자동차의 연비

Fuel economy in automobiles
2006년식 혼다 에어웨이브의 연료 소비 모니터. 표시된 연비는 18.1km/L(5.5L/100km, 43mpg‑US)입니다.
1916년에 제작된 브릭스와 스트래튼 플라이어입니다. 원래 미국에서 연료를 절약하는 자동차를 만드는 실험이었던 이 자동차는 135파운드(61.2kg)에 불과했고, 원래 자전거에 동력을 공급하도록 설계된 작은 가솔린 엔진을 개조한 것이었습니다.[1]

자동차의 연비는 자동차가 주행하는 거리와 소비되는 연료의 양을 의미합니다. 소비는 거리를 이동하는 연료의 양 또는 소비된 연료의 단위 부피당 이동한 거리로 표시될 수 있습니다. 차량의 연료 소비는 대기오염의 중요한 요인이며, 자동차 연료의 수입은 국가의 대외 무역에서 큰 부분을 차지할 수 있기 때문에 많은 국가에서 연비에 대한 요구 사항을 부과하고 있습니다. 차량의 실제 성능을 근사화하기 위해 다양한 방법이 사용됩니다. 연료의 에너지는 차량을 추진하는 동안 발생하는 다양한 손실(내풍성, 타이어 드래그 등)을 극복하고 점화 또는 에어컨과 같은 차량 시스템에 전력을 공급하는 데 필요합니다. 연료의 화학 에너지와 차량의 운동 에너지 사이의 변환에서 손실을 줄이기 위해 다양한 전략을 사용할 수 있습니다. 운전자의 행동이 연비에 영향을 미칠 수 있습니다. 급가속 및 급제동과 같은 조작이 에너지 낭비를 초래할 수 있습니다.

전기차는 연료를 직접 태우지 않기 때문에 연비 자체는 없지만, 갤런당 마일과 같은 동등한 조치가 만들어져서 이를 비교하려고 합니다.

계량의 양과 단위

mpg에서 L/100km로 변환: 파란색, 미국 갤런, 빨간색, 임페리얼 갤런

자동차의 연비는 다음과 같이 좀 더 구체적으로 표현할 수 있습니다.

  • 연료 소비량은 단위 거리당 사용되는 연료의 양으로, 예를 들어 100km당 리터(L/100km)입니다. 이 값이 낮을수록 (특정 거리를 주행하는 데 필요한 연료가 적을수록) 더 경제적입니다. 이는 유럽(영국, 덴마크 및 네덜란드 제외), 뉴질랜드, 호주 및 캐나다에서 일반적으로 사용되는 측정값입니다. 또한 우루과이, 파라과이, 과테말라, 콜롬비아, 중국, 마다가스카르 [citation needed]등 소련 이후의 공간에서도 마찬가지입니다.
  • 연비는 사용된 연료의 단위 부피당 주행한 거리로, 예를 들어 리터(km/L)당 킬로미터 또는 갤런(MPG)당 마일(1MPG) ≈ 0.354006km/L입니다. 값이 높을수록 차량의 경제성이 높아집니다(특정 연료량으로 주행할 수 있는 거리가 늘어남). 이 측정은 미국과 영국(mpg)에서 인기가 있지만 유럽, 인도, 일본, 한국 및 라틴 아메리카에서는 미터 단위 km/L을 대신 사용합니다.

L/100km에서 미국 갤런당 마일(3.7854 L)로 변환하는 공식은 이며 여기서 x는 L/100km의 값입니다. 임페리얼 갤런당 마일(4.5461 L)의 경우 공식은 입니다

유럽 일부 지역에서는 "litre/100km" 값을 측정하는 두 가지 표준 사이클이 콜드 스타트에서 최대 50km/h의 속도를 가진 "도심" 트래픽이며, 그 다음 "도심 추가"는 도시 테스트를 따르는 최대 120km/h의 다양한 속도로 이동합니다. 또한 두 테스트에서 총 연료 소모량을 총 주행 거리로 나눈 수치도 함께 인용됩니다.

연비는 다음과 같은 두 가지 방법으로 표현할 수 있습니다.

고정 거리당 연료 단위
일반적으로 100km/L(100km/L) 단위로 표시되며, 대부분의 유럽 국가, 중국, 남아프리카, 호주 및 뉴질랜드에서 사용됩니다. 아일랜드 법은 제국 갤런당 마일을 사용하고 100km당 리터를 사용할 수 있습니다.[2] 캐나다 법은 연비를 100km당 리터와 임페리얼 갤런당 마일로 측정하도록 규정하고 있습니다.[3][4][5] 영국에서는 100km당 리터를 제국 갤런당 마일과 함께 사용할 수 있습니다. 미국 신차의 윈도우 스티커에는 기존의 mpg 번호 외에 차량의 연료 소비량이 100마일당 미국 갤런 단위로 표시됩니다.[6] 숫자가 낮을수록 효율성이 높은 반면, 숫자가 높으면 효율성이 떨어집니다.
고정 연료 단위당 거리 단위
갤런당 마일(mpg)은 미국, 영국 및 캐나다(L/100km와 함께)에서 일반적으로 사용됩니다. 리터당 킬로미터(km/L)는 아메리카, 아시아, 아프리카 및 오세아니아의 다른 지역에서 더 일반적으로 사용됩니다. Levant km/20 L은 다나카당 킬로미터로 알려진 20리터의 부피를 가진 금속 용기에 사용됩니다. mpg를 사용할 경우, 갤런의 종류를 식별할 필요가 있습니다: 임페리얼 갤런은 4.54609리터이고, 미국 갤런은 3.785리터입니다. 연료 단위당 거리로 표시되는 측정값을 사용할 때 수치가 높을수록 효율성이 높고 수치가 낮을수록 효율성이 떨어집니다.

단위 변환:

미국 갤런당 마일 → L/100km: L/100 km → 미국 갤런당 마일:
임페리얼 갤런당 마일 → L/100km: 임페리얼 갤런당 100km → 마일:
미국 갤런당 마일 → km/20 L:
L/100 km → km/20 L:
미국 갤런당 마일 → 임페리얼 갤런당 마일:
임페리얼 갤런당 마일 → 미국 갤런당 마일:

통계학

트럭이 생산하는 미국 차량에서 차지하는 비중은 1975년 이후 3배로 증가했습니다. 각 범주 내에서 차량 연비는 증가했지만, 전반적으로 덜 효율적인 유형의 차량에 대한 경향은 연비 향상과 이산화탄소 배출 감소의 이점을 일부 상쇄했습니다.[7] SUV로의 전환이 없었다면, 2010년부터 2022년까지 단위 거리당 에너지 사용량은 30% 더 감소할 수도 있었습니다.[8]

자동차 시대가 시작된 이래 석유 엔진의 열효율(연료 내 화학 에너지에 대한 기계적 출력)이 증가했지만, 이것만이 연비의 요인은 아닙니다. 자동차 전체의 디자인과 사용 패턴은 연비에 영향을 미칩니다. 공개된 연비는 시험 프로토콜의 변동으로 인해 관할 구역 간 변동이 발생할 수 있습니다.

미국에서 연비를 결정한 최초의 연구 중 하나는 1936년부터 1968년까지(제2차 세계대전 중 제외) 매년 일어난 사건인 '모빌 이코노미 런'(Mobil Economy Run)이었습니다. 실제 도로 및 정기적인 교통 및 기상 조건에 대한 해안 대 해안 테스트 동안 실제 효율적인 연비 수치를 제공하도록 설계되었습니다. 모빌 오일 코퍼레이션이 후원하고 미국 자동차 클럽(USAC)이 제재를 가하며 운영했습니다. 보다 최근의 연구에서 미국의 새 승용차 평균 연비는 1978년 17mpg(13.8L/100km)에서 1982년 22mpg(10.7L/100km) 이상으로 향상되었습니다.[9] 미국의 2020년식 신차, 경트럭 및 SUV의 평균[a] 연비는 미국 갤런당 25.4마일(9.3L/100km)이었습니다.[10] 미국 환경보호청이 "미드사이즈"로 분류한 2019년식 연식 자동차(예: EVs)의 범위는 12~56mpgUS(20~4.2L/100km)[11]였습니다. 그러나, CO2 배출로 인한 환경적 우려로 인해 2012년부터 판매된 자동차의 평균 배출량을 CO2 130g/km로 줄이기 위한 새로운 EU 규제가 도입되고 있으며, 이는 4.5L/100km(52mpgUS, 디젤 연료 자동차의 경우 63mpgimp), 가솔린(휘발유) 연료 자동차의 경우 5.0L/100km(47mpgUS, 56mpgimp)입니다.[12]

차량 전체의 평균 소비량은 새로운 차량 연비의 영향을 즉시 받지 않습니다. 예를 들어, 2004년 호주의 차량 전체 평균 소비량은 11.5L/100km([13]20.5mpg)인US 반면, 같은 해의 평균 신차 소비량은 9.3L/100km(25.3mpgUS)[14]입니다.

속도 및 연비 연구

1997년 미국의 다양한 모델에 대한 연비 통계

2010년에는 선택된 차량을 통해 일정한 속도에서의 연비가 연구되었습니다. 가장 최근의 연구[15] 결과는 이전의 연구 결과보다 빠른 속도에서 더 높은 연비를 나타냈습니다. 예를 들어,[15] LN2 2.2L 엔진이 장착된 1994년형 Oldsmobile Cutlass Ciera와 같이 최고의 연비는 아니지만 일부 차량의 경우 70km/h(43mph)가 아닌 100km/h(62mph)에서 더 나은 연비를 달성합니다. 최고의 경제성을 자랑하는 이 모델은 시속 90km(56mph)(8.1L/100km(29mpg‑US)로 72km/h(45mph‑US‑US)보다 시속 105km(65mph)로 경제성이 뛰어납니다. 고속도로에서 주행하는 비율은 아일랜드 4%에서 네덜란드 41%까지 다양합니다.

1974년부터 1995년까지 미국 국가 최고속도법에 규정된 55mph(89km/h)의 제한속도가 의무화되자 연비가 오히려 떨어질 수 있다는 불만이 제기됐습니다. 1997년형 토요타 셀리카는 65km/h(40mph) 대 5.53L/100km(42.5mpg‑US‑US) 보다 105km/h(65mph)의 연비가 더 우수했지만, 65km/h(105km/h) 대 43.5mpg‑US(4.86L‑US/100km) 보다 60mph(97km/h) 보다 연비가 더 우수했고, 최고의 경제성(5.41L/100km) 및 52.6mpg‑US(4.6mpg) 보다 더 우수했습니다.47L/100km)의 속도는 40km/h(25mph)에 불과합니다. 테스트를 거친 다른 차량들은 90km/h(56mph) 대 105km/h(65mph)의 연비가 1.4%에서 20.2% 향상되었습니다. 최고의 경제성은 시속 40~90km(25~56mph)의 속도로 달성되었습니다(그래프 참조).[15]

관리들은 시속 89km(시속 55마일)의 제한이 장식 조명 금지, 일요일 휘발유 판매 금지, 휘발유 생산량 15% 감소와 합쳐지면 하루 총 휘발유 소비량이 20만 배럴 감소할 것으로 기대했습니다. 이는 연간 휘발유 소비량인 1973년 휘발유 소비량보다 2.2% 감소한 수치입니다.[16][b] 이는 부분적으로 자동차가 40~50mph(65~80km/h) 사이에서 최대 효율을 달성하고 트럭과 버스가 55mph(89km/h)에서 가장 효율적이라는 믿음에 근거했습니다.[18]

1998년, 미국 교통 연구 위원회는 1974년 미국 최대 속도 제한 장치(NMSL)가 연료 소비를 0.2~1.0퍼센트 감소시켰다는 추정치에 주목했습니다.[19] NMSL의 영향을 가장 눈에 띄게 받는 도로인 농촌 고속도로는 미국의 9.5%를 차지했습니다.S의 차량은 1973년에 이동했지만,[20] 그러한 자유롭게 흐르는 도로는 일반적으로 기존 도로보다 더 연료 효율적인 여행을 제공합니다.[21]

통계논의

상당히 현대적인 유럽의 초미니 자동차와 스테이션 왜건을 포함한 많은 중형 자동차는 5 L/100 km(47 mpg US/56 mpg imp) 또는 6.5 L/100 km(36 mpg US/43 mpg imp)로 고속도로 주행을 관리할 수 있으며 이산화탄소 배출량은 약 140 g/km입니다.

일반적인 북미 중형차는 21mpg(미국 11L/100km)의 도시, 27mpg(미국 9L/100km)의 고속도로, 풀 사이즈 SUV는 13mpg(미국 18L/100km)의 도시, 16mpg(미국 15L/100km)의 고속도로를 주행합니다. 픽업 트럭은 상당히 다양한데, 4기통 엔진 라이트 픽업의 경우 28mpg(8L/100km)를 달성할 수 있는 반면, 확장된 캐빈이 장착된 V8 풀 사이즈 픽업의 경우 13mpg(미국)의 도시와 15mpg(미국)의 고속도로만 주행할 수 있습니다.

유럽이 미국보다 주행 중인 모든 차량의 평균 연비가 높은 것은 높은 연료 비용이 소비자의 행동을 변화시키기 때문입니다. 영국의 경우 세금이 없는 1갤런의 가스 가격은 미화 1.97달러이지만, 세금이 있는 경우 2005년에는 미화 6.06달러였습니다. 미국의 평균 비용은 미화 2.61달러였습니다.[24]

유럽산 자동차는 일반적으로 미국산 자동차보다 연료 효율이 높습니다. 유럽은 디젤 자동차의 효율이 더 높은 반면, 유럽의 가솔린 자동차는 평균적으로 미국의 가솔린 자동차보다 더 효율적입니다. CSI 연구에서 인용된 대부분의 유럽 차량은 디젤 엔진으로 운행되며, 디젤 엔진은 가스 엔진보다 더 높은 연비를 달성하는 경향이 있습니다. 미시간 대학교 교통 연구소의 연비 전문가인 월터 맥마너스는 배출가스 기준 때문에 미국에서 이 차들을 판매하는 것이 어렵다고 말합니다. 맥마너스는 2007년 "유럽 디젤은 대부분 미국의 배출 기준을 충족하지 못한다"고 말했습니다. 유럽 모델들이 미국에서 판매되지 않는 또 다른 이유는 노동조합들이 빅3가 연비와 상관없이 새로운 외국산 모델을 수입하는 것을 반대하기 때문입니다.[25]

유럽 자동차의 연비 성능을 보여주는 예로 마이크로카 Smart Fortwo cdi가 있는데, 이 모델은 터보차지 3기통 41 bhp(30kW) 디젤 엔진을 사용하여 최대 3.4L/100km(69.2mpg US)를 달성할 수 있습니다. Fortwo는 다임러 AG에서 생산하며 미국 내 한 회사에서만 판매합니다. 또한 폭스바겐 그룹이 보유하고 있는 생산차 연비 세계 기록은 폭스바겐 루포와 아우디 A2의 특수 생산 모델('3L'로 표시됨)로 최소 3L/100km(94mpg‑imp, 78mpg‑US)의 연비를 기록하고 있습니다.[26][clarification needed]

디젤 엔진은 일반적으로 가솔린(휘발유) 엔진보다 연비가 뛰어납니다. 승용차 디젤 엔진의 에너지 효율은 최대 41%이지만 일반적으로 30%, 가솔린 엔진은 최대 37.3%이지만 일반적으로 20%입니다. 일반적인 마진은 효율적인 터보 디젤의 경우 갤런당 25% 더 많은 마일리지입니다.

예를 들어, 폭스바겐 엔진을 사용하는 현재 모델 스코다 옥타비아의 유럽 복합 연비는 105bhp(78kW) 가솔린 엔진의 경우 41.3mpg‑US(5.70L/100km), 105bhp(78kW) 이상 디젤 엔진의 경우 52.3mpg‑US(4.50L/100km)입니다. 압축 비율이 높아지면 에너지 효율을 높이는 데 도움이 되지만 디젤 연료는 단위 부피당 약 10%의 에너지를 포함하고 있어 특정 출력의 연료 소비를 줄이는 데 기여합니다.

2002년, 미국은 85,174,776대의 트럭을 보유하고 있었고, 평균 갤런 당 13.5 마일 (17.4 L/100 km; 16.2 mpg‑imp)을 보유하고 있었습니다. 33,000 파운드(15,000 kg)가 넘는 대형 트럭은 미국 갤런당 평균 5.7 마일(41 L/100 km; 6.8 mpg‑imp)이었습니다.[27]

트럭 연비
GVWRlbs 번호 퍼센티지 트럭당 평균 마일 수 연비 연료사용률
6,000파운드 이하 51,941,389 61.00% 11,882 17.6 42.70%
6,001 – 10,000파운드 28,041,234 32.90% 12,684 14.3 30.50%
경트럭 소계 79,982,623 93.90% 12,163 16.2 73.20%
10,001 – 14,000파운드 691,342 0.80% 14,094 10.5 1.10%
14,001 – 16,000파운드 290,980 0.30% 15,441 8.5 0.50%
16,001 – 19,500파운드 166,472 0.20% 11,645 7.9 0.30%
19,501 – 26,000파운드 1,709,574 2.00% 12,671 7 3.20%
중형트럭 소계 2,858,368 3.40% 13,237 8 5.20%
26,001 – 33,000파운드 179,790 0.20% 30,708 6.4 0.90%
33,001파운드 이상 2,153,996 2.50% 45,739 5.7 20.70%
중량차 소계 2,333,786 2.70% 44,581 5.8 21.60%
총 85,174,776 100.00% 13,088 13.5 100.00%

2002년 미국의 자동차 평균 경제는 갤런당 22.0마일(100km당 10.7L, 26.4mpg‑imp)이었습니다. 2010년에는 미국 갤런당 23.0마일(100km당 10.2L, 27.6mpg‑imp)로 증가했습니다. 미국의 평균 연비는 1973년 미국 갤런당 13.4마일(17.6L/100km; 16.1mpg‑imp)로 최저점에 도달할 때까지 점차 감소했고, 그 이후 점차 연료비 상승의 결과로 점차 증가했습니다.[28] 휘발유 가격이 10% 오르면 결국 연비가 2.04% 상승한다는 연구 결과가 나왔습니다.[29] 자동차 제조업체들이 연비를 높이기 위한 한 가지 방법은 엔진 성능과 핸들링 개선을 위해 경량 소재를 대체하는 경량화입니다.[30]

시험기준의 차이

동일한 차량은 관할 구역의 테스트 방법에 따라 다양한 연료 소비 수치가 나열될 수 있습니다.[31]

Lexus IS 250 – 가솔린 2.5L 4GR-FSE V6, 204hp(153kW), 6단 자동, 후륜 구동

  • 호주(L/100km) – '복합' 9.1, '도시' 12.7, '도시 외' 7.0[21]
  • 캐나다(L/100km) – '복합' 9.6, '도시' 11.1, '고속도로' 7.8[32]
  • 유럽 연합 (L/100 km) – '통합' 8.9, '도시' 12.5, '도시 외' 6.9[22]
  • 미국 (L/100 km) – '합' 9.8, '도시' 11.2, '고속도로' 8.1[23]

에너지 고려사항

자동차의 운동(등속에서)에 반대되는 총력에 자동차가 주행하는 거리를 곱한 것이 자동차의 엔진이 수행하여야 할 일을 의미하므로, 연비(주행 거리 단위당 소비되는 에너지의 양)에 대한 연구는 차량의 움직임에 반대하는 힘에 대한 상세한 분석을 필요로 합니다. 물리학적 측면에서 힘 = 작업량(전달되는 에너지)이 이동 거리에 따라 달라지는 비율 또는 다음과 같습니다.

참고: 엔진의 효율이 동력 출력에 관계없이 동일하다면, 차량의 동력원(엔진이 전달하는 에너지)에 의해 발생하는 작업량은 엔진이 소비하는 연료 에너지량에 정확히 비례할 것이고, 그러나 반드시 내연기관의 작동 특성 때문에 그런 것은 아닙니다.

동력원이 열 엔진(열을 사용하여 유용한 작업을 수행하는 엔진)인 차량의 경우, 차량이 거리 단위(레벨 로드)당 소비하는 연료 에너지의 양은 다음과 같습니다.

  1. 열기관의 열역학적 효율,
  2. 드라이브 트레인 내 마찰 손실
  3. 휠 내부 및 도로와 휠 사이의 롤링 저항
  4. 에어컨, 엔진 냉각 및 교류발전기와 같은 엔진에 의해 구동되는 비동기 서브시스템
  5. 공기를 통해 이동하는 공기역학적 항력;
  6. 마찰제동에 의해 폐열로 변환되는 에너지 또는 하이브리드 차량의 회생제동에 의한 손실
  7. 엔진이 동력을 공급하지 않는 동안 소모되는 연료(예: 공회전 중 등)에서 하위 시스템 부하를 제외한 상태).[33]
중형 휘발유 자동차의 도심 및 고속도로 주행에서의 에너지 소모

이상적으로, 마찰이 없는 바퀴가 있는 진공 상태에서 평평한 지면에서 일정한 속도로 이동하는 자동차는 자동차가 속도를 내기 위해 필요한 이상의 에너지를 소비하지 않고 어떤 속도로도 이동할 수 있습니다. 덜 이상적인 것은 차량이 마찰 브레이크에 의해 감속될 때 손실되는 공기역학적 항력, 타이어 구름 저항 및 관성 에너지로 구성된 도로 하중 힘을 극복하는 데 에너지를 소비해야 한다는 것입니다. 이상적인 회생제동을 통해 관성 에너지를 완전히 회수할 수 있지만, 차량의 형상과 타이어 디자인을 최적화하는 것 외에는 공기역학적 항력이나 구름 저항을 줄일 수 있는 옵션이 거의 없습니다. 로드 로드 로드 에너지 또는 휠에 요구되는 에너지는 특정 주행 사이클에 대한 차량 운동 방정식을 평가하여 계산할 수 있습니다.[34] 그러면 차량 파워트레인은 차량을 이동시키기 위해 이 정도의 최소한의 에너지를 제공해야 하며, 연료 에너지를 작업으로 전환하여 바퀴로 전달하는 과정에서 많은 양의 추가 에너지를 잃게 됩니다. 전반적으로 차량 이동 시 발생하는 에너지 손실의 원인은 다음과 같이 요약할 수 있습니다.

  • 엔진 효율(20~30%)은 엔진 유형, 자동차 및 부하의 질량, 엔진 속도(일반적으로 RPM으로 측정)에 따라 달라집니다.
  • 공기역학적 항력은 대략 자동차 속도의 제곱만큼 증가하지만 항력은 자동차 속도의 세제곱만큼 간다는 것을 주목합니다.
  • 롤링 마찰.
  • 제동, 회생 제동이 그렇지 않으면 손실될 에너지의 일부를 포착하기는 하지만 말입니다.
  • 변속기의 손실입니다. 수동변속기는 94%까지 효율이 높은 반면 구형 자동변속기는 70%까지[35] 효율이 낮을 수 있습니다. 자동 수동변속기는 기존 수동변속기와 동일한 기계적 내부를 가지고 있습니다. 순수 수동 변속기와 동일한 효율성을 제공하며, 최적의 변속 지점을 선택하는 지능형 변속기 및/또는 자동화된 클러치 제어 기능을 제공하지만 수동 변속기는 구형 반자동 변속기와 마찬가지입니다.
  • 에어컨. 엔진이 컴프레서를 돌리는 데 필요한 동력은 사용 중인 경우에만 연료 효율을 떨어뜨립니다. 이는 창문을 내린 상태에서 주행할 때보다 차량의 항력이 감소하기 때문에 상쇄될 수 있습니다. 필터의 더러움 등으로 AC 시스템의 효율이 점차 저하됩니다.; 정기적인 유지보수가 이를 방지합니다. 에어컨 시스템의 여분의 질량은 연료 소비를 약간 증가시킬 것입니다.
  • 파워 스티어링. 구형 유압 파워 스티어링 시스템은 엔진에 지속적으로 결합되는 유압 펌프에 의해 구동됩니다. 조향에 필요한 동력 보조는 차속에 반비례하므로 유압 펌프에서 엔진에 가해지는 일정한 부하가 연비를 저하시킵니다. 보다 현대적인 설계는 필요할 때만 동력 보조 장치를 작동시켜 연비를 향상시킵니다. 이는 직접 전기식 파워 스티어링 보조 장치 또는 전기식 유압 펌프를 사용하여 수행됩니다.
  • 냉각. 구형 냉각 시스템은 엔진 속도와 직접 관련된 속도로 라디에이터를 통해 공기를 흡입하기 위해 상시 작동하는 기계식 팬을 사용했습니다. 이 일정한 부하는 효율성을 떨어뜨립니다. 더 현대적인 시스템은 추가 냉각이 필요할 때 전기 팬을 사용하여 라디에이터를 통해 추가 공기를 끌어냅니다.
  • 전기 시스템. 헤드라이트, 배터리 충전, 액티브 서스펜션, 순환 팬, 디프로스터, 미디어 시스템, 스피커 및 기타 전자 제품은 이러한 장치에 전원을 공급하는 에너지가 교류 발전기의 부하를 증가시키기 때문에 연료 소비를 크게 증가시킬 수 있습니다. 교류 발전기는 일반적으로 효율이 40~60%에 불과하기 때문에 공회전을 포함한 어떤 속도에서도 엔진의 전자 장치에서 추가되는 부하는 최대 3마력(2.2kW)에 이릅니다. FTP 75 사이클 테스트에서 알터네이터에 200와트 부하가 가해지면 연비가 1.7mpg 감소합니다.[36] 예를 들어, 헤드라이트는 낮은 온도에서는 110와트, 높은 온도에서는 최대 240와트를 소비합니다. 이러한 전기 부하는 엔진과 기본 실내 온도 조절 장치를 작동하는 데 필요한 전기 부하만을 포함하는 실제 및 EPA 테스트 간의 많은 차이를 유발할 수 있습니다.
  • 옆에서 대기하세요. 엔진이 휠에 동력을 공급하지 않는 동안, 즉 정지 상태, 타력 주행 또는 제동 상태를 유지하는 데 필요한 에너지입니다.

대부분의 전기 부하는 일정한 반면 엔진 부하는 속도에 따라 증가하기 때문에 전기 부하로 인한 연료 효율 감소는 저속에서 가장 두드러집니다. 따라서 더 낮은 속도에서는 전기 부하에 의해 더 높은 비율의 엔진 마력이 사용됩니다. 하이브리드 자동차는 이 비례 효과 때문에 전기 부하로 인한 연비에 가장 큰 영향을 미칩니다.

연비향상 기술

주 기사: 연료절감장치

엔진별 기술

유형 기술 설명. 발명가 메모들
엔진 사이클 가솔린 엔진을 디젤 엔진으로 교체 낮은 RPM에서 브레이크 특정 연료 소비 감소 허버트 아크로이드 스튜어트
엔진 연소 전략 냉각 시스템의 전자 제어 엔진 작동 온도 최적화
성층전하 연소 점화 직전에 실린더에 연료를 주입하여 압축률을 높입니다. 가솔린 엔진용
희박 연소 공기/연료 비율을 높여 조절 손실을 줄입니다. 크라이슬러 https://www.youtube.com/watch?v=KnNX6gtDyhg
냉각된 배기 가스 재순환(휘발유) 조절 손실, 열 거부, 화학적 해리 및 비열 비율 감소
냉각된 배기 가스 재순환(디젤) 최대 연소 온도를 낮춥니다.
앳킨슨 사이클 열효율 향상을 위한 파워 스트로크 연장 제임스 앳킨슨
앳킨슨 사이클
가변 밸브 타이밍 및 가변 밸브 리프트 흡기 및 배기에 대한 정밀한 제어를 위해 밸브 리프트 타이밍 및 높이 변경 William Howe와 William Williams (Robert Stephenson and Company)는 최초의 가변 타이밍 밸브를 발명했습니다.
가변 형상 터보차저 조절식 베인으로 공기 흐름을 최적화하여 터보차저의 흡기를 조절하고 터보랙을 제거합니다. 개럿(허니웰)
VNT 베인스 오픈
트윈차지 터보차저와 터보차저를 결합하여 터보랙 제거 랑시아 소형변위 엔진에 사용합니다.
가솔린 직분사(GDI) 엔진 층화 연료 충전 및 초경량 연소 허용 레온 레바수르
터보차지 직분사 디젤 엔진 터보차저와 직접 분사 결합 폭스바겐
커먼레일 직분사 주입 압력 증가 로버트 휴버
압전 디젤 인젝터 엔진 사이클당 여러 번의 분사를 사용하여 정밀도 향상
실린더관리 전원 출력이 필요 없을 때 개별 실린더 차단
HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition) 연소 더 희박하고 높은 압축 화상을 허용합니다. https://www.youtube.com/watch?v=B8CnYljXAS0
스쿠데리 엔진 재압축 손실 제거 Carmelo J. Scuderi
스쿠데리 엔진
복합 엔진(6행정 엔진 또는 터보 복합 엔진) 배기 에너지를 회수합니다.
2행정 디젤 엔진 무게 대비 전력 비율 증가 찰스 F. 케터링
고효율 가스터빈 엔진 무게 대비 전력 비율 증가
터보스티머 엔진에서 나오는 열을 이용하여 미니 터빈을 회전시켜 동력을 발생시킵니다. 레이먼드 프레이만(BMW)
스털링 하이브리드 배터리 차량 열효율 향상 딘 케이멘(Dean Kamen)에 의해 시제품이 제작되었지만 여전히 대체로 이론적입니다.
시간에 최적화된 피스톤 경로 실린더 내 가스에서 발생하는 에너지를 최고 온도에서 포착합니다.
엔진내부손실 슈퍼차저 또는 터보차저가 있는 소형 엔진 충분한 토크를 유지하면서 엔진 배기량을 줄입니다. 1978년 99를 시작으로 사브.
2014-글로벌-터보-예측
저마찰 윤활유(엔진 오일, 변속기 오일, 액슬 오일) 마찰로 손실되는 에너지 감소
점도가 낮은 엔진 오일 유체역학적 마찰 및 순환에 필요한 에너지 감소
가변 변위 오일 펌프 높은 엔진 속도에서 과도한 유량을 방지합니다.
전동화 엔진 부속품(물펌프, 파워 스티어링 펌프, 에어컨 컴프레서) 변속기에 더 많은 엔진 출력을 보내거나 동일한 트랙션 출력에 필요한 연료를 줄입니다.
롤러형 캠, 피스톤 스커트의 저마찰 코팅 및 하중 지지 표면 최적화(예: 캠축 베어링 및 연결봉). 엔진 마찰 감소
엔진 작동 상태 냉각제 첨가제 냉각 시스템의 열효율을 높입니다.
수동변속기의 기어박스 비율 증가 크루즈 시 엔진 rpm을 낮춥니다.
수성냉방시스템의 부피감소 엔진이 효율적인 작동 온도에 더욱 빠르게 도달함
스타트-스톱 시스템 차량이 정차할 때 자동으로 엔진을 차단하여 공회전 시간을 줄입니다.
전기 구동 시스템 및 배터리를 포함한 소형 엔진 효율성이 낮은 유휴 및 전원 상태 방지

기타 차량 기술

유형 기술 설명. 발명가 메모들
전송손실 무단변속기(CVT) 엔진이 가장 효율적인 RPM으로 작동할 수 있습니다. 자동 변속기에 사용합니다.
자동 변속기에서 토크 컨버터 잠금 컨버터의 슬립 및 전력 손실 감소
롤링 저항 경량 건축자재(알루미늄, 섬유유리, 플라스틱, 고강도강재, 탄소섬유) 차량 중량 감소
타이어 공기압 증가 타이어 변형을 저중량으로 낮춥니다.
롤링 저항(LRR)이 낮은 타이어 교체 롤링 저항[37] 감소
직렬 병렬 하이브리드 기본 전원에는 전기 모터를 사용하고 필요할 때 보조 및 부스트에는 IC 엔진을 사용합니다. 가솔린 엔진을 필요할 때만 작동시켜 연료 소비를 줄여주며, 이러한 방식으로 환경 친화적이기도 합니다. TRW
에너지 절약 움직이는 부품(피스톤, 크랭크샤프트, 기어 및 알로이 휠)을 위한 경량 소재 부품 이동에 필요한 에너지 절감
회생제동 제동 중 운동 에너지 포착 루이 앙투안 크리거 하이브리드 또는 전기 자동차용
배기 시스템에서 폐열 회수 열전냉각을 이용하여 열에너지를 전기로 변환합니다. 장 샤를 아타나세 펠티에
회생충격흡수장치 차량 서스펜션에서[38] 낭비되는 에너지를 다시 포착합니다. 레반트 파워
교통관리 적극적인 고속도로 관리 속도 제한과 차량을 트래픽 밀도와 일치시켜 트래픽 처리량을 유지합니다.
자동차 전용도로에서 차량 간 거리를 자동으로 유지하는 차량 전자 제어 시스템 리플 백 제동 및 그에 따른 재가속 감소

미래기술

연비를 향상시킬 수 있지만 아직 시판되지 않은 기술은 다음과 같습니다.

  • HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition) 연소
  • 스쿠데리 엔진
  • 복합 엔진
  • 2행정 디젤 엔진
  • 고효율 가스터빈 엔진
  • BMW의 Turbosteamer – 엔진에서 나오는 열을 이용해 미니 터빈을 회전시켜 동력을 발생시킵니다.
  • 자동으로 모터웨이/자유로에서 차량 간 거리를 유지하는 차량 전자 제어 시스템으로, 리플 백 브레이크 및 그에 따른 재가속을 감소시킵니다.
  • 시간에 최적화된 피스톤 경로, 실린더 내 고온 가스가 최고 온도에[citation needed] 있을 때 에너지를 포착합니다.
  • 스털링 하이브리드 배터리 차량

많은 애프터마켓 소비자 제품들이 연비를 향상시키는 것으로 알려져 있으며, 이러한 주장들 중 많은 것들은 신빙성이 없었습니다. 미국에서는 환경보호청이 독립된 실험실에서 테스트한 장치 목록을 관리하고 테스트 결과를 일반에 공개합니다.[39]

행동을 극대화하는 연비

주 기사: 연비 극대화 행동

정부, 다양한 환경 운동 단체, 토요타와 쉘 오일 컴퍼니와 같은 회사들은 역사적으로 운전자들에게 타이어의 적절한 공기압과 신중한 가속/감속 습관을 유지할 것을 촉구해 왔습니다. 연비를 추적하는 것은 연비 극대화 행동을 자극합니다.[40]

미슐랭과 앵글리안 워터의 5년 파트너십은 타이어 공기압으로 6만 리터의 연료를 절약할 수 있다는 것을 보여줍니다. 4,000대의 밴과 자동차로 이루어진 앵글리안 워터 함대는 이제 그들의 완전한 일생을 지속하고 있습니다. 이는 타이어 공기압이 연비에 미치는 영향을 보여줍니다.[41]

품질 관리 체제의 일환으로 연비 향상

환경 관리 시스템 EMAS 및 양호한 함대 관리에는 함대 연료 소비 기록 보관이 포함됩니다. 품질 관리는 이러한 수치를 사용하여 함대에 작용하는 조치를 조정합니다. 이는 조달, 주행, 정비 등을 총체적으로 수행한 것이 함대 전체의 소비 변화에 기여했는지를 확인하는 방법입니다.

연비 표준 및 시험 절차

가솔린 신차 승용차 연비
나라 2004년 평균 필요
2004 2005 2008 이따가
중화인민공화국[42] 6.9 L/100 km 6.9 L/100 km 6.1 L/100 km
미국 24.6mpg(9.5L/100km)(자동차 및 트럭)* 27mpg(8.7L/100km)(자동차만 해당)* 35mpg (6.7L/100km) (2020년식, 자동차 & 경트럭)
유럽 연합 4.1L/100km(2020, NEDC)
일본[14] 6.7L/100km CAFE eq (2010)
호주.[14] 8.08L/100km CAFE eq (2002) 없음. 없음(2019년 3월 기준)[43]

* ** 고속도로 합선

호주.

2008년 10월부터 모든 신차는 앞유리에 연료 소비량과 CO2 배출량을 표시하는 스티커를 붙여 판매해야 했습니다.[44] 연료 소비 수치는 유럽 주행 사이클에 기반한 ECE 규정 83 및 101에 따라 측정된 도시, 도시 외 및 복합으로 표시됩니다. 이전에는 복합 수치만 제공되었습니다.

호주는 또한 온실가스와 오염을 결합한 별 하나부터 다섯 개까지 등급을 매기는 별 하나부터 열 개까지 등급을 매기고 있습니다. 별 5개를 받으려면 총점 16점 이상의 점수가 필요하므로 연비 10점(온실), 배기량 6점 또는 연비 6점, 배기량 10점 이상의 차가 가장 높은 별 5개 등급을 받게 됩니다.[45] 가장 낮은 등급을 받은 차는 자동변속기가 장착된 쌍용 코란도로 별이 하나씩 달렸고, 가장 높은 등급을 받은 차는 도요타 프리우스 하이브리드였습니다. 시트로엥 C3 뿐만 아니라 피아트 500, 피아트 푼토, 피아트 리트모도 별 5개를 받았습니다.[46] 온실 등급은 연비와 사용되는 연료 유형에 따라 다릅니다. 온실 등급이 10이면 km당 60g 이하의 CO가2 필요하고 0이면 440g/km 이상의2 CO가 필요합니다. 나열된 모든 2009년식 자동차 중 가장 온실가스 배출량이 많은 것은 도요타 프리우스로, 이산화탄소는2 106g/km이고 100km/100km(64mpg‑imp, 53mpg‑US)는 4.4L입니다. 다른 몇몇 자동차들도 온실에 대해 같은 8.5 등급을 받았습니다. 가장 낮은 등급은 499g/km CO2, 21.8L/100km(13.0mpg‑imp, 10.8mpg‑US)의 페라리 575였습니다. 벤틀리는 또한 465g/km CO로2 제로 등급을 받았습니다. 2004-2005년형 혼다 Insight는 3.4L/100km(83mpg‑imp, 69mpg)의‑US 연비를 자랑합니다.

캐나다

차량 제조업체는 캐나다 정부에 제출한 연료 소비량 데이터를 생성하기 위해 통제된 실험실 테스트 절차를 따릅니다. 표준화된 연료의 사용, 테스트 주기 및 계산을 포함한 이 제어된 연료 소비 테스트 방법은 모든 차량을 동일한 조건에서 테스트하고 결과가 일관되고 반복 가능한지 확인하기 위해 온로드 주행 대신 사용됩니다.

선택된 테스트 차량은 테스트 전에 약 6,000km 동안 "주행"됩니다. 그런 다음 차량은 차량의 공기역학적 효율성, 무게 및 롤링 저항을 고려하도록 프로그래밍된 섀시 동력계에 장착됩니다. 훈련된 운전자가 도시와 고속도로에서의 주행을 시뮬레이션하는 표준화된 주행 사이클을 통해 차량을 주행합니다. 연료 소비 등급은 주행 사이클 동안 발생하는 배출 가스에서 도출됩니다.[47]

5 사이클 테스트:

  1. 이 도시 테스트는 평균 시속 34km, 최고 시속 90km의 속도로 가다 서다를 반복하는 도심 주행을 시뮬레이션합니다. 테스트는 약 31분 동안 진행되며 23개의 스톱이 포함됩니다. 시험은 저온 엔진 시동부터 시작되는데, 이는 여름 동안 밤새 주차한 후 차량을 시동하는 것과 유사합니다. 테스트의 마지막 단계는 고온 엔진 시동과 함께 사이클의 첫 8분을 반복합니다. 이것은 차량이 예열되고 운전된 후 짧은 시간 동안 정지한 후 차량을 다시 시작하는 것을 시뮬레이션합니다. 5분 이상의 테스트 시간이 공회전하는 데 사용되며, 이는 신호등에서 대기하는 것을 의미합니다. 테스트 셀의 주변 온도는 20°C에서 시작하여 30°C에서 종료됩니다.
  2. 고속도로 테스트는 개방형 고속도로와 시골길 주행을 혼합하여 시뮬레이션하며, 평균 속도는 78km/h, 최고 속도는 97km/h입니다. 테스트는 약 13분 동안 실행되며 정지는 포함되지 않습니다. 테스트는 뜨거운 엔진 시동에서 시작됩니다. 테스트 셀의 주변 온도는 20°C에서 시작하여 30°C에서 종료됩니다.
  3. 냉온 운전 시험에서는 시험 셀의 주변 온도를 -7 °C로 설정한 것을 제외하고는 표준 도시 시험과 동일한 운전 주기를 사용합니다.
  4. 에어컨 테스트에서는 테스트 셀의 주변 온도를 35°C까지 상승시킵니다. 그런 다음 실내 온도를 낮추기 위해 차량의 실내 온도 조절 시스템을 사용합니다. 따뜻한 엔진을 시작으로 테스트는 평균 35km/h, 최고 속도 88km/h에 도달합니다. 5개의 정류장이 포함되며 공회전은 19% 발생합니다.
  5. 고속/급가속 테스트는 평균 78km/h, 최고 속도 129km/h에 도달합니다. 4개의 정지가 포함되어 있으며 초속 13.6km/h의 속도로 활발한 가속이 극대화됩니다. 엔진이 예열되기 시작하고 에어컨을 사용하지 않습니다. 테스트 셀의 주변 온도는 일정하게 25°C입니다.

테스트 1, 3, 4, 5를 평균하여 도시 주행 연료 소비율을 만듭니다.

테스트 2, 4, 5를 평균하여 고속도로 주행 연료 소비율을 만듭니다.[47]

유럽

아일랜드 연비 라벨
주 기사: 신유럽 드라이빙 사이클

유럽 연합에서는 일반적으로 두 번의 주행 사이클을 사용하여 승용차를 테스트하고 있으며, 해당 연비는 100km당 리터, 제국 갤런당 마일 단위로 "도심" 및 "도심 외"로 보고됩니다.

도시 경제는 EC Directive 70/220/EWG에 의해 1970년에 처음 도입되었고 1999년에 EEC Directive 90/C81/01에 의해 최종 확정된 ECE-15로 알려진 테스트 사이클을 사용하여 측정됩니다. 평균 시속 18.7km(11.6mph), 최대 시속 50km(31mph)의 속도로 4,052m(2.518마일)의 도심 주행을 시뮬레이션합니다.

도심 외 주행 사이클 또는 EUDC는 평균 시속 62.6km/h(39mph) 및 최고 시속 120km/h(74.6mph)의 속도로 400초(6분 40초) 동안 지속됩니다.[48]

EU 연료 소비 수치는 종종 동일한 차량에 대한 해당 미국 EPA 테스트 결과보다 상당히 낮습니다. 예를 들어, 6단 수동 변속기가 장착된 2011 Honda CR-Z는 유럽에서는[49] 6.1/4.4 L/100 km, 미국에서는 7.6/6.4 L/100 km(31/37 mpg)로 평가됩니다.[50]

유럽 연합의 광고는 영국 법규 제2004호 1661호에 설명된 바와 같이 이산화탄소(CO2) 배출 및 연료 소비 데이터를 명확한 방법으로 보여주어야 합니다.[51] 2005년 9월부터 영국에서는 CO2 배출량을 기준으로 연비를 평가하는 색상별 "Green Rating" 스티커를 사용할 수 있습니다. A: <= 100g/km, B: 100~120, C: 121~150, D: 151~165, E: 166~185, F: 186~225, G: 226+. 사용되는 연료의 종류에 따라 가솔린 A는 약 4.1L/100km(69mpg‑imp, 57mpg‑US), G는 약 9.5L/100km(30mpg‑imp, 25mpg‑US)에 해당합니다.[52] 아일랜드는 매우 유사한 라벨을 가지고 있지만 범위는 약간 다르며 A: <= 120 g/km, B: 121–140, C: 141–155, D: 156–170, E: 171–190, F: 191–225, G: 226+입니다. EU는 2020년부터 제조업체들이 평균 95g/km CO2 배출량 이하, 또는 초과 배출량 프리미엄을 지불하도록 하고 있습니다.[54]

영국에서는 ASA(Advertising Standards Agency)가 연료 소비 수치가 오해의 소지가 있다고 주장했습니다. 광고할 수 있는 MPG(갤런당 마일) 수치로 유럽 차량의 경우는 "실제" 주행과 같지 않은 경우가 많습니다.

ASA는 자동차 제조업체들이 "치트"를 사용하여 자신들을 가능한 한 "깨끗한" 모습으로 보이게 하는 방법으로 의무적인 연비 및 배출 가스 테스트를 준비할 수 있다고 말했습니다. 가솔린과 디젤 차량 테스트에서 흔히 볼 수 있는 관행이지만, 하이브리드와 전기차는 제조업체들이 이러한 기술을 연비에 적용하기 때문에 면역력이 없습니다.

자동차 전문가들은[who?] 또한 제조업체들이 제시한 공식 MPG 수치가 실제 주행에서 나온 진정한 MPG 값을 나타내는 것이 아니라고 주장합니다.[55] 웹사이트는 실제 사용자의 크라우드 소스 데이터와 공식 MPG 수치를 기반으로 실제 MPG 수치를 보여주기 위해 설정되었습니다.[56]

현재 EU 테스트의 주요 허점은 자동차 제조업체들이 결과를 개선할 수 있는 여러 가지 "부정 행위"를 허용하고 있습니다. 자동차 제조업체는 다음을 수행할 수 있습니다.

  • 교류발전기를 분리하여 배터리를 충전하는 데 에너지가 사용되지 않습니다.
  • 마찰을 줄이기 위해 생산용 자동차에 사용되지 않는 특수 윤활제를 사용합니다.
  • 모든 전기 장치를 끕니다. 에어콘/라디오;
  • 마찰을 줄이기 위해 브레이크를 조정하거나 브레이크를 분리합니다.
  • 공기 저항을 줄이기 위해 차체 패널과 창문 사이의 틈을 테이프로 고정합니다.
  • 윙 미러를 제거합니다.[57]

국제 청정 교통 위원회(ICCT)의 2014년 연구 결과에 따르면, 유럽의 공식 연료 경제 수치와 실제 연료 경제 수치 사이의 격차는 2001년 10%에서 2013년 약 38%로 증가했습니다. 분석 결과, 자가용의 경우 2001년 8% 안팎이던 노상 CO 값과 공인 CO2 값의 차이가 2013년에는 31%, 회사차는 2013년 45%로 상승했습니다. 이 보고서는 유럽 전역의 개인 및 회사 차량 50만 대 이상의 데이터를 기반으로 합니다. 이 분석은 ICCT와 네덜란드 응용과학연구소(TNO), 독일 IFEU(Institute für Energy-und Umwelt forschung Heidelberg)가 함께 준비했습니다.[58]

2018년 ICCT 데이터 업데이트에서 공식 수치와 실제 수치의 차이는 다시 38%[59]였습니다.

일본

일본에서 사용되는 평가 기준은 일반적인 일본 운전자가 국제적으로 다른 지역에 비해 빠른 속도로 운전하지 않기 때문에 일반적으로 발견되는 주행 조건을 반영합니다(일본에서의 제한 속도).

10-15 모드

10~15 모드 주행 사이클 테스트는 일본의 신형 경차에 대한 공식 연비 및 배출가스 인증 테스트입니다. 연비는 km/L(리터당 킬로미터), 배출가스는 g/km로 표시됩니다. 이 테스트는 동력계에서 수행되며 공회전, 가속, 정상 주행 및 감속을 포함하고 전형적인 일본의 도시 및/또는 고속도로 주행 조건을 시뮬레이션하는 25가지 테스트로 구성됩니다. 달리기 패턴은 따뜻한 출발로 시작하여 660초(11분) 동안 지속되며 최대 70km/h(43.5mph)의 속도로 달립니다.[60][61] 사이클의 거리는 초기 15 모드 세그먼트를 포함하여 6.34km(3.9mi), 평균 속도는 25.6km/h(15.9mph), 지속 시간은 892초(14.9분)입니다.[61]

JC08

JC08이라고 불리는 새로운 더 까다로운 테스트는 2015년에 시행되는 일본의 새로운 표준을 위해 2006년 12월에 제정되었지만 이미 여러 자동차 제조업체에서 신차에 사용되고 있습니다. JC08 테스트는 10-15 모드 테스트보다 훨씬 길고 엄격합니다. JC08이 적용된 주행 패턴은 1200초(20분)까지 확장되며, 냉온 시동 측정과 온온 시동 측정이 모두 있으며 최고 속도는 82km/h(51.0mph)입니다. JC08의 경제 등급은 10-15 모드 사이클보다 낮지만 더 실제적인 것으로 예상됩니다.[60] 토요타 프리우스는 JC08 테스트를 통해 측정된 일본의 새로운 2015년 연비 기준을 충족한 최초의 자동차가 되었습니다.[62]

뉴질랜드

2008년 4월 7일부터 민간 판매를 제외한 최대 3.5톤의 GVW를 판매하는 모든 자동차는 연비 스티커를 부착해야 합니다(사용 가능한 경우). 이 스티커는 반별 1개부터 별 6개까지 등급을 표시해야 하며, 가장 경제적인 자동차는 별이 많고 연료가 부족한 자동차는 별이 가장 많습니다. L/100km의 연비 및 14,000km(현재 연료 가격 기준) 주행에 대한 연간 예상 연료 비용과 함께 제공됩니다. 스티커는 4개월 이상 리스할 차량에도 표시되어야 합니다. 현재 등급이 매겨진 모든 신차는 6.9L/100km(41mpg‑imp, 34mpg‑US)에서 3.8L/100km(74mpg‑imp, 62mpg‑US)까지이며, 각각 4.5~5.5스타를 받았습니다.[63]

사우디아라비아

사우디아라비아 왕국은 2014년 11월에 새로운 경차 연비 표준을 발표했는데, 이 표준은 2016년 1월 1일부터 발효되었으며, 2018년 1월 1일까지 완전히 단계적으로 적용될 예정입니다(Saudi Standards Regulation SASO-2864). 목표에 대한 검토는 2018년 12월까지 진행되며, 이때 2021-2025년 목표가 설정됩니다.

미국

1949년부터 2021년까지의 자동차 연비

미국 에너지세법

주 기사: 에너지세법

1978년[64] 미국의 에너지세법은 연비가 특정 법정 수준을 충족하지 못하는 신형 연식 차량의 판매에 대해 가스세를 신설했습니다. 세금은 (트럭이 아닌) 자동차에만 적용되며 국세청에서 징수합니다. 그 목적은 연비가 나쁜 차량의 생산과 구매를 억제하는 것입니다. 세금은 시간이 지남에 따라 비율이 증가하면서 10년 이상 단계적으로 부과되었습니다. 자동차의 제조자와 수입자에게만 적용되지만, 아마도 세금의 일부 또는 전부가 더 높은 가격의 형태로 자동차 소비자에게 전가됩니다. 신차에 한해 세금이 부과되기 때문에 중고차 매매에 대해서는 세금이 부과되지 않습니다. 세금은 연비가 낮은 차량에 대해 더 높은 세율을 적용하기 위해 등급이 매겨집니다. 세율을 결정하기 위해 제조업체는 실험실에서 모든 차량의 연비를 테스트합니다. 미국 환경 보호국은 EPA 연구소에서 이러한 테스트의 일부를 확인합니다.

일부의 경우, 이 세금은 특정 모델의 특정 변형에만 적용될 수 있습니다. 예를 들어, 2004-2006년형 Pontiac GTO(홀덴 모나로의 캡티브 수입 버전)는 4단 자동 변속기를 주문할 때 세금이 발생했지만, 6단 수동 변속기를 주문할 때 세금이 발생하지 않았습니다.[65]

2007년까지의 EPA 시험 절차

EPA 연방 시험 절차에 사용되는 "도시" 또는 도시 동력계 주행 일정(UDDS)
EPA 연방시험절차에서 사용되는 고속도로 연비주행주기(HWFET)

도시 주행과 고속도로 주행을 시뮬레이션하는 두 가지 별개의 연비 테스트: "도시" 주행 프로그램 또는 UDDS(Urban Dynamometer Driving Schedule) 또는 FTP-72(FTP-72)가 40 CFR 86에 정의되어 있습니다.I는 차가운 엔진으로 시작하여 평균 시속 20mph(32km/h) 및 최고 시속 56mph(90km/h)의 31분 동안 23번 정지하는 것으로 구성됩니다.

"고속도로" 프로그램 또는 고속도로 연비 주행 스케줄(HWFET)은 40 CFR 600에 정의되어 있습니다.그리고 워밍업 엔진을 사용하며, 10마일(16km) 거리에서 평균 시속 48마일(77km/h), 최고 속도는 97km/h입니다. 도시(55%)와 고속도로(45%)의 연료 경제에 대한 가중 평균을 사용하여 종합 등급과 거저 세금을 결정합니다.[66][67][68] 이 등급은 경차 기업 평균 연비 규제에도 사용되는 등급입니다.

이 절차가 FTP-75로 업데이트되어 10분간 일시 중지한 후 "콜드 스타트" 사이클을 반복하는 "핫 스타트" 사이클이 추가되었습니다.

EPA 수치가 거의 항상 실제 연비보다 더 나은 효율성을 나타내었기 때문에 EPA는 2008년부터 방법을 수정했습니다. 1985년식 차량에 대한 업데이트된 견적이 제공됩니다.[66][69]

EPA 시험 절차: 2008년 이후

2008 몬로니 스티커는 연비를 강조합니다.

US EPA는 보다 빠른 주행 속도, 보다 단단한 가속, 보다 차가운 온도 및 에어컨 사용의 영향을 포함하는 3가지 새로운 보충 연방 테스트 절차(SFTP) 테스트를 추가하는 MY2008의 효과적인 테스트 절차를 변경했습니다.[70]

SFTP US06은 고속/급속 가속 루프로 10분 동안 지속되고 8마일(13km), 평균 시속 48mph(77km/h), 최고 속도 80mph(130km/h)에 도달합니다. 4개의 정지가 포함되어 있으며, 활발한 가속은 초당 8.46mph(13.62km/h)의 속도로 최대화됩니다. 엔진이 예열되기 시작하고 에어컨을 사용하지 않습니다. 외부 온도는 68°F(20°C)에서 86°F(30°C) 사이입니다.

SFTO SC03은 공조 테스트로서 외부 온도를 95°F(35°C)까지 상승시키고 차량의 실내 온도 조절 시스템을 사용합니다. 9.9분 동안 3.6마일(5.8km) 루프는 평균 시속 22마일(35km/h)이며 54.8마일(88.2km/h)의 속도로 최대화됩니다. 5개의 정지가 포함되어 있으며 공회전 시간의 19%가 발생하고 초당 5.1mph의 가속이 달성됩니다. 엔진 온도가 따뜻해지기 시작합니다.

마지막으로, 저온 사이클은 주변 온도가 20°F(-7°C)로 설정되어 있다는 점을 제외하고는 현재 도시 루프와 동일한 파라미터를 사용합니다.

연비에 대한 EPA 테스트에는 실내 온도 조절 이상의 전기 부하 테스트는 포함되지 않으며, 이는 EPA와 실제 연비 간의 차이를 어느 정도 설명할 수 있습니다. 200W의 전기 부하는 FTP 75 사이클 테스트에서 0.4 km/L(0.94 mpg)의 효율을 감소시킬 수 있습니다.[36]

2017년 모델부터 계산 방법은 FTP 및 HFET 테스트에서만 도출된 추정 5사이클 도시 및 고속도로 연비 값의 정확도를 향상시키고 연비 차량의 불확실성을 낮추기 위해 변경되었습니다.[71]

전기자동차와 하이브리드

2010 전자동 모드와 가솔린 전용 모드에서 연비를 보여주는 플러그인 하이브리드용 몬로니 스티커

쉐보레 볼트, 닛산 리프 등의 차량에 대한 효율성 주장에 따라 사용 연료에 따라 다른 값을 부여하는 EPA의 새로운 차량 연비 공식을 사용할 것을 국립 신재생에너지연구소는 권고했습니다.[72] 2010년 11월 EPA는 플러그인 전기 자동차를 위한 Monroney 스티커에 최초의 연비 등급을 도입했습니다.

Chevy Volt 플러그인 하이브리드 EPA의 연비 라벨의 경우, 가솔린 당량(MPG-e)으로 표시되는 전 전기 모드와 갤런 당량(MPG-e)으로 표시되는 가솔린 전용 모드를 구분하여 평가했습니다. EPA는 또한 갤런당 마일(MPG-e)로 표시되는 전체 도시/고속도로 가스-전기 연비 등급을 추정했습니다. 라벨에는 완전 충전과 절대 충전 사이에 주행하는 30마일(48km), 45마일(72km), 60마일(97km) 및 75마일(121km)의 5가지 시나리오에 대해 소비되는 연비와 전기를 보여주는 표도 포함되어 있습니다. 이 정보는 소비자들에게 충전 사이 주행 거리에 따라 연비 결과의 변동성을 인식시키기 위해 포함되었습니다. 또한 가솔린 전용 시나리오(충전 불가)의 연비도 포함되었습니다. 전기 전용 모드의 경우 100마일(160km)당 kWh로 추정되는 에너지 소비량도 표시됩니다.[73][74]

모든 전기 자동차에 해당하는 EPA의 복합 도시/고속도로 연비를 보여주는 2010년 Monroney 라벨(이 경우 2010년식 Nissan Leaf)

Nissan Leaf 전기 자동차의 연비 라벨에 대해 EPA는 복합 연비를 갤런 가솔린 당 마일로 평가했으며, 도시 및 고속도로 주행에 대해서는 별도의 등급을 부여했습니다. 이 연비 동등성은 100마일당 kWh로 추정되는 에너지 소비량을 기반으로 하며, Monroney 라벨에도 표시되어 있습니다.[75]

2011년 5월, 미국 고속도로 교통 안전국(NHTSA)과 EPA는 2013년 모델부터 모든 신차 승용차와 트럭에 의무적으로 적용되는 연비 및 환경 라벨에 대한 새로운 요구 사항을 수립하고 2012년 모델에 자발적으로 적용하는 공동 최종 규칙을 발표했습니다. 이번 판결에는 플러그인 하이브리드, 전기차, 유연연료차, 수소연료전지차, 천연가스차 등 미국 시장에서 구할 수 있는 대체연료와 대체추진차에 대한 새로운 라벨이 포함돼 있습니다.[76][77] 대체 연료 및 첨단 기술 차량을 기존 내연 기관 차량과 비교할 수 있도록 채택된 일반적인 연비 측정 기준은 가솔린 당량(MPGe)의 갤런당 마일입니다. 휘발유 1갤런은 전기 킬로와트시, 압축천연가스(CNG) 1입방피트 또는 휘발유 1갤런의 에너지와 동일한 수소 킬로그램을 의미합니다.[76]

새로운 라벨에는 100마일(160km)을 주행하는 데 필요한 연료 또는 전기가 얼마나 필요한지에 대한 추정치도 처음으로 포함되어 있어 미국 소비자에게 주행 거리당 연료 소비량을 제공합니다. 이는 다른 많은 국가에서 일반적으로 사용되는 메트릭입니다. EPA는 소비자들이 연비 개선을 비교할 때 잠재적으로 오해의 소지가 있는 갤런 미터당 기존 마일([78]MPG 착시)을 피하는 것이 목적이라고 설명했습니다. 이 착시는 비용 간의 역(즉, 비선형) 관계 때문에 발생합니다. 주행 단위 거리당 연료 소모량) 및 MPG 값은 MPG 값의 차이가 직접적인 의미가 없음을 의미합니다. 비율만 있습니다(수학적 용어로 역함수는 덧셈과 뺄셈으로 이동하지 않으며 일반적으로 역수 값의 차이는 그 차이의 역수와 같지 않습니다). 많은 소비자들이 이러한 사실을 인식하지 못하고 있으며, 따라서 MPG 값을 차감하여 비교한다고 주장되고 있으며, 이는 서로 다른 차량 쌍 간의 연비의 상대적인 차이를 오해할 수 있습니다. 예를 들어, 10에서 20 MPG로 증가하면 연비가 100% 향상되는 것에 해당합니다. 50MPG에서 60MPG로 증가하는 것은 20% 향상에 불과하지만 두 경우 모두 10MPG의 차이가 있습니다.[79] EPA는 새로운 갤런/100마일 미터법이 연비에 대한 보다[76][80] 정확한 측정을 제공한다고 설명했습니다. 특히 100km/100km(L/100km)당 연비의 일반적인 미터법 측정치와 맞먹습니다.

CAFE 표준

1978년에서 2014년 사이의 연식 평균 자동차 주행거리 곡선
주 기사: 기업 평균 연비

1975년 의회가 처음 제정한 미국의 기업 평균 연비(CAFE) 규정은 [81]1973년 아랍 석유 금수조치를 계기로 미국에서 판매되는 자동차와 경트럭(트럭, 밴, 스포츠유틸리티차량)의 평균 연비를 향상시키기 위한 연방정부의 규정입니다. 역사적으로 미국에서 판매하기 위해 제조된 현재 연식 승용차 또는 경트럭 제조업체의 판매 가중 평균 연비입니다. 2008-2011년 Truck CAFE 표준에 따르면, 이 모델은 대형 트럭이 더 많은 연료를 소비할 수 있는 "발자국" 모델로 바뀝니다. 기준은 특정 중량 이하의 차량으로 한정되어 있었지만, 2011년에 그 중량급이 확대되었습니다.

연방 및 주 규정

1970년 청정대기법은 주들이 자체적으로 대기오염 기준을 세우는 것을 금지했습니다. 그러나 이 법안은 EPA가 캘리포니아에 포기를 허가하여 주정부가 더 높은 기준을 설정할 수 있도록 했습니다.[82] 이 법은 다른 주에서도 캘리포니아 주와 동일한 차량 배출 한도를 채택할 수 있도록 하는 "돼지 뒷배지기" 조항을 제공합니다.[83] 캘리포니아의 면제는 2007년 조지 W 부시 행정부가 자동차와 경트럭에 대한 지구 온난화 오염 제한을 채택하려는 캘리포니아 주의 노력을 거부할 때까지 정기적으로 허용되었습니다.[84] 이에 대해 소송을 제기한 것과 동일한 배출 기준을 마련하려고 했던 캘리포니아와 다른 15개 주.[85] 이 사건은 2009년 오바마 행정부가 면책을 허가함으로써 이 정책을 뒤집을 때까지 법정에 묶여 있었습니다.[86]

2012년 8월, 오바마 대통령은 2025년까지 갤런 당 평균 54.5 마일의 미국산 자동차에 대한 새로운 기준을 발표했습니다.[87][88] 2018년 4월, EPA 행정관 스콧 프루이트는 트럼프 행정부가 2012년 연방 기준을 철회할 계획이며 캘리포니아의 자체 기준 설정 권한을 억제하는 방안도 추진할 것이라고 발표했습니다.[82] 보도에 따르면 트럼프 행정부는 주 및 국가 표준을 유지할 수 있도록 타협을 고려하고 있었지만 [89]2019년 2월 21일 백악관은 이러한 협상을 포기했다고 선언했습니다.[90] 그 후 정부 보고서에 따르면 2019년에 새로운 경차 연비는 갤런당 0.2마일(갤런당 24.9마일) 하락했고, 공해는 주행 마일당 3그램(마일당 356그램) 증가했습니다. 지난 5년 동안 연비의 감소와 오염의 증가는 발생하지 않았습니다.[91] 오바마 시대의 규칙은 트럼프 행정부 시절인 2020년 3월 31일에 공식적으로 철회되었지만,[92] 바이든 행정부 시절인 2021년 12월 20일에 다시 철회되었습니다.[93]

트럭의 연비

트럭은 일반적으로 투자 상품으로 구입됩니다. 그들은 돈을 벌기 위한 것입니다. 대형 트럭에서 연소되는 디젤 연료는 화물 운송 회사의 총 비용의 약 30%[94]를 차지하기 때문에 항상 최고의 연비를 위해 노력하는 운송 업계와 트럭 건설 업계 모두에 많은 관심이 있습니다. 트럭 구매자에게 표준 절차에 의해 측정된 연비는 첫 번째 가이드라인에 불과합니다. 전문 트럭 운송 회사는 실제 사용량에서 트럭과 트럭 함대의 연비를 측정합니다. 실제 사용 시 트럭의 연비는 다음과 같은 네 가지 중요한 요소에 의해 결정됩니다.[94] 다양한 OEM에 의해 지속적으로 향상되는 트럭 기술. 운전자의 주행 스타일은 실제 연비에 많은 기여를 합니다(표준 주행 스타일이 사용되는 테스트 사이클과는 다릅니다). 차량의 유지 보수 조건이 연비에 영향을 미치며, 이는 트럭이 항상 완벽한 상태로 제공되는 표준화된 절차와는 다릅니다. 마지막으로 중요한 것은 차량의 사용이 연료 소비량에 영향을 미친다는 것입니다. 언덕이 많은 도로와 무거운 짐은 차량의 연료 소비를 증가시킬 것입니다.

오염에 미치는 영향

추가 정보: Gas-guzzler 및 차량 효율성 이니셔티브

연비는 연료 사용량에 영향을 주어 오염을 일으키는 배출가스에 직접적인 영향을 미칩니다. 그러나 해당 차량을 구동하는 데 사용되는 연료 공급원에 따라 다릅니다. 예를 들어, 자동차는 천연 가스, LPG 또는 바이오 연료 또는 다양한 양의 대기 오염을 발생시키는 전기와 같은 가솔린 이외의 다양한 연료 유형으로 운행될 수 있습니다.

휘발유, 경유, 등유 또는 차량의 다른 탄화수소 연료에 포함된 탄소 1kg은 약 3.6kg의 CO를2 배출합니다.[95] 가솔린의 탄소 함량으로 인해 연소 시 CO는2 2.3kg/L(19.4lb/US gal)를 배출하며, 디젤 연료는 단위 부피당 에너지 밀도가 높기 때문에 디젤은 2.6kg/L(22.2lb/US gal)를 배출합니다.[95] 이 수치는 최종 연료 제품의 CO2 배출량일 뿐이며 연료를 생산하는 데 필요한 시추, 펌핑, 운송 및 정제 단계에서 생성되는 추가 CO2 배출량은 포함하지 않습니다. 전체 배출을 줄이기 위한 추가적인 조치로는 에어컨, 조명 및 타이어의 효율 개선이 있습니다.

단위전환

미국 갤런
  • 1 mpg ≈ 0.425 km/L
  • 235.2/mpg ≈ L/100 km
  • 1 mpg ≈ 1.201 mpg (imp)
임페리얼 갤런
  • 1 mpg ≈ 0.354 km/L
  • 282/mpg ≈ L/100 km
  • 1 mpg ≈ 0.833 mpg (US)

mpg에서 변환

mpg (imp) mpg(미국) km/L 신용장/100km
5 4.2 1.8 56.5
10 8.3 3.5 28.2
15 12.5 5.3 18.8
20 16.7 7.1 14.1
25 20.8 8.9 11.3
30 25.0 10.6 9.4
35 29.1 12.4 8.1
40 33.3 14.2 7.1
45 37.5 15.9 6.3
50 41.6 17.7 5.6
55 45.8 19.5 5.1
60 50.0 21.2 4.7
65 54.1 23.0 4.3
70 58.3 24.8 4.0
75 62.5 26.6 3.8
80 66.6 28.3 3.5
85 70.8 30.1 3.3
90 74.9 31.9 3.1
95 79.1 33.6 3.0
100 83.3 35.4 2.8
mpg(미국) mpg (imp) km/L 신용장/100km
5 6.0 2.1 47.0
10 12.0 4.3 23.5
15 18.0 6.4 15.7
20 24.0 8.5 11.8
25 30.0 10.6 9.4
30 36.0 12.8 7.8
35 42.0 14.9 6.7
40 48.0 17.0 5.9
45 54.0 19.1 5.2
50 60.0 21.3 4.7
55 66.1 23.4 4.3
60 72.1 25.5 3.9
65 78.1 27.6 3.6
70 84.1 29.8 3.4
75 90.1 31.9 3.1
80 96.1 34.0 2.9
85 102.1 36.1 2.8
90 108.1 38.3 2.6
95 114.1 40.4 2.5
100 120.1 42.5 2.4

km/L, L/100 km 에서 변환

신용장/100km km/L mpg(미국) mpg (imp)
1 100.0 235.2 282.5
2 50.0 117.6 141.2
3 33.3 78.4 94.2
4 25.0 58.8 70.6
5 20.0 47.0 56.5
6 16.7 39.2 47.1
7 14.3 33.6 40.4
8 12.5 29.4 35.3
9 11.1 26.1 31.4
10 10.0 23.5 28.2
15 6.7 15.7 18.8
20 5.0 11.8 14.1
25 4.0 9.4 11.3
30 3.3 7.8 9.4
35 2.9 6.7 8.1
40 2.5 5.9 7.1
45 2.2 5.2 6.3
50 2.0 4.7 5.6
55 1.8 4.3 5.1
60 1.7 3.9 4.7
km/L 신용장/100km mpg(미국) mpg (imp)
5 20.0 11.8 14.1
10 10.0 23.5 28.2
15 6.7 35.3 42.4
20 5.0 47.0 56.5
25 4.0 58.8 70.6
30 3.3 70.6 84.7
35 2.9 82.3 98.9
40 2.5 94.1 113.0
45 2.2 105.8 127.1
50 2.0 117.6 141.2
55 1.8 129.4 155.4
60 1.7 141.1 169.5
65 1.5 152.9 183.6
70 1.4 164.7 197.7
75 1.3 176.4 211.9
80 1.3 188.2 226.0
85 1.2 199.9 240.1
90 1.1 211.7 254.2
95 1.1 223.5 268.4
100 1.0 235.2 282.5

참고 항목

주석

  1. ^ 구체적으로, 생산 가중 조화 평균
  2. ^ 2.2% 감소한 수치는 하루 소비량이 석유 9,299,684배럴인 것으로 나타나 계산되었습니다. 부문별 에너지 소비량 섹션에서 수송 부문에서 1973년의 석유 소비량을 2.1e로 구한 다음, 열 변환 계수 섹션에서 A1을 사용하여 배럴로 변환합니다(에탄올 기반 또는 스모그 저감 가스로 알려진 것이 1973년에는 흔하지 않았기 때문에 "통상적인 모터 휘발유"로 가정).[17]

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