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2011年3月10日 (木)

番外 : 自動車のライト点灯による、燃費の低下は?

 今日のブログは番外です。 立体写真や海の記事はありません。

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 ダイビングで積丹・幌武意まで行く場合、往復370Km、8時間のドライブです。
朝は4時半に出て、帰宅は20時半。
冬はほとんどライト点灯で走る時間帯です。

ふと疑問に思ったのが、自動車のライト点灯で燃費は落ちているのか?
落ちているとしたらどれくらいか?

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①ライト点灯に必要なガソリンの量は?

条件(一般的な車を想定)

 1,ヘッドランプ(60/55W×2) ~ 55Wx2=110W
 2,前ポジションランプ ~ 5Wx2=10W
 3,後ポジションランプ ~ 5Wx2=10W
 4,フォグランプ ~ 51W×2=102W
 5,ライセンスランプ ~ 5Wx1=5W

 ・全ランプの消費電力  合計 237 W

 ・ガソリンの熱量 1L → 8266 Kcal

 ・エンジン~発電までの効率 25 %
  (駆動軸~プーリ・ベルト~発電機の効率が分からないので100%として、
   エンジンの熱効率(機械軸出力)をそそのまま使います。)

 ・その他の損失(バッテリーの充放電効率、室内イルミ、など不明確な物)は除く

  ランプの熱量 = 0.24x237x3600 = 205(Kcal/h)

  ガソリンの消費量 = 205÷8266÷0.25 = 0.099(L/h)

 【答え】
  ライトを1時間点灯するのに必要なガソリンは、 約 0.1 L。

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② 燃費の低下で考えてみると

 条件:燃費15(Km/L)(ライトOFF時)の車で、ライトの点灯を7時間。

  ライトOFF時の燃費 : 15(Km/L) ~ 370Kmのガソリン消費量=24.7(L))
  ライトON時の燃費  : 14.57(Km/h)

    ガソリンの消費量=370Km走行分+ライト7時間点灯分
               =24.7+(0.099x7)=24.7+0.693=25.4 (L)
    燃費=370÷25.4=14.57 (Km/L)

    燃費の低下は -2.87%

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③結果

ライト1時間点灯するのに必要なガソリン : 0.1 リットル
燃費低下                     : -2.87 %

夜はライトが絶対に必要なので、燃費低下はどうしようもないが

 1)デイライトも安全優先で、これくらいの燃費低下ならOKか?
 2)ヘッドライトをHID(35W)に変えると燃費向上に効果がある。
   購入時にHID装備車を選んでも、燃費改善と明るくて見やすいので元が取れる?
   メーカーが燃費1%向上するのにどれだけの開発費を懸けているのだろう。
 3)フォグランプ。霧のない時は対向車に対する視認性向上(眩しいだけ?)と
   燃費のトレードオフ。

※ヘッドライトをHID 35Wx2、フォグランプを点灯しない場合で計算すると

    ライトを1時間点灯するのに必要なガソリンは、 約 0.04 L。

    ガソリンの消費量=370Km走行分+ライト7時間点灯分
               =24.7+(0.04x7)=24.7+0.28=25.0 (L)
    燃費=370÷25=14.8 (Km/L)

    燃費の低下は -1.33%

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今回の結果は、ライトの熱量だけの計算から求めたものです。
実際には、各部の効率を加味するので、これよりも悪い数値になると思います。

間違っていたらこっそりと教えてください。
こっそりと訂正します

P.S.
 久しぶりに頭をフルに使って疲れた~
 熱量の単位は、cal(カロリー)の時代なので、J(ジュール)はこんがらがって・・・

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「ランプの熱量」の計算式の、係数について補足 (2011/04/22)

電力から熱量の計算

   1[cal]=4.186[J]=4.186[W・s ~ ワット・秒]

   これは、1(w)のランプを1(秒)点けると、1/4.186=0.24(cal)の熱量になると
   言うことです。

1時間あたりの電力と熱量との間には次の関係が成り立ちます。

     熱量[cal]=1/4.186×W(w)×60(秒)×60(分) ~1時間は3600秒です
           =0.24×W(w)×3600(秒)

     熱量[Kcal]=1/4.186×W(w)×60(秒)×60(分)/1000
           =0.24×W(w)×3600(秒)/1000 ~ 熱量の単位がKcalなので
                                       1000で割ります

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