クルマの燃費を左右する『摩擦抵抗』とは？
車を知りたい
先生、「摩擦抵抗」って、車にとってどういうものなんですか？ 説明を読んでも、ちょっと難しくてよくわからないです。
自動車研究家
なるほど。「摩擦抵抗」は簡単に言うと、車が空気の中を走るときに、空気から受ける抵抗のことだよ。 車が速く走ろうとすればするほど、空気から受ける抵抗は大きくなるんだ。
車を知りたい
じゃあ、速く走るのが難しいのは、空気の抵抗が強くなるからなんですね。 なるほど！
自動車研究家
その通り！だから、車の形はできるだけ空気抵抗を受けにくいように工夫されているんだよ。例えば、スポーツカーが低い形をしているのは、空気抵抗を減らすためなんだ。
摩擦抵抗とは。
自動車用語の「摩擦抵抗」とは、空気や水のような流体の中を動く物体、または流れの中に置かれた物体に発生する抵抗の一つです。これは、物体の表面を流れる流体が、摩擦によって物体に及ぼす力の合計を指します。流体の粘りによって生じるため、「粘性抵抗」とも呼ばれます。
流れが遅い場合は、摩擦抵抗と圧力抵抗は同じ大きさになり、どちらも流体の速度に比例して大きくなります。一方、流れが速い場合は、一般的な物体では圧力抵抗の方が摩擦抵抗よりもはるかに大きくなります。しかし、流線形をした物体の場合、抵抗のほとんどは摩擦抵抗になります。特に、物体と流体の境界層が層流状態にある場合は、乱流状態に比べて抵抗が小さくなります。
摩擦抵抗ってどんな力？
クルマを走らせる時、実は目に見えないところで様々な抵抗が発生しています。その中でも燃費に大きく影響するのが「摩擦抵抗」です。
摩擦抵抗とは、物が移動したり、動こうとしたりする際に、その動きを妨げるように働く力のことです。例えば、重い荷物を床の上で引っ張るのが大変なのは、荷物と床の間で摩擦抵抗が発生しているからです。
クルマにおいても、タイヤと地面、エンジン内部の部品同士など、様々な箇所で摩擦抵抗が発生しています。この摩擦抵抗を減らすことができれば、燃費向上に繋がるため、自動車メーカーは様々な技術開発に取り組んでいるのです。
クルマと摩擦抵抗の関係
クルマは、走るためにエンジンでタイヤを回転させています。しかし、ただタイヤを回転させるだけでは、スムーズに走ることができません。なぜなら、クルマには様々な抵抗がかかっているからです。その抵抗の一つが『摩擦抵抗』です。
摩擦抵抗とは、物が移動するときに、その動きを妨げるように働く力のことです。クルマにおいては、タイヤと路面の間に生じる摩擦抵抗や、エンジン内部の部品同士の摩擦抵抗など、様々な箇所で発生しています。
この摩擦抵抗が大きければ大きいほど、クルマを動かすためにより多くのエネルギーが必要となり、その結果、燃費が悪化してしまうのです。
空気抵抗と摩擦抵抗
クルマが走る時に受ける抵抗には、大きく分けて空気抵抗と摩擦抵抗の二つがあります。空気抵抗は、その名の通り空気から受ける抵抗のこと。走行速度が速くなるほど大きくなり、燃費に大きく影響します。では、摩擦抵抗とは一体どんな抵抗なのでしょうか？
摩擦抵抗を減らすには？
クルマの燃費を向上させるためには、エンジン効率の向上だけでなく、クルマに発生する様々な抵抗を減らすことが重要です。その中でも、摩擦抵抗は燃費に大きく影響する要素の一つです。
摩擦抵抗を減らすためには、いくつかのアプローチがあります。まず、エンジンオイルの粘度を低くする方法があります。低粘度のオイルは、エンジン内部の抵抗を減らし、燃費向上に貢献します。ただし、オイルの粘度が低すぎると、エンジン保護性能が低下する可能性もあるため、適切な粘度のオイルを選ぶことが重要です。
次に、タイヤの空気圧を適正に保つことも重要です。タイヤの空気圧が低いと、路面との接触面積が増え、摩擦抵抗が大きくなってしまいます。タイヤの空気圧は定期的にチェックし、適正値に保つようにしましょう。
さらに、車の軽量化も有効な手段です。車体が軽くなれば、タイヤやエンジンにかかる負担が減り、結果として摩擦抵抗の減少につながります。
これらの方法を実践することで、摩擦抵抗を効果的に減らし、燃費向上につなげることができます。
燃費向上のための技術革新
自動車の燃費を向上させるためには、エンジンの燃焼効率を高めるだけでなく、クルマにかかる様々な抵抗を減らすことも重要です。その中でも、走行中にクルマの動きを妨げる「摩擦抵抗」は、燃費に大きく影響を与えます。
摩擦抵抗を減らすための技術革新は日々進歩しており、その代表例がタイヤの低転がり抵抗化です。タイヤのゴムの成分や形状を工夫することで、路面との摩擦を減らし、燃費向上を実現しています。また、エンジンオイルも、低粘度化によってエンジン内部の摩擦抵抗を低減し、燃費向上に貢献しています。
さらに、車体の軽量化も摩擦抵抗を減らすための重要な技術です。素材の進化により、強度を保ちながら軽量な車体を実現することで、燃費が向上します。
これらの技術革新は、燃費向上だけでなく、CO2排出量削減にも大きく貢献しています。今後も、環境性能に優れたクルマの開発には、摩擦抵抗低減技術の進化が欠かせないと言えるでしょう。