Anonim

Nej, vi kör inte alla golfvagnar.

I själva verket, när bilar byter under de kommande 12 åren för att uppfylla mycket tuffare bränsleekonomiska regler, kommer bilproducenter sannolikt att göra sitt bästa för att hålla förändringarna osynliga.

Dina nästa fordon kommer att leverera bättre gassträcka än någonsin tidigare, oavsett hur stora eller små de är.

År 2025 har branschen gått med på att uppnå en övergripande nivå för företagens genomsnittliga bränsleekonomi (CAFE) på 54, 5 mpg.

Det motsvarar ett kombinerat EPA-betyg på 42 mpg på fönstermärken på grund av skillnader i hur bränsleeffektiviteten beräknas.

Det är lägre än tre olika Toyota Prius-hybridmodeller som uppnås idag, men genomsnittet inkluderar allt från minicars till pickupbilar i full storlek.

Så vad är tekniken som låter biltillverkare följa reglerna för gassträcka - och hur kommer de att byta din nästa bil?

Vi har delat upp denna nedgång i tre delar:

  • Del I: Nya regler för gassträcka kommer att omforma vad amerikanerna förare: Aerodynamik och vikt
  • Del II: Nya regler för gassträcka kommer att omforma vad amerikanerna driver: motorer och transmissioner
  • Del III: Nya regler för gassträcka kommer att omforma vad amerikanerna driver: Hybrider, elektricitet, kostnader

Idag kommer vi att titta på de allt mer hala former som bilar kommer att ta på sig - många av vilka du förmodligen inte kommer att märka det - och de dieter de kommer att läggas på för att gå ner i övervikt.

I båda fallen kanske förändringarna inte verkar så radikala som du föreställer dig.

AERODYNAMIK

Ett av de enklaste sätten att spara bränsle är att göra en bil jämnare och halkare över 40 mph, när energin som krävs för att övervinna vindmotståndet börjar stiga.

Varje nytt fordon, från eleganta superbilar till bluff, blockerade snygga pickuper, tillbringar nu hundratals eller tusentals timmar i vindtunneln.

Kroppsdesigners och aerodynamiker förfinar varje element, från vingespeglar till små "spats" i hjulbågarnas hörn, för att minska luftflödesturbulensen som orsakar drag.

Image

Test av vindtunnlar för MINI Cooper John Cooper Works GP

Luftflödet är viktigt över 40 mph

Genom att leda luften smidigt över och runt bilen, minska virvlarna och virvlarna där luften fastnar, krävs mindre energi för att driva bilen genom luften.

En biprodukt är att bilen också kan bli tystare, med mindre vindbuller tydligt inuti.

Ett sätt du kan bekräfta hur aerodynamisk en ny bil är: Ta den på motorvägen och öppna ett fönster - säger förarens - och sedan en annan på andra sidan, kanske till höger bak.

I många bilar producerar obalansen i luftflödet på de två sidorna ett snabbt, obehagligt trummande eller bufflande ljud.

Det gamla tipset om att öppna fönstren för att spara bränsle genom att hålla ventilationen av?

Definitivt inte längre exakt; effektiv aerodynamik sparar mer bränsle i hastighet än de nyaste elektriska luftkonditioneringskompressorerna använder.

Image

2011 Chevrolet Cruze Eco

Gitterluckor, undertecknar

Två enkla, osynliga sätt som biltillverkare kan jämna ut luftflödet över nya bilar lägger till aktiva gallerluckor och smidiga företag.

Först lanserade på Chevrolet Cruze Eco 2011, sitter aktiva gallerluckor bakom gallret och stänger luftflödet genom kylaren när det inte behövs för motorkylning.

Det minskar turbulensen (den luften måste fly ut från motorrummet någonstans) genom att helt enkelt dirigera luftflödet runt bilens näsa och över resten av kroppen.

GM använder nu de aktiva gallerluckorna på flera olika Buick- och Chevrolet-modeller, och Chrysler har lagt till dem i sin senaste Ram1500 pickup från 2013 av samma anledning.

När det gäller smidiga underhåll är de enkla, hållbara kompositpaneler som täcker de olika komponenterna som hänger under bilens floorpan.

Image

2012 Buick Lacrosse med eAssist, underbody aero panel

Vanligtvis finns det en utskärning för det mycket heta avgassystemet, men fjädringskomponenter, chassypressar och alla andra saker du aldrig ser är gömda bakom en slät skärm förbi som luften flyter mer smidigt.

Återigen: mindre turbulens, mindre bränsle bränns för att övervinna luftmotståndet.

Självsänkande fordon

I framtiden kommer fordon att börja sänka sig närmare vägytan när de reser på släta vägar med hög hastighet.

Ju mindre turbulens som skapas mellan vägen och botten av bilen, desto mer ekonomiskt kan den resa.

Och de flesta förare och passagerare kommer aldrig att känna att bilen är en tum eller två närmare trottoaren än den var när de gick in i den.

Redan sett på en handfull superbilar och lyxiga sedans kan detta nästa dyka upp i pickupbilar och nyttofordon.

Deras markavstånd på 7 till 9 tum skapar mycket mer turbulens mellan fordonet och vägen än fler bilar med lågsving.

Elbilar i framkant

Några av de mest aggressiva aerodynamiska ansträngningarna har gått till plug-in elbilar, för att skära vindmotstånd och lägga varje sista mil till det begränsade utbudet av mycket dyra batteripaket.

Fiat 500e bil med låg volym 2013, till exempel, har omformat främre och bakre fasior, små fläckar på hjulbrunnarna, omformade sidospegelöverdrag och underskärmskydd för att jämna luftflödet.

Och några av dessa ändringar kommer att komma tillbaka till bensin Fiat 500-serien och förbättra dess bränsleeffektivitet.

På liknande sätt fann Chevrolet att den fick mer räckvidd genom att raka punkter från den aerodynamiska dragningen i sin Volt-utsträckta elbil än den minskade bilens vikt.

Dels beror det på att energin som förbrukas för att påskynda en större vikt delvis kan återvinnas från fart genom regenerativ bromsning, medan energi som används för att övervinna drag förloras för alltid.

Image

2014 Mercedes-Benz CLA 250

Inte "vetenskapsprojekt"

Kanske viktigast av allt är att dessa mycket mer aerodynamiska bilar inte ser ut som vetenskapsprojekt.

Mer illustrativt, de kommer inte alla att se ut som Toyota Prius, med dess rundade front, liten galleröppning, platta sidor och hög, vertikal svans. Eller den lilla första generationen Honda Insight tvåsits, eller GM EV1 med sin teardropform.

De flesta köpare vill ha bättre bränsleekonomi, men de vill också att deras bilar ska ha bekanta former - ett nyttofordon ska se ut som en hög vagn, en sedan ska ha en igenkännbar bagageutrymme och så vidare.

Det bästa beviset på att detta är möjligt är Mercedes-Benz CLA kompakt sedan, som tillverkaren säger har den lägsta dragskoefficienten för någon aktuell produktionsbil.

Den har inga fenderkjolar, ingen synlig tårform och ingen klämd, smal svans.

Den har ett galler, fyra dörrar och en igenkänd sedanprofil - om det kanske är snyggare än de lilla Mercedes-Benz-boxarna från tidigare år.

Image

1999 GM (specialfordon) EV1

Med andra ord, det ser ingenting ut som den futuristiska GM EV1 som hade den lägsta dragskoefficienten för någon produktionsbil för 15 år sedan.

Det är allt i detaljerna.

VIKT MINSKNING

Tillsammans med att minska aerodynamisk drag är det andra "fria" sättet att minska energiförbrukningen att göra hela bilen lättare.

Det är långt ifrån gratis, i verkligheten, eftersom lättare material som aluminium, vissa kompositer och kolfiber är betydligt dyrare än gott gammalt stål.

Image

2012 Audi A6 aluminium- och stålkonstruktion

Bilstålindustrin har varit mycket mer motståndskraftig än de flesta analytiker förväntade sig.

Det har skapat flera dussin olika typer och styrkor av stål som används för kritiska kraschsäkerhetsstrukturer som inte är tyngre eller bulkigare än deras vanliga stål motsvarigheter, men långt, mycket starkare.

De är dyrare, sant, men ingenstans nära aluminiumkostnaderna. Och stålindustrin förväntar sig ytterligare framsteg för att tillåta stålkroppar så lika som aluminium.

Aluminium för stor lyx

Fortfarande, för stora lyxfordon, blir aluminium långsamt det material du väljer.

Image

2012 Tesla Model S kroppsvitt

Audi A8, Jaguar XJ och Tesla Model S är alla byggda av mer än 90 procent aluminium, vilket sparar hundratals pund.

Den nya Range Rover 2013 bytte från stål- till aluminiumkonstruktion och förlorade hela 800 pund modell för modell. Dess kombinerade EPA-betyg steg från 14 mpg till 16 mpg.

Det är knappast Prius-nummer, beviljade, men en anmärkningsvärd 14-procentig förbättring i en bil som är mer kraftfull, snabbare, säkrare och erbjuder mer standard och valfri utrustning.

Kolfiber kommer

Ännu lättare och starkare än stål är kolfiber, länge används bara i racerbilar och de mest exotiska supervolymbilar med låg volym.

Men elbilen BMW i3 2014, som säljs nästa januari, kommer att vara det första massproducerade fordonet i världen med en karossbyggnad byggd av kolfiberarmerad plast (CFRP), som sitter på en aluminiumplattform som innehåller batteriet och löputrustning.

BMW i3s karosscell är så stark att ingen central dörrstolpe krävs för att uppfylla säkerhetstester för rullning och krossning av tak.

BMW räknar med att det ska få höga säkerhetsbetyg och har inrättat en speciell produktionslinje för att lägga fibrerna i kompositen i volym - tidigare en uppgift som man gjort.

Under ett program som stöds av regeringen samarbetar flera japanska tillverkare med kolfiberleverantörer om metoder för massproducerande kolfiber för bilanvändning.

Programmets mål är att lansera det första volymproduktionsfordonet med kolfiberkomponenter under 2015.

Allt annat blir lättare också

Men bortom kroppsskal - visserligen den tyngsta komponenten i en bil - granskas alla andra komponenter kontinuerligt för sätt att raka av uns eller kilo.

Image

BMW i3 Concept

Det finns nu motorns grenrör gjorda av plastkompositer som är tuffa nog för att tåla motorens höga värme under hundratusentals mil. Andra motorer har många grenar inbyggda i sina cylinderhuvuden.

Att ersätta en V-6-motor med en fyra betyder ett mindre, lättare motorrum, vilket kräver en mindre nötkött fjädring, och så vidare.

Sittplatser är lättare, fästen växlar från metall till plast, trunklider från aluminium till kompositer, elektrisk servostyrning väger mindre än den gammaldags hydrauliska typen, och så vidare.

Även fönster- och vindruteglas blir lättare (medan de förblir lika starka som alltid), vilket har den extra fördelen att sänka bilens tyngdpunkt något för bättre hantering.

Enligt vissa uppskattningar kan en bil med samma kraft och inre utrymme väga 20 till 30 procent mindre 2025 än den gör idag.

Att ta bort en fjärdedel av vikten betyder inte riktigt en jämförbar ökning av bränsleeffektiviteten - men det räknas allt.

Image

2012 Fiat 500 IIHS krocktest

Säkerheten kvarstår

Biltillverkare börjar till och med nämna fördelarna med lättare fordon med gassträcka. 2013 Hyundai Santa Fe är det enda medelstora crossover nyttofordonet under 2 ton, konstaterar Hyundai.

Det betyder att den har ett bättre vikt / vikt-förhållande än Ford Explorer; varje hästkraft i Santa Fe: s motor måste bara flytta 13, 5 pund, medan Explorer måste flytta 15, 6 pund med var och en av sina hästar.

Det bästa är att medan fordonsstrukturer blir lättare kommer säkerhetsnormerna inte att förändras - så lättare bilar kommer att fortsätta att uppfylla de senaste säkerhetsnormerna.

Och förare kommer förmodligen inte att märka de lättare bilarna bakom ratten. De ser bara skillnaden vid bensinpumpen.

NÄSTA ..

  • Del II: Nya regler för gassträcka kommer att omforma vad amerikanerna driver: motorer och transmissioner
  • Del III: Nya regler för gassträcka kommer att omforma vad amerikanerna driver: Hybrider, elektricitet, kostnader

_______________________________________________