にょーさんのブログ一覧

最近全然雪が降りませんね。冬のピークはもう過ぎたのでしょうか。
雪国育ちなので雪が降らないのはちょっと寂しいのですが、車好きとしては嬉しいことがあります。
それは・・・

夏タイヤにさっさと交換できること！

いくらなんでも早いだろ・・・と言われそうですが、構わずに替えます。
やっぱりスタッドレスタイヤだと運転してる感覚が弱いんですよね。
そこまでハードな運転はしないのですけど、雪のない道路にもかかわらず冬タイヤのままっていうのがどうも嫌いなのです。

で、ブリザックVRX→ポテンザRE050Aに交換してみて、

ロードノイズが相当うるさい。ブリザックVRXが高級タイヤだったのかと思ってしまいます。
ハンドルが重い。体が弱体化してますね。

でもでも、とても楽しい！やっぱり運転してる感って大事です。


願わくば、このまま雪が降りませんように・・降ったらまた交換します！(笑)

タイヤの転がり抵抗係数は速度に伴って少しずつ増えること、それを補正するための方法について考えていきます。

いろいろな情報をあさってみると、速度0km/h時の転がり抵抗は、ラベル上転がり抵抗(80km/h時)のだいたい0.7倍であるようです。
その2点を通る直線を引けば、速度補正の入ったグラフになります。これがDescornetの速度補正式です。
ラベル上転がり抵抗係数*((実速度-基準速度)/定数+1)

基準速度はISO28580より80です。定数はタイヤによって異なりますがだいたい250がよさそうです。

さらに、Descornetの温度補正式を使います。
EXP((周囲温度-基準温度)/定数)

基準温度はISO28580より25、定数部分はこれまたタイヤ固有値なのですが、だいたい-200でいいでしょう。

上の2つをまとめ、速度、温度の変化に対応した補正式がこちら
ラベル上転がり抵抗係数*((実速度-80)/250+1) *EXP((周囲温度-25)/-200)
これで、タイヤ転がり抵抗係数の式は完成しました。


次に考えるのはハブベアリング抵抗とディスクブレーキ引きずり抵抗についてです。これらの値はあまり大きくないので、正直無視しちゃっても構わないのですが、ここまでやったなら考えたくなるのが人の性。
そこで、ある論文のグラフを拝借。

ハブベアリング抵抗とディスクブレーキ引きずり抵抗はそれぞれ12%くらいの寄与率であることがわかります。詳しいことは”トライボロジー　燃費”で検索。

おおざっぱですがハブベアリング抵抗係数を1、ディスクブレーキ引きずり抵抗係数を0.5(アルトはフロントがディスク、リアは引きずりの発生しないドラムなので半分とします)として、タイヤ転がり抵抗係数に合算することにします。


さあ、これで総転がり抵抗の式が完成しました。
(補正タイヤ転がり抵抗係数+ハブベアリング抵抗係数+ディスクブレーキ引きずり抵抗係数)*10^-3*車両重量*重力加速度
これに時速0km/h、周囲温度12℃、車両重量670kgを代入すると、
(8.7+1+0.5)/1000*670*9.80665=67N

実測した数値は70Nなので、いい感じに近似できたと思います。

これにてタイヤ転がり抵抗の考察は終了です。あとは空気抵抗について考えれば、惰行法から得られたデータの全容が見えてきます。

惰行法では、時速0km/hに近づくにつれ値の変動の影響が大きくなっていくので、0km/h付近の走行抵抗を精度よく求めるには惰行法は適していません。そこで、自己流の方法を編み出しました。名づけて、ハカリ法です(後から知りましたが、微速けん引法というらしいです)。

手順
1.吊り下げ式ハカリを用意する。Amazonで千円程度で売っています
2.車を完全な平地(後で言いますが、これが結構厄介です)に停車し、ギアをNにセット。
3.ボンネットのストライカー付近など、強固な部分にハカリをひっかけます。間違ってもバンパーに引っ掛けないでください。壊れますから。
4.水平方向に引っ張り、ほんの少しづつ力を加えていきます。車が動き出した瞬間の重さ、それが時速0km/h時の転がり抵抗です。
5.これを前後方向で行い、平均をとります。前後で値が離れすぎるようなら場所が不適です。

繰り返しますが、完璧な平地というのが厄介です。これは傾斜のない道路とかのレベルではなく、路面の小さなうねりなども排除した、きわめて平坦な場所でないといけません。理想的なのは鉄板の一枚板の上ですが、そういう場所は少ないですよね。万が一やるって人は場所選びを頑張ってください。


上のような手順に従い、実測したデータを示します。

計測条件　アルトHA36S タイヤRE050A、前240kPa後230kPa、周囲温度12℃
結果　7kg、つまりだいたい70N

アルトの場合、7kgの力で押せば動き始めるわけです。意外かもしれませんが、車って案外少ない力で動いちゃうんですね。

さて、この値は妥当なのでしょうか、ちょっと転がり抵抗の式に当てはめてみましょう。

転がり抵抗(N)＝転がり抵抗係数*車両重量(kg）*重力加速度(m/s2)

70=転がり抵抗係数*670*9.80665
すると出ました、転がり抵抗係数は10.7*10^-3です。

ポテンザRE050(RE050Aとほぼ同じだと思われます)のサイトを見てみましょう。サイズによって違いはありますが、転がり抵抗係数はC(10.6~12.0)とラベルなし(12以上)の半々といったところでしょうか。RE050Aの転がり抵抗はだいたい12*10^-3と考えればよさそうです。

ここで疑問が生まれます。ちょっと算出した数値が良すぎる感じがします。加えて、よくよく考えてみると、計測した重さにはハブベアリングの抵抗とディスクブレーキの引きずり抵抗の分も含まれているはずで、その影響はタイヤ転がり抵抗に比べればわずかとはいえ、抵抗を増やす要因となります。それなのに、実測値が良い方向に振れるのはなぜでしょうか。

いろいろなサイトで転がり抵抗=速度に関わらず一定、という風に解説していることが多いと思います。実際、転がり抵抗の簡易公式には速度の項を含んでいません。しかし実は、転がり抵抗は速度(=回転数)が増えるほど少しづつ増えていきます。その増加の割合は空気抵抗に比べれば小さいものですが、確実に速度の関数といえるのです。詳しいことは” 転がり抵抗　速度　補正”とググれば論文が出てきます。

そこで気になるのが、ラベリング制度において表記しているタイヤの転がり抵抗係数が、いったい時速何キロの時の値なのかということ。転がり抵抗の測定方法についてはISO28580に定められています。これによれば、時速80km/h時の転がり抵抗をラベルに表記しているとのことです。

それならば、無事に疑問は解決です。0km/h時の転がり抵抗がラベルよりも低くなった理由がわかります。

以上のことから、転がり抵抗の正体がだんだんとわかってきました。速度とともに微増していく一次式を想定すればうまく当てはまりそうです。
次は速度補正、温度補正も含めて転がり抵抗の式を作ってみます。

結局全然ブログ更新できてないです。
もちろん車に興味がなくなったわけじゃありません。
最近はハイブリッドカーのことばかり考えていますが、文章にするのが全く追いついていないです。
しかし、ゆくゆくはハイブリッドカーのシミュレーション的なことを紹介できたらと思っています。

それと、車のことばかり考えていたら学業のほうがおろそかになってしまいました。
1か月半後に迫る試験、模試の結果は不合格に限りなく近い。これに落ちれば見事留年なわけです。
留年の場合、1年間は汚物製造機として無為な時間を過ごさねばなりません。そんなのは嫌です。
というわけで勉強頑張ります。

本当に気分屋なので気が向いたときしか書かないと思いますが、たまーに投稿するので、車の燃費とかに興味ある方は見てください。

過去にもアルトの惰行法データを公表していますが、
最近いろいろと試行錯誤し学んだことも多いため、今回改めてデータを取り直しました。

これまでも何回か計測を行っていますが、その都度データにばらつきが生じるので、どれを最終的な結論として採用すればいいのかについては今でも悩みまくっています。

これまでに起こったトラブルとしては

・トラブルその1
GPSloggerアプリから得られる速度データには誤差を含みます。csvデータを開くと出てくる項目に、accuracy(精度)の欄があるのがそれです。

一時期、これまではまともに計測できていたのが、ある時から精度がガクッと落ちることがありました。値がばらつくと当然、まともな近似曲線は作れません。
なぜ急に精度が落ちたのか、GPS衛星に問題があるのか？時間帯が関係するのか？自分のスマホの問題？などいろいろ考えました。
気づくまで時間がかかりましたが、実は原因はシンプルなものでした。
スマホにあたる電波が十分でなかったということです。それまで、計測ボタンを押してダッシュボードの上に置いていたのを、片手で持ったままでいたのがダメだったようです。
電波を拾いやすいように、フロントガラス付近にスマホを置くことが大事です。


・トラブルその2
惰行法においては風の影響をもろに受けます。
例えば、風速1m/sの風では人間はほとんど風を感じませんが、風向によってはこのぐらいの微風でも値がばらつくのに十分なようです。
理想的には風速0、もし微風が吹いていたとしても横向きの風向の時にのみ行うべきです。
ちなみに、風向と風速から車の前後方向に働くベクトルを計算し、割り引くことも可能と思われましたが、試してみてもなかなか良いデータができませんでした。



と、いうわけで今のところこれが結論
HA36Sの走行抵抗



より精度の高い、きれいなデータが取りたいです。