Chênh lệch tốc độ không quá lớn nhưng có thể khiến mức tiêu thụ nhiên liệu thay đổi đáng kể. Nguyên nhân chủ yếu nằm ở lực cản khí động học, yếu tố ngày càng ảnh hưởng rõ rệt khi xe di chuyển nhanh trên đường cao tốc.
Xe sử dụng động cơ đốt trong thường tiết kiệm nhiên liệu hơn khi chạy trên đường cao tốc so với di chuyển trong đô thị. Tuy nhiên, lợi thế này không kéo dài nếu người lái duy trì tốc độ quá cao. Trên thực tế, việc tăng tốc từ khoảng 90 km/h lên 120 km/h có thể khiến mức tiêu thụ nhiên liệu tăng đáng kể, dù thời gian di chuyển được rút ngắn.
Nguyên nhân không chỉ nằm ở việc động cơ phải hoạt động với cường độ cao hơn mà còn liên quan trực tiếp đến lực cản khí động học. Khi xe di chuyển, không khí tạo ra lực cản ngược chiều chuyển động. Lực cản này phụ thuộc vào mật độ không khí, diện tích mặt trước của xe, hình dáng khí động học và đặc biệt là bình phương tốc độ.
Điều đó có nghĩa tốc độ càng tăng, lực cản không khí càng lớn. Khi tốc độ tăng gấp đôi, lực cản khí động học có thể tăng khoảng bốn lần trong cùng điều kiện. Để duy trì tốc độ cao, động cơ phải cung cấp thêm công suất nhằm thắng lực cản, kéo theo lượng nhiên liệu tiêu thụ tăng lên.
Dữ liệu từ Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge (Mỹ) cho thấy sự khác biệt khá rõ. Một mẫu sedan cỡ trung thông thường đạt mức tiêu thụ nhiên liệu tương đương khoảng 5,2 lít/100 km khi chạy ở tốc độ 88 km/h. Nếu tăng tốc lên 105 km/h, mức tiêu thụ tăng lên khoảng 6,2 lít/100 km. Khi duy trì tốc độ 121 km/h, con số này tiếp tục tăng lên khoảng 7,4 lít/100 km.
Với người thường xuyên di chuyển đường dài, chênh lệch này có thể tạo ra khoản chi phí đáng kể. Theo phép tính dựa trên giá xăng trung bình tại Mỹ là 4,25 USD/gallon (khoảng 1,12 USD/lít), một người di chuyển khoảng 24.140 km đường cao tốc mỗi năm có thể tiết kiệm tới 576 USD nếu duy trì tốc độ 88 km/h thay vì 121 km/h.
Với xe sử dụng động cơ diesel, mức tiêu thụ nhiên liệu cũng thay đổi đáng kể theo tốc độ. Dữ liệu nghiên cứu cho thấy một mẫu xe diesel đạt mức tiêu thụ khoảng 4,3 lít/100 km ở tốc độ 88 km/h, nhưng tăng lên khoảng 6,4 lít/100 km khi chạy ở tốc độ 121 km/h. Với giá dầu diesel tại Mỹ khoảng 6,35 USD/gallon (tương đương 1,68 USD/lít), người di chuyển 24.140 km mỗi năm có thể tiết kiệm hơn 800 USD nếu giảm tốc độ từ 121 km/h xuống 88 km/h.
Xe hybrid cũng không nằm ngoài quy luật này, dù có lợi thế về hiệu suất truyền động. Theo cùng nghiên cứu, một mẫu sedan hybrid cỡ trung tiêu thụ khoảng 5,1 lít/100 km ở tốc độ 88 km/h, tăng lên khoảng 7,1 lít/100 km khi chạy ở tốc độ 121 km/h. Đáng chú ý, mức tiêu thụ nhiên liệu thấp nhất của mẫu xe này đạt được ở tốc độ khoảng 72 km/h, tương đương 4,3 lít/100 km.
Điều này cho thấy lợi thế tiết kiệm nhiên liệu của hệ truyền động hybrid có thể suy giảm đáng kể khi xe chạy nhanh trên cao tốc. Đặc biệt, những mẫu SUV và bán tải có thân xe vuông vức, diện tích mặt trước lớn thường phải đối mặt với lực cản không khí cao hơn, khiến mức tiêu thụ nhiên liệu càng tăng khi tốc độ được đẩy lên.
Đối với xe điện, dù không tiêu thụ xăng hay dầu diesel, lực cản khí động học vẫn ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất năng lượng và phạm vi hoạt động. Khi chạy càng nhanh, xe càng cần nhiều điện năng để duy trì tốc độ, khiến quãng đường di chuyển sau mỗi lần sạc giảm xuống và người dùng có thể phải sạc pin thường xuyên hơn.
Dù vậy, xe điện thường có lợi thế về khí động học nhờ thiết kế thân xe được tối ưu, đồng thời chi phí năng lượng có thể thấp hơn so với xe sử dụng xăng hoặc diesel.
Nhìn chung, tốc độ di chuyển là một trong những yếu tố quan trọng quyết định mức tiêu thụ năng lượng của ô tô. Việc duy trì tốc độ vừa phải, hạn chế tăng tốc không cần thiết và tháo bỏ những phụ kiện không sử dụng có thể giúp giảm lực cản, cải thiện hiệu suất nhiên liệu. Với những người thường xuyên đi đường dài, giảm tốc độ hành trình không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn góp phần duy trì khả năng vận hành hiệu quả hơn.
Gia An theo CarScoop