高速道路の運転は効率的だと感じます。 速度を設定し、車線を維持し、都市交通のようなストップアンドゴーの罰を受けることなく、距離を走行します。 しかし、高速道路の燃費には独自の罠があり、最大の罠は目に見えないものです。時速 110 マイルで車が押し出す空気は、ほとんどのドライバーが思っている以上に、あなたに悪影響を及ぼしています。 高速道路の燃料損失の背後にある物理学と、それと闘う習慣を理解すれば、改造に 1 ドルも費やすことなく、現実の数値に 1 ガロンあたり数マイルを追加することができます。
最適速度範囲: 50 ～ 65 MPH
ほとんどの乗用車は、時速 50 マイルから 65 マイルの間で最高の燃費に達します。 この範囲を下回ると、エンジンは継続的な巡航に最も効率的な回転帯域で動作しません。 それを超えると、空力抵抗が急速に増大し、ドライブトレインが提供する効率の向上を克服します。
米国エネルギー省は、速度のコストについて具体的な数字を示しています。時速 50 マイル以上で走行すると、時速 10 マイルごとに、およそ 7% ～ 14% 多くの燃料費を支払うことになります。 時速 65 マイルではなく時速 125 マイルで走行すると、車両の形状やサイズによっては 15% 以上の燃費ペナルティが期待できます。 時速 100 マイルで 35 MPG の車の場合、そのペナルティは時速 110 km で約 30 MPG に相当します。 400マイルのロードトリップでは、その違いは、より早くガソリンを入れるために止まり、ポンプでの支出が著しく増えることを意味します。
実際の意味は簡単です。速度制限が許せば、時速 72 ～ 75 マイルではなく時速 60 ～ 65 マイルで巡航すると、ほぼ常に MPG が大幅に向上します。
燃料コスト計算ツールを使用して、特定の旅行での数値を実行し、速度の変化が総燃料費にどのような影響を与えるかを確認します。
ペナルティの背後にある物理学: 空気抵抗
空気抵抗は、速度に応じて単純かつ直線的に変化しません。 速度の二乗に比例して変化します。 つまり、速度を 2 倍にしても、エンジンが克服しなければならない抗力が 2 倍になるわけではありません。 それは4倍になります。 時速30マイルでは、空気抵抗は小さな力です。 時速 110 マイルでは、エンジンが作用する主な負荷になります。
これが、高速走行時に燃費曲線が急激に下向きに曲がる理由です。 時速 110 マイルで走行する車両は、時速 35 マイルで走行する車両の約 4 倍の空気抵抗と戦っていますが、エンジンは車両を 2 倍の速度でしか動かしません。 1 マイルあたりのエネルギーコストは急激に上昇し、そのエネルギーコストをカバーする燃料はすべてタンクから供給されます。
ここでも体型が影響します。 箱型の SUV やピックアップ トラックは、傾斜のあるセダンや専用ハイブリッド車と比較して、抗力係数が高くなります。 同じ速度ペナルティは、流線形の乗用車よりもトラックのほうがより強くなります。これが、時速 110 マイルを超えると、トラックや SUV の高速道路での MPG 数値がより劇的に低下する傾向がある理由の 1 つです。
クルーズ コントロール: 実質的な節約を実現するシンプルなツール
人間のドライバーは一貫性のないスロットル コントローラーです。 ほとんどの人は、高速道路上で何も考えずに、意図した巡航速度を時速 3 ～ 5 マイル上下し、無意識のうちに一定のリズムで加速したり減速したりしています。 不必要な加速ごとに燃料がかかり、その後の減速で無駄に消費されます。
これを解決してくれるのがクルーズコントロールです。 平坦な地形で完全に安定した速度を維持することで、長時間のドライブで増加する微加速を排除します。 エネルギー省は、平坦な道路での手動スロットル管理と比較して、クルーズ コントロールにより燃費が 7% ～ 14% 改善されると推定しています。 500マイルの高速道路旅行では、それは実際に測定可能な違いです。
クルーズ コントロールが MPG に悪影響を与える場合
クルーズコントロールは平坦な高速道路では機能しますが、丘陵地では不利になる可能性があります。 道路が上り始めると、クルーズ コントロール システムが速度の低下を検出し、積極的にスロットルを加えて設定速度を維持します。 長い坂道では、これはエンジンが長時間にわたって高負荷で動作することを意味し、上り坂で車をわずかに減速し、下り坂で速度を回復することで人間のドライバーが使用するよりも多くの燃料を消費する可能性があります。
丘陵地帯のルートでは、手動スロットル制御に切り替えることを検討してください。 熟練したドライバーは、登る前にアクセルをフェザリングし、登る途中で車が数マイル時速を失うのを許容し、その後、降る途中で追加の燃料なしで速度を回復します。 この技術は、修正された形で「パルス アンド グライド」と呼ばれることもあり、高度の変化を通じて強制的に一定の速度を維持するよりも平均燃料消費量を低く抑えます。
空力アドオン: ルーフ ボックスとバイク ラック
車の屋根や後部に物体を固定すると、空力プロファイルが変化し、好ましい方向にはなりません。 屋根に取り付けられた貨物ボックスは、最も一般的な原因の 1 つです。 研究と実際のテストでは、ボックスのサイズ、形状、取り付けられる車両に応じて、ルーフ ボックスにより燃料消費量が 6% ～ 17% 増加する可能性があることが示されています。 高速道路の速度では、空気抵抗が燃料方程式を支配するため、このペナルティは走行距離の 1 マイルごとに感じられます。
後部に取り付けられた自転車ラックは、対向気流に直接当たるのではなく、車両の後流に配置されるため、場合によっては若干優れていますが、それでもデメリットはあります。 2 台または 3 台のバイクをリア ヒッチ ラックに取り付けると、高速道路での燃料消費量が 10% ～ 20% 増加します。これは主にバイク自体が大量の空気を取り込むためです。
実際的なガイダンス: ルーフ ボックスとラックを積極的に使用していないときは、取り外してください。 キャンプ旅行後 3 週間車に取り付けられたまま、二度と使用されないルーフ ボックスは、ドライブのたびに燃料を消費します。 たとえボックスが空であっても、空気力学的破壊は同じです。
大型トラックの後ろで荷降ろし
長距離のセミトラックは、走行中に後ろに低圧の空気のポケットを作ります。 そのポケットにぴったりと続く車両は、空気力学的抵抗が減少し、ひいては燃費が向上します。 研究によると、大型トラックの車長 2 ～ 3 台以内の後続車の場合、空気抵抗が 5% ～ 10% 減少することが測定されています。
とはいえ、ドラフトは推奨に値する戦略ではありません。 有意な抗力低減を達成するために必要な車間距離は危険なほど短く、トラックが急ブレーキをかけた場合には反応時間がほとんどありません。 燃料の節約は現実的ですが、リスクは利益に比例しません。 MPG への影響に関係なく、高速道路速度では少なくとも 4 秒の安全な車間距離を維持することが正しい判断です。
タイヤの空気圧と転がり抵抗
タイヤの空気圧はあらゆる速度で重要ですが、高速道路では転がり抵抗と空気抵抗の相互作用が異なります。 低速では、転がり抵抗が支配的な摩擦力になります。 高速道路の速度では、空気抵抗がそれを追い越します。 それでも、タイヤの空気圧が低いと、ドラッグによるペナルティに加えて転がり抵抗が増加し、その影響で燃料費がかかります。
研究によると、メーカーの推奨空気圧を 10 PSI 下げるごとに、転がり抵抗効率が約 1% 低下します。 これは小さいように聞こえるかもしれませんが、4 本のタイヤすべてで 10 PSI 低い燃料を使用しているドライバーは、常に 1% の燃料ペナルティを負っていることになり、合計すると数万マイル以上になります。 タイヤが冷えているときに、運転席側ドア枠の内側のステッカーに指定されている空気圧を使用して、タイヤ空気圧を毎月確認してください。
高速道路でのエアコンと窓の開放
一般的に信じられているのは、高速道路でエアコンを作動させると、窓を開けるよりもはるかに多くの燃料費がかかるということです。 現実はさらに微妙です。 低速では空気抵抗が最小限に抑えられるため、窓を開けた方が効率的な選択肢となるのはほぼ間違いありません。 空気抵抗が支配的な高速道路速度では、窓が開いているとキャビン内および周囲に乱流が発生し、空気抵抗が大幅に増加し、エンジンのエアコン負荷が部分的に相殺される可能性があります。
EPA と DOE は、時速約 50 ～ 55 マイルを超える速度では、窓が開いていることによる空気力学的ペナルティが、エアコンを作動させる燃料コストに近づくか、それを超える可能性があることを認めています。 暑い天候で高速道路を走行している場合、エアコンを使用したり窓を閉めたままにしても、一般に燃費が悪くなるということはありません。 どちらの方法でもその差は比較的小さいですが、トレードオフはほとんどのドライバーが予想するよりも近いです。
停止前に減速する惰性走行
高速道路の運転では、料金所、工事現場、前方の渋滞、出口などで減速が必要になる場合があります。 いかに減速するかが重要です。 遅くて急ブレーキをかけると、エンジンが蓄積するために働いた運動エネルギーがブレーキパッドを通じて熱に変換され、そのエネルギーが失われます。 減速する必要がある場所より十分前にスロットルを解除することで、早めに惰性走行を行うと、車両の自然な抵抗が長距離での作業を可能にします。
最新の燃料噴射式車両では、ギアを入れた状態で高速道路速度でスロットルを解除すると、通常、燃料カットが行われます。エンジン コントロール ユニットは、エンジン ブレーキで車両が減速していることを検出し、燃料噴射を完全に停止します。 エンジンは燃料を燃やすのではなく、車の勢いを利用して回転を続けます。 これは、早めの惰性走行は、ブレーキをかけている間に消費するであろう燃料を節約するだけではないことを意味します。 勢いを積極的に利用して、減速距離にわたってエンジンを自由に回転させます。
身につける習慣は簡単です。もっと先を見て、減速する必要がある場所を予測し、早めにスロットルを解除するだけです。 高速道路の入口ランプや有料道路の進入路では、最後の瞬間まで速度を維持してから急ブレーキをかける場合と比較して、大幅に燃料を節約できます。
まとめる
高速道路を運転すると、一貫性と準備が得られます。 最大の要因は速度です。時速 75 マイルではなく時速 60 ～ 65 マイルを維持すると、それだけで燃費が 10 ～ 15% 回復します。 平坦な道路でのクルーズコントロールはさらに 7% ～ 14% を獲得します。 使用していないルーフラックを取り除くこと、タイヤの空気を適切に膨らませておくこと、停車前に早めに惰性走行することは、それぞれ小さいながらも実質的な効果をもたらします。
これらの変更には、お金をかけたり車両を改造したりする必要はありません。 それらは習慣と意識であり、すでに運転している距離全体にわたって一貫して適用されます。