হাইব্রিড গাড়ি মহাসড়কে 110 না 130 কোন গতিতে কম জ্বালানি খায়?

সংক্ষিপ্ত উত্তর: 130 কিমি/সে, 110 কিমি/সে-এর চেয়ে স্পষ্টভাবে বেশি জ্বালানি খরচ করে এবং হাইব্রিডগুলোতে এই পার্থক্য পেট্রোল গাড়ির তুলনায় বেশি কঠোরভাবে অনুভূত হয়; কারণ হাইব্রিডের প্রধান অস্ত্র ইলেকট্রিক মোটর হাইওয়ের গতিতে অকেজো হয়ে পড়ে এবং একা থেকে যাওয়া অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনকে বাড়তি অ্যারোডাইনামিক বাধার বিরুদ্ধে লড়তে হয়। বাস্তবে প্রতি 10-20 কিমি/সে গতি বৃদ্ধি মানে প্রতি লিটারে পরিমাপযোগ্য অতিরিক্ত খরচ এবং 110 থেকে 130-এ ওঠা দীর্ঘ যাত্রায় মোট খরচ সহজেই কয়েক ডজন শতাংশ পর্যন্ত বদলে দিতে পারে। নিচে আমি সংখ্যার মাধ্যমে বিশ্লেষণ করছি এই পার্থক্য কোথা থেকে আসে, কোন গতির সীমায় কতটুকু খরচ হয় এবং দীর্ঘ যাত্রা করা একজন হাইব্রিড ব্যবহারকারীর কীসের দিকে নজর রাখা উচিত।

গতি বাড়লে খরচ কেন দ্রুত বেড়ে যায়? পদার্থবিজ্ঞানের সহজ উত্তর

একটি গাড়িকে হাইওয়েতে দুটি প্রধান বাধা অতিক্রম করতে হয়: ঘূর্ণায়মান বাধা এবং অ্যারোডাইনামিক ড্র্যাগ। ঘূর্ণায়মান বাধা গতির উপর বেশি নির্ভরশীল নয়; চাকাগুলো প্রতিটি গতিতে রাস্তার সাথে প্রায় একই ঘর্ষণ তৈরি করে। অ্যারোডাইনামিক ড্র্যাগ কিন্তু গতির বর্গের সাথে বাড়ে। গতি 18 শতাংশ বাড়ানো (110 থেকে 130) ড্র্যাগ বল প্রায় 40 শতাংশ বাড়িয়ে দেয়। আর এই বলের বিরুদ্ধে ইঞ্জিনের দেওয়া ক্ষমতা গতির সাথে গুণ হওয়ায় গতির ঘনফলের সাথে বাড়ে। অর্থাৎ বাতাসের বাধা রৈখিক নয়, বরং ক্রমবর্ধমান হারে বাড়তে থাকা একটি খরচ।

এবং খরচের মধ্যে এর অংশও দ্রুত বাড়তে থাকে। শহরের গতিতে অ্যারোডাইনামিকস জ্বালানি সাশ্রয়ে সীমিত প্রভাব ফেললেও উচ্চ হাইওয়ে গতিতে ড্র্যাগ গাড়ির ব্যবহৃত জ্বালানির অর্ধেকেরও বেশি হয়ে দাঁড়াতে পারে। এ কারণেই 90-110 কিমি/সে সীমায় অনুভূত না হওয়া একটি গতির পার্থক্য, 130 কিমি/সে-এর উপরে উঠলে লিটারের হিসাবে স্পষ্টভাবে দৃশ্যমান হয়ে ওঠে।

এর উল্টো দিক থেকে পড়লেও একটি ব্যবহারিক নিয়ম পাওয়া যায়: ড্র্যাগে অর্জিত দশ শতাংশ হ্রাস, হাইওয়ে জ্বালানি সাশ্রয় প্রায় পাঁচ শতাংশ উন্নত করে। গতি নিজেই কমানোও একই বলবিজ্ঞান বিপরীত দিকে প্রয়োগ করে; গতি কমানো গাড়ির বডি বদলানোর চেয়ে অনেক সহজ একটি অ্যারোডাইনামিক উন্নতি।

হাইওয়েতে হাইব্রিড সিস্টেম কী করে? ইলেকট্রিক মোটর কোথায় নীরব হয়?

হাইব্রিডের নকশার যুক্তি এই সত্যের উপর দাঁড়িয়ে আছে: অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন যখন অদক্ষভাবে চলে তখন ইলেকট্রিক মোটর সক্রিয় হয় এবং যখন দক্ষভাবে চলে তখন পেট্রোল ইঞ্জিনের ওপর ছেড়ে দেয়। বৈদ্যুতিক মোটর সাধারণত কম গতিতে, প্রায়ই ঘণ্টায় ৫০ কিলোমিটার পর্যন্ত (ব্যাটারির চার্জ অবস্থার উপর নির্ভর করে) বা কম শক্তির চাহিদায় কাজ করে। স্টপ-অ্যান্ড-গো ট্রাফিক এই কারণেই হাইব্রিডের মূল এলাকা: কম গতি, ঘন ঘন থামা এবং ত্বরণ বৈদ্যুতিক মোডের জন্য আদর্শ পরিস্থিতি।

স্থির হাইওয়ে ড্রাইভিংয়ে চিত্রটি উল্টে যায়। উচ্চ গতিতে প্রয়োজনীয় শক্তি বৈদ্যুতিক মোটর এবং ব্যাটারি দক্ষতার সাথে যা সরবরাহ করতে পারে তার চেয়ে অনেক বেশি; সিস্টেম মূলত অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনের উপর নির্ভর করে। ইঞ্জিন সামঞ্জস্যপূর্ণ উচ্চ গতিতে সবচেয়ে দক্ষভাবে কাজ করে বলে এটি আসলে খারাপ খবর নয়, তবে শহরে হাইব্রিডের অবদান এখানে ব্যাপকভাবে অদৃশ্য হয়ে যায়। বৈদ্যুতিক মোটর হাইওয়ের গতিতে প্রায় কোনো শক্তি সরবরাহ করে না; শুধুমাত্র ত্বরণ এবং ওভারটেক করার মুহূর্তে সংক্ষিপ্ত সহায়তা দেয়।

একটি উল্লেখযোগ্য বিষয়: উচ্চ গতির ড্রাইভিং হাইব্রিড ব্যাটারির জন্য আসলে কম ক্লান্তিকর। ব্যাটারি ঘন ঘন চার্জ/ডিসচার্জ চক্রে প্রবেশ করে না বলে হাইওয়ে ব্যবহার ব্যাটারির স্বাস্থ্যের দিক থেকে শহরের ব্যবহারের চেয়ে কম চাপযুক্ত। অর্থাৎ হাইওয়েতে হাইব্রিড সুবিধা কমে যায় কিন্তু সিস্টেমের ক্ষতি হয় না।

অ্যাটকিনসন সাইকেল এবং দক্ষ অপারেটিং রেঞ্জ

বেশিরভাগ হাইব্রিডে ব্যবহৃত অ্যাটকিনসন সাইকেল ইঞ্জিন অটো সাইকেলের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি দক্ষ; এটি কম আরপিএম টর্ক থেকে সরে গিয়ে এটি অর্জন করে। হাইওয়ের গতিতে ইঞ্জিন মাঝারি আরপিএম-এ, তার দক্ষ রেঞ্জে ঘোরে বলে অ্যাটকিনসন ইঞ্জিন নিজেই যথেষ্ট দক্ষভাবে কাজ করে। সমস্যা হলো এরোডাইনামিক বাধা গতির সাথে সূচকীয়ভাবে বাড়ে, তাই আরও দক্ষ ইঞ্জিনও গতির বাড়তি চাপ পুরোপুরি মেটাতে পারে না। ফলাফল: হাইব্রিডের হাইওয়ে ফুয়েল কনজাম্পশন এখনও পেট্রোল গাড়ির চেয়ে ভালো, তবে পার্থক্য প্রতিটি গতির ধাপে কিছুটা সংকুচিত হয়।

১১০ নাকি ১৩০: প্রাপ্ত পরিমাপগুলো কী বলছে?

হাইব্রিড গাড়ি দিয়ে করা গতি-ধাপে ধাপে একটি পরীক্ষা পার্থক্যের মাত্রা স্পষ্টভাবে দেখায়: ১০০ কিমি/ঘণ্টায় 5,14 লিটার/১০০ কিমি খরচ করা গাড়িটি মাত্র ১০ কিমি/ঘণ্টা গতি বাড়ালে 5,44-5,78 লিটার/১০০ কিমি-তে পৌঁছে যায়। ১০০ থেকে ১১০-এ যাওয়ার ক্ষেত্রে প্রতি অতিরিক্ত লিটারের হিসেবে বললে, একশো কিলোমিটারে আধা লিটার পর্যন্ত বৃদ্ধির বিষয়টি ঘটে। সমালোচনামূলক বিষয় হলো: ১১০ কিমি/ঘণ্টায় ৬-১২ শতাংশের ফুয়েল কনজাম্পশন বৃদ্ধি, অ্যারোডাইনামিক্সের বর্গ সূত্র অনুযায়ী ১৩০ কিমি/ঘণ্টায় অনেক খাড়া একটি বক্ররেখায় পরিণত হয়; কারণ ১১০-এর তুলনায় ১৩০-এ বায়ুপ্রতিরোধ প্রায় ৪০ শতাংশ বেশি। সরাসরি হাইব্রিড দিয়ে করা ১১০-এর সাথে ১৩০-এর তুলনামূলক নিয়ন্ত্রিত পরিমাপ বহুলভাবে পাওয়া যায় না, তবে পদার্থবিজ্ঞান এবং বিদ্যমান গতির ধাপের ডেটা একই দিকনির্দেশক ফলাফল দেয়: ১৩০ কিমি/ঘণ্টা, ১১০-এর তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি ব্যয়বহুল একটি ভ্রমণ গতি।

গতি বাড়ার সাথে সাথে কীভাবে হাইব্রিডের সুবিধা কমে যায়?

শহরের ভেতরের ড্রাইভিংয়ে হাইব্রিড সংস্করণগুলোর পেট্রোল সংস্করণের তুলনায় পার্থক্য নিয়ন্ত্রিত পরীক্ষার মাধ্যমে প্রমাণিত হয়েছে: একটি হাইব্রিড Camry পেট্রোল ভ্যারিয়েন্টের চেয়ে 50.2% কম জ্বালানি খরচ করে; Corolla 49.4%, আর Kluger 44.4% হারে সাশ্রয় করে। এই সংখ্যাগুলো দেখায় যে স্টপ-অ্যান্ড-গো ট্রাফিকে রিজেনারেটিভ ব্রেকিং এবং ইলেকট্রিক মোড কতটা শক্তিশালী। তবে একই হার ধ্রুবক হাইওয়ে গতিতে নিয়ে গেলে তা দ্রুত কমে যায়: দীর্ঘ যাত্রায় ধ্রুবক গতিতে চলা হাইব্রিডের শক্তি পুনরুদ্ধারের সুযোগ দেয় না এবং শহরে সিস্টেমের লাভের প্রক্রিয়াগুলো নিষ্ক্রিয় হয়ে পড়ে।

হাইওয়েতে চালকদের জানানো মানগুলো মডেল এবং গতি অনুযায়ী পরিবর্তিত হলেও, সাধারণ চিত্রটি হলো: হাইব্রিডগুলো সাধারণত পেট্রোলের তুলনায় জ্বালানি ব্যবহার প্রায় 40% কমায়, তবে এই হারটি মূলত শহর ও মিশ্র ব্যবহার থেকে আসে। পূর্ণ লোডে ক্রমাগত উচ্চ গতিতে চলা একটি হাইব্রিড, প্রস্তুতকারকের নিজের ভাষায়, হাইব্রিডবিহীন একটি গাড়ির মতোই জ্বালানি খরচ করতে পারে। এর অর্থ এই নয় যে হাইব্রিড একটি খারাপ লম্বা যাত্রার গাড়ি; এর অর্থ কেবল এই যে সাশ্রয়ের হিসাব দ্রুত পুনর্গণনা করতে হবে।

একটি পরিমাপ সংক্রান্ত বিষয়ও আছে: ক্যাটালগের মানগুলো প্রতিটি ড্রাইভিং প্রোফাইলে বাস্তব বিশ্বের খরচ মেলাতে পারে না। উদাহরণস্বরূপ, প্রকৃত ব্যবহারে plug-in হাইব্রিডগুলো গড়ে 6 L/100 km এর কাছাকাছি খরচ করতে পারে, যা বিজ্ঞাপিত মানের চেয়ে বেশি। হাইওয়ে-নির্ভর বাস্তব বিশ্বের পরীক্ষায় দেখা গেছে কিছু হাইব্রিডের মান ক্যাটালগের সংখ্যার কাছে পৌঁছায় না এবং 500 মাইলের যাত্রায় স্পষ্টভাবে পিছিয়ে থাকে। অর্থাৎ 130 km/h ধ্রুবক গতিতে একটি যাত্রায় গেজের দিকে তাকিয়ে প্রত্যাশা তৈরির আগে এই ধরনের বাস্তবসম্মত বিচ্যুতি হিসাবে ধরতে হবে।

লম্বা যাত্রা করা হাইব্রিড ব্যবহারকারীর জন্য ব্যবহারিক পরামর্শ

সংখ্যাগুলো স্পষ্ট হওয়ায় প্রশ্নটি হলো: হাইওয়েতে হাইব্রিড দিয়ে সর্বোচ্চ দক্ষ ড্রাইভিং কীভাবে করা যায়? প্রয়োগযোগ্য কৌশলটিকে পাঁচটি বিন্দুতে নামানো সম্ভব।

• লক্ষ্য গতি কমান। CVT-যুক্ত হাইব্রিডে ধীর গতি স্পষ্টভাবে ভালো দক্ষতা দেয়; সেরা মান 50-70 km/h পরিসরে দেখা গেলেও হাইওয়েতে ব্যবহারিক ফলাফল একই দিকেই: 110-এ ভ্রমণ মানে 130-এর তুলনায় পরিমাপযোগ্য সাশ্রয়।
• অ্যাডাপটিভ ক্রুজ কন্ট্রোল ব্যবহার করুন। নিরাপদ অনুসরণ দূরত্ব এবং মসৃণ গতি পরিবর্তনের সাথে এটি হাইওয়ে ইকো-ড্রাইভিংয়ের মূল হাতিয়ার; এটি অপ্রয়োজনীয় ত্বরণ- চক্র বন্ধ করে।
• মসৃণভাবে ত্বরান্বিত করুন এবং আগে ছেড়ে দিন। হঠাৎ অ্যাক্সেল না চাপা এবং ঢালু নামার সময় বা মোড়ের কাছে পৌঁছানোর আগে দ্রুত অ্যাক্সেল ছেড়ে দেওয়া রিজেনারেটিভ ব্রেকিং থেকে সর্বোচ্চ সুবিধা পাওয়ার মূল উপায়।
• সঠিক ড্রাইভিং মোড নির্বাচন করুন। সাধারণ ড্রাইভিংয়ে D মোড, প্রয়োজনে B/E মোড উপযুক্ত; ছোট, কম গতির অংশে (প্রায় 40 km/h এর নিচে) নীরব ইলেকট্রিক মোড ব্যবহার করা যেতে পারে।
• Eco মোড থেকে অলৌকিকতা প্রত্যাশা করবেন না। ডেটা-ভিত্তিক চালক পরীক্ষায় মিশ্র ড্রাইভিংয়ে কিছু ব্যবহারকারী জানান যে Normal মোড ভালো খরচ দিয়েছে; মোড নির্বাচন চেহারার অনুভূতির বদলে প্রকৃত পাঠযন্ত্র দিয়ে যাচাই করাই সবচেয়ে নির্ভরযোগ্য।

দূরত্বের মাত্রাও যোগ করতে হবে: প্লাগ-ইন হাইব্রিডে দক্ষতা ভ্রমণ দূরত্বের উপর নির্ভর করে নাটকীয়ভাবে বদলায়। 25 কিমি ভ্রমণে 2-4 L/100 km পর্যন্ত নেমে আসা খরচ 200 কিমি ভ্রমণে দুই-তিন গুণ হয়ে যেতে পারে; বৈদ্যুতিক পরিসর (বেশিরভাগ মডেলে 24-50 কিমি) শেষ হয়ে গেলে গাড়ি মূলত ইঞ্জিন-নির্ভর পরিচালনায় ফিরে যায়। অন্যদিকে ক্লাসিক, এক-ফুয়েল হাইব্রিডে দক্ষতা ভ্রমণ দূরত্বের সাথে এত তীব্রভাবে বদলায় না; নির্ধারক হলো গতি ও ট্রাফিক প্রোফাইল।

উপসংহার: কোন গতিতে চালানো উচিত?

হাইব্রিড গাড়িতে হাইওয়ে গণিত একটি সহজ সমীকরণে সংক্ষেপিত করা যায়: যত কম স্থির গতি, তত কম জ্বালানি; হাইব্রিডের অতিরিক্ত সুবিধা হলো গতি বাড়ার সাথে সাথে তা সংকুচিত হয়ে চলতে থাকে। 130-এর তুলনায় 110 কিমি/ঘণ্টা গতিতে ভ্রমণ বায়ুগতীয় বাধা এবং মোট খরচ দুটোই লক্ষণীয়ভাবে কমায়; আর সময়ের ক্ষতি বেশিরভাগ দূরপাল্লার ভ্রমণে অবাক করা মাত্রায় কম। বৈদ্যুতিক মোটর হাইওয়েতে তেমন কাজে আসে না, ব্যাটারির ক্ষতি হয় না এবং উচ্চ গতিতে আসল কাজটা একাই করে Atkinson চক্রের ইঞ্জিন - এটা জানা একজন চালক তার হাইব্রিড দিয়ে দীর্ঘ পথে ক্যাটালগ মানের কাছাকাছি সেরা ফলাফল বের করতে পারেন।

তথ্যসূত্র

• Fuel Consumption at 100, 110, 120 & 130 km/h
• Reduction of Aerodynamic Drag Force for Reducing Fuel Consumption - Journal of Applied Fluid Mechanics
• The Effect of Aerodynamic Drag on Fuel Economy | ARC
• How Do Vehicle Aerodynamics Change Gas Mileage?
• Does a hybrid car work? - Consumer Reports
• Are Hybrids Good for Long-Distance Driving? - Car and Driver
• Do your homework before choosing a hybrid vehicle - AAA
• Understanding Hybrid Vehicle Fuel Economy - Mazda USA
• PHEVs Use More Fuel Than Advertised, Major Study Finds
• Plug-in hybrid vehicles are far more fuel efficient over short trips than long trips - Canada Energy Regulator
• How To Use A Hybrid Car - Rohrich
• Hybrid driving tips for best fuel economy - Toyota UK Magazine
• How to Maximize Your Hybrid Car's MPG - Brogden Honda
• ECO Mode ON/OFF experiment (with data) - Maverick Truck Club
• Best type of trip for good hybrid car fuel economy - PriusChat
• Fuel-efficiency of Hybrid cars on the highway - Team-BHP
• Our Hybrids Lied to Us: Real-World MPG Results