流浪人ぽんぽこのブログ一覧

梅雨が空けた途端に、本格的に暑くなりましたね。
とうとう、我が家も室内温度が30℃を突破する様になりました。


車のエアコンを入れると燃費が悪化する事は皆さん御存知の事。
私が参戦している燃費競技『エコから杯』では、負け犬スイッチと呼ばれています。
私は体質的にエアコンの風が大の苦手で、同乗者がいたり雨天で窓が曇った時等を除けば、常にoffです。

今回、技術的興味から負け犬スイッチの影響度を定量的に測ってみる事にしました。
先週一週間、通勤時は常にエアコンonにしてdata取りし、それ以前のエアコンoffのdata(屋根も窓もクローズ)との比較。
設定温度は最低の"Lo"で、アクセル操作はエアコンon/offで同等の加速性となる様にしました。
片道20分程度の通勤路が、まさに人体実験レベルの苦行でした。

まずは、総合燃費での比較。
　エアコンoff：19.17km/L
　エアコンon ：15.76km/L　　悪化率17.8%

結構な差ですね。
以前の検証結果と照らし合わせると、屋根も窓もフルオープンにした以上の悪化です。


では、エアコンのon/offでは具体的にどういう変化があるのか？
ロギングしたdataを比較分析してみました。

まずは瞬間燃費値の比較。
ほぼ全域で悪化していますが、特に21～30km/h　及び41～45km/hでの落ち込みが非常に大きいです。
私の通勤路は信号が少なく、50km/hオーバで巡航している時間が長いので、落ち込みが大きい速度域は、基本的には加減速域になります。
つまり、加速に必要な力をエアコンに取られるので、余計に踏むという事が起きている訳です。
感覚とも一致しますね。
 

こちらは、燃料噴射量の比較。
スロットル開度同様に加減速域での悪化が目立ちます。
1～5km/hで大幅に噴射量が増えているのは、アイドルアップの影響でしょうか。


燃調の比較。
紫の破線はストイキ値である14.7です。
エアコンoffでは全域で若干リーンになっているのに対し、エアコンonでは一部リッチになっています。
低速域でリッチ傾向が大きいのは、やはりアイドルアップの影響でしょう。
※19.07.29　燃調の換算に誤りがあったので、訂正しました



スロットル開度の比較。
やはり加減速域での開度が大きくなっています。
が、不思議なのは加減速域である筈の36～40km/hで開度が小さくなっているという事。
何故だろう？？？


そこで、一つの仮説を思いつきました。
マイクラは5速のMT
当然ながら、変速時にはクラッチを踏んでアクセルをoffにします。
エアコンのon/offでシフトポイントが高回転側に変わっているのでは無いだろうか？

ということで、エンジン回転数を比較。
エアコンonでスロットル開度が小さくなった36～40km/hでは、エンジン回転数が13%も高めになっています。
一つ前の31～35km/hでの回転数が1,800rpm程度ですから、明らかにこの辺りがシフトポイント。
エアコンonに因り引張り気味になり、36km/hチョイ超え辺りでシフトする率が増加。
結果としてスロットル開度が若干小さくなったと見て良さそうです。
1～5km/h域で回転数が高くなったのは、半クラで滑らせる量が増えたんでしょうね。


引張り気味となった事のもう一つの裏付けとして、エンジン回転と速度の比を比較。
36～40km/hに於いて、エアコンoff時は0.028ですから、ほぼ4th状態。
これに対しエアコンon時は0.026ですから、3rdで引っ張った分が若干含まれているという事ですね。
その他、16～45km/h以下でも、加速時のシフトポイントが若干高回転側に変わった事が裏付けられます。
46km/h以上で殆ど変化無しなのは、既に5thになっているという事ですね。



以上から、エアコンonの影響は下記の様になります。
　・私の使用環境では、総合で18%近い低下となる。
　・5th巡航状態での低下は14～15%程度に対し、加速時状態での低下は最大で40%近くにもなる。
　・主な低下要因は下記4種となる。
　　①全域で空燃費がリッチ側に振れる事
　　②発進時の半クラ滑り量が増える事
　　③加速時のアクセル開度が大きくなる事
　　④シフトポイントが高回転側に移行する事

数字の大小は兎も角として、低下要因は非HEV車なら概ね共通でしょう。
エンジン出力に余裕がある大排気量車やTURBO車は低下代が少ないでしょうし、加減速が少ない高速道路巡航なんて条件でも低下代は少ないと思われます。
逆に、出力余裕が乏しいNAの軽自動車を街乗りで加減速運転するのは、低下代が大きくなる可能性が高いですね。
もっとも、CVTでどこまで誤魔化すかはありますけど。

さて実験検証も終わったし、明日からはエアコン無しの通常運転に戻します。
なにしろ永世名人固定ハンディが20%もあるんでね。
これに負け犬スイッチを追加したら、40%ダウンですからね。
名人取得直後の昨年5月以来1年以上も勝てておらず、免許条件違反の連続。
そろそろ勝たにゃいかんよなぁ



でも、オープンカー負け犬スイッチは使いますよ。
そんな事言っている様じゃ勝て無いよなぁ・・・・＾＾；；；

昨年挙げたこちらのブログ以降、以前にも増して横断歩道付近での走行には気を付けるようにしていますが、昨日こんな状況に遭遇しました。

時間は16時頃で、晴れていて十分に明るい状況。
片側1車線の道路を走行中、交差点の右側から自転車に乗った女性が横断して行きました。
その直後に、先の女性の娘さんと思しき10歳位の女児の自転車が現れ、横断歩道の前で停車。
それを見て、私は横断歩道前で停車しました。
女児は私が停車したのを見て横断を開始。
その時対向車線からは車が迫っていて、急ブレーキ。
なんとか事故にはならずに済みましたが、そこそこ際どい状況でした。
私目線で現場のストリートビューを基にするとこんな感じです。
 

対向車側からだとこんな感じでしょうか。
女児の一部は電柱の影に隠れていたとは思いますが、見通し自体は悪く無い道路です。


対向車線を走行していたのは、30代ぐらいの女性が運転するミニバン。
女児は女性ドライバーに対して深く頭を下げて横断していきました。
女性ドライバーは横断する女児を睨み付けて目で追いながら、「あっぶないなぁ。なにしてるんや」と口元が動くのが窓越しに見えました。
私も事故とならずホッとしましたが、私が停車したが故に起きた事象の様な気もして、若干後味の悪いものでした。

女児は、こちらだけを見て横断を開始したんですから非が無いとは言いません。
女性ドライバーも咄嗟の事で動転したが故に睨みつけたのかも知れませんが、こちらの条文の事は御存知で無い可能性が高いかと思います。
まぁ、私自身も昨年まで知らなかったんですから、偉そうな事を言える身分で有りませんが。



昨年にJAFが発表した調査結果では、全国平均が8.6%。
直近の参議院選挙の投票率が48.8%だったそうですから、まずはこれ位にはなって欲しいなぁ。
(投票率が50%を切る事自体は、非常に憂うべき事ですけど)


こういう事の啓発ってどうするのが良いんでしょうね。
私がこんなブログを書いたって、見る人は限られています。
※前回のブログも、現時点のPV数は229しかありません。

過去の運転免許更新時講習でも、聞いた覚えがありません。
私が忘れているだけの可能性も有りますが。

ACジャパン辺りが取り上げてくれると良いんですけどね。
決してこの事が啓発すべき最優先事項とは思いませんが、知っておられる方、実践される方が少しでも増えて欲しいと思う次第です。

前々回と前回のブログにてマイクラの走行抵抗を算出しましたが、エコから名人としては燃費への影響代がどれだけなのかが気になります。
こちらの記事を参考(という名の丸コピー)にして、計算してみました。

<損失エネルギーと供給エネルギーの計算式>
　　損失エネルギー＝全走行抵抗(N)　x 1,000a(m) ＝供給エネルギー
　　＝bLのガソリンの含有エネルギー(J) x 原動機系の効率a/b(km/L)
　　＝1Lのガソリンの含有エネルギー(J) x 原動機系の効率 / 全走行抵抗(N)　x 1,000(m)
<パラメータ>
　　直近10日の通勤時燃費（全閉条件)　　　　　　　　　　：19.17km/L
　　直近10日の通勤時二乗平均速度(停車時を除く)　　：42.3km/h
　　42.3km/h時の走行抵抗(全閉条件)　　　　　　　　　　：252N
　　※空気抵抗が速度の二乗比例なので、平均速度計算も二乗平均としています

を使って計算すると、
　損失エネルギー (J)＝252 x 19,170(m) ＝供給エネルギー(J)
　　　　　　　　　　　　　＝33,000,000(J/L)x1L x原動機系の効率
　原動機系の効率 = 252 x 19,170(m)  / 33,000,000 = 14.6%

はぁ・・・
ガソリンが持っている熱量の僅か14.6%しか使えていないという事ですね。
でもガソリン機関の熱効率なんて、そんなもん。
大半は排気と冷却で消失しています。
(画像の出典はこちら)
 

 効率が既知となったので、屋根や窓の開閉に因る影響がどの程度なのかを計算してみます。
 

屋根を開けると6.7%もの低下となる事になります。
前席窓だけでも2.7%。
なかなかの低減っぷりです。

速度条件を42.3⇒70.0km/hとすると、低減率は2倍ぐらいに増大します。
空気抵抗が速度の二乗比例ですからね。
※70km/h時の燃費や熱効率が不明なので、42.3km/h時と同値としています。
※あくまでも低減率のイメージとしてください


タイヤをLEMANS⇒DIREZZAに変えて燃費がざっと6%低下したという事だったので、LEMANSの転がり抵抗Frを逆算してみます。
LEMANSの方が約6.5%　転がり抵抗が少なかった様です。


次に重量影響を計算してみます。
下記式に当てはめると、転がり抵抗係数は0.018となります。
　　転がり抵抗(N1)＝転がり抵抗係数×（車両重量[kg]＋乗員重量[kg]）×重力加速度[9.8m/s2]

先日のDATA取得時はガソリン残量がほぼ中央。
マイクラのタンク容量は46Lなので、中央±23L。
ガソリンの比重が0.75kg/Lなので、重量変化は±17.25kgとなります。
計算上の変化代は±1.2%。
有るような無いような変化ですね。


仮にマイクラにオープン機構無しのクローズドボディ仕様があって、車重が100kg軽量化出来たと仮定すると、燃費は7.5%の向上が見込まれる事になります。
そんなのマイクラじゃない！


帰宅して冷えたビール呑みながら、こういうくだらない計算するのも乙なものです。
※一般には阿呆とか変態という分類でしょうね・・・


来週末に滋賀の奥伊吹で行われるオートテストは抽選で落選したし(泣)、今晩はもう少し呑もうと思います。
定員40名に対して応募が84名。倍率2.1倍ですか。
オートテスト　大人気イベントになってきましたね。

昨日のブログでマイクラの走行抵抗を計測してみましたが、実はここからが本題です。
以前のブログで、オープンカーの屋根を開けると空気の流れが乱れて抵抗が増えるという事を書きましたが、その影響度合いを測ってみよう　という事です。
オープン乗りとしては、知りたいけど知りたくない様な話です。

計測方法は前回と一緒。
60→45km/h (16.7→12.5m/s)なる時間⊿tを、屋根の開閉及び窓の開閉の各条件で計測しました。


屋根も窓も閉めた時が、抵抗力が一番小さい事は予想どおりですが、屋根を開けただけで10%、全開状態では19%も抵抗力が増えるとは予想外でした。
また、屋根を閉めて窓を開けると、車内に入った空気がリヤ窓に当たってパラシュート効果になるのですが、それよりも屋根を空けた方が抵抗が大きいという結果は意外でした。
それだけ、空気の乱れというのは抵抗になるという事なんですね。

空気抵抗は速度の二乗に比例しますから、速度が上がる程に影響も大きくなります。
高速道でのオープンは、かなりの影響になりますね。


比較としてネット上で見つけたVolkswagen Golf cabrioletのdataを挙げておきます。
(出典はこちら)
2008年の記事なので、Ⅳ型のcabrioletだと思われます。
等速を維持する為のエンジン出力とあるので、走行抵抗と同義とみなして良さそうです。
この車はパラシュート効果の影響が大きいのかマイクラの結果とは順位が異なりますが、屋根を開ける事で抵抗力が増大するという結果は同じですね。


ついでに、CD値も計算してみました。
カタログに載っていたマイクラの前面写真を使って、前方投影面積を算出します。
※完全な写真がなかったので、つぎはぎになっているのはご愛嬌。
※マイクラオーナの方なら、カタログのどの写真を使ったのかは一目瞭然ですね。


これを白黒二値化変換した物と、カタログスペックの全幅 X 全高の面積との比率から算出した結果、1.98㎡となりました。

昨日のdataで転がり抵抗値は分かっているので、各条件での空気抵抗Faは容易に求められます。FaとCD値の関係は下記の式になります。
　Fa = 1/2 X ρX CD X S X V^2
　CD = Fa X 2 / ρ/ S / V^2
　　　　ρ：空気密度　S：前方投影面積　V：速度

尚、空気密度はこちらのHPにて1,013hPa 25℃条件で算出した値を用いました。
計算結果がこちら
 

比較対象として、色々見つけた限りの情報
　BMW F80 M3セダン 　　　　　　　：0.34
　ポルシェ　997　　　　　　　　　　　：0.28
　日産GT-R　　　　　　　　　　　　　：0.27
　ホンダインサイト(初代)　　　　　：0.25
　トヨタプリウス(2015)　　　　　　　：0.24
　メルセデスAクラスセダン(2018)：0.22

へぇ、イヌワシの高速飛翔時は0.06で、旋回時が0.12ですか。
技術革新によって、CD値も年々低下していますね。
(出典はこちら)





マイクラの計算結果は当たらずとも遠からずというところでしょうか。
フルオープン時のCD値はランクル並という事ですから、相当に悪いというのは間違い無いですね。

でも、オープン乗りとして『開けない』というのは無理だよなぁ・・・。

昨年にタイヤをLEMANS⇒DIREZZAに変えましたが、転がり抵抗が増大した事で燃費が6%程度低下した事が確認されています。
そこで現時点での走行抵抗がどの程度なのか、計測してみる事にしました。

運動の方程式は下記のとおり。
　　F = m X a
mは重量。
マイクラのカタログ値は1,150kg。
ガソリン満タンで無人という条件ですから、私の体重とガソリン残量から今回は1,200kgとしました。
aは加速度なので、惰性走行の減速度を使います。
平坦路でクラッチを切って惰性走行させ、60→45km/h (16.7→12.5m/s)と、43→30km/h(11.9→8.3m/s)なる時間⊿tを計測しました。
田んぼ道の平坦路にて屋根も窓も閉めた状態でそれぞれ3回平均値としました。

dataを元に算出された走行抵抗は下記の様になりました。
 

次に、この結果を転がり抵抗と空気抵抗に分けます。
ISUZUのHPに因ると車両の走行抵抗はこんな定義をされています。
今回は平坦路での惰性走行ですから、加速抵抗と勾配抵抗はゼロ。
空気抵抗と転がり抵抗の合計値になります。


空気抵抗は速度の二乗に比例、転がり抵抗は速度に因らずに一定となるので、先のdataを使って下記連立方程式を解けば、転がり抵抗と空気抵抗に分ける事が出来ます。
　F(53) = Fa(53) + Fr = a X 14.7^2 + Fr
　F(37) = Fa(37) + Fr = a X 10.3^2 + Fr           a：空気抵抗係数　　Fa：空気抵抗　Fr：転がり抵抗
 
更にこの結果から、他の速度での走行抵抗も計算してみました。
大体100km/hで空気抵抗が転がり抵抗を超える様で、一般道での走行では、転がり抵抗が支配的で有る事が判ります。
特に一般道での走行抵抗を下げる為には、空力改善よりも転がり抵抗低減が有効的な事が明白ですね。


この結果の正偽判断として、ネット上で見つけた30型プリウスの走行抵抗と比較してみます。(出典はこちら)
尚、私が求めた転がり抵抗は、このグラフでは転がり抵抗＋駆動抵抗の合算値となります。


縦軸の一目盛りが100Nと有りますので、転がり抵抗＋駆動抵抗は概ね100Nの様です。
私のマイクラと比較すると半分程度という事になります。
プリウスは(恐らく)専用設計のエコタイヤ。
かたや私のマイクラはスポーツタイヤのDIREZZA。
このぐらいの差になるも然もあらんといったところでしょうか。

惜しむらくは、LEMANS時代に同様の計測をしていなかった事。
それが出来ていれば、タイヤの転がり抵抗変化を直接比較出来たんですけどね。