航空理念談汽車節(jié)油
引言：
俗話說“一腳剎車一瓶油”，是真是假？為什么我的車比別的同型號車費油那么多？如何能讓“兩桶油”少從自己兜里掏錢？”100邁最省油”到底對不對？一路暢通的高速路，也會費油？
欲知這些問題的答案，請看本文！
正文：
最近有一部紀錄片引起了大家對環(huán)保的深刻思考?？赐赀@部紀錄片之后，我也被打動了。我希望空氣更純凈，我們的后代的生活環(huán)境更美好。為了實現(xiàn)這個目標，每個人都應該做出自己的努力。
在做出其他努力之余，我想借目前社會對環(huán)保的熱度，再結合自己的一點專業(yè)所長，為大家介紹一點行車節(jié)油的小竅門。
我是一名航空專業(yè)人員。大家知道，飛機的耗油量是極大的，一架B747從北京飛到美國，大概耗油150噸，如果能節(jié)約僅僅1%的燃油，那都是1.5噸！1.5噸油大約是2000升，夠普通家用車行駛一年。由于耗油的基數(shù)很大，所以航空領域的節(jié)油研究非常深入，經(jīng)常連1%甚至更小的節(jié)油可能都要研究。我今天想做的，就是把一些分析飛機如何節(jié)油的理論和技巧，應用到分析汽車應該如何經(jīng)濟駕駛。
有人可能會說，我開車就圖一個爽，節(jié)油那點錢不在乎，有錢就是任性！
有錢任性是個人的權利，我不反對?？墒寝D念一想，花錢干點什么任性的事情不好？偏偏要把錢扔進兩桶油的口袋？
所以，我這篇文章的主題，既可以說是向大家介紹節(jié)能環(huán)保，也可以直白的說是介紹如何少把錢扔給兩桶油。
此外，既然我厚著臉皮向大家介紹節(jié)油的經(jīng)驗，我有必要介紹一下我開車的節(jié)油成績：本人駕駛一輛2011年SMART，1.0排量，平均油耗是4.3L百公里，最好成績是整箱平均油耗（不是瞬時油耗）3.88升百公里。我的另一輛車是2008年CROSSPOLO 1.6MT，平均油耗是6.4升百公里，最好成績是整箱平均油耗5.7升百公里。我的家住在北京市二環(huán)內(nèi)，每天上下班要經(jīng)過擁堵的二環(huán)和機場高速，以上的節(jié)油成績，大家覺得怎么樣？
速度與節(jié)油
既然本文是從飛機節(jié)油的視角考慮汽車節(jié)油，那么在其他文章中那些幾千轉換擋的技巧就不是本文的重點了。
我們首先要研究的問題是：路段行駛速度與節(jié)油的關系。
大家普遍有一種認識，那就是“開高速省油”“開120邁最省油”，這種口口相傳的經(jīng)驗是否正確呢？請大家往下看我的分析。
目前廣為流傳的常識認為：汽車行駛的節(jié)油程度與檔位和行駛速度有關。100公里/小時，掛5擋、6擋，肯定比時速30公里掛3擋、2擋省油。
這個常識沒有錯誤，但是忽略了影響行車油耗的一個另外的重要因素。
為引出“另一個重要因素”，我先和大家聊一聊民航客機節(jié)油的原理和技巧。
在飛機運行中，有一個重要的概念，叫做“巡航高度”，簡單說就是飛機長時間平飛的高度。從空氣動力學的角度講，高空空氣稀薄，阻力小，有利于節(jié)油。那么是不是飛機飛的越高越好呢？不是。巡航高度的安排有一個重要的特點，就是在飛機性能允許的范圍內(nèi)，遠距離安排高高度，近距離安排低高度。
舉例:同一架飛機，從北京飛大連，那么巡航高度8100米比較理想，如果飛韓國，一般安排8900米到11300米，如果往日本飛，那么安排11300米或更高更加理想。
問題來了：既然在較高高度飛行省油，為什么北京飛到大連的飛機不安排11300米的巡航高度呢？
大家想這樣一個問題：咱們從1樓爬到5樓和從1樓爬到10樓費的氣力一樣嗎?
顯然不一樣。同理可得，飛機起飛爬升，爬的越高也約費油。而且，爬升耗油量，遠大于巡航平飛的耗油量。這個結論有專業(yè)的飛機性能圖表支持，為了不使本文過于晦澀，我不展示這個圖表，而是舉個通俗易懂的例子：大家走平地一公里，和爬山一公里，費的力氣可是大不一樣吧？
所以，飛機的飛行油耗實際等于：
起飛爬升油耗+巡航平飛油耗+下降落地油耗（這一項本文暫不分析）
所以，如果飛機的航程不長，卻選擇過高的巡航高度，那么較高高度平飛巡航節(jié)省的那一點燃油，不能折抵爬高過程中需要耗費的大量燃油，那么飛機的航程總油耗實際上還是不理想。
總結一下，我們以上內(nèi)容的核心思想是：
“某種狀態(tài)（高空）是節(jié)油的，但是為達到這種狀態(tài)所要付出的油耗（爬升耗油），也是必須要考慮的！”
下面我們回到汽車的部分。
恐怖的加速油耗
汽車在高速/高檔位運行比較節(jié)油，這個是肯定的。但是，如同飛機爬高需要大量耗油一樣，汽車加速到高速度也是耗油的，如果高速度高檔位節(jié)省的燃油不能折抵加速到高速度所消耗的燃油，那么其實這個路段的駕駛是費油的。
那么加速到不同速度所費的油相差多少呢?
通過物理知識可知，運動的物體其動能
汽車從零加速到N公里/小時，所獲得的動能為 （ 為汽車質量,n需要換算為米/秒）。
我們假設汽車的質量為1噸，即1000公斤，則該車從0加速到10、20、……120公里/小時所獲得的動能為：
通過上圖所表述的計算結果可知，如果從比率的角度分析汽車加速到不同速度的動能之比，那么我們可以把該車加速到10公里/小時所獲得的動能設為1，加速到20公里時的數(shù)值就為4，40公里時為16，80公里時為64，100公里時，就是100了，均為平方正比關系。汽車獲得動能，依靠汽油的燃燒，所以，動能之間的比率就等于耗油量的比率！
需要指出的是，上述表格選取的計算條件是傳動系統(tǒng)效率100%的理想情況，同時忽略了行駛阻力。這樣預設條件是因為：汽車在加速過程中，隨著車速的增加，動能的增加即燃料的消耗是成倍增長甚至數(shù)量級增長，而我們在計算中忽略的變速箱檔位或者摩擦等因素對油耗的影響，只在百分之幾。所以為明確概念，簡化計算，我們采取“抓大放小”的策略。
我們計算完汽車加速的油耗，那么行車全程的油耗如何計算呢？
行車全程油耗=“加速的油耗”+“行駛的油耗”+“剎車的油耗”（此項數(shù)值較小，暫時忽略）
“行駛的油耗”主要是為了克服各種行駛阻力，這一油耗主要與輪胎，行駛檔位等等因素有關，即我們常常提到的“高檔位省油”“100邁省油”“換條好輪胎省油”。
加速油耗我們上面已經(jīng)進行了概念性的計算，其實加速油耗和行駛油耗的差距大家也是有感受的，現(xiàn)在很多汽車都有行車電腦，加速的時候一腳油門踩出30升的油耗很正常，而勻速行駛的時候油耗可能只有5，6升。
所以，問題來了：假設有一個路段，我分別加速到40公里/小時，和加速到100公里/小時行駛，雖然后者掛高檔位，行駛過程是省油的，但是加速到后者速度（100）所需要的耗油是前者的100：16，即6倍，你能確定高檔高速行駛節(jié)約的燃油能把加速過程中這6倍的差距彌補回來嗎？
看到這，大家可能有些疑惑，我這個車就是開高速的時候比開城市路省油啊，你怎么解釋？
我的分析是這樣的。
開高速公路省油的原因，既是因為高檔位行駛省油，更重要的是車可以保持接近勻速行駛的狀態(tài)。
換而言之，就是說開在高速路上節(jié)油，不如說是勻速行駛的狀態(tài)節(jié)油。
試問大家，開在機場高速或者京藏高速的擁堵路段能節(jié)油嗎？不能。
可能有人還會說，你就是大忽悠，高速路堵成停車場，那肯定不省油，不代表高速行駛不省油啊？我再給大家舉個例子，高速路不全擁堵，而是一公里暢通，一公里堵車，這樣開車剛把速度加起來，就遇到堵車要剎車，這種不勻速的高速行駛省油嗎?
肯定是非常不省。其實，很多時候，我們的車不知不覺比別人費油，就是費在了這種一會堵車一會不堵車的“高速不勻速”行駛上。
如果眼前100米就是擁堵，絕大多數(shù)車友們肯定不會再大腳加油門往前沖，但如果500米或者1公里外是擁堵，大家可能就忽視了行駛速度的問題，結果往往是剛把速度加到100公里/小時，開不了十幾秒，立刻就要剎車，省油嗎?不?。?/p>
所以，通過前面的分析和我們的經(jīng)驗可知，最省油的狀態(tài)是勻速行駛，所以我們要在力所能及的情況下盡量創(chuàng)造勻速行駛的條件。
將道路劃分為“路段”，避免不知不覺大量耗油
在此，我們引入了“路段”這個概念。在日常駕駛中，可能會遇到高速路，市區(qū)路，擁堵路，走走停停路等等。我們以“能否勻速行駛”的理念把路上的各種情況分成長度不同的“路段”，并且選擇合適的駕駛速度，可以非常明顯的節(jié)油。
具體問題具體分析，如果像春節(jié)期間的北京，基本上哪都沒有堵車，那么在環(huán)路上行駛，全程可以理解為一個“路段”，一個可以暢通，勻速行駛的路段，這種路段的行駛油耗占油耗的比重較大而加速油耗比重較低，所以我們應當高速行駛。
如果我們駛入街道路，幾百米一個紅綠燈，我們的希望是每次都遇到綠燈，但往往殘酷的事實是遇到的紅燈比綠燈多。此時，兩個紅綠燈之間這段路，可以設為一個“路段”，因為距離只有幾百米到一公里，比較短，就像飛機飛近距離無需上升到過高高度一樣，這樣的短距離行駛，行駛油耗占的比例小，而加速油耗占的比例大，我個人的經(jīng)驗是50-60公里最佳，再快的速度，一則，實際是違章超速，二則，從前面動能的角度分析，加速到80公里/小時和50公里/小時需要的耗油差多少？“64/25”，相差一倍還多！
其實大家不知不覺費油，很多也就是在這種情況。
那么在半暢通的高速或環(huán)路上如何開省油呢？一般來講，堵車的時候大家都慢慢開，技巧也不多；當擁堵解除，前方開始暢通時，大家往往就是一腳地板油，能開多快就多快。其實，這時就有節(jié)油技巧了！我們首先需要要判斷，前方的暢通路能有多長？或者看一眼路況軟件。如果前方的暢通路段很長，那么就盡情加速，享受駕駛的暢快；如果經(jīng)驗或者路況顯示告訴你，前方一兩公里就有擁堵，那么，實際的暢通“路段”長度也就是一兩公里，所以，我建議大家加速到70、80公里/小時也就行了，再多加速就會造成剛加速到位，馬上就能看見前車的剎車燈，白白浪費燃油。從“路段”的理念來講，就是前文所述的”路段長度較短，加速油耗比重大，適當選擇速度可以大大節(jié)油“。
上面這么多理論，不是紙上談兵。鄙人就是依據(jù)上面這些理論進行駕駛，才能取得目前這樣比較優(yōu)秀的節(jié)油成績。當然有一點我也要坦誠，那就是我下夜班駕車回家基本上是一路暢通，對于“刷戰(zhàn)績”有些幫助。但是，行駛在暢通的高速路就不會有費油嗎？其實未必！
暢通的高速也費油
我們再進行一點承上啟下的計算：
汽車加速到80公里和加速到120公里的耗油量差多少？
就是120的平方比80的平方，14400/6400，相差一倍還多；如果拿60和120相比呢？相差4倍！
那么如果我本來以120公里的時速行駛，前面有點情況，一腳剎車踩到了80，然后再加到120，這個我們習以為常的動作需要油耗多少呢？
咱們還是按比例關系計算，“120的平方減去80的平方”，即“14400-6400=8000”，8000約等于90的平方（8100）。也就是說，如果車從120公里/小時減速到80公里/小時，再加速到120公里/小時，這個過程的油耗相當于車從0加速到90的油耗！
這個結果讓大家看的有點醉了吧？怎么速度加了40，油耗相當于加到90呢？
是的，因為車的動能和車速是“平方正比”關系（想一想那張圖表）！
再極端一點，如果車從200減速到180，只減速20公里/小時，動能損失了多少呢？
大家先自己算一下……
“200的平方減去180的平方”，即40000-32400=7600 7600大約是87的平方，也就是說，輕輕一腳剎車，車速降20，實際損失了相當于從0加速到87公里/小時的動能。
“平方正比”，就是DUANG DUANG的加速，DUANG DUANG DUANG DUANG的費油！
所以，即便行駛在暢通的高速路上，也并不代表百分百省油。根據(jù)經(jīng)驗，一條限速120公里/小時的高速路，由于每輛車行駛的速度不同，所以整條路的平均速度至多是100公里/小時。如果咱們開的偏快，甚至超速駕駛，只要前方有一輛稍慢的車，踩一腳剎車，就會耗費不少的燃油！
前面的文章從汽車聊到飛機，再聊回汽車，又是計算又是平方，其實中心的思想就希望大家對開車時的“車速”、“一腳油”與油耗的關系有更全面的認識。咱們開車固然要爽快，但是如果每天在不恰當?shù)臅r機“開快了些”“多踩了腳油”，那咱們兜里的錢，可就白白的送給兩桶油啦！
個體與整體
這一節(jié)文字非常非常重要。
我們之前通過分析得出的汽車在某某速度可能會更省油的結論，是“這一輛”汽車省油。而我們行駛在路上，是整個交通系統(tǒng)的一份子。必須考慮到自己的行為對整個交通系統(tǒng)的影響。
我們之前分析過，如果環(huán)路或者高速路長距離暢通，那么我們應該以較高的車速行駛，這樣做，我們自己的車節(jié)油，我們的行程可以節(jié)約時間，而且，由于我們的高速行駛，使整個道路系統(tǒng)的通行能力得到了提升，所以，個體的節(jié)油和交通系統(tǒng)的整體利益是一致的。
如果在城市道路行駛，我認為個體的節(jié)油駕駛和路網(wǎng)的通行效率也不矛盾。因為城市道路的特點是紅綠燈密布，影響路網(wǎng)通行能力的最主要因素是紅綠燈的時間設置。所以，在這種情況下，就算咱們個體把車開的再快，也用處不大。
但是，在城市路行駛，從整體的角度講，即使有的紅綠燈之間距離很短，我們也不能開的太慢，比如我們?yōu)榱斯?jié)油，只開到40公里/小時，但是因為我們開的慢，把后面的車都壓住了，這種行為就很不妥。
那么城市路具體開多少呢？我認為60公里/小時比較合適，這個速度是節(jié)油和道路高效的平衡點。
在郊區(qū)路上的情況可能更復雜些，因為紅綠燈的設置密度，時間長短都不好找到規(guī)律。這時候，與其煞費苦心的慢慢悠悠開車，不如就直接把車開到限速的上限。我經(jīng)常開的一些郊區(qū)主要道路，限速一般是70公里/小時，我認為這個速度其實挺合理，既考慮到經(jīng)濟性，也不影響通行能力，而且郊區(qū)路路況復雜，萬一突然出現(xiàn)一頭牛，不管白天還是晚上，司機還是能及時發(fā)現(xiàn)剎住車的。
在半暢通的高速上行駛，我們之前的建議是不要開的過快，我認為這個建議與提高通行能力并不矛盾。半暢通狀態(tài)的環(huán)路或者高速路，平均時速不會超過60公里/小時，我們開到120公里/小時，結果只是更快速度沖到下一個擁堵點，然后龜速行駛或者停下。提高這種道路通行能力的關鍵是打通堵點，而不是盡快沖到堵點跟前。所以，這種路況下的行駛速度，我建議不要開到限速的上限，如120公里/小時，我想，視暢通路段的長度，最快開到90公里/小時也就可以了。
為了支持論點，我再跑偏一下。
很多科學家認為，交通系統(tǒng)在有些方面很接近于流體的特性。我們有時候說“交通流”，就是把交通比作了“水流”。
我們打開龍頭，出水量的多少取決于水的流速，同理，車流量的關鍵影響因素就是車的整體速度。還是以水流為例，我們可以把道路比作龍頭出水，也可以把道路比作下水道，道路通過車的能力就好比下水道下水的能力。
如果下水道暢通，那么我們可以盡情的往里倒水，如同道路暢通，我們可以盡情的狂飆。那么，問題又來了:如果下水道開始堵塞，我們應該如何處理？我們是繼續(xù)大量倒水，以致水流不下去大量溢出，還是趕緊想辦法疏通下水道？答案顯然是后者。
在此種堵塞的情況下，倒水的速度越快，堵的越厲害，水溢出越多。反倒是，我們在暫時無法疏通下水道的情況下，慢慢的倒水，保證倒水的速度基本不超過下水的速度，反而不會加劇堵塞，同時水也不會溢出。
這就如同我們前面分析的半暢通高速路行駛方法，大速度猛沖到堵點前，就像往堵塞的下水道猛倒水，不會有好處。反倒是，慢一點開，效果更好。有時候，通過輕度堵點或者車輛交匯處時，稍微提前減一點速，大家會車的時候彼此都看的清楚，雙方從容的調(diào)整車距，反而通過更迅速。
小結
寫了這么多，大家看醉了，我也寫累了。
小結一下：本文最重要的觀點，就是指出“車速”與“油耗”之間存在著復雜的關系，遠遠不是“高速就省油”那么簡單。本文最大的與眾不同之處，就是把飛機節(jié)油的一些原理引入到行車節(jié)油分析中，指出汽車的“加速油耗”對行駛整體油耗有關鍵性的影響，但是之前卻基本被忽視了。
客觀的講，本文在論述中理論的分析篇幅較大，大家閱讀起來可能會比較枯燥，在此我向大家表示歉意。后續(xù)，我計劃把我的節(jié)油理論拍攝成系列視頻，以更直觀生動的形式向大家分享我的觀點和感受。
預告
其實本文中的很多觀點，大家可能會有爭議。比如，按照理論，我建議在一些情況下不要快速行駛，大家會有疑問：開的慢了，我會不會耽誤很多時間呢？還比如大家可能對我提出的“勻速行駛”理念不太認同，覺得“勻速”行駛顯示不出車技；還有，可能有人說，你讓我慢慢開，旁邊人都把我超過去，我忍不了!等等……
對于這些問題，我其實也有一些思考，在文章的下半篇，我將對此一一進行論述。此外，還有一個非常顛覆常識的操作方法，也將在下半篇進行論述。
觀點預告：“節(jié)油與節(jié)約時間”“勻速行駛彰顯車技”“猛踩油門不費油，輕踩油門未必省油””行車心理分析之一兩例”……
欲知后事如何，且聽下回分解！
