燃料消費要素 燃費向上要素・悪化要素

燃料諸費要素に絞った、自動車の動作についての分析

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摩擦抵抗(フリクションロス)
転がり抵抗(タイヤ)
空気抵抗(cd値)
勾配抵抗(重力抵抗)

勾配抵抗(重力抵抗)

走行抵抗である勾配抵抗と燃費の関係を解析して自動車の燃費向上をする方法について

■勾配抵抗とは?


勾配抵抗とは坂道を登る時に発生し、重力が働く地球では避けられない抵抗であり、最も燃費を悪化させる走行抵抗です。しかしながら勾配抵抗は常に発生する抵抗ではなく地形によって発生するので平地走行においては特に気にする必要はありません。

■勾配抵抗が燃費に及ぼす影響


よく自動車の出力を表す時に使用されるのが馬力(ps)や仕事量(kw)です。最近はkw(キロワット)で統一する動きのようで主にkwで表示されています。ということでw(仕事量)を考えて勾配抵抗について

例えば1tの自動車が1秒間に1m上昇する力は10kw必要です。10kwと言えば10000wです。6畳用のクーラー約10台分の出力になります。

もし仮に1秒間当たり1m上昇しなければならない急勾配があったとしたらこのエネルギー(10kw)を低地走行に比べてまるまる余分に消費しながら走行しなければならない計算です。

解りやすくするために極端な例を挙げましたが勾配抵抗はというものは自動車を上に持ち上げる分のエネルギーを余分に消費しなければならないということが解っていただけると思います。

■勾配抵抗の影響を受けやすい車?


すでに察してはいるかと思いますが勾配抵抗は全ての車に平等に働くわけではなく重量に対して働きますので重ければ重いほど勾配抵抗による燃費の悪化は大きくなります。

先ほど1tの自動車で1秒間に1mという条件では単純計算で算出しましたが、これを応用して簡単、単純に勾配抵抗による必要な出力を求めることが出来ます。例えば同条件で車重が2tだった場合は20kw、1tの自動車が1秒間に0.5mの勾配であれば5kwといった具合です。

このことから解るとおり勾配がきつければきついほど、車重が重ければ重いほどその影響を大きく受け必要なエネルギーだけ燃料を余分に消費して燃費は悪化していきます。

勾配の傾斜については環境によるものですから、どの車も平等に受けますが重量に関しては車によって異なります。車両自体の重量が重い車が不利なのは言うまでもありませんが積載量の多い車や乗車人数が多い車は総重量が重くなるため勾配抵抗の影響を大きく受け燃費が悪化すると言うことが分かるかと思います。

■勾配抵抗を克服する燃費向上走行方法


残念ながら登っているときはどうしてもアクセルを開けて出力を上げなければいけませんので燃料消費量とエンジン回転数増によって燃費の悪化は避けられません。

しかしながら勾配抵抗で消費したエネルギーは「位置エネルギー」として自車に蓄えられています。勾配抵抗を受けつつ登ったならば降りるのもまた必然です。この蓄えた位置エネルギーをいかに下りで回収するかが勾配抵抗によって悪化した燃費を向上させる鍵です。

ここでは走行方法について深く触れませんが、シフト操作とエンジンブレーキによる燃費向上走行、登坂走行などを参考にすると燃費向上に繋がるかと思います。

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