燃費と排気量の関係

すみません、前から疑問に思っていたことについて質問させていただきます。それは燃費と排気量の間に関連があるのかという疑問です。５０ccの原付と３０００ccの自動車を比較したとき（２スト、４ストの区別は考えずに）排気量は６０倍近いのにもかかわらず燃費は６０分の１にはなっていませんよね。なぜなのでしょうか？排気量が多くなるということはそれにつれて馬力やトルクが排気量に比例して発生し、それだけガソリンの使用量が多くなると思うのですが。どなたかこのからくりをご説明をいただけないでしょうか？

No.4 ベストアンサー 回答者： noname#1001 回答日時： 2001/05/05 17:26

排気量を考える時にはどのくらいその量の排気を繰り返すのか、つまりエンジン回転数というのが大きく関わります。

つまり、ある速度をキープする時に３リッターエンジンが１回転する間に５０ＣＣエンジンは何回転するかが問題になるという事です。同じ距離を走るのに大きなエンジンと小さなエンジンでは排気を繰り返した回数が同じではない、という事が、排気量と燃費が単純な相関関係で表せない主な理由でしょう。

また、どれだけの重さの物をどれだけの距離動かせたか、という点から考えれば、一度の爆発で得られるエネルギーが小さければ、ある定量の重量物を動かす為には、短時間に何度も爆発させてエネルギーを得る必要があります。回転をあげてないと動かない、というわけです。大排気量であれば一度の爆発で得られるエネルギーが大きいのですから、爆発の回数は少なくても、相対的に重い重量物であっても動かすだけのエネルギーが得られるという事です。つまりは低回転で巡行できる、と。それで、それ以上に回転をあげるとエネルギーは速度に反映されて、一定の距離を移動する時間が短縮され、結果として燃料の消費時間が短くなるという事です。

つまりは、回転数を無視して排気量だけを比較するところに「最大のオチ」があった、というところでしょうか。バイクは１万回転前後を平気で使用しますが、車でそのへんまで使う事はあまり一般的ではないですよね。

No.6 回答者： old 回答日時： 2001/05/06 10:59

他の皆さんが書いている通り、同じ重量の物を同じ距離移動させるエネルギー量は同一です。

私は車の燃費と価格のことでいつも腹立たしく思っています。というのは排気量が大きいと燃費が悪い。車の価格が高い。という半ば迷信のような思い込みに対してです。同じシリンダーブロック型を使っているのになんで値段を上げなくてはならないのかという怒りと、排気量が大きいと燃費が悪いというユーザーの先入感をなんとか無くして欲しいなと感じています。ご質問の趣旨とずれてしまって申し訳ありません。
燃費に差が出るのは空気抵抗、フリクションロス等が主なもので、車のエンジンの場合、具体的にはピストンリングの摩擦による抵抗が一番の原因だと思います。同一車種で排気量が異なる場合、大きいエンジンの方が燃費が良い場合が多いです。「クラウン」なども３０００ｃｃの方が２０００ｃｃや２５００ｃｃより燃費は良いのです。カタログデータでもそうだと思いましたが、実際に乗り比べるともっと差が出ます。

No.5 回答者： noname#2748 回答日時： 2001/05/05 20:26

熱機関というのは燃料を燃焼させたときの熱エネルギーを運動エネルギーに変換する装置である、ということをまず念頭において考えてください。

３０００CCの乗用車を時速５０キロで走らせる時と、原付を時速５０キロで走らせる時に必要なエネルギーの量を比較すると６０倍もの差は生じない（この時に必要なエネルギーは空気抵抗の分と転がり摩擦の分）ので、消費エネルギーが１／６０になることはありませんし、加速時においても重量の比率が６０倍もありませんので６０対１にはとてもなりません。また、駆動系統などのロスも決して６０対１の比率にはなりません。上記はエンジンの効率などをすべて無視した上での話です。

No.3 回答者： nozomi500 回答日時： 2001/05/05 17:13

　エンジンのパワーがあれば、トルクは逆に小さくしても同じだけの推進力が得られます。

　ガソリンの化学エネルギーを、燃焼（爆発）によって運動エネルギーに転換しているわけですが、ニュートンの法則どおりにいけば、同じガソリンの量（化学エネルギーの量）なら、同じだけの推進力（運動エネルギー）がえられることになります。

　とうぜん、大型車より小型車・バイクのほうが軽いので、同じ距離を走っても
必要な運動エネルギーが少なくてすみます。

　燃焼効率や、運動効率さえ無視したら、燃費の差は、車体（プラス乗員・荷物）の重さの違いです。「効率」よいエンジンのために、みんな研究に勤しんでいるのです。

No.2 回答者： shonanboy 回答日時： 2001/05/05 16:55

そりゃそうです（＾＾）

５０ｃｃのバイクの馬力を６０倍したエンジンと
比較している訳ではありません
馬力を必要としなければ当然燃料消費量も少ないですよねパワーがあればそれだけアクセル開度も少ないです
小さなエンジンでキンキンに回して走るより
大きなエンジンで余裕の回転数で走る方が
燃費が良いのも当然です
大きければ大きいほど重量慣性も影響します
これはロスと言われている部分ですよね
５０ｃｃで比較すると極端ですけど
大きな排気量のエンジンにはそれぞれ
省燃費対策を施された補記類が装着されています
一概に比較できない簡単な理由はそこですけど・・・
僕の友人が乗っていたクラウン２５００ｃｃと
僕の乗っていたカマロ３７００ｃｃでは
彼の車の燃費が５ｋｍ／ｌ
僕の車の燃費が１０ｋｍ／ｌでした
もう車に搭載した時点で比較は出来ないのです
順を追って考えれば至極当然の出来事なのです

No.1 回答者： ametsuchi 回答日時： 2001/05/05 16:49

両方同じように燃焼させたら排気量の大きい方が先に目的地に着いてしまします。

だから単純に考えるとあたりまえ。

燃費の定義は確か、10kmかなにかを1決められた10種類の速度か何かで走るんですよね？すると排気量の大きい方は余力を残している、つまりちゃんとガソリンを燃やしていないことになります。

だから単純な比例関係にはなりえないです。