質問: 車の燃費について。 車の燃費について。 (1).以前、車雑誌で、フロントエンジン車の自動車1台を使い、フロントバンパーをまるごと取り外した時と、そうでない時の燃費をテストコースで比較している記事があり、全ての比較結果でフロントバンパーをまるごと取り外した状態の方が燃費がよかったのですが、それは、より多くの外気が走行風としてエンジン本体にあたり冷却できたからではないだろうか?(ラジエターの冷却+より多くの外気(走行風)がエンジン本体を直接冷却してくれたから?)と私なりに思っているのですが、どうしてそうなるのか解りやすく詳しい理由(理屈)を教えていただきたくて今回、質問致しました。 (2).普段、私もマイカーを使っていて、夏と冬とでは燃費が違うのを感覚的には知っているのですが、なぜそうなるのかが解からないのです。 (あっ!!、もしかして、(1)のフロントバンパー付きが夏状態で、フロントバンパー無しが冬状態!?なのかな??でも、どうしてそうなるのでしょうか?) (3).(1)(2)をふまえて、エンジン単体ではなく、一般に市販されている自動車のエンジンルーム内にあるエンジンが『発する熱』対策には、ラジエターの冷却だけでは十分ではない『何か他の重要な要素』が燃費に関係があるような感じがするのですが、もし『何か他の重要な要素』があるとしたら、それを解りやすく詳しく教えて下さいませ。 (4).自動車のエンジンルーム内にあるエンジンの熱対策の何%をラジエターは担っているのでしょうか? (5).エンジンルーム内は凄く高温になりますので、エンジンルーム内にあるエンジンの冷却をラジエターで行ったとしても、エンジンルーム内にこもった高温の熱が、エンジン本体を冷えにくくしているといえますか? そうだとした場合、その対策が施されている車両や技術をご存知であれば、是非とも教えて下さいませ。 有識者の皆様の知恵で、私の疑問の数々を解りやすく詳しく教えて下さいますように宜しくお願い申し上げます。
回答: >(1)全ての比較結果でフロントバンパーをまるごと取り外した状態の方が燃費がよかったのですが、 この主原因は空気抵抗(抗力、cd値)によるものと思います。では全ての自動車でバンパー無しの方が 良い筈だということになりますが、一つは対人・対物の場合の双方の安全のため、もう一つは空力上の 理由でバンパーは必要だと思います。後者については、f1レーシングマシンを想像していただければ 解ると思います。自動車はタイヤが路面をグリップして始めて加速し、曲がり、止まることが出来ますが、 空気の力で車体の一部(前だけとか)が浮き上がった場合は最悪操縦不能になります。f1マシンは遅く ても100km/h位で曲がったりしますが、実用車ではありえない大きさのウィングをつけています。 (しかも空気の力は速度の自乗で増加する動圧というものに比例しますので、速度が上がるほど 大きく作用するにもかかわらず、です。さらに付けることは抵抗になっていて速度を上げるためには かえって邪魔な筈ですが、どうかすると浮いてしまう高速走行には必須のものとなっています。) 従って、バンパー無しでは高速走行時、本来の車体を地面に押し付ける力を得られず、燃費は良くとも 操縦不能の危険を伴うと考えられます。 >それは、より多くの外気が走行風としてエンジン本体にあたり冷却できたからではないだろうか? ~ と私なりに思っているのですが、 多分違います。エンジン自体の冷却は燃費と直接関係しません。理想混合比ではエンジン過熱するため 混合気を濃くする、ということはありますが、エンジンを冷やすことと燃費に直接の因果関係はありません。 吸気温度が低く、空気密度が高いほどエンジンはパワーが出ますが、アクセル開度を合わせて加減して なければ無意味です。航空機のレシプロエンジンにはmap計(吸気圧計)が例外無く付きますが、自動車 には市販車にはターボ車でもブースト計も全車装備でもなく、na車ではまず付いていない為知ることも通常 不可能です。 それより、根本的にエンジン温度は冷やせば冷やす程良いわけでもありません。航空機の空冷エンジン では冷やしすぎないように空気流量を調整するカウルフラップをつけている位です。また航空機の空冷の レシプロエンジンにはシリンダー温度計が必ずあります。普通、自動車は間接的なものである冷却水温度 しか解りませんが、この冷却水もスタート後の冷間時には一旦サーモスタットで循環させずに止めておく のが普通です。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%e3%82%ab%e3%82%a6%e3%83%ab http://ja.wikipedia.org/wiki/%e3%83%a9%e3%82%b8%e3%82%a8%e3%82%bf%e3%83%bc >(2).普段、私もマイカーを使っていて、夏と冬とでは燃費が違うのを感覚的には知っているのですが、なぜそ うなるのかが解からないのです。 実際の自動車の使用状況では、通年の燃費比較はかなり違う要素が入っていて、エンジン出力対燃料消費 率の比較は不可能だと思います。電気や回転負荷(送風ファン・エアコンコンプレッサー・エンジン冷却ファン などのモーターやその制御回路負荷、ヒーター類諸々)を初め暖機時間や交通量にも左右されます。また、 使用が暑い地方なのか寒冷地かでも大きく違います。この際装着タイヤも違います。 ガソリンは温度での膨張率がありますので空燃比を一定に保った場合は、重量でなく容積(リッター)で比較 すると微妙に違う筈ですが、満タン法など精度の低い方法ではまず誤差の範囲です。 >(3).(1)(2)をふまえて、エンジン単体ではなく、~『何か他の重要な要素』が燃費に関係があるような感じが するのですが、もし『何か他の重要な要素』があるとしたら、それを解りやすく詳しく教えて下さいませ。 ラジエターで不十分な冷却は他にターボチャージャーやインタークーラーの専用冷却口をボンネット上に開ける などして対策していると思います。『何か他の重要な要素』は特には見当たらないと思います。 >(4).自動車のエンジンルーム内にあるエンジンの熱対策の何%をラジエターは担っているのでしょうか? 私もエンジンの冷却に関しては100%近く行ってるのはラジエターだと思います。これは主としてシリンダー の発熱を奪って冷やしていますが、この熱が伝わって熱くなるクランクケースや他の部分には放熱フィンすら 無いのが普通です。通常の気温で使用する場合、特に放熱を考える必要が無い部分なのでしょう。 熱効率的には本当に回転に使われるのは1/3くらいで、残りは排気と冷却にほぼ1/3ずつ消えます。 この冷却分のほとんどはラジエターが受け持ってると思います。 >(5).エンジンルーム内は凄く高温になりますので、エンジンルーム内にあるエンジンの冷却をラジエターで 行ったとしても、エンジンルーム内にこもった高温の熱が、エンジン本体を冷えにくくしているといえますか? 車のエンジンルームを開けてみれば解ることは、ラジエターを通過した空気はエンジンルーム下へと抜けて 行き、エンジン本体にも当たりはしますが本体に当たった空気の逃げ場は設けられてないのが普通です。 つまり通常は必要が無いと思えますし、エンジンルーム下はスカスカでそれほど「こもって」無いと思います。 例外的に下面をガード板でふさいでしまう場合は、ラジエター通過後の空気をボンネット上に逃がす排気口 を設けています。しかしこれもエンジンルーム内の空気に関しては特に無い場合の方が多いと思います。 それにボンネットと車体はそれほど完全密閉でもないので適度に抜けて冷えていると思います。 >そうだとした場合、その対策が施されている車両や技術をご存知であれば、是非とも教えて下さいませ。 前述の理由でモータースポーツ用の車のボンネットに、ところどころ吸気または排気口があるものは あります。ただこれもエンジンルーム全体を積極的に冷やそうとしている訳でもないと思います。 その記事を見てもいない上に結局何が言いたい記事か解っていないので早計とは思いますが、 一部の自動車雑誌の記事の実験とか結論は、本来の目的や理論を理解してないか、都合良く無視 していい加減な帰結になってるものも見ますので鵜呑みにしない方が良いでしょう。ご自身も評価する 知識を持った上で判断した方がよろしいかと思います。