Почему расход топлива автомобилем в городском цикле всегда больше, чем на шоссе?

Расход топлива в городском цикле почти всегда выше, чем на шоссе, из-за того, что в городе машина большую часть времени тратит энергию не на «ровное движение», а на постоянные разгоны, остановки и работу двигателя в невыгодных режимах.

1) Разгоны съедают много энергии, а торможение эту энергию обычно «выбрасывает»

Чтобы разогнать автомобиль, нужно увеличить его кинетическую энергию. Эта энергия берётся из топлива. В городе разгонов десятки: тронулся со светофора, догнал поток, снова притормозил, снова разогнался.
А когда вы тормозите, накопленная энергия скорости в обычной машине уходит в тепло в тормозных дисках/колодках. То есть топливо потрачено, скорость набрана — и затем эта энергия просто рассеяна. На шоссе разгон обычно один: вы вышли на нужную скорость и долго её держите.

Исключение — гибриды и электромобили с рекуперацией: они часть энергии при торможении возвращают в батарею, поэтому у них город может быть не хуже трассы. Но у большинства бензиновых/дизельных авто рекуперации нет.

2) Холостой ход и «ползущий» режим: топливо расходуется, а километры почти не прибавляются

В пробке или на светофоре двигатель работает, чтобы не заглохнуть, крутит навесное оборудование, обеспечивает вакуум/зарядку — и при этом машина стоит. Расход в литрах в час есть, а расход в литрах на 100 км резко растёт, потому что пройденная дистанция маленькая.
На шоссе холостого хода почти нет: двигатель большую часть времени превращает топливо в движение.

3) Низкие скорости + частые изменения нагрузки = работа двигателя в неэффективной зоне

Двигатель внутреннего сгорания наиболее экономичен в сравнительно узком диапазоне оборотов и нагрузки. В городе вы постоянно прыгаете между режимами:

• тронулся (высокая нагрузка),

• переключился,

• сбросил газ,

• опять газ,

• опять тормоз.

Автоматическая коробка тоже часто переключается, гидротрансформатор может проскальзывать на малых скоростях, а двигатель нередко держится на оборотах/нагрузке, где КПД хуже. На трассе режим стабильнее: передача выше, обороты умеренные, нагрузка ровная — это обычно ближе к «сладкой точке» эффективности.

4) Холодный запуск и прогрев сильно увеличивают городской расход

Городской цикл часто состоит из коротких поездок: завёлся, проехал 3–10 км, заглушил. При холодном моторе:

• смесь обогащается (больше топлива),

• трение выше (масло густое),

• катализатор ещё не в рабочей температуре, поэтому система управления держит режимы менее экономичными.

На шоссе двигатель быстро выходит на рабочую температуру и долго остаётся в оптимальном состоянии, поэтому средний расход ниже.

5) В городе больше «паразитных» затрат: кондиционер, вентиляторы, электронагрузка

Компрессор кондиционера, вентиляторы охлаждения, обогревы, усилители — всё это требует энергии. На высокой скорости доля этих затрат в расчёте на километр меньше, потому что за тот же час вы проезжаете больше. В городе вы можете час ехать 10–20 км — и всё это время кондиционер/вентиляторы работают, поэтому на 100 км выходит заметно больше.

6) Дорога и сопротивления: на трассе больше аэродинамика, но всё равно выигрывает стабильность

Да, на шоссе растёт аэродинамическое сопротивление, и после определённой скорости расход снова начинает увеличиваться. Но при умеренных скоростях (условно 80–110 км/ч для многих авто) баланс часто оптимален: двигатель работает ровно, без разгонов и остановок, и суммарно это выгоднее, чем городской «старт-стоп».
В городе же добавляются неровности, ямы, манёвры, повороты, подъёмы на развязках, разная скорость потока — всё это заставляет чаще менять тягу.

7) Как это выглядит на практике

• В городе вы тратите топливо на многократный набор скорости и на работу «впустую» на холостом ходу.

• На шоссе вы один раз набрали скорость и дальше поддерживаете её с относительно небольшими добавками энергии, потому что не теряете её каждый раз в тормозах.

Именно поэтому при одинаковом автомобиле, загрузке и стиле вождения городской расход почти всегда выше, а на трассе — ниже и стабильнее.