低燃費な車で悩む

VW（フォルクス・ワーゲン）がリッターあたり111km走るという車を公式に発表したのは一ヶ月ほど前だった。実は2年ほど前からこの車は展示されたりしていたのだが、今回はいよいよそれが販売されるというニュースだったわけだ。

一見普通の車に見えるが、後輪をほぼ完全にカバーしたり、ドアミラーをなくして空気抵抗を減らそうという工夫が読み取れる。ドアミラーの代わりに後方を見るためのカメラが装備されている。

しかし、111km/lという燃費はただ事ではない。なにしろあのスーパーカブでも100km.lなのだ。空気抵抗を減らすだけでそんな燃費が実現できるものなのだろうか？


その疑問に対するVWの答えがこのエンジン模型だ。エンジンは二気筒800ccのディーゼルエンジンで、模型を見ると360度クランクのようだ。エンジンと同軸にモーターが装備されているのは単に「低速走行はモーターで、高速走行はエンジンで」ということではなくて、エンジン走行時にもモーターでトルクアシストすることによってノッキングのマージンに余裕を持たせていたりもするのだろう。

しかしこのXL1、販売価格が10万ユーロ（1300万円くらい？）、販売台数が250台ということで、そんなにお高い車を買うくらいなら燃費悪いくるまでもいいや、って感じ。

さて一方こちらはEdison2社のVLC4という車体。こちらは250ccのエンジンを搭載して燃費が44km/lだという。


こういうのを「未来的デザイン」っていうんですか？　でも逆になんだか空気抵抗が大きい気がする。XL1のほうが無駄がないんではないかと。

サスペンションに工夫が凝らしてあって、スプリング、ストラット、ディスクブレーキがホイールの中に組み込まれている。でもたぶんバネ下重量は増やさないようになっているんだろうな。



こちらは25,000ドルくらいの値段なので、200～300万円というところか。まぁ買えない値段ではないけれどもそんなに欲しくはならないな。

しかしどうにも111km/lというのが信じられなくて、ちょっと確認のための計算をしてみようかと。

車名	XL1	VLC4
燃費(km/l)	111	44
エンジン容量(cc)	800	250
1回転あたりの燃料消費(g)	0.6	0.2
1リットルで何回転できるか	1,551.7	4,965.5
1回転の期待走行距離(m)	71.5	8.9
タイヤの回転数	39.7	4.9

エンジン容量がわかっているので、どちらも4サイクルだろうからエンジン1回転で消費する燃料の量は計算できる。とりあえず空燃比を18として、フルスロットルで目いっぱい空気と燃料を吸い込んでエンジンが回転していると仮定して計算した。

そうすると、その燃料消費率だと1リットルの燃料で総計何回転できるかということが計算できて、その回転数で燃費を達成するためにはエンジン1回転あたりでどれくらいの距離を走らないといけないかということがわかる。

ということで、XL1の場合にはなんとエンジンの1回転あたりタイヤが40回転もしないといけなくなる。ふつうはエンジン数回転でタイヤが1回転とかなので、これはちょっと難しいんじゃないかと思うんだけどなぁ。

一方VLC4のほうはエンジン1回転あたりタイヤ5回転ということで、無茶は無茶だがXL1ほどの無茶ではないと思う。

計算に関して何かひどい思い違いをしている可能性もあるけれども、800ccのエンジンで111km/lとか、250ccで44km/lとか聞いた時の違和感を数字にしてみました、ということで。

ちなみに私が昔乗っていた250ccのバイクは燃費が23km/lだった。今乗っている車は2000ccのガソリンエンジンだが、年間通しての燃費が10km.lというところ。街乗りだけなら6km/l。

4月18日追記：

やはりなんだか勘違いしていたようだったので訂正。こんなもんかな？

車名	XL1	VLC4	Super Cab	CB250RS	ウチの車
燃費(km/l)	800	250	50	250	2000
エンジン容量(cc)	111	44	100	23	10
1回転あたりの燃料消費(g)	0.02	0.01	0.00	0.01	0.06
1リットルで何回転できるか	43,103.45	137,931.03	689,655.17	137,931.03	17,241.38
1回転の期待走行距離(m)	2.58	0.32	0.15	0.17	0.58
タイヤの回転数	1.43	0.18	0.08	0.09	0.32

   4月20日追記：
修正はこれで最後にする。間違ってても修正しない。碧い部分は規定値、黄色が計算値。ピンクの部分は推定値。

車名		XL1	VLC4	Super Cab	CB250RS	XL50	ウチの車
エンジン容量(cc)		800	250	50	250	43	2000
燃費(km/l)		111	44	100	23	50	10
1回転あたりの 燃料消費(g)		0.05714	0.01786	0.00357	0.01786	0.00307	0.14286
1リットルで 何回転できるか		17,500	56,000	280,000	56,000	325,581	7,000
エンジン1回転の 期待走行距離(m)		6.343	1.982	0.396	1.982	0.341	15.857
エンジン1回転あたり のタイヤ回転数		3.524	1.101	0.220	1.101	0.189	8.810
を を つ か 推 定 法	推定巡航エンジン 回転数(rpm)	500	2000	2000	4000	5000	2000
	1lで走れる時間(分)	35	28	140	14	65	4
	推定巡航速度 (km/h)	40	40	40	40	40	40
	期待燃費(km/l)	23	19	93	9	43	2

何が間違っていたかというと、空気の重さだ。なんとなく29gということを覚えていたのだが、これが1リットルの重さだったのか、1立法ｍ（つまり1000リットル）だったのかが思い出せないままにそれらの値で計算したのが前の2回。

で、正しい値を計算しようと思った。空気は窒素と酸素が４：１の比率で混合されている。窒素と酸素に原子量はそれぞれ14と16だから、分子になったN2とO2はそれぞれ28と32の分子量を持つ。これらが４：１の比率で混合された時の総合的な分子量は28.8だから、１モルで22.4リットルの容積を占める空気の重さが28.8gということになる。

つまり29グラムというのは1リットルでも1000リットルでもなくて、22.4リットルの空気の重さだったのだ。

「ををつか推定法」というのは、コメントを頂いたををつかさんの計算法で、1リットルでエンジンが何回転できるか、というところからその時間を計算し、推定した巡航速度から期待できる燃費を計算しようとするもの。私が昔乗っていた原付バイクのXL50で実際の燃費とピッタリあっちゃったのは全くの偶然である。

これで考えると、きっとVWのXL!はもっと巡航速度が高いのだろう。超オーバードライブなギア比でストッロルを絞りつつ平坦な道を走れば、100km/lオーバーも夢ではないのかもしれない。