久しぶりのブログ更新ですね。
↓こちらでこんな記事を見つけました。
「アルトエコ速度別燃費測定実験」
アルトエコで最も燃費の良い速度は40km/hとのことです。
実験、どうもありがとうございます。
さて、この結果ですが、ほぼ机上の計算と一致します。
ちょっと計算してみますね。
まず、
時速[km/h]=タイヤが1回転すると進む距離×タイヤの1時間当たり回転数
ここで、
タイヤが1回転すると進む距離=タイヤの円周=タイヤの直径×円周率
次に、
タイヤの1時間当たり回転数=タイヤの1分間当たり回転数×60[分]
理論上であれば、
タイヤの1分間当たり回転数=エンジンの1分間当たり回転数÷変速比÷最終減速比
ここまでを最初の式に反映しますと、
時速[km/h]=タイヤの直径×円周率×エンジンの1分間当たり回転数÷変速比÷最終減速比×60
さて、今求めたいのは、最も燃費の良い速度です。
それは上の式に、以下の状態を当てはめた時です。
エンジンの1分間当たり回転数=最低(アイドリング)回転数
変速比=最小変速比
※ アクセルをほんの少しだけ踏んで、ほぼ惰性で定速走行する状態です。自然とこの状態は作りますよね。
従って、
最も燃費の良い時速[km/h]=タイヤの直径×円周率×アイドリング回転数÷最小変速比÷最終減速比×60
となります。
では、式の各値を確認して行きます。
タイヤの直径≒562[mm]=0.000562[km](純正タイヤサイズ145/80R13)
円周率≒3.14
アイドリング回転数≒1000[rpm](リッター33kmモデルから付いている回転数計で確認した大体の値)
最小変速比=0.55(カタログ値)
最終減速比=4.572(カタログ値)
これらを式に入れますと、
最も燃費の良い時速[km/h]=0.000562×3.14×1000÷0.550÷4.572×60≒42[km/h]
となり、実験結果とほぼ一致します。
理論上、これ以上の速度にするには回転数を上げなければならず燃費悪化、
これ以下の速度にするには変速比を大きくしなければならず、やはり燃費悪化となります。
実際にはエンジンからタイヤに伝わる力と、各種の抵抗(転がり抵抗、空気抵抗、勾配抵抗、加速抵抗等)を加味して考える必要がありますが、結論だけ言えば、エンジンからの力が各種の抵抗に勝っていれば、ほぼ理論通りとなります。
リンク先の実験では、平地&緩やかな坂道で勾配抵抗が無い、もしくは低く、また40~60km/h程度で空気抵抗が小さく、定速走行で加速抵抗もほぼ無い実験でしたので、理論値に近くなったと思われます。
「より急勾配で実験したい」との記載がありましたが、恐らく、勾配抵抗が増えてくれば最も燃費の良い速度は下がってきます。
※ エンジンからの力が抵抗に負けそうになれば、回転数を上げずとも(=アクセルを踏み込まずとも)自動的に変速比が大きくなります。つまり、速度が下がります。
※ 平坦な道での実験時は30km/hと50km/hの燃費がほぼ等しかったのに、緩やかな坂道での実験時は30km/hの方が燃費が良かったことからも、予想できます。
付け加えるなら、下り坂では勾配抵抗が逆にエンジン出力に加勢する力に変わりますので、最も燃費の良い速度は上がるはずです。
とまぁ、ここまで色々書きましたが、じゃぁ勾配と最も燃費の良い速度の関係も計算しろよと言われると、私には出来ません。(一気に式が複雑になるはずです)
ここまで述べてきたことにしても、それが実証されなければただの机上の空論な訳で・・・。
従いまして、実験というのはやはり有難いものです。
横着者の私は見習わないといけませんね。
以上、自分が考えていたことが実験と合っていて嬉しかったので書いてしまいました!
元はと言えば、この車で高速を走っていると空気抵抗に負けてエンジンの回転数が高くなってしまうことが多いので、ファイナルギヤを取り替えたら改善される余地があるのかなーと思って始めた計算なので、燃費とは真逆の目的だったんですけどね(笑)
Posted at 2014/05/27 21:44:13 | |
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