Два способа измерения одного и того же, в противоположных направлениях
Мили на галлон показывают, какое расстояние проходит автомобиль на единицу топлива: больше — лучше. Литры на 100 километров показывают, сколько топлива потребляет автомобиль на единицу расстояния: меньше — лучше. Оба способа описывают одно и то же физическое свойство автомобиля, и они являются взаимными величинами, а не двумя точками на общей линейной шкале. Именно этот простой факт порождает настоящую, измеримую иллюзию в том, как сообщают и понимают улучшения расхода топлива.
Точное преобразование и почему константа отличается для разных галлонов
Преобразование требует галлона и мили. Международная миля точно равна 1,609344 км согласно соглашению о Международной системе мер 1959 года, поэтому:
л/100км = (100 × объём галлона в литрах) ÷ (1,609344 × мили/галлон)
Используя американский галлон (3,785411784 л, см. руководство о проблеме галлона на этом сайте): 100 × 3,785411784 ÷ 1,609344 = 235,2146 ÷ мили/галлон(US). Используя британский галлон (точно 4,54609 л): 100 × 4,54609 ÷ 1,609344 = 282,481 ÷ мили/галлон(Brit). Две разные константы для одного слова «мили на галлон», потому что два галлона — это два разных объёма.
Иллюзия миль на галлон, полный расчёт
Возьмём фиксированное расстояние в 10 000 миль и вычислим расход топлива автомобилем при различных значениях миль/галлон: расход = расстояние ÷ мили/галлон.
| Расход топлива | Галлонов израсходовано на 10 000 миль | Галлонов сэкономлено по сравнению с предыдущей строкой |
|---|---|---|
| 10 миль/галлон | 1 000,00 | — |
| 20 миль/галлон | 500,00 | 500,00 |
| 30 миль/галлон | 333,33 | 166,67 |
| 40 миль/галлон | 250,00 | 83,33 |
| 50 миль/галлон | 200,00 | 50,00 |
| 100 миль/галлон | 100,00 | 100,00 (50→100) |
Прочтите обе части сравнения из этой таблицы напрямую. Улучшение с 10 на 20 миль/галлон экономит 1 000,00 − 500,00 = 500 галлонов на 10 000 миль. Улучшение с 30 на 50 миль/галлон — больший скачок в пересчёте на мили/галлон, +20 вместо +10 — экономит только 333,33 − 200,00 = 133,33 галлона на том же расстоянии, менее трети от объёма экономии, несмотря на то, что это выглядит как «больше» по числу на наклейке окна.
Почему: мили на галлон — это обратная величина, а обратные величины сжимаются на верхнем конце
Расход топлива на фиксированное расстояние D равен D ÷ мили/галлон, а скорость изменения этого количества относительно миль/галлон равна −D ÷ миль/галлон²: экономия галлонов на каждый дополнительный миль/галлон уменьшается с квадратом значения миль/галлон, от которого вы улучшаетесь. При 10 миль/галлон каждый дополнительный миль/галлон стоит много сэкономленного топлива; при 50 миль/галлон каждый дополнительный миль/галлон стоит очень мало, потому что автомобиль уже близок к почти нулевому расходу на милю. Линейно выглядящая шкала (10, 20, 30… миль/галлон) скрывает кривую, которая крутая при низких значениях и почти плоская при высоких. Л/100км не имеет этой проблемы, потому что она прямо пропорциональна расходу топлива на фиксированное расстояние: снижение с 10 на 8 л/100км и снижение с 5 на 3 л/100км представляют ровно одно и то же 2 л/100км сэкономленного топлива на 100 км пути, поэтому большинство мира вне США регулирует и маркирует расход топлива в л/100км (или эквивалентный км/л) вместо показателя расстояния на единицу топлива.
Американские и британские мили на галлон: один автомобиль, два разных числа
Поскольку два галлона имеют разные размеры, «миль на галлон», напечатанные на американском техническом листе, и «миль на галлон», напечатанные на старом британском листе, — это не одно и то же измерение даже для одного и того же автомобиля с одинаковой реальной эффективностью. Соотношение между ними фиксируется соотношением самих галлонов: 4,54609 ÷ 3,785411784 = 1,20095, поэтому британские мили на галлон примерно на 20,1 % выше американских миль на галлон для одинаковой физической топливной эффективности. На реальной цифре, выполненной без округления промежуточного шага — дисциплина, которую отстаивает руководство о значащих цифрах и округлении: автомобиль с рейтингом 40 миль/галлон(US) преобразуется в 235,2146 ÷ 40 = 5,880365 л/100км, который преобразуется обратно в британские мили на галлон как 282,481 ÷ 5,880365 = 48,038 миль/галлон(Brit). Один и тот же автомобиль, без изменений, — это «40 миль/галлон» в США и «48 миль/галлон» по британскому стандарту — не потому, что он сжигает меньше топлива, а потому, что галлон, который считается, на 20 % больше, ровно такое же соотношение, вычисленное с жидкими унциями и галлонами в руководстве о проблеме галлона.
Позиция этого сайта
Л/100км — это более честная единица из двух, а не просто другой стандарт. Она линейна по отношению к тому, что фактически стоит денег и производит выбросы — расходу топлива на единицу расстояния — в то время как миль/галлон линейна по отношению к противоположной величине, расстояние на единицу топлива, что льстит улучшениям в верхней части диапазона и недооценивает их внизу, ровно там, где замена неэффективного транспортного средства наиболее важна для общего расхода топлива. Регулятор или покупатель, сравнивающий грузовик с расходом 10 миль/галлон и автомобиль с расходом 20 миль/галлон, смотрит на намного большую реальную экономию, чем покупатель седана с расходом 30 миль/галлон, переходящий на 50 миль/галлон, и только л/100км показывает эту экономию как большее число, которым она фактически является.