Szybciej znaczy... drożej

Poruszając się autem osobowym napędzanym jednostką wysokoprężną, wyposażonym w tempomat, sprawdziliśmy jak zmienia się apetyt na paliwo auta w czasie podróży po autostradzie, w płaskim terenie, z prędkościami 100, 120, 140 i 160 km/h?

Zatem nasz „eksperyment” rozpoczęliśmy spokojnie – osiągnęliśmy prędkość podróżną rzędu 100 km/h i załączyliśmy tempomat. Po upływie 30 sekund spisaliśmy dane z komputera pokładowego i obrotomierza – wynik 4.1 l/100 km i obroty ok. 1.8 tys./min. Analogicznie postąpiliśmy przy prędkości 120, 140 i 160 km/h. Wyniki pomiarów zamieszczamy poniżej:

- 100 km/h - 4.1 l/100 km - 1800 RPM

- 120 km/h - 4.8 l/100 km - 2000 RPM

- 140 km/h - 6.3 l/100 km - 2400 RPM

- 160 km/h - 9.5 l/100 km - 3100 RPM

Przyjmuje się, że dla większości samochodów osobowych optymalna prędkość podróżna (tzn. taka przy, której jednostka pracuje najbardziej optymalnie z punktu widzenia zapotrzebowania na paliwo) kształtuje się pomiędzy 80 km/h a 100 km/h. Podróż z prędkością wyższą, niż zalecana (100 km/h, 4.1 l/100 km), skutkuje „drastycznym” wzrostem zużycia paliwa. O ile wzrost prędkości o 20 km/h (do 120 km/h) skutkuje wzrostem spalania zaledwie o ok. 20% (4.8 l/100 km), o tyle auto poruszające się z prędkością 140 km/h zużywa aż o ok. 60% więcej paliwa (6.3 l/100 km), niż to samo auto „sunące” po autostradzie z prędkością 100 km/h! Jazda z prędkością 160 km/h okupiona jest spalaniem na poziomie 9.5 l/100 km – wzrost aż o 112% w stosunku do tego samego auta poruszającego się w tych samych warunkach drogowych z prędkością 100 km/h! Dlaczego tak się dzieje?

U podstaw wszystkiego leży opór aerodynamiczny – im karoseria auta ma bardziej opływowy kształt, tym stawia mniejszy opór i potrzebna jest mniejsza ilość energii (czyt.: paliwa), by ten opór przezwyciężyć. By zbytnio nie zagłębiać się w fizykę, ale jednocześnie znać podłoże zagadnienia, wystarczy zerknąć na wzór na opór aerodynamiczny (siłę oporu powietrza, którą należy przezwyciężyć, by wprawić auto w ruch, Fa).

Fa = 0,048*Cx*A*V2

gdzie:

Fa - siła oporu powietrza, którą należy przezwyciężyć, by wprawić auto o powierzchni czołowej A w ruch z prędkością V;

Cx – doskonałość oporu; im bardziej opływowy kształt, tym wartość Cx jest niższa (w przypadku aut osobowych wartość współczynnika Cx waha się między 0.3 a 0.6);

A – pole powierzchni czołowej;

V – prędkość;

Warto zwrócić uwagę na fakt, że wszystkie składowe powyższej zależności, za wyjątkiem jednej, są stałe dla danego auta (Cx – stałe, powierzchnia czołowa A – stała). Wyjątkiem jest prędkość, która w sposób liniowy wpływa na opór aerodynamiczny (Fa). Siła oporu powietrza (Fa) jest wprost proporcjonalna do kwadratu prędkości auta. Upraszczając, można przyjąć, że wraz ze wzrostem prędkości auta opór powietrza (jak i zużycie paliwa) wzrastają w sposób geometryczny (choć to także nie jest do końca prawdą, gdyż zapotrzebowanie na paliwo zależy od zdecydowanie większej liczby czynników, niż tylko od prędkości auta).

Orientacyjnie można przyjąć, że najbardziej optymalna z punktu widzenia zużycia paliwa prędkość szosowa to ok. 80 – 100 km/h (w zależności od rodzaju samochodu). Wzrost prędkości o ok. 20 km/h (do 120 km/h) powoduje wzrost zużycia paliwa o ok. 20%. Wzrost o kolejne 20 km/h wiąże się ze wzrostem zużycia paliwa aż o ok. 60% w stosunku do zapotrzebowania przy prędkości 100 km/h. Auto poruszające się z prędkościami rzędu 150 – 160 km/h spala dwa razy więcej paliwa niż to samo auto poruszające się z prędkością 80 – 100 km/h. Warto o tym pamiętać za każdym razem, gdy wybieramy się w dłuższą podróż i mocniej wciskamy pedału gazu – korzyści mogą być mocno odczuwalne dla naszego portfela, nie wspominając już o bezpieczeństwie i komforcie podróży.