基礎知識編
車両の走行抵抗 基礎知識編

車両に加わる走行抵抗
車が走る場合、いろいろな抵抗が加わる事により使用する燃料の量が大きく変動します。
それらの抵抗を走行抵抗と呼び、下記に表わす4つのものをいいます。
このうち、加速抵抗はドライバーにより大きく変動します。
車両に加わる走行抵抗

空気抵抗
空気抵抗は車体表面の空気との摩擦により発生する抵抗をいい、車速の2乗に比例して大きくなります。
高速走行時に思わぬ量の燃料を消費するのもこれが最も大きい原因です。
70km/hを超える頃から顕著に影響が出始めます。
空気抵抗のグラフ車両前面投影面積のイラスト

参考
空気抵抗の式
Ra=λSV2
Ra 空気抵抗 (kg)
λ 空気抵抗係数 (kg・s2/m4)
S 車両前面投影面積 (m2)
V 車両走行速度 (km/h)

ころがり抵抗
車輪がころがる際の軸受け部の摩擦抵抗と、路面とタイヤ間のエネルギー損失により発生する抵抗をいいます。
路面と車輪間の摩擦計数の大きさと車両総重量に比例して大きくなりますが、車速には影響されません。
ころがり抵抗のグラフ

参考
ころがり抵抗の式
Rr=Wμ
Rr ころがり抵抗 (kg)
W 車両総重量 (kg)
μ ころがり抵抗係数
ころがり抵抗係数μは、路面の状況(舗装材料、乾湿等)、タイヤ(種類、空気圧)、輪重、車輪軸受けの状態(グリスの温度)等に影響される。

勾配抵抗
登坂の際に発生する抵抗をいい、車両総重量と勾配の角度に比例します。
たとえば、車両総重量20tonの車が10%勾配の坂路を登る時に生じる抵抗は、
勾配抵抗=20000×0.1=2000kg
つまり2000kgの力で後に引かれているのと同じ抵抗になります。
また、勾配抵抗は車速に関係なく一定値ですが、勾配が変化することにより抵抗も変わるため、下図のような線図となります。
勾配抵抗のグラフ10%勾配抵抗のイメージ

参考
勾配抵抗の式
Re=Wsinθ
Re 勾配抵抗 (kg)
W 車両総重量 (kg)
θ 坂路勾配
勾配抵抗の式の図解

加速抵抗
加速を行う際に発生する抵抗をいい、加速度(加速の速さ)、車両重量に比例します。
加速抵抗

参考
加速抵抗の式
Rc=b/g (W+△W)
Rc 加速抵抗 (kg)
b 加速度 (m/s2)
g 重力の加速度 (m/s2)
W 車両総重量 (kg)
△W 駆動機構の回転部分の
慣性相当重量
(kg)
加速をする場合、エンジン、トランスミッション、プロペラ、デフ、後輪を加速する必要があり、これを重量に換算したもの。(一般にトラックでは、△W=0.07W1としている。W1=車両重量)


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