【冬の燃費悪化の原因】ガソリン揮発性と理論空燃比から考える

冬になると車の燃費が悪化する。冬でも気温が低いと更に燃費は悪化している。気温が2℃の時と10℃の時を比べてみると、明らかに2°の時の方が燃費は悪いし、エンジン音も微妙に違っていて車も重たく感じる。気温がマイナス2℃くらいになると更に燃費は悪くなる。

走行条件はほぼ同じルートの往復なので影響は少ないとおもっている。車の年間走行距離は2万kmを超えており給油は毎週行なっている。

軽自動車だが季節によって、燃費がいい時は25km/ℓくらいになるけど、冬の寒い時は20km/ℓくらいにしかならない。

気温で燃費が20%も悪化するの？

もちろん、オイル粘度やエアコンの影響が多少あるのは理解している。

ChatGPTに聞くと、「寒いと車の燃費が悪くなるのは、エンジンの暖機運転、空気抵抗やタイヤの転がり抵抗の増加、バッテリー性能の低下、ヒーター使用、冬用燃料の影響、路面状況の変化などが主な原因です。」とのこと。😳

ここで、冬用燃料って何？っていう疑問が。
なんとガソリンには夏用ガソリンと冬用ガソリンというものがあるらしい。🙀

温度が低いとガソリンの揮発性が低くなる（気化しにくくなる）ため、揮発性を高めるように、ガソリンメーカーが地域によって成分を調整しているとのこと。

逆に、気温が高いとガソリンの揮発性が高くなる（気化しやすくなる）ので、揮発性を抑えるように調整している。

冬用ガソリンは、気化しやすいように調整されているが、その分熱量（燃焼エネルギー）が低いため、同じ距離を走るのにより多くの燃料を消費するので、冬季に燃費が悪くなる原因の一つとなっている。

 気温が低いとガソリンが気化しにくくなり、理論空燃比 (14.7:1) を維持するためには燃料噴射量が増えるため、燃費が悪化に繋がることになる。😨

理論空燃比を維持するのに、O2センサーやA/Fセンサー呼ばれるセンサーで排気ガスに含まれる酸素量を測定して燃料噴出量を調整しているが、センサーは高温にならないと正常動作しないため、冬の気温が低い時には、センサーが動作するまでに時間がかかる。これはエンジンが暖まるまでの燃費悪化の原因になっている。

エンジンが暖まった後も、気温が低くなればなるほどガソリンは気化しにくくなるので、理論空燃比を維持するためには燃料噴出量を増やすことになり、ガソリン消費量が増えることになる。これが冬季の気温が低い時の燃費悪化の原因の一つになっていると推測する。

まとめ

冬に気温が低くなると燃費が悪化するのは、気温が低ければ低いほどガソリンの揮発性は低くなり、理論空燃比を維持するためには、ガソリン消費量が増えることが原因の一つと推測する。

燃費改善のための案を挙げてみる。
　　案1. エンジンが吸気する空気の温度を上げる
　　案2. ガソリンを少し温める

なお、エンジンの排熱利用やヒーターなどの熱制御技術で改善できると推測するが、車メーカーは、カタログ燃費の数値に表れないことにはコストを掛けることはしないだろう。

コーヒー☕️で一息つきます。