Aknad või konditsioneer, kütusesäästlik valik sõltub kiirusest

Palava ilmaga peab autojuht valima kahe energiakulu vahel. Konditsioneer nõuab jõuallikalt lisavõimsust, avatud aknad aga lõhuvad auto ümber hoolikalt disainitud õhuvoolu. Linnakiirusel võidab enamasti värske õhk, maanteel kinnised aknad ja kliimaseade. Nende vahele jääb lai murdeala, kus tulemust mõjutavad auto kerekuju, akende arv ja salongi jahutamiseks vajalik töö.

Kõige mõistlikum praktiline reegel on lihtne. Kuni umbes 50 km/h tasub kasutada avatud aknaid, kui välisõhk suudab salongi piisavalt jahutada. Kiirustel 50-80 km/h sõltub säästlikum lahendus autost ja akende asendist. Alates umbes 80 km/h tasub aknad sulgeda ja lülitada sisse konditsioneer.

See pole iga auto täpne laboratoorne murdepunkt. Pigem tähistab 50-80 km/h üleminekuala, kus konditsioneeri energiakulu hakkab võistlema avatud akende kasvava tuuletakistusega.

Väikesel kiirusel maksab konditsioneer rohkem

Konditsioneeri kompressor vajab töötamiseks energiat. Sisepõlemismootoriga autos tuleb see energia kütusest, elektriautos veoakust. Eriti suure koormuse tekitab päikese käes kuumenenud salongi esmane mahajahutamine.

Aeglases linnaliikluses jääb avatud akna aerodünaamiline mõju suhteliselt väikeseks. Auto ei suru veel suurel kiirusel läbi õhu ning aknast tekkiv turbulents nõuab jõuallikalt vähe lisatööd. Konditsioneeri kompressor vajab samal ajal energiat olenemata sellest, kas auto liigub kiirusega 20 või 50 km/h.

USA energiaministeerium soovitab seetõttu kasutada avatud aknaid väiksematel kiirustel ja konditsioneeri maanteesõidul. Amet ei nimeta üht täpset murdepunkti, sest autode aerodünaamika ja kliimaseadmete koormus erinevad.

Praktilises kasutuses võib lähtuda järgmisest:
Kuni 40 km/h on avatud aken tavaliselt kõige säästlikum lahendus.
Kiirustel 40-50 km/h säilitavad aknad enamasti eelise, eriti lühikesel sõidul.
Kiirustel 50-80 km/h määravad tulemuse akende arv, avamise ulatus ja konditsioneeri töökoormus.
Alates 80 km/h muutuvad kinnised aknad üldjuhul mõistlikumaks.
Kiirustel 100 km/h ja rohkem tasub kasutada kliimaseadet ning hoida aknad kinni.
Üks avatud aken koormab autot vähem kui kõik aknad

Akende mõju pole ainult küsimus, kas need on lahti või kinni. Sama oluline on avatud pindala ja avade paiknemine.

Üks osaliselt avatud küljeaken rikub õhuvoolu vähem kui kaks või neli täielikult avatud akent. See ei tähenda, et mõju kasvab täpselt võrdeliselt akende arvuga. Õhk siseneb ühe ava kaudu salongi, teise kaudu väljub ning rõhuerinevused võivad tekitada väga erineva turbulentsi sõltuvalt sellest, millised aknad juht avab.

SAE avaldatud aerodünaamikauuring võrdles luukpäral 12 akende avamise kombinatsiooni. Kõik avatud akendega seadistused suurendasid õhutakistust võrreldes täielikult suletud autoga, kuid suurenemise ulatus sõltus konkreetsete akende asukohast ja kombinatsioonist.

Seega saab anda järgmised praktilised soovitused.

Üks veidi avatud esiaken

See on väikese kiiruse juures kõige väiksema energiakuluga lahendus, kui õhuvool jahutab juhti piisavalt. Mõne sentimeetri võrra avatud aken tekitab vähem takistust kui täielikult alla lastud klaas.

Sellist lahendust võib säästlikuks pidada ligikaudu kiiruseni 50-60 km/h. Kiiruse kasvades suureneb müra ning õhuvool ei pruugi enam jahutada salongi ühtlaselt.

Kaks avatud esiakent

Kahelt küljelt avatud auto ventileerib salongi paremini, kuid kasvatab avatud pindala ja häirib õhuvoolu rohkem. ADAC mõõtis mõlema külje avatud akendega kiirustel 80-100 km/h ligikaudu 0,2 l/100 km suuruse lisakulu.

Kaks avatud esiakent sobivad seetõttu kõige paremini linnas ja kiirustel kuni umbes 50 km/h. Vahemikus 50-70 km/h sõltub tulemus juba tugevalt auto kujust ja sellest, kui laialt aknad avada.

Kõik neli akent avatud

Neli avatud akent jahutavad kuuma salongi kiiresti, kuid pole pikemal sõidul säästlik lahendus. Suur avatud pind tekitab salongist läbiva õhuvoolu, tugeva turbulentsi ning suurema aerodünaamilise kao.

Kõigi akende avamine töötab kõige paremini sõidu alguses, eemaldamaks päikese käes seisnud autost kuuma õhku. Pärast mõnesaja meetri läbimist või kiiruse tõusmist umbes 40-50 km/h-ni tasub aknad sulgeda.

Üks tagumine aken avatud

Ühe tagumise akna avamine võib mõnes autos tekitada tugeva madalsagedusliku rõhuvõnkumise. Salong käitub resonantsõõnsusena ning aknaava kohal liikuv õhuvool põhjustab niinimetatud puhverdamist. Teise akna kerge avamine võib rõhuerinevust vähendada, kuid kasvatab samal ajal avatud pindala ja õhutakistust. Küljeakna õhuvoolu resonants ja müra sõltuvad auto kerest ning akna avamise ulatusest.

Ühe akna kasutamine pole seega alati vaiksem või mugavam, isegi kui see tekitab üldjuhul vähem takistust kui mitme täielikult avatud aknaga sõitmine.

Kiiruse kasvades hakkab aerodünaamika domineerima

Õhutakistus kasvab ligikaudu kiiruse ruuduga. Kahekordistades kiiruse 50-lt 100 km/h-ni, kasvab sama õhutakistusteguri korral aerodünaamiline jõud ligikaudu neli korda.

Selle takistuse ületamiseks vajalik võimsus kasvab veel kiiremini, ligikaudu kiiruse kuubiga. Kiiruse kahekordistamisel vajab auto aerodünaamilise takistuse alistamiseks teoreetiliselt umbes kaheksa korda rohkem võimsust.

Seetõttu ei tekita täielikult avatud aken kiirusel 30 km/h suurt kütusekulu, kuid võib kiirusel 100 km/h muutuda juba mõõdetavaks koormaks.

ADAC märgib, et alates ligikaudu 50 km/h muutuvad avatud akendega salongis müra ja turbulents tuntavaks. Organisatsiooni teise säästujuhendi järgi hakkavad avatud akna juures tekkivad keerised energiakulu selgemalt kasvatama ligikaudu alates 70 km/h.

See toetab praktilist 50-80 km/h üleminekuala. Selle alumises otsas võivad aknad olla endiselt säästlikumad, ülemises otsas hakkavad kinnised aknad ja mõõdukalt töötav konditsioneer järjest sagedamini võitma.

Konditsioneer kulutab enim sõidu alguses

Kliimaseadme lisakulu pole kogu teekonna vältel ühesugune. Päikese käes seisnud autos peab süsteem jahutama salongiõhu kõrval istmeid, armatuurlauda, klaase ja muid kuumenenud pindu.

Kui salong saavutab soovitud temperatuuri, vähendab automaatne kliimaseade kompressori koormust. Seetõttu võib konditsioneer kulutada esimese kümne minuti jooksul palju energiat, kuid töötada hiljem märksa säästlikumalt.

ADAC-i katses ulatus kliimaseadmete keskmine lisakulu 10-15 protsendini. Täisautomaatse süsteemi lisakulu jäi ligikaudu 5-6 protsendi juurde. Linnas arvestas ADAC umbes 1,0 l/100 km ning kiirusel 100 km/h umbes 0,3 l/100 km suuruse lisakuluga, kui auto tavakulu oli 5 l/100 km.

Värskemates säästusoovitustes nimetab ADAC kliimaseadme võimalikuks lisakuluks sõltuvalt autost ja tingimustest umbes 0,3-1,5 l/100 km. See vahemik näitab, kuivõrd palju mõjutavad tulemust temperatuur, päike, süsteemi ehitus ja juhi valitud seadistus.

Laborikatse näitab, miks täpset piiri pole

Oak Ridge’i riiklik labor võrdles 2009. aasta Toyota Corollat ja Ford Explorerit. Mõlema auto puhul kulutas maksimaalse jahutuskoormusega konditsioneer kiirustel 64-113 km/h rohkem kütust kui avatud aknad.

Corolla puhul võrdsustusid tulemused ligikaudu kiirusel 121 km/h ning avatud aknad muutusid konditsioneerist kulukamaks umbes 129 km/h juures. Explorer säilitas avatud akendega väiksema kütusekulu ka kiirusel üle 113 km/h.

See ei tähenda, et autojuht peaks kiirusel 120 km/h aknad lahti hoidma. Katses töötas konditsioneer maksimaalse koormusega, mitte pärast salongi mahajahutamist tavapärases automaatrežiimis. Samuti pärinesid autod ajast, mil kliimaseadmete juhtimine polnud alati sama tõhus kui uutel mudelitel.

Katse näitab siiski, et konditsioneeri absoluutne kütusevõit ei alga automaatselt kiirusel 40, 60 ega isegi 80 km/h. Praktiline otsus peab arvestama energiakulu kõrval müra, jahutusvõimet, sõidu pikkust ja juhi keskendumist.

Milline meetod on eri kiirustel efektiivsem?
Kuni 40 km/h

Kõige efektiivsem on tavaliselt üks või kaks avatud akent ning väljalülitatud konditsioneer.

Selles kiirusvahemikus jääb aerodünaamiline lisakulu väikeseks. Üks osaliselt avatud aken kulutab üldjuhul vähem energiat kui mitu täielikult avatud akent, kuid jahutab salongi aeglasemalt.

40-50 km/h

Avatud aknad säilitavad enamasti eelise.

Üks mõõdukalt avatud aken sobib kõige paremini, kui autos viibib ainult juht. Kahe või nelja avatud akna eelis hakkab vähenema, sest suurem avatud pind kasvatab turbulentsi.

50-60 km/h

Üks osaliselt avatud aken võib olla endiselt konditsioneerist säästlikum.

Mitme täielikult avatud akna puhul jõuab auto juba üleminekualasse. Kui salong vajab tugevat jahutamist, tasub aknad sulgeda ja kasutada kliimaseadet.

60-80 km/h

Kindlat võitjat pole.

Üks veidi avatud aken võib mõõduka ilmaga veel väiksema energiakuluga töötada. Kaks või neli avatud akent hakkavad järjest rohkem aerodünaamikat karistama. Konditsioneer muutub mõistlikumaks, eriti kui salong on juba maha jahtunud.

Üle 80 km/h

Kõige praktilisem ja enamasti efektiivsem valik on kinnised aknad ning mõõdukalt töötav konditsioneer.

Energiakulu erinevus võib mõne auto puhul jääda väikeseks ning maksimaalselt töötav konditsioneer võib avatud akendest endiselt rohkem kulutada. Kinnised aknad pakuvad aga väiksemat müra, paremat õhujaotust ja stabiilsemat aerodünaamikat.

Üle 100 km/h

Aknad tuleb sulgeda.

Sellisel kiirusel pole mitme avatud aknaga sõitmine müra, turbulentsi ega mugavuse tõttu mõistlik. Konditsioneer suudab salongi temperatuuri hoida väiksema ja paremini juhitava koormusega kui esmasel mahajahutamisel.

Kõige säästlikum lahendus kasutab mõlemat meetodit

Päikese käes kuumenenud autot pole mõistlik hakata kohe suletud akendega konditsioneeri abil jahutama. Kõige kuumem õhk tuleb esmalt salongist välja lasta.

Tõhus tööjärjekord näeb välja järgmine:

Ava enne sõitu uksed ja aknad.
Alusta sõitu kõigi akendega, laskmaks kuumal õhul väljuda.
Sulge suurem osa aknaid mõnesaja meetri järel.
Kiiruse kasvades üle 50-60 km/h sulge ka viimane aken.
Lülita sisse konditsioneer ja kasuta alguses siseõhuringlust.
Pärast salongi jahtumist lase kliimaautomaatikal hoida temperatuuri.
Sea temperatuur ligikaudu 21-23 °C juurde, mitte minimaalsele näidule.

Nii ei pea konditsioneer kogu kuuma õhumassi üksi maha jahutama ning auto ei sõida suuremal kiirusel avatud akendest põhjustatud lisatakistusega. USA energiaministeerium ja ADAC soovitavad kuuma salongi enne kliimaseadme kasutamist tuulutada.

Säästlik valik pole ainult väikseim kütusenumber

Puhtalt energiakulu arvestades võivad avatud aknad mõne auto ja katsetingimuse puhul konditsioneerist säästlikumad olla isegi maanteel. Tegelikus liikluses peab juht arvestama ka müra, õhu kvaliteeti, nähtavust ja keskendumisvõimet.

Palavas salongis sõitmine väsitab juhti. Avatud akende müra võib raskendada ümbritseva liikluse kuulmist ning tugev turbulents muudab pika maanteesõidu ebamugavaks.

Seetõttu ei tähenda efektiivsus ainult väikseimat võimalikku kütusekulu. Efektiivne lahendus peab hoidma salongi talutava temperatuuriga, koormama autot mõõdukalt ja võimaldama juhil keskenduda.

Linnas täidab selle ülesande enamasti avatud aken. Maanteel teeb sama töö paremini konditsioneer.