Har du blir verre gass kjørelengde med klimaanlegget på?

Som Pepsi vs Coke, Høyre vs Venstre, og South Park vs Family Guy, er dette en av de episke debatter som synes å trosse begrensninger av logikk, tid og rom. I stadig raste krig for å spare noen få pennies ved pumpen, diskusjonen om A / C vs windows-ned synes å ha overskredet det bare empirisk og bli et arnested diskusjon av sophomore fysikk klasser over hele verden. Svaret på dette spørsmålet er imidlertid ikke like fullt så klapp som du kanskje tror.

debatten

Dette koker ned til et spørsmål om aerodynamikk vs motor dra. På den ene siden, slå på bilens klimaanlegg engasjerer en kompressor som trekker strøm fra motoren. Den kraften kommer fra drivstoff, noe som påvirker bunnlinjen økonomi. A / C talsmenn, men teller med det faktum at rullende bilens vinduer ned forstyrrer laminær (glatt) luftstrømmen over bilens kroppen, effektivt øke frontpartiet, frontal trykk og, til slutt, dra. Spørsmålet er: Når er det at dårlige aerodynamikk motvirke besparelser fra å dreie A / C kompressor av?

Rule of Squares

Aerodynamikk er et komplisert emne, men en av de viktigste begrepene i aerodynamikk er også det enkleste: at strømbehovet gå opp med kvadratet av hastigheten. Regelen av kvadrater i utgangspunktet betyr at du trenger fire ganger så mye kraft til å gå dobbelt så fort. Så, la oss starte fra det som base. Formlene er sammensatt, men for å beregne aeroeffektbehov for en gitt hastighet, trenger vi å vite kjøretøyets vekt, dens frontareal (størrelsen på kjøretøyet når sett forfra) og koeffisienten drag (hvor "glatt "kjøretøyet er).

Etablering Strømkrav

La oss si at en 3000-pund kjøretøyet har et frontareal på 28 kvadrat og en koeffisient av dra (notert som Cd) på 0,40; disse er ganske vanlig for de fleste biler. For å spare deg komplekse beregninger, vil at bilen trenger 0,63 hestekrefter å gå 5 km / h, 3,05 hestekrefter til å gå 20 km / h, 15,2 hestekrefter til å gå 50 km / h, til 28.48 hester gå 65 km / h og 65,5 hestekrefter til å gå 90 km / h.

Rulle ned Windows - Extreme Eksempel

Alle bilene er forskjellige, og rulle ned vinduene vil ha ulike effekter på dem alle. Vi vet allerede at bilens Cd og effektive frontarealet vil gå opp litt når du ruller ned vinduene, men ethvert forsøk på å tildele et bestemt tall ville være ganske vilkårlig siden det varierer. Så, som et worst-case scenario, vi vil omberegne forutsatt at rullende vinduene helt ned dobler bilens Cd og FA. Beregne på 3000 pounds, en Cd på 0,80 og en FA på 56 kvadrat, får vi følgende hestekrefter krav: 0,65 på 5 km / h, 4,84 ved 20 km / h, 43.48 på 50 km / h, 90 hestekrefter ved 65 og 228 hester på 90 mph.

The Real World

Nå som vi har fått prinsippene om strømkravene ned, la oss se på den virkelige verden. I virkeligheten, rulle ned vinduene vil ikke resultere i et sett trykkøkning på alle kjøretøy siden trykket eller dra Økningen i forhold til bilens aerodynamikk i første omgang. Lang historie kort, rulle ned vinduene i en Corvette vil ha mer av en effekt enn å gjøre det i en boks lastebil. I den virkelige verden, Cd og effektive frontarealet går opp med en prosent av bilens totale, vanligvis ikke mer enn 30 prosent i de fleste tilfeller. Så, la oss beregne ved hjelp av en 30 prosent høyere Cd og FA.

Rullende Windows Down - The Real World

Beregne bruker en Cd på 0,48 og en FA av 34 (20 prosent økning) får vi: 0,63 hestekrefter ved 5 km / h, 3,32 hestekrefter ved 20 km / h, 19,73 hestekrefter ved 50 km / h, 37.86 på 65 km / h og 90,39 på 90 mph.

A / C vs Windows Down

En A / C kompressor vil bruke mellom 5 og 15 hestekrefter avhengig av den spesifikke bil eller lastebil, så for vårt eksempel vil vi dele forskjellen og kaller det 10 hestekrefter. For at bilen skal være mer effektiv med A / C på det har å bruke mindre strøm til å kjøre A / C enn å overvinne kraften forskjellen mellom vinduene opp og vinduene nede.

eksempel Sammenligninger

I vår "ekstreme" eksempel på dobbel Cd og FA, finner vi at bilen bruker, men 1,79 mer hestekrefter på 20 og en heidundrende 28.28 mer hestekrefter ved 50 mph. Ja, bilen i vår ekstremt eksempel krever tilsvarende 10 flere hestekrefter på nøyaktig 28 mph. Under 28 mph, ville vår ekstremt eksempel bil være mer effektiv med vinduene nede enn med luften på. The break-punkt i vår virkelige verden eksempel, men kommer ut til litt over 65 km / h; under den hastigheten, er bilen mer effektiv med vinduene nede enn luften på.

The Last Word

Så, som er mer effektiv: vinduene nede eller A / C på? Vel, det første avhenger av hvor aerodynamiske kjøretøyet er med vinduene opp, og andre, hvor mye strøm den A / C kompressor trekker. Men det meste, det avhenger av hvor fort du kjører; tregere du kjører, jo bedre du er i å drepe A / C og rulle ned vinduene.