本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
如果汽車製造商遵守今天釋出的新聯邦標準,那麼 2025 年的新車每加侖汽油行駛里程將是 2012 年車型的兩倍。美國環境保護署和國家公路交通安全管理局宣佈了積極的新規定,以提高汽車、SUV 和皮卡車的燃油效率。企業平均燃料經濟性 (CAFE) 標準要求汽車製造商的乘用車車隊到 2025 年平均達到 54.5 英里/加侖。該數字擴充套件了現有的 CAFE 規則,該規則將 2016 年的車隊平均值設定為 35.5 英里/加侖,高於目前的 27.5 英里/加侖。
儘管許多汽車公司在今年早些時候表示他們將支援當時提出的 CAFE 目標,但抱怨聲隨之而來。自 1980 年代初期以來,汽車製造商一直抵制 CAFE 標準的提高,每次都抗議說,達到新目標所需的重新設計和技術改進要麼太難設計,要麼製造成本太高。這次又出現了一種額外的聲音,大致是“嗯,公司只有在其車隊的三分之一左右由全電動汽車組成的情況下才能實現如此大的效率提升,以拉高平均水平,而公眾不會購買那麼多電動汽車。”
這兩種說法都是煙幕彈。
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電動汽車當然可以提高車隊平均值。但是,對傳統的汽油動力汽車進行改進可以實現燃油效率大幅提高的大部分需求。燃油效率提高的關鍵在於,許多技術改進已經在汽車行業擱置多年。一些改進已經在高階汽油汽車和標準混合動力汽車中推出。
過去,麻省理工學院、密歇根大學、阿貢國家實驗室和自然資源保護委員會的獨立工程專家研究表明,汽油動力汽車可以透過採用多項漸進式改進來顯著提高行駛里程。其中包括無級變速器,它取代了汽車使用了一個世紀的效率低下的齒輪變速器;啟動-交流發電機,可以在汽車怠速時關閉發動機,從而節省汽油,無論車輛是停在交通訊號燈前還是在下坡;直接燃油噴射器,比傳統的燃油噴射器消耗更少的汽油;以及再生制動,將車輪上的摩擦力轉化為電力。
發動機本身的改進,由於先進的高功率電子裝置成為可能,也可以顯著提高燃油經濟性。連續氣門正時減少了發動機所需的燃油。氣缸鈍化會在六缸發動機中停止兩個氣缸,當不需要動力時(通常發生在汽車以相對恆定的速度巡航時),從而減少燃油消耗。相反,渦輪增壓器可以在相對較少的需要硬加速的時刻(例如在山坡上超車卡車時)為四缸汽車提供六缸汽車的動力,從而允許更大的汽車使用更小的發動機良好地執行,從而獲得更好的里程。車輛還可以減輕重量以減少燃油消耗。許多技術及其提供的效率提升,以及它們如何工作的圖示,都在 2010 年 2 月《大眾科學》一篇題為現在提高里程的詳細文章中進行了描述。
事實上,大眾市場里程冠軍豐田普銳斯使用了這種漸進式方法。雖然一系列笨重的電池在各種情況下提供動力,但這隻能使汽車部分達到 45 或 50 英里/加侖的里程。普銳斯配備了無級變速器。它使用再生制動。它具有停止-啟動功能,可關閉發動機而不是怠速運轉。它還具有高度符合空氣動力學的形狀,可降低空氣阻力,並且它在所謂的低滾動阻力輪胎上行駛,從而減少道路摩擦造成的損失。所有這些功能都可以融入僅靠汽油執行的汽車中。一些車輛已經具有一些改進:例如,本田多年來一直在其許多高里程汽車中使用無級變速器。
此外,雖然新的 CAFE 數字聽起來很高,但它們轉化為道路上不太苛刻的目標。里程評級來自在實驗室的機器上執行汽車,這些機器只能勉強模擬實際道路狀況。
“CAFE 英里/加侖仍然來自最初的一對測試,現在被廣泛認為是真實世界英里/加侖的不良預測指標。2016 年 34.1 英里/加侖的 CAFE 目標實際上僅相當於窗戶貼紙上的 26 英里/加侖。談論的 2025 年 CAFE 標準——通常描述為 54.5 英里/加侖——相當於 Edmunds.com 車輛測試主管 Dan Edmunds 在公司詳細的 CAFE 解釋中寫道的,窗戶貼紙上顯示的 36 英里/加侖 [高速公路和城市駕駛]。(Edmunds.com 網站被廣泛認為是調查新車和二手車以及汽車技術的首選之地。)因此,如果您在 2025 年走進展廳,看到一輛汽車的貼紙上寫著它達到 36 英里/加侖“綜合”,那麼它就符合 CAFE 54.5 英里/加侖的要求。突然之間,新規則聽起來並沒有那麼難以實現。
至於燃油效率技術的整合成本過高,新規則 (pdf) 允許汽車製造商在推出這些技術時獲得可觀的稅收抵免。對於消費者而言,EPA 和公路管理局估計,創造達到 54.5 英里/加侖的汽車所需的技術(這將滿足更嚴格的減少溫室氣體排放的要求)將在 2025 年將汽車價格提高約 2,000 美元。但他們還估計,車主將在兩到三年內透過節省汽油費來賺回這筆錢。
圖片:1965 年水星,由 Felix O 提供