撰文 | 李詩源

審校 | 王昱

影響開車油耗的因素非常多,。例如，減輕車上不必要的載重,、避免頻繁加減速的侵略性駕駛行為,、長時間停車等待的時候熄火，這些簡單的做法都可以節(jié)約油耗,。

相比這些瑣碎的因素,，只討論“開多快最省油”似乎要簡單一些，尤其是在勻速行駛的情況下,。那么有沒有一個所謂的“最適車速”或者最經(jīng)濟的車速,，能夠讓油耗最小呢？

這個問題有一個簡單的回答：不快不慢是最好的,，車速太快或者太慢都會增加油耗,，油耗和車速之間大致呈U形關系。不過具體到要開多少時速是最省油的,，不同的車會有一定的差別,。

不快不慢最好

對于最常見的燃油汽車來說，在發(fā)動機內(nèi)燃燒的油料釋放出的化學能提供了全部的動力來源,。通過層層傳動系統(tǒng)之后,，能量最終傳遞到車輪上，轉(zhuǎn)化為車輛行駛的動能,。

在行駛過程中,，車輛傳動系統(tǒng)內(nèi)的效率損失、車輪與地面的滾動摩擦力、車輛行駛時的空氣阻力（風阻）等環(huán)節(jié)都會不斷地消耗能量,，這也是為什么即便在勻速行駛時汽車依然會耗油,。如果把復雜的模型簡化，在以速度v勻速行駛,、無坡度的情況下,，汽車的道路載荷（road load，也就是汽車受到的阻力）可以用一個二次函數(shù)來表示：

F對應的便是汽車受到的阻力,，同時也是勻速行駛所需要的牽引力,。其中，系數(shù)A,、B,、C都是車輛的特征屬性，不同的車之間存在差異,。A對應的是車輪的滾動摩擦力,、制動系統(tǒng)和車輪軸承的摩擦力，B對應的是車輪的滾動摩擦力和各種泵裝置,，而C對應的則是我們最為熟悉的風阻,。

很顯然，由于風阻的存在,，道路載荷與車速之間存在著二次函數(shù)關系,，當車速很快時，行駛的阻力就會急劇增大,。因此,，高速行駛本身是非常耗油的。曾經(jīng)有研究對15款不同的汽車進行了實驗,，發(fā)現(xiàn)相比90千米/小時的車速,，以120千米/小時行駛時車輛的燃油經(jīng)濟性（單位體積的油料可以行駛的距離）降低了15%~44%；換句話說,，開同樣的路途,，120千米比90千米的時速要多花18%~79%的油。美國能源部的建議也指出,，高速駕駛會使燃油經(jīng)濟性降低15%~30%,。

反過來，為什么開得太慢也會更費油呢,？這與機械系統(tǒng)的能量傳遞效率有關,。實際上，燃油中儲藏的化學能,，最終只有一小部分能夠真正傳遞到車輪上,，用于維持汽車行駛的動能。有研究發(fā)現(xiàn)，在低速行駛時,，發(fā)動機、變速箱和離合器的效率都明顯低于中高速行駛,，因為檔位（也就是齒比）影響了機械系統(tǒng)的效率,。

其中，發(fā)動機是效率損失最大的部件,，在低速行駛時效率只有10%左右,，而在高速行駛狀態(tài)下也不過只有30%左右。而傳動系統(tǒng)中的變速箱和離合器的效率受檔位的影響更大,，尤其是變速箱的效率隨著換擋呈現(xiàn)明顯的階梯式變化,，在有的車型中，低檔位時的變速箱效率不到50%,，而高檔位時效率接近100%,。

因此,，在低速行駛時，雖然汽車受到的外部阻力小,，但是內(nèi)部效率的降低不僅抵消了這種差異,，還導致油耗飆升。車速增加,，阻力略微增大,，效率顯著提升，整體的油耗反而會降低,，這時汽車就處在經(jīng)濟速度范圍內(nèi),。一旦速度太高，風阻就會急劇增加,，同時效率達到瓶頸甚至會略微下降,，所以油耗也會增加。

開多快最省油,？

前面提到,，不同的車型最省油的車速并不相同。1988年的一項研究對15款不同的車進行了測試,，發(fā)現(xiàn)它們的最適車速在28~78千米/小時之間,，其中最適車速最低的是1982年產(chǎn)的豐田卡羅拉，最高的則是1982年產(chǎn)的雪佛蘭Citation,。大體上看,，有10款車的最適車速在40~70千米/小時之間。

更近一些的研究得到的結(jié)果也大同小異。2008年,，清華大學的一項研究對10輛不同的車進行了測試,，發(fā)現(xiàn)最適車速在50~70千米/小時之間。這些車涵蓋了一些較為常見的車型,，包括大眾桑塔納,、捷達、帕薩特等,，結(jié)果對于普通人來說也比較有參考性,。例如，2001年產(chǎn)的大眾捷達的最適車速是65千米/小時,。

不過在實際駕駛中,，要想把車速總是控制在一個特定的數(shù)值幾乎是不可能的。好在當車速相對最適速度在一定范圍內(nèi)上下浮動時,，燃油經(jīng)濟性的損失并不會很大,。1988年的那項研究就發(fā)現(xiàn)，平均而言,，如果浮動的幅度在8千米/小時以內(nèi),，那么燃油經(jīng)濟性的損失不超過5%；如果浮動的幅度在19千米/小時以內(nèi),，燃油經(jīng)濟性損失不超過15%,。

2010年的一項研究對本田思域、福特?？怂?、本田雅閣和福特探險者進行了模擬，發(fā)現(xiàn)在一定的速度區(qū)間內(nèi),，百公里油耗值可以控制在比最適車速下的油耗高出不到5%——對于福特?？怂梗@個區(qū)間最窄,，是63-70千米/小時,；對于本田雅閣，這個區(qū)間最寬,，為48-63千米/小時,。

一般規(guī)律

由于不同研究中的車型,、測試方法和條件等各種因素都不同，所以這些研究中得到的結(jié)果差別也比較大,，但總體上看，最適車速大致上都在四五十到七八十千米/小時的范圍內(nèi),，和平時在路況暢通的城市主干道、外環(huán)路,、二級路等道路行駛的速度差不多,。

另外，研究也發(fā)現(xiàn)了與最適車速有關的一些普遍規(guī)律,。例如,，大型車的最適車速似乎要高于小型車，使用4缸,、6缸和8缸發(fā)動機的車,，最適車速分別平均為44千米/小時、59千米/小時和68千米/小時,；下坡時,，坡度每增加1%，最適車速大致會增加5~10千米/小時,。2010年的那項研究則總結(jié)出了風阻,、功重比和檔位數(shù)對油耗量的影響（見下表）。

隨相應列的指標增大,，↑表示相應行的指標增大,，↓表示減小,。（數(shù)據(jù)來源：https://dspace./handle/1721.1/58392）

你可能會覺得前面的許多結(jié)果都是零星的數(shù)據(jù)，看起來既不具有普遍的意義也不容易記憶,。建立一個關于油耗和車速之間的純理論模型確實非常困難,，但還是有研究通過大量測試進行了近似的估計。在美國橡樹嶺國家實驗室2013年發(fā)表的一項研究中,，研究人員使用了74款車,，在50~80英里/小時（約80~129千米/小時）的范圍內(nèi)進行了勻速行駛測試，并構(gòu)建了幾個模型來擬合車輛的燃油經(jīng)濟性,。

其中,，最簡單的一個模型只用到了2個變量：除了車速之外,，還有車輛標稱的MPG值，后者是依照美國環(huán)境保護署（EPA）的規(guī)定評估的一個燃油效率指標,，其數(shù)值并不等于車輛真實的燃油效率,，而是在一定程度上反映了車輛的燃油效率,。這個模型的公式也較為簡單：

等號左邊的MPG就是實際的燃油效率,，單位是英里/加侖,；而右邊的X是標稱的MPG,，v則是車速,，單位是英里/小時,。如果把變量都換成以常用的米制單位來表示,，公式就近似變成：

以最新款的豐田卡羅拉為例,，它在高速路工況下的標稱MPG是40,，代入公式后把變量轉(zhuǎn)換為以米制單位表示,，就得到

也就是說，在研究所考慮的速度范圍內(nèi),，時速越高,，燃油經(jīng)濟性越差?？紤]到研究的時速范圍已經(jīng)超出了我們前面說的通常的最適范圍,，出現(xiàn)這種單調(diào)變化的趨勢也是正常的。從公式可以看出,，時速每增加1千米,，1升油料能行駛的里程就要減少超過200米；相比80千米/小時的百公里油耗（3.88升）,，100千米/小時的百公里油耗（4.65升）高出了20%,，120千米/小時的百公里油耗（5.81升）則高出了50%。

圖片來源：Taras Makarenko/Pexels

假設你生活在一座大城市中,，每天的通勤里程為50千米,，按一年250天法定工作日、油價9元/升計算,，相比120千米的時速,，以80千米的時速駕駛這款豐田卡羅拉，一年能省下將近2200元,，足夠買一部性能還不錯的手機,。

時間就是金錢？

也許有的讀者會覺得,，開得快雖然費油,，但是可以節(jié)省自己寶貴的時間，而這些時間可以用在打工掙錢上,，說不定最后還能抵消多花的油錢,，甚至倒賺一筆,。美國東南路易斯安那大學的副教授Rhett Allain也料想到了這一點。于是他提出,，不妨把油價和個人的收入水平也考慮在內(nèi),，綜合計算車開多快是最經(jīng)濟的。

假設從在交通工具上省下的時間可以完全轉(zhuǎn)化為自己正常工作的收入,，那么駕車通勤的總成本就可以表示為：

換言之,，單位通勤距離的總成本為：

其中，Δx是行駛的距離,，G是油價,，R是單位時間內(nèi)的收入。推導后可以得出,，G和R的比值越大,，也就是說油價越高、收入水平越低,，最經(jīng)濟車速就越慢。

Allain教授還提供了簡單的Python代碼,，可以方便地計算出最經(jīng)濟的車速（精確到1千米/小時）,。比如，假設油價為9元/升,，若時薪為30元,，則最經(jīng)濟車速為90千米/小時；若時薪為60元,，最經(jīng)濟車速會達到107千米/小時,；若時薪為150元，最經(jīng)濟時速會達到128千米/小時,。

當然需要強調(diào)的是,，這樣的模型畢竟是過度簡化的，文中的許多前提假設在現(xiàn)實生活中也并不成立,。無論結(jié)果如何,，最重要的都是遵守交通法規(guī)、切勿超速駕駛,。如果真的想要省油,，不妨改變一些個人的駕駛習慣，或者在可行的情況下,，換為乘坐公共交通工具,、騎自行車或者步行通勤，抑或是住在離工作地更近的地方,。

或者換一份高薪的工作,，不用再想這個問題,。

參考鏈接：

https://www./story/is-there-an-optimal-driving-speed-that-saves-gas-and-money/

https://www./feg/driveHabits.jsp

https:///10.4271/2013-01-1113

https:///10.1016/0191-2607(88)90036-2

https:///10.1016/j.trd.2008.09.002

https://dspace./handle/1721.1/58392

https://www./feg/Find.do?action=sbs&id=44074