รถไฮบริดเผาผลาญเชื้อเพลิงน้อยที่ความเร็วเท่าไรบนทางด่วน?

ความเร็วที่เพิ่มขึ้นจาก 110 เป็น 130 กม./ช. ทำให้การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงรวมบนทางด่วนเพิ่มขึ้นง่าย ๆ หลายสิบเปอร์เซ็นต์ เพราะมอเตอร์ไฟฟ้าของรถไฮบริดเงียบไปในช่วงความเร็วเหล่านี้
ความเร็วที่เพิ่มขึ้นจาก 110 เป็น 130 กม./ช. ทำให้การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงรวมบนทางด่วนเพิ่มขึ้นง่าย ๆ หลายสิบเปอร์เซ็นต์ เพราะมอเตอร์ไฟฟ้าของรถไฮบริดเงียบไปในช่วงความเร็วเหล่านี้

แชร์หน้านี้

คำตอบสั้น: ความเร็ว 130 กม./ช. กินน้ำมันมากกว่า 110 กม./ช. อย่างชัดเจน และความต่างนี้รู้สึกรุนแรงกว่าในรถเบนซินเมื่อเทียบกับรถไฮบริด เพราะมอเตอร์ไฟฟ้าซึ่งเป็นจุดแข็งหลักของไฮบริดจะหยุดทำงานที่ความเร็วทางด่วน เหลือเครื่องยนต์สันดาปภายในต้องฝ่าแรงต้านอากาศที่เพิ่มขึ้นเพียงลำพัง ในทางปฏิบัติ การเพิ่มความเร็วทุก 10-20 กม./ช. หมายถึงการสิ้นเปลืองเพิ่มขึ้นที่วัดได้ต่อลิตร และการเพิ่มจาก 110 เป็น 130 กม./ช. สามารถเปลี่ยนการใช้น้ำมันรวมในการเดินทางไกลได้ง่ายๆ หลายสิบเปอร์เซ็นต์ ด้านล่างนี้ผมจะวิเคราะห์ด้วยตัวเลขว่าความต่างนี้เกิดจากอะไร ความเร็วช่วงใดกินน้ำมันเท่าไร และผู้ใช้รถไฮบริดที่เดินทางไกลควรใส่ใจเรื่องอะไรบ้าง

ประเด็นสำคัญ

  • การใช้น้ำมันบนทางด่วนที่วัดจากรถไฮบริด: ที่ 100 กม./ช. 5.14 L/100 กม. ที่ 110 กม./ช. 5.44-5.78 L/100 กม.
  • แรงต้านอากาศเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของความเร็ว กำหนดราว 50% ของการใช้เชื้อเพลิงที่ความเร็วสูง
  • มอเตอร์ไฟฟ้ามักทำงานเฉพาะที่ความเร็วต่ำกว่า 50 กม./ช. หรือเมื่อต้องการกำลังต่ำ
  • ในเมือง รถไฮบริดกินน้ำมันน้อยกว่ารถเบนซินเทียบเท่า44-50% แต่ข้อได้เปรียบนี้ลดลงเหลือน้อยที่สุดเมื่อวิ่งด้วยความเร็วคงที่บนทางด่วน
  • รถไฮบริดที่วิ่งด้วยความเร็วสูงต่อเนื่องภายใต้ภาระเต็มที่อาจกินน้ำมันเท่ากับรถที่ไม่ใช่ไฮบริด

ทำไมยิ่งเร็ว การใช้น้ำมันยิ่งพุ่งขึ้นอย่างรวดเร็ว? คำตอบง่ายๆ จากฟิสิกส์

Hızı 110'dan 130'a çıkarmak sürüklenmeyi yüzde 40 artırır; çünkü hava direnci hızın karesiyle, gereken güç ise küpüyle büyür.

ยานพาหนะบนทางด่วนต้องฝ่าแรงต้านหลักสองประการ คือ แรงต้านการกลิ้ง และแรงต้านอากาศ แรงต้านการกลิ้งไม่ขึ้นอยู่กับความเร็วมากนัก ล้อรถสร้างแรงเสียดทานกับพื้นถนนเท่ากันโดยประมาณทุกความเร็ว ส่วนแรงต้านอากาศเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของความเร็ว การเพิ่มความเร็ว 18% (จาก 110 เป็น 130) เพิ่มแรงต้านอากาศราว 40% และเนื่องจากกำลังที่เครื่องยนต์ต้องใช้ต้านแรงนี้คูณกับความเร็ว มันจึงเพิ่มขึ้นตามกำลังสามของความเร็ว กล่าวคือ แรงต้านลมไม่ใช่ตัวแปรเชิงเส้น แต่เป็นต้นทุนที่เพิ่มขึ้นแบบทบต้น

ส่วนแบ่งของต้นทุนนี้ในการใช้น้ำมันก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเช่นกัน ที่ความเร็วในเมือง แรงต้านอากาศมีผลต่อเศรษฐศาสตร์เชื้อเพลิงเพียงเล็กน้อย แต่ที่ความเร็วสูงบนทางด่วน แรงต้านอากาศอาจคิดเป็นมากกว่าครึ่งหนึ่งของเชื้อเพลิงที่รถใช้ ด้วยเหตุนี้ ความต่างของความเร็วที่รับรู้ไม่ได้ในช่วง 90-110 กม./ช. จึงปรากฏชัดบนมาตรวัดลิตรทันทีเมื่อเร่งเกิน 130 กม./ช.

การอ่านย้อนกลับก็ให้กฎที่ใช้ได้จริง: การลดแรงต้านอากาศลง 10% ช่วยปรับปรุงเศรษฐศาสตร์เชื้อเพลิงบนทางด่วนราว 5% การลดความเร็วลงโดยตรงก็ทำงานด้วยกลไกเดียวกันในทิศทางตรงข้าม การลดความเร็วเป็นการปรับปรุงอากาศพลศาสตร์ที่ง่ายกว่าการเปลี่ยนตัวถังรถมาก

ระบบไฮบริดทำอะไรบนทางด่วน? มอเตอร์ไฟฟ้าเงียบไปเมื่อไร?

ตรรกะการออกแบบของไฮบริดอ้างอิงสิ่งนี้: เมื่อเครื่องยนต์สันดาปภายในทำงานอย่างไม่มีประสิทธิภาพ มอเตอร์ไฟฟ้าจะเข้ามาทำงาน และเมื่อทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ ก็จะปล่อยให้เครื่องยนต์เบนซินทำงาน มอเตอร์ไฟฟ้าโดยทั่วไปจะทำงานที่ความเร็วต่ำ มักจะสูงสุดประมาณ 50 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (ขึ้นอยู่กับสถานะการชาร์จแบตเตอรี่) หรือเมื่อความต้องการกำลังต่ำ การจราจรแบบหยุด-เคลื่อนที่เป็นเขตอาณาหลักของรถไฮบริดเพียงเพราะเหตุผลนี้เอง: ความเร็วต่ำ การหยุดบ่อยครั้ง และการเร่งความเร็ว เป็นเงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุดสำหรับโหมดไฟฟ้า

แต่เมื่อขับขี่บนทางด่วนอย่างต่อเนื่อง ภาพจะกลับด้าน กำลังที่จำเป็นในความเร็วสูงนั้นสูงกว่าที่มอเตอร์ไฟฟ้าและแบตเตอรี่จะส่งมอบได้อย่างมีประสิทธิภาพมาก; ระบบจึงพึ่งพาเครื่องยนต์สันดาปภายในเป็นหลัก เนื่องจากเครื่องยนต์ทำงานได้มีประสิทธิภาพที่สุดเมื่อความเร็วสูงและคงที่ ข่าวนี้จึงไม่ใช่เรื่องแย่ แต่การสนับสนุนของไฮบริดในเมืองจะหายไปเป็นส่วนใหญ่ที่นี่ มอเตอร์ไฟฟ้าแทบไม่ให้พลังงานเลยในความเร็วของทางด่วน; จะช่วยสนับสนุนเพียงช่วงสั้น ๆ ตอนเร่งความเร็วและแซงเท่านั้น

มีจุดที่น่าสังเกตประการหนึ่ง: การขับขี่ที่ความเร็วสูงจริง ๆ แล้วทำให้แบตเตอรี่ไฮบริดเหนื่อยน้อยกว่า เนื่องจากแบตเตอรี่ไม่ต้องเข้าสู่วงจรชาร์จ/คายประจุบ่อยครั้ง การใช้งานบนทางด่วนจึงกดดันสุขภาพแบตเตอรี่น้อยกว่าการใช้งานในเมือง กล่าวคือ ข้อได้เปรียบของไฮบริดบนทางด่วนจะลดลง แต่ระบบไม่ได้รับความเสียหาย

วัฏจักร Atkinson และแถบการทำงานที่มีประสิทธิภาพ

เครื่องยนต์วัฏจักร Atkinson ที่ใช้ในรถไฮบริดส่วนใหญ่ มีประสิทธิภาพสูงกว่าวัฏจักร Otto อย่างเห็นได้ชัด; โดยทำได้โดยแลกกับแรงบิดในรอบต่ำ ที่ความเร็วของทางด่วน เครื่องยนต์หมุนอยู่ที่รอบกลาง ซึ่งเป็นแถบที่มีประสิทธิภาพ ดังนั้นเครื่องยนต์ Atkinson เองจึงทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพดี ปัญหาคือแรงต้านอากาศศัตรูเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณตามความเร็ว ดังนั้นแม้แต่เครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพก็ไม่สามารถรองรับภาระเพิ่มเติมจากความเร็วได้อย่างเต็มที่ ผลลัพธ์: การใช้น้ำมันของไฮบริดบนทางด่วนยังคงดีกว่ารถเบนซิน แต่ช่องว่างจะแคบลงเล็กน้อยในทุกระดับความเร็ว

110 หรือ 130: ข้อมูลการวัดที่มีอยู่บอกอะไร?

การทดสอบแบ่งตามระดับความเร็วที่ทำกับรถยนต์ไฮบริด แสดงให้เห็นขนาดของความต่างอย่างชัดเจน: รถที่ใช้ 5.14 ลิตร/100 กม. ที่ความเร็ว 100 กม./ชม. เมื่อเพิ่มความเร็วเพียง 10 กม./ชม. การใช้น้ำมันจะเพิ่มขึ้นเป็น 5.44-5.78 ลิตร/100 กม. พูดในแง่ของลิตรต่อขณะเปลี่ยนจาก 100 เป็น 110 การเพิ่มขึ้นอาจถึงครึ่งลิตรต่อร้อยกิโลเมตร จุดสำคัญคือ: การใช้น้ำมันที่เพิ่มขึ้น 6-12% ที่ความเร็ว 110 กม./ชม. จะเข้าสู่เส้นโค้งที่ชันกว่ามากที่ 130 กม./ชม. ตามกฎกำลังสองของอากาพลศาสตร์; เพราะแรงต้านที่ 130 สูงกว่าที่ 110 ประมาณร้อยละ 40 การวัดแบบควบคุม 110 เทียบกับ 130 ที่ทำกับไฮบริดโดยตรงนั้นไม่ค่อยพบเห็น แต่ฟิสิกส์และข้อมูลระดับความเร็วที่มีอยู่ให้ผลลัพธ์ไปทางเดียวกัน: 130 กม./ชม. เป็นความเร็วในการเดินทางที่แพงกว่า 110 อย่างเห็นได้ชัด

ความเร็ว / สถานการณ์การขับขี่การใช้น้ำมัน / ผลลัพธ์หมายเหตุ
100 กม./ชม. (ทดสอบไฮบริด)5.14 ลิตร/100 กม.ความเร็วบนทางด่วนที่มีประสิทธิภาพที่สุดจากการวัด
110 กม./ชม. (ทดสอบไฮบริด)5.44-5.78 ลิตร/100 กม.เพิ่มขึ้น 6-12% จากการเพิ่มความเร็ว 10 กม./ชม.
130 กม./ชม. (การคาดการณ์ตามหลักฟิสิกส์)สูงกว่าอย่างเห็นได้ชัดแรงต้านสูงกว่าที่ 110 ประมาณ 40%
เมือง / หยุด-เคลื่อนที่น้อยกว่ารถเบนซิน 44-50%จุดสูงสุดของข้อได้เปรียบไฮบริด
ความเร็วบนทางด่วนสูงแบบคงที่ข้อได้เปรียบไฮบริดน้อยที่สุดมอเตอร์ไฟฟ้าถูกปิดใช้งานเป็นส่วนใหญ่
ภาระเต็มที่ + ความเร็วสูงต่อเนื่องสามารถเทียบเท่ากับรุ่นไฮบริดไม่ได้ก็ได้ที่ความต้องการกำลังสูงสุด เครื่องยนต์จะทำงานเพียงตัวเดียว

ข้อได้เปรียบของไฮบริดหายไปอย่างไรเมื่อความเร็วสูงขึ้น?

ในการขับขี่ในเมือง ความแตกต่างระหว่างรุ่นไฮบริดกับรุ่นเบนซินเทียบเท่าถูกพิสูจน์แล้วด้วยการทดสอบที่วัดผลได้: Camry ไฮบริดใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่ารุ่นเบนซิน 50.2%; Corolla ประหยัดได้ 49.4% และ Kluger ประหยัดได้ 44.4% ตัวเลขเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการเบรกแบบรีเจเนอเรทีฟและโหมดไฟฟ้ามีประสิทธิภาพเพียงใดในการจราจรแบบหยุด-เคลื่อน อย่างไรก็ตาม เมื่ออัตราส่วนเดียวกันถูกนำไปใช้กับความเร็วคงที่บนทางด่วน ประโยชน์จะลดลงอย่างรวดเร็ว: ในการเดินทางไกล การเร่งความเร็วคงที่ไม่ให้โอกาสไฮบริดในการกู้คืนพลังงาน และกลไกการได้เปรียบของระบบในเมืองก็หมดไป

บนทางด่วน ค่าที่ผู้ขับขี่รายงานแตกต่างกันตามรุ่นและความเร็ว แต่ภาพรวมคือ: ไฮบริดโดยทั่วไปลดการใช้เชื้อเพลิงลงประมาณ 40% เมื่อเทียบกับรุ่นเบนซิน โดยอัตราส่วนนี้มาจากการใช้งานในเมืองและแบบผสมเป็นหลัก ไฮบริดที่วิ่งด้วยความเร็วสูงต่อเนื่องภายใต้ภาระเต็มที่ สามารถใช้เชื้อเพลิงเท่ากับยานพาหนะที่ไม่ใช่ไฮบริดตามคำยอมรับของผู้ผลิตเอง นี่ไม่ได้หมายความว่าไฮบริดเป็นรถที่ไม่เหมาะสำหรับการเดินทางไกล; เพียงแต่หมายความว่าคณิตศาสตร์ของการประหยัดต้องถูกคำนวณใหม่ด้วยความเร็ว

ยังมีประเด็นเรื่องตัวเลขในเอกสารด้วย: ค่าที่ระบุในแคตตาล็อกไม่สามารถสะท้อนการใช้จริงในทุกโปรไฟล์การขับขี่ได้ ตัวอย่างเช่น ในการใช้งานจริง รถไฮบริดแบบปลั๊กอินสามารถใช้เชื้อเพลิงเฉลี่ยราว 6 L/100 km ซึ่งสูงกว่าที่โฆษณา ในการทดสอบจริงที่เน้นทางด่วน พบว่าค่าของไฮบริดบางรุ่นไม่เข้าใกล้ตัวเลขในแคตตาล็อก และตามหลังอย่างชัดเจนในการเดินทาง 500 ไมล์ ดังนั้นก่อนตั้งความคาดหวังจากหน้าปัดในการเดินทางที่ความเร็วคงที่ 130 กม./ชม. จำเป็นต้องคำนึงถึงความคลาดเคลื่อนจริงเช่นนี้ด้วย

คำแนะนำ практическийสำหรับผู้ใช้ไฮบริดที่เดินทางไกล

เมื่อตัวเลขชัดเจนแล้ว คำถามคือ: การขับขี่อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดด้วยไฮบริดบนทางด่วนทำได้อย่างไร? เทคนิคที่นำไปใช้ได้จริงสามารถสรุปเป็นห้าข้อได้

  • ลดความเร็วเป้าหมายลง ในรถไฮบริดที่ใช้ CVT ความเร็วที่ช้ากว่าให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าอย่างชัดเจน; แม้ค่าที่ดีที่สุดจะอยู่ในช่วง 50-70 กม./ชม. แต่ผลลัพธ์ที่เป็นไปได้บนทางด่วนก็อยู่ในทิศทางเดียวกัน: การเดินทางที่ 110 หมายถึงการประหยัดที่วัดผลได้เมื่อเทียบกับ 130
  • ใช้ระบบควบคุมความเร็วแบบปรับตัว เป็นเครื่องมือหลักของการขับขี่แบบประหยัดพลังงานบนทางด่วนด้วยระยะห่างตามที่ปลอดภัยและการเปลี่ยนความเร็วที่นุ่มนวล; ตัดวงจรการเร่ง-ชะลอที่ไม่จำเป็นออกไป
  • เร่งความเร็วอย่างนุ่มนวลและปล่อยเร็ว การไม่เหยียบคันเร่งกระทันหันและการปล่อยคันเร่งเร็วเมื่อลงดอยหรือเข้าใกล้ทางแยก เป็นวิธีพื้นฐานในการได้ประโยชน์สูงสุดจากการเบรกแบบรีเจเนอเรทีฟ
  • เลือกโหมดการขับขี่ให้ถูกต้อง ในการขับขี่ปกติ ใช้โหมด D และใช้โหมด B/E เมื่อจำเป็น; ในช่วงทางสั้นและความเร็วต่ำ (ต่ำกว่าประมาณ 40 กม./ชม.) สามารถใช้โหมดไฟฟ้าแบบเงียบได้
  • อย่าคาดหวังเวทมนตร์จากโหมด Eco ในการทดลองขับขี่ตามข้อมูล ผู้ใช้บางคนรายงานว่าโหมด Normal ให้การใช้เชื้อเพลิงที่ดีกว่าในการขับแบบผสม; การเลือกโหมดควรตรวจสอบด้วยตัวบอกที่แท้จริงของคุณแทนการพิจารณาจากความรู้สึกทางสายตา ซึ่งเป็นสิ่งที่น่าเชื่อถือที่สุด

นอกจากนี้ยังต้องเพิ่มปัจจัยระยะทางเข้ามาด้วย: ในรถปลั๊กอินไฮบริด ประสิทธิภาพเปลี่ยนแปลงอย่างมากตามระยะทางการเดินทาง การใช้เชื้อเพลิงในการเดินทาง 25 กม. อาจต่ำลงถึง 2-4 ลิตร/100 กม. แต่ในการเดินทาง 200 กม. อาจเพิ่มขึ้นสองถึงสามเท่า เมื่อระยะทางไฟฟ้า (ส่วนใหญ่ 24-50 กม. ในแต่ละรุ่น) หมดลง รถจะกลับไปทำงานโดยเน้นเครื่องยนต์เป็นหลัก ส่วนไฮบริดแบบดั้งเดิมที่ใช้เชื้อเพลิงเดียว ประสิทธิภาพจะไม่เปลี่ยนแปลงรุนแรงเท่านี้ตามระยะทางการเดินทาง ปัจจัยชี้ขาดคือความเร็วและรูปแบบการจราจร

สรุป: ควรขับด้วยความเร็วเท่าไร?

คณิตศาสตร์บนทางด่วนของรถไฮบริดสรุปได้ด้วยสมการง่าย ๆ: ยิ่งความเร็วคงที่ต่ำลง ยิ่งใช้เชื้อเพลิงน้อยลง ส่วนข้อดีเพิ่มเติมของไฮบริดคือยังคงมีอยู่แต่ลดลงเมื่อความเร็วสูงขึ้น การขับที่ 110 กม./ชม. ช่วยลดทั้งแรงต้านอากาศและการใช้เชื้อเพลิงโดยรวมอย่างชัดเจนเมื่อเทียบกับ 130 กม./ชม. และเวลาที่สูญเสียไปกลับน้อยอย่างน่าประหลาดใจในการเดินทางไกลส่วนใหญ่ คนขับที่รู้ว่ามอเตอร์ไฟฟ้าแทบไม่ทำงานบนทางด่วน ไม่ทำร้ายแบตเตอรี่ และที่ความเร็วสูงงานหลักเป็นของเครื่องยนต์วัฏจักร Atkinson เพียงลำพัง จะสามารถขับรถไฮบริดในการเดินทางไกลได้ผลลัพธ์ที่ใกล้เคียงค่าตามแคตตาล็อกที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

แหล่งอ้างอิง