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ガソリン自動車の究極の燃費数値はどのくらいか?
背景
ガソリン自動車(ハイブリッド含む)の究極の燃費を計算してみよう。
一人乗りフォーミュラカーを用いたサーキットでのテストでは2451kmも走るそうです。
では、普通に4人乗れ、時速80kmで走る場合では?
計算してみる
車重1200kg、前方投影面積2.3m2、空気抵抗係数0.25とする。
時速80kmで定速走行するものとする。
空気抵抗
$$
F_d = \dfrac{1}{2} \times 0.25 \times 1.225(空気密度) \times (22.22)^2 \\
F_d = 227N
$$
タイヤの転がり抵抗
転がり抵抗係数を0.01とします。
$$
F_r = 0.01 \times 1200 \times 9.81 \\
F_r = 118N
$$
消費エネルギーの計算
$$
W = (F_d + F_r) \times 22.22 \times 3600
W = (227 + 118) \times 22.22 \times 3600 \\
= 27.6 MJ
$$
khwでは
$$
27.6 / 3.6 = 7.67 kwh
$$
時速1時間、80km進むのに必要なエネルギーが7.67kwh
まとめ
ガソリン1リットルは9.5kwh程度です。
ガソリンエンジンの効率はBYDの最高効率エンジンの46%とする。
発電→電圧変換→モーターの変換効率は85%としましょう。
計算
$$
燃費= \dfrac{9.5 \times 0.46 \times 0.85}{7.67} \times 80 \\
=38.74
$$
1リットルで38.74km走るようです!
所感
プリウスで高速道路を淡々と走れば燃費32km走ったことがあります。
ヤリスハイブリッドは燃費35kmほど走るそうです。
ガソリン車の燃費性能は、もはや限界まで辿り着いてるのではないでしょうか?
ではどうするか?
タイヤの転がり抵抗が空気抵抗の1/2でした。
タイヤの幅を細くするのが良いのでは?
制動距離などの問題が出るのでしたら制動時だけ6輪にする。エアブレーキを装備する。色々な多車輪ロボットの時代なのですし、
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