Quanto as barras de tejadilho afetam a quilometragem?

Vou fazer uma grande viagem de carro nacional e quero aumentar o espaço de carga adquirindo uma barra de tejadilho, mas estou me perguntando quanto o arrasto adicional aumentará minha conta de gás. Existe alguma maneira de descobrir isso?

Um jornal local aqui na Finlândia realizou recentemente um teste de eficiência de combustível que pode fornecer alguns dados relevantes aqui. O artigo original é, infelizmente, apenas em finlandês, mas vou resumir os resultados abaixo.

O teste comparou o consumo de combustível do veículo de teste (um Volvo V70 D4 diesel), em uma rota de teste que incluía rodovia e condução urbana, em três configurações no telhado. Os resultados foram:

1. Sem rack de teto: 5,6 l / 100 km (≈ 42 mpg)
2. Rack de teto com caixa de carga aerodinâmica Thule Dynamic 800 : 5,9 l / 100 km (≈ 40 mpg)
3. Suporte de esqui Thule Xtender 739 montado no teto com esquis: 6,0 l / 100 km (≈ 39 mpg)

Assim, a caixa de carga no teto aumentou o consumo de combustível em cerca de 5% em comparação com a linha de base.

(O teste completo também mediu o nível de ruído no ouvido do motorista e comparou a facilidade de instalação e vários outros aspectos das diferentes opções, mas deixarei os de fora deste resumo. Basta dizer que a caixa de carga causou algum ruído constante mas um zumbido perceptível e tornou o carro um pouco mais sensível aos ventos laterais.)

ConsumerReports.org fez a análise . Obviamente, será diferente para cada carro, forma e tamanho do rack e o conteúdo do rack, mas em seu experimento:

2013 Honda Accord (4-cyl.)       MPG (Miles Per Gallon) @ 65 mph  = 105 km/h
----------------------------------------------
No rack                             42 mpg     =  5.6 l/100km
Empty rack                          37 mpg     =  6.4 l/100km
Empty rack and wind deflector       35 mpg     =  6.7 l/100km
Rack with two bikes and deflector   27 mpg     =  8.7 l/100km

Isso indica que ele pode adicionar cerca de 50% à sua conta de combustível, dependendo da carga.

Resposta curta: Depende tremendamente de quem você pergunta e que veículo é usado.

Foi relatado que um rack vazio aumenta o custo do combustível ao longo do tempo de 1% a 15%, enquanto um rack totalmente carregado adiciona de 20% a 50% à sua conta de combustível. Justificarei esses números abaixo.

Observe que, no entanto, as mesmas fontes exatas colocam o efeito de "comportamentos de direção" em chocantes 35% - portanto, a diferença de se acalmar, usar o controle de cruzeiro e estar de bom humor enquanto evita mudanças de faixa é o mesmo que usar um rack de teto e enchê-lo de sacolas, dependendo do seu veículo.

Metodologia e citações abaixo.

Fontes: relatórios do consumidor - Embora isso seja relatado em outra resposta, ele usa apenas números MPG terrivelmente ruins para comparação cruzada, e o efeito do rack de teto vazio parecia tão ridiculamente alto que me deixou desconfiada. Relatórios sobre diferentes veículos relataram uma redução de apenas 1% com um rack vazio, então YMMV.

Edmunds.com - Uma comparação de vários veículos com muitos testes variados é executada e os dados parecem ser corretamente interpretados em% de economia.

Usando um Honda Accord de 2013 e dados fornecidos pela Consumer Reports, uma barra de tejadilho vazia aumentará em 12% a quantidade que você gasta em gás em comparação com nenhuma barra, assumindo a velocidade da estrada. Um rack de duas bicicletas com defletor de vento aumentará seus custos de gasolina em 36%. Suspeito um pouco dessa primeira figura, mas é possível.

Usando um Buick Enclave de 2008 com dados de Edmunds, os trilhos vazios adicionam apenas 1% aos custos de combustível, mas uma mala e um refrigerador aumentaram 21% nos custos de combustível.

Eu gosto muito do artigo de Edmunds por sua comparação do comportamento de dirigir, uso de A / C versus rebaixamento das janelas (veredicto para o caminhão que eles testaram: janelas abaixadas melhor que o uso de A / C); no entanto, ainda há pouca comparação entre os veículos. as mesmas condições. No meu Chevy Cobalt 2010, por exemplo, acho que o A / C tem um efeito indiscernível na milhagem do gás, possivelmente devido à forma como o carro é projetado, mas isso não é de todo o princípio dos testes científicos.

Palavras finais:

Parece haver um efeito definitivo de carregar bagagem no teto de um carro e é muito provável que entre 20% e 50%, independentemente do veículo.

A razão é bastante lógica - a parte superior de um veículo é o pior lugar possível para colocar as coisas, do ponto de vista aerodinâmico. Isso aumenta tremendamente a área de superfície voltada para a frente que atinge diretamente o vento, aparafusa completamente todo o invólucro do vento pelo restante do veículo, e geralmente faz menos de 1/3 da distância no comprimento do veículo; Como você basicamente jogou fora todos os ganhos aerodinâmicos na engenharia de todo o veículo, também pode dirigir um cubo gigante.

Por outro lado, e se você já estiver dirigindo um grande cubo que não é terrivelmente aerodinâmico para começar? Bem, eu simplesmente não sei, mas tenho certeza de que colocar as coisas no topo vai piorar.

No entanto, o comportamento de dirigir pode claramente ter um efeito tão grande quanto uma barra de tejadilho; portanto, não coloque bagagem dentro da cabine, incomode os habitantes e faça com que você chegue mais rápido - você acabará perdendo muito dinheiro que maneira!

Quanto aos efeitos exatos ou até mais precisos do que essa faixa bastante grande de 20 a 50%, parece que veículos maiores, mais pesados ​​e com motores mais fortes provavelmente exibem uma% menor de mudança de barras de tejadilho do que menores, mais aerodinâmicos e mais baixos veículos a motor.

Para viagens curtas, provavelmente não importa, pois sua conta de gás não será tão alta assim mesmo ... mas se você estiver falando de uma excursão pelo país, essa pequena barra de tejadilho pode custar algumas centenas de dólares bem rápido .

As respostas postadas estão alinhadas com a minha experiência. Recentemente, viajei em um Audi A6 3.0 TDI de 2014 em uma viagem para buscar minha filha na faculdade. A viagem de ida e volta foi de cerca de 800 milhas.
No teto havia uma prateleira Rhino com vigas transversais ovais e na prateleira havia uma bicicleta de montanha e uma caixa Yakima cheia de itens como mochilas, livros etc. No interior do carro havia mais itens, mais minha esposa e filha, eu e eu. o porta-malas traseiro estava cheio.

No caminho para casa, a uma distância de 400 milhas, o veículo teve uma média de 33,5 mpg em rodovias, a 60-65 mph, usando controle de cruzeiro, mas algumas estradas menores com algumas cidades para percorrer, abaixo dos 40 mpg normais que normalmente medido em viagens longas.
Isso é uma redução de cerca de 16% em relação aos 40 mpg, que está próximo da faixa de 20 a 50% relatada por outros.

Considere quantas libras de força (proporcional à potência) são necessárias para mover a caixa superior do teto pelo ar na velocidade de cruzeiro. Presumindo, por enquanto, que o arrasto adicional seja o mesmo para todos os veículos (provavelmente não é), a caixa aumentará o consumo de combustível (em galões por milha ou galões por hora) a uma determinada velocidade na mesma velocidade para todos os veículos, independentemente de seu tamanho ou economia de combustível. Embora a quantidade adicional de combustível seja a mesma, o aumento no consumo aparecerá como uma mudança absoluta maior na milhagem do gás para um carro econômico do que para um porco, mas é a mesma quantidade de combustível extra e, portanto, o mesmo custo extra (por problemas como este, é mais fácil calcular a maneira européia, consumo por unidade de distância).

Agora, para alguns números. No ano passado, fizemos duas viagens de cross country ~ 20.000 milhas em um 6cyl. 2006 Subaru Outback vagão principalmente nas interestaduais a 70-80 mph, AC ligado. Carregamos uma caixa Thule um tanto simplificada, com ~ 3 pés de largura na primeira viagem e nenhuma caixa na segunda. Mantivemos registros cuidadosos de quilometragem (consumo total / milhas para cada viagem), calculando ~ 23mpg com a caixa e ~ 26mpg sem ela. Converta isso na diferença de galões por milha e você poderá aplicá-lo para obter uma estimativa aproximada de como uma caixa afetaria seu carro. Supondo que um motor a gasolina consuma ~ 0,45 kg de combustível por cavalo-hora-hora, pode-se calcular a potência necessária para empurrar a caixa. (Os diesel podem atingir ~ 0,40 lb / hp-h.)

Em comparação, uma vez dirigimos o país com um metro e meio. largura 16 pés. canoa em cima de uma minivan - a quilometragem não foi alterada, indicando que a melhoria do coeficiente de arrasto do veículo pela canoa apenas compensava a área frontal adicional da canoa.

Duas bicicletas de estrada no teto do meu carro aumentaram o combustível usado em cerca de 50% em uma viagem pelo campo em que costumo ir. Normalmente, alcanço uma autonomia de 1200 km (até 1350 km) com o meu hatchback a diesel Ford Mondeo 2.0 de 2009. No entanto, eu só viajei 810 km antes de ter que reabastecer. Muito decepcionante, mas ainda vale a pena. O custo do combustível foi de cerca de US $ 90 em vez de US $ 60.