний EPA.

Два отдельных теста экономии топлива имитируют вождение по городу и по шоссе: программа вождения по городу, или график движения по городскому динамометру, или (UDDS), или FTP-72, определена в 40 CFR 86.I и состоит из запуска холодного двигателя и выдержки 23 останавливается в течение 31 минуты со средней скоростью 20 миль в час (32 км/ч) и максимальной скоростью 56 миль в час (90 км/ч).

Программа «Шоссе» или график экономичного вождения по шоссе (HWFET) определена в 40 CFR 600.I и использует прогретый двигатель и не делает остановок, развивая среднюю скорость 48 миль в час (77 км/ч) при максимальной скорости 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 обжорство. для легковых автомобилей Этот рейтинг также используется для корпоративных норм средней экономии топлива .

Процедура была обновлена ​​до FTP-75 , добавлен цикл «горячего запуска», который повторяет цикл «холодного запуска» после 10-минутной паузы.

Поскольку данные EPA почти всегда указывали на более высокую эффективность, чем реальная топливная экономичность, EPA изменило метод, начиная с 2008 года. Обновленные оценки доступны для автомобилей, начиная с 1985 модельного года.

Процедура тестирования EPA: 2008 г. и далее

2008 года Наклейка Monroney подчеркивает экономию топлива.

Агентство по охране окружающей среды США изменило процедуру тестирования с 2008 модельного года, добавив три новых теста Дополнительной федеральной процедуры испытаний (SFTP), которые включают в себя влияние более высокой скорости движения, более сильного ускорения, более низкой температуры и использования кондиционера.

SFTP US06 — это цикл высокоскоростного ускорения, который длится 10 минут, преодолевает расстояние 8 миль (13 км), среднюю скорость 48 миль в час (77 км/ч) и достигает максимальной скорости 80 миль в час (130 км/ч). Включены четыре остановки, а резкое ускорение достигает максимальной скорости 8,46 миль в час (13,62 км/ч) в секунду. Двигатель начинает прогреваться, а кондиционер не используется. Температура окружающей среды варьируется от 68 °F (20 °C) до 86 °F (30 °C).

SFTO SC03 — это тест системы кондиционирования воздуха, при котором температура окружающей среды повышается до 95 °F (35 °C) и задействуется система климат-контроля автомобиля. Петля длиной 3,6 мили (5,8 км) продолжительностью 9,9 минуты имеет среднюю скорость 22 мили в час (35 км/ч) и максимальную скорость 54,8 миль в час (88,2 км/ч). Включены пять остановок, холостой ход происходит в 19 процентах случаев и достигается ускорение 5,1 миль в час. Температура двигателя становится теплой.

Наконец, цикл с низкой температурой использует те же параметры, что и текущий городской цикл, за исключением того, что температура окружающей среды устанавливается на 20 °F (-7 °C).

Тесты EPA на экономию топлива не включают в себя тесты на электрическую нагрузку, выходящие за рамки климат-контроля, что может объяснить некоторые несоответствия между EPA и реальной топливной эффективностью. Электрическая нагрузка мощностью 200 Вт может привести к снижению эффективности на 0,4 км/л (0,94 миль на галлон) при испытании цикла FTP 75.

Начиная с 2017 модельного года, метод расчета был изменен, чтобы повысить точность расчетных значений экономии топлива в городе и на шоссе при 5-циклах, полученных только на основе тестов FTP и HFET, с меньшей неопределенностью для экономичных транспортных средств.

Электромобили и гибриды

2010 года Наклейка Monroney для подключаемого гибрида, показывающая экономию топлива в полностью электрическом режиме и в режиме только бензина.

После заявлений об эффективности таких автомобилей, как Chevrolet Volt и Nissan Leaf , Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии рекомендовала использовать новую формулу топливной эффективности EPA, которая дает разные значения в зависимости от используемого топлива. В ноябре 2010 года Агентство по охране окружающей среды представило первые рейтинги экономии топлива на наклейках Monroney для электромобилей с подключаемым модулем .

В отношении этикетки 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 бензина, выраженного в условных милях на галлон. Агентство по охране окружающей среды также оценило общий рейтинг экономии топлива на газе и электричестве в городе и на шоссе, выраженный в милях на галлон бензинового эквивалента (MPG-e). На этикетке также есть таблица, показывающая экономию топлива и потребление электроэнергии для пяти различных сценариев: 30 миль (48 км), 45 миль (72 км), 60 миль (97 км) и 75 миль (121 км) между полной зарядкой, и сценарий никогда не взимать плату. Эта информация была включена для того, чтобы потребители знали об изменчивости результатов экономии топлива в зависимости от количества миль, пройденных между зарядками. Также была включена экономия топлива для сценария использования только бензина (без зарядки). Для режима только электричества потребление энергии, оцененное в кВтч на 100 миль (160 км). также показано

2010 года, Этикетка Монруни показывающая комбинированный эквивалент экономии топлива по городу и шоссе, установленный Агентством по охране окружающей среды для полностью электрического автомобиля , в данном случае Nissan Leaf 2010 года выпуска.

Для маркировки экономии топлива электромобиля Nissan Leaf Агентство по охране окружающей среды оценило комбинированную экономию топлива в милях на галлон бензинового эквивалента с отдельной оценкой для езды по городу и шоссе. Этот эквивалент экономии топлива основан на потреблении энергии, оцененном в кВтч на 100 миль и также указанном на этикетке Monroney.

В мае 2011 года Национальная администрация безопасности дорожного движения (NHTSA) и Агентство по охране окружающей среды опубликовали совместное окончательное правило, устанавливающее новые требования к маркировке экономии топлива и окружающей среды , которая является обязательной для всех новых легковых и грузовых автомобилей, начиная с 2013 модельного года , и добровольной с 2012 года. модели. Постановление включает в себя новые марки для альтернативных видов топлива и транспортных средств с альтернативной силовой установкой , доступных на рынке США, таких как подключаемые гибриды , электромобили , автомобили с гибким топливом , автомобили на водородных топливных элементах и ​​автомобили, работающие на природном газе . Общий показатель экономии топлива, принятый для сравнения транспортных средств на альтернативном топливе и передовых технологиях с обычными автомобилями с двигателями внутреннего сгорания , составляет 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.

Новые маркировки также впервые включают оценку того, сколько топлива или электроэнергии требуется для проезда 100 миль (160 км), предоставляя потребителям в США данные о расходе топлива на пройденное расстояние - показатель, обычно используемый во многих других странах. Агентство по охране окружающей среды объяснило, что цель состоит в том, чтобы избежать традиционной метрики миль на галлон, которая может потенциально вводить в заблуждение, когда потребители сравнивают улучшения в экономии топлива, и известная как «иллюзия миль на галлон». – эта иллюзия возникает потому, что обратная (т. е. нелинейная) связь между стоимостью (эквивалентно объёмом израсходованного топлива) на единицу пройденного расстояния и значением миль на галлон , не имеет прямого значения – только соотношения (в математических терминах обратная функция не коммутирует со сложением и вычитанием, вообще говоря, разность обратных величин не равна обратной величине их разности). Утверждалось, что многие потребители не знают об этом и поэтому сравнивают значения миль на галлон путем их вычитания, что может дать ошибочную картину относительных различий в экономии топлива между различными парами транспортных средств - например, увеличение с 10 до 20 миль на галлон соответствует до 100% улучшения экономии топлива, тогда как увеличение с 50 до 60 миль на галлон - это улучшение только на 20%, хотя в обоих случаях разница составляет 10 миль на галлон. Агентство по охране окружающей среды пояснило, что новый показатель «галлонов на 100 миль» обеспечивает более точную оценку топливной эффективности. – в частности, это эквивалентно обычному метрическому измерению экономии топлива, литрам на 100 километров (л/100 км).

Стандарты КАФЕ

Кривая среднего пробега автомобиля для модельных годов с 1978 по 2014 годы

Основная статья: Средняя корпоративная экономия топлива

Правила корпоративной средней экономии топлива (CAFE) в США, впервые принятые Конгрессом в 1975 году, Это федеральные правила, направленные на улучшение средней экономии топлива легковых автомобилей и легких грузовиков (грузовиков, фургонов и внедорожников ), проданных в США после арабского нефтяного эмбарго 1973 года . Исторически сложилось так, что это средневзвешенная по продажам экономия топлива парка легковых автомобилей или легких грузовиков текущего модельного года , изготовленных для продажи в Соединенных Штатах. В соответствии со стандартами Truck CAFE 2008–2011 гг. Это меняется на модель «следа», при которой более крупным грузовикам разрешено потреблять больше топлива. Стандарты были ограничены транспортными средствами до определенной массы, но в 2011 году эти весовые категории были расширены.

Федеральные и государственные правила

Закон о чистом воздухе 1970 года запретил штатам устанавливать свои собственные стандарты загрязнения воздуха. Однако закон уполномочил EPA предоставить Калифорнии отказ, позволив штату устанавливать более высокие стандарты. Закон предусматривает «дополнительное» положение, которое позволяет другим штатам устанавливать такие же ограничения на выбросы транспортных средств, как и в Калифорнии. Отказы Калифорнии обычно предоставлялись до 2007 года, когда администрация Джорджа Буша отклонила предложение штата принять ограничения на загрязнение окружающей среды в результате глобального потепления для автомобилей и легких грузовиков. Калифорния и 15 других штатов, которые пытались ввести такие же стандарты выбросов, подали в ответ иск. Дело рассматривалось в суде до тех пор, пока администрация Обамы не изменила эту политику в 2009 году, предоставив отказ.

В августе 2012 года президент Обама объявил о новых стандартах для автомобилей американского производства: средний расход топлива составит 54,5 миль на галлон к 2025 году. В апреле 2018 года администратор Агентства по охране окружающей среды Скотт Прюитт объявил, что администрация Трампа планирует отменить федеральные стандарты 2012 года, а также будет стремиться ограничить полномочия Калифорнии устанавливать свои собственные стандарты. Хотя администрация Трампа, как сообщается, рассматривала компромисс, позволяющий оставить в силе государственные и национальные стандарты, 21 февраля 2019 года Белый дом заявил, что отказался от этих переговоров. Впоследствии правительственный отчет показал, что в 2019 году экономия топлива новых легковых автомобилей упала на 0,2 мили на галлон (до 24,9 миль на галлон), а уровень загрязнения увеличился на 3 грамма на пройденную милю (до 356 грамм на милю). Снижения экономии топлива и увеличения загрязнения не наблюдалось за предыдущие пять лет. Правило эпохи Обамы было официально отменено 31 марта 2020 года при администрации Трампа. но откат был отменен 20 декабря 2021 года при администрации Байдена.

Экономия топлива грузовых автомобилей

Грузовики обычно покупаются как инвестиционный товар. Они предназначены для зарабатывания денег. Так как на долю дизельного топлива, сжигаемого в тяжелых грузовиках, приходится около 30% Из общих затрат транспортно-экспедиторской компании всегда существует большой интерес как со стороны транспортной отрасли, так и со стороны производителей грузовых автомобилей, в стремлении к максимальной экономии топлива. Для покупателей грузовиков экономия топлива, измеряемая стандартными процедурами, является лишь первым ориентиром. Профессиональные автотранспортные компании измеряют экономию топлива своих грузовиков и автопарков в реальных условиях эксплуатации. Экономия топлива грузовых автомобилей при реальном использовании определяется четырьмя важными факторами: Технология грузовых автомобилей, которая постоянно совершенствуется различными производителями оборудования. Стиль вождения водителя во многом способствует реальной экономии топлива (в отличие от испытательных циклов, где используется стандартный стиль вождения). Состояние технического обслуживания автомобиля влияет на топливную экономичность, что опять-таки отличается от стандартных процедур, при которых грузовики всегда предоставляются в безупречном состоянии. И последнее, но не менее важное: на расход топлива влияет использование автомобиля: холмистые дороги и тяжелые грузы увеличивают расход топлива автомобиля.

Влияние на загрязнение

Дополнительная информация: использования бензина и транспортных средств. Инициатива по повышению эффективности

Эффективность использования топлива напрямую влияет на выбросы, вызывающие загрязнение окружающей среды, влияя на количество используемого топлива. Однако это также зависит от источника топлива, используемого для привода соответствующего транспортного средства. Например, автомобили могут работать на ряде видов топлива, помимо бензина, таких как природный газ , сжиженный нефтяной газ , биотопливо или электричество, которое создает различные объемы загрязнения атмосферы.

Килограмм углерода, содержащегося в бензине, дизельном топливе, керосине или любом другом углеводородном топливе в автомобиле, приводит к выбросам примерно 3,6 кг CO ₂ . Из-за содержания углерода в бензине при его сгорании выделяется 2,3 кг/л (19,4 фунта/галлон США) CO ₂ ; поскольку дизельное топливо более энергоемкое на единицу объема, выбросы дизельного топлива составляют 2,6 кг/л (22,2 фунта/галлон США). Эта цифра представляет собой только выбросы CO ₂ от конечного топливного продукта и не включает дополнительные выбросы CO _2, возникающие во время этапов бурения, перекачки, транспортировки и переработки, необходимых для производства топлива. Дополнительные меры по снижению общего уровня выбросов включают повышение эффективности кондиционеров , освещения и шин.

Преобразование единиц измерения

Галлоны США

• 1 миля на галлон ≈ 0,425 км/л
• 235,2/миль на галлон ≈ л/100 км
• 1 миля на галлон ≈ 1,201 миль на галлон (имп)

Имперские галлоны

• 1 миля на галлон ≈ 0,354 км/л
• 282 миль на галлон ≈ л/100 км
• 1 миля на галлон ≈ 0,833 мили на галлон (США)

Конвертация из миль на галлон

миль на галлон (имп) миль на галлон (США) км/л л/100 км 5 4.2 1.8 56.5 10 8.3 3.5 28.2 15 12.5 5.3 18.8 20 16.7 7.1 14.1 25 20.8 8.9 11.3 30 25.0 10.6 9.4 35 29.1 12.4 8.1 40 33.3 14.2 7.1 45 37.5 15.9 6.3 50 41.6 17.7 5.6 55 45.8 19.5 5.1 60 50.0 21.2 4.7 65 54.1 23.0 4.3 70 58.3 24.8 4.0 75 62.5 26.6 3.8 80 66.6 28.3 3.5 85 70.8 30.1 3.3 90 74.9 31.9 3.1 95 79.1 33.6 3.0 100 83.3 35.4 2.8

миль на галлон (США) миль на галлон (имп) км/л л/100 км 5 6.0 2.1 47.0 10 12.0 4.3 23.5 15 18.0 6.4 15.7 20 24.0 8.5 11.8 25 30.0 10.6 9.4 30 36.0 12.8 7.8 35 42.0 14.9 6.7 40 48.0 17.0 5.9 45 54.0 19.1 5.2 50 60.0 21.3 4.7 55 66.1 23.4 4.3 60 72.1 25.5 3.9 65 78.1 27.6 3.6 70 84.1 29.8 3.4 75 90.1 31.9 3.1 80 96.1 34.0 2.9 85 102.1 36.1 2.8 90 108.1 38.3 2.6 95 114.1 40.4 2.5 100 120.1 42.5 2.4

Преобразование из км/л и л/100 км.

л/100 км км/л миль на галлон (США) миль на галлон (имп) 1 100.0 235.2 282.5 2 50.0 117.6 141.2 3 33.3 78.4 94.2 4 25.0 58.8 70.6 5 20.0 47.0 56.5 6 16.7 39.2 47.1 7 14.3 33.6 40.4 8 12.5 29.4 35.3 9 11.1 26.1 31.4 10 10.0 23.5 28.2 15 6.7 15.7 18.8 20 5.0 11.8 14.1 25 4.0 9.4 11.3 30 3.3 7.8 9.4 35 2.9 6.7 8.1 40 2.5 5.9 7.1 45 2.2 5.2 6.3 50 2.0 4.7 5.6 55 1.8 4.3 5.1 60 1.7 3.9 4.7

км/л л/100 км миль на галлон (США) миль на галлон (имп) 5 20.0 11.8 14.1 10 10.0 23.5 28.2 15 6.7 35.3 42.4 20 5.0 47.0 56.5 25 4.0 58.8 70.6 30 3.3 70.6 84.7 35 2.9 82.3 98.9 40 2.5 94.1 113.0 45 2.2 105.8 127.1 50 2.0 117.6 141.2 55 1.8 129.4 155.4 60 1.7 141.1 169.5 65 1.5 152.9 183.6 70 1.4 164.7 197.7 75 1.3 176.4 211.9 80 1.3 188.2 226.0 85 1.2 199.9 240.1 90 1.1 211.7 254.2 95 1.1 223.5 268.4 100 1.0 235.2 282.5

См. также

• Стоимость автомобиля
• ЭТО соглашение
• Аккумуляторный электромобиль
• Скорость автомобиля и расход энергии
• Тюнинг автомобилей
• Стандарт выбросов
• Энергосбережение
• Энергоэффективное вождение
• макет ФФ
• Топливная эффективность на транспорте
• Устройства экономии топлива
• Бензиновый эквивалент в галлонах
• Моторизованный квадрицикл (автомобили с маломощными двигателями/низкой максимальной скоростью)
• Мили на галлон бензинового эквивалента
• Пассажиро-миль на галлон
• Очень легкий автомобиль
• Инициатива по повышению эффективности транспортных средств
• Метрики автомобиля
• Зеленый автомобиль
• Низкоуглеродная экономика
• Шины с низким сопротивлением качению
• Микроавтомобиль
• Подключаемый гибрид

Внешние ссылки

• Реальный расход топлива по отчетам пользователей
• Руководство по экономии топлива для модельного года 2014 , Агентство по охране окружающей среды США и Министерство энергетики США , апрель 2014 г.
• Топливная эффективность электрических, гибридных и бензиновых автомобилей – 2019 модельный год