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年末にエコタイヤのルマン５がパンクして
４輪共に純正タイヤのSP SPORTS 2030に戻したわけですが。

これがなんというか前に進まないし燃費も悪化。

これってどういうこと？
考えてみた。
間違ってたらごめんよ。

結論をいうとハイブリッドはタイヤの良しあしにかなり影響する。
逆に純内燃機関車はタイヤの良しあしでは影響しにくい。

かなり長くなるよ。

まずエコタイヤとは？の話。
ずばり転がり抵抗が少ないこと。
転がり抵抗って何かというと転がり抵抗係数が小さいこと。
地面の凸凹、タイヤの丸さ、タイヤの地面への食いつきとかで変わってくる転がりやすさを数値化。
地面が平らなほど小さく、タイヤがまん丸なほど小さく、タイヤの地面への食いつきが小さいほど小さい。
逆に小さすぎるとスリップしやすいとか。

ゴムタイヤは力がかからない時は真円にちかくて転がり抵抗が小さく、力が加わるとタイヤがよれて真円ではなくなり転がり抵抗が上がる。
タイヤのグリップと転がりやすさは相反すると。
鉄道の車輪は金属性で常に真円で転がり抵抗が小さい。なので力が掛からないときは転がり抵抗が非常に小さい。
しかし回転力が加わっても車輪は変形せずに転がり抵抗は変わらず滑りやすい。
鉄道は加速しにくく止まりにくい。上り坂も苦手。

転がり抵抗係数はRRCともいうわけで
エコタイヤのラベリングにも反映されている数値。

ラベリングとは？
平らな地面での転がり方の良し悪しをランク付けした記号。

AAA RRC≦6.5
AA　6.6≦RRC≦7.7
A　7.8≦RRC≦9.0
B　9.1≦RRC≦10.5
C　10.6≦RRC≦12.0
普通のタイヤ 12.1≦RRC

エコタイヤのルマン５はラベリングAAでRRCは約7。
2030はラベリング無し？だけど最近のタイヤなのでC相当はあるでしょう。
RRCは11くらい？

RRCの差は1.57倍に。

タイヤの転がり抵抗はRRC×荷重で割り出せる。
つまり同一車なら転がり抵抗はRRCの差に依存すると。

※前輪のアライメントが狂っていると抵抗が更に増えるが
※RRCが低いとタイヤの食いつきが小さく抵抗の増え方も少ない・・・と。

エコタイヤを履くとなぜ燃費がよくなるのか？
ここからタイヤの差で燃費が変わる理屈を考える。

車が走行するには速度で変わる走行抵抗に相当する力が必要。

走行抵抗とは？
簡単に言うと空気抵抗とタイヤにかかる転がり抵抗の和。
転がり抵抗は速度に依存せずに一定。
空気抵抗は速度の二乗に比例して変化。

コンパクトカーなら大体時速60キロくらいで
空気抵抗と転がり抵抗の比率が1:1になるわけでして
日常生活では空気抵抗＜転がり抵抗の比率になると。
また加速時の力には転がり抵抗は関わらない。
なのでタイヤをエコタイヤにかえると
走行抵抗が減って動力が発生させる力を減らすため燃費がよくなる。

もう少し深堀してみる。

時速60キロ走行で考えてみる。
エコタイヤと普通のタイヤでは転がり抵抗が約1.57違う。
これは空気抵抗と転がり抵抗の比率が
エコタイヤ1:1
普通タイヤ1:1.57になる。

つまり
走行抵抗であらわすと
エコタイヤ1だと普通タイヤは1.3になると。

時速60キロでエコタイヤ5KW必要だとすると普通タイヤ6.5KW必要なことに。
回転数は同じでトルクが1.3倍差あることに。
たとえば動力が2000回転なら23.9Nmと31.0Nm。

トルク1.3倍差あるなら燃費も1.3倍差になるはずがそうはならない。
ここで内燃機関の熱効率が・・・。
動力が2000回転で23.9Nmと31.0Nmなら燃料は1.3倍差になるはず。
でも熱効率が23.9Nmで20%、31.0Nmで25%ならどうなるか？
1.3倍差×(20/25)=1.04倍差に・・・。

最終的に燃費は1.05倍差程度変わればよいとなる。
燃費12が12.6に。
燃費15が15.8に。

ここまでエコタイヤにしても燃費あがらない？っていう純内燃機関の車の話。

ここからハイブリッド車の話。

エコタイヤと普通タイヤでは走行抵抗が1.3倍差あるわけで
バッテリーからの電力でのＥＶ走行をすると
電池容量は同じなのでＥＶ走行の可能距離は単純に1.3倍差に。
エコタイヤから普通タイヤに変えるとＥＶ走行の可能距離が0.77倍に。

※i-dcdとかモーターが弱いハイブリッドだと
※必要なモーター出力が1.3倍で上乗せされると
※上り坂ですぐにモーターリミッターにあたって簡単にEV走行解除に。
※バッテリーが消費されにくくなって燃費が更にわるくなる。

発電する際は純内燃機関車とハイブリッド車では燃料の燃やし方が違うわけで。
純内燃機関車は走行抵抗に相当する駆動力だけを内燃機関で発生させる。

かたやハイブリッド車は発電しながら走行する。
そして内燃機関を回す際には予め熱効率がよいトルクを決めている。
熱効率がよいトルク＝走行抵抗のトルク＋発電のトルク。

エコタイヤの実車で観察すると
走行抵抗のトルクと発電のトルクは24Nmと52Nmくらいある。

普通タイヤに変えた場合どうなるかというと
熱効率がよいトルクは不変。
走行抵抗のトルクと発電のトルクは31Nmと45Nmに。
つまり発電能力が0.87倍に。
エコタイヤではたくさん発電できて
普通タイヤでは発電量が減ってバッテリーに流す電力が減る。
一定の電力量になるまで内燃機関を回す時間距離が1.15倍(1/0.87)増える。

結果的にハイブリッド車燃費は
エコタイヤ：燃費12km/Lで1km発電走行してEV走行2kmできた場合は
(1/((1/12)/3))の36km/L。
普通タイヤ：燃費12km/Lで1.15km発電走行してEV走行1.54km(2*0.77)できた場合は
(1/(((1/12)*1.15)/2.69))の28km/L。

70キロくらいで流れるバイパスで燃費がこれくらい悪化したのでかなりあせった。
何か壊れたんじゃね？って。
※4年乗っていると前輪アライメントも狂ってタイヤの抵抗も増えてるんだろうな。
※純内燃機関車は前輪アライメントが狂っても燃費あんまり変わらない・・・と。

純内燃機関車はタイヤ変えても燃費が変わりにくいけど
ハイブリッド車やEVは過敏に燃費が変わるよ・・・という話でした。

燃費差
純内燃車 1.05倍
ハイブリッド車 1.285倍