馬力を例に取った尺度のお話し

クルマやらバイクやらの特長といえば、形とか色とかありますが、代表的なところが「性能」です。
まぁ、数値的なものの一つですね。

代表的なところだと、エンジンでしょうか。
加速を司る重要なパートです。

エンジンの性能評価では、やはり「馬力」ですね。
トルクも大事なのですが、一般的には最大出力を見ますよね。
この数字が大きい方が優れている、と。

馬力の数字だけで評価するのであれば、この最大出力で比較して、優れているだの劣っているだのと言って、はいお終い。なのですが…

カタログスペックは、数字として目に見えるので参考にはなりますが、実際に走行するとどうなのか、というのは数字だけでは分からないものです。

単に馬力の大きなエンジンが良いのか?というと、そうも言い切れない部分もあったりします。

馬力が大好きな人は、馬力がもたらすメリットにフォーカスして、他のことはあまり気にならなかったりしますが、ものごとにはトレードオフがありますので、その辺をお話ししましょう。

「馬力」は、結構イメージしやすいワードですよね。
「出力」と言ったりしますが、専門的には仕事率のことを言います。
単なる力の大きさではありません。
そっちは「トルク」ですね。回転力です。

仕事率とか言っちゃうと分かりにくいので、もっと簡単に表すと

力(トルク)× 回転数=馬力
と思って良いです。

なので、大きな馬力を得たいと思ったら、こんなことをします。

  • 力を大きくする
  • 回転数を高くする
  • もしくはその両方

力を大きくするなら、大きなピストンにして、長いストロークにすれば良いのですが、そうすると高回転が難しくなります。
大きく重い物を速く動かすのは難しいのです。

なので、それぞれは大きな力を出せないけど、小さな軽いピストンを使って、多気筒構成にして高回転まで回してあげると馬力を向上できます。
なので、ハイパワーなエンジンは多気筒だったりするのです。

しかし、多気筒にすると、エンジンそのものは大型化して重くなります。
すると当然、それを用いる乗り物自体の動きに影響を及ぼします。

バイクなんかだと顕著です。
前後方向の加減速に加えて、バイク自体を寝かせるローリング(バイクの場合はリーンと言ったりします)がありますので、重いエンジンは、なかなか大変なことになります。

以前、900cc 並列4気筒のバイクでレースをやってたことがあります。
で、同じ900ccで、2気筒のL型エンジンのマシンと競い合っていたときの話が参考になると思います。

直線では圧倒的に4気筒の方が速いのです。馬力は30%くらい上回っていましたから。
ですが、コーナー入り口でのブレーキングは、軽い2気筒が思いのほか強い。
そして、コーナーの入り口で隣に並ばれると、かなり不利なことになりました。

2気筒のL型エンジンを用いたマシンは、それ自体軽いのですが、バイクを寝かせる時に大きな違いが出ます。
車重はもちろん効いてきますが、クランクシャフトが及ぼすジャイロ効果が大きいのです。

並列4気筒はクランクシャフトが長いですが、2気筒は相対的にかなり短いです。
高速回転した長い鉄の塊を動かすのはなかなか大変です。

4気筒だと「よいしょー!」って感じですが
2気筒は、ペタッと寝ます。
なのでコーナーの入り口で並ばれてしまうと、やられてしまいます。

まだあります。

大きなな馬力を発生するエンジンを使った車体は丈夫にしなければなりません。
なので重くなります。
重い車体を止めるには、強力なブレーキが必要です。
なので、ますます重くなります。
重くなってしまったら、強力なエンジンが必要に…

といったループが起きます。
当然ですが、重くなるとあらゆる運動性能が低下します。

同一車種で様々なエンジンを選べる量産車がありますよね。
大きなハイパワーなエンジンは上位グレードに採用される事がほとんどなのですが、下位グレードの小さなエンジンを積んだクルマが結構楽しかったりするのです。

重量バランスが良くて、回頭性が良かったりして、旋回時の動きが良い、いわゆる「足が勝ったクルマ」、「車体が勝ったクルマ」になることがあります。

というわけで、ある特定の尺度での評価良ければ何でもOKなわけではなく、そこには必ずトレードオフがあるというお話しでした。

人も同じですよね。
どういう尺度に重きを置くか、そこが戦略的に大事なところです。

電気の時代…はどこへ行く?

前回、どうもEVの先が見えないといった話をしましたが、ここに来てアメリカにおけるEVがかなり微妙…というか、失速の様相。

アメリカ国内で生産する場合、電池やモーターを作るための材料、主にレアアースが問題になるのでしょうね。
原材料の埋蔵量も問題ですが、採掘と精製に掛かるコストも重要でしょう。
それを考えると、どうも分が悪いということでしょうか。

エンジン車とEVは、用途に応じた使い分けを…と記事にしてきましたが、どうもこれ、一つの国内での使い分けと言うより、各国の環境に合わせての使い分け、ということになるのかもしれません。

もちろん、各国で独自に生産して、自国内で使用するというのも非現実的。
自国内で生産できる国は限られているし、エネルギーだって国産でまかなえる国も限られている。

なので、一頃言われていたような、「これからはEV!」というような、ガソリン車からEVに切り替わるというのは現実的ではないようですね。
そもそも環境問題に乗じた政治やビジネスの争いなんじゃないの?とは思っていましたけどね。
自動車のビジネスは巨大ですから。

とはいえ、環境問題は考えなければいけないでしょうし、化石燃料の埋蔵量やコストの問題も含めて、トータルで最適な戦略を取るように落ち着いていく…のでしょうか。

ちょっと思い付くことをパラパラと書いてみましょうか。

クルマの運用だけを考えるなら、原発や自然エネルギーで、電力をガンガン供給できる国はEVで良いのかもしれません。使うだけなら。

遠くから持ってきた化石燃料を燃やして電気エネルギーを作る国の場合は、エネルギー密度が低い電池を使ったEVよりも、エネルギー密度の高い液体燃料を直接投入して走るクルマの方が良さそうです。
特にストップ・アンド・ゴーが多い我が国では、重いクルマは不利ですしね。

太陽光や風力など、再生可能エネルギーなら良いじゃん!と思いがちですが、それらは安定供給できないので、電力を貯めておく巨大な設備が必要です。
その電池はどうすんの?
ソーラーパネル、国内で作ってないし。

生産から利用、廃棄までのライフサイクルコストや、同じく環境負荷、エネルギー消費を考えたライフサイクルアセスメントも重要でしょう。
その辺は何かスッキリしませんね。

重くて強力なトルクを発生するEV、タイヤなどの消耗品の寿命は短そうですね。
その重量でダメージを受けるインフラのコストやメンテナンスも問題では?

電池のリサイクルはうまくいくのだろうか。
技術的にというより、コスト的に見合わないと持続可能にはなりません。

寿命が尽きたEVの処理はどうするのだろう?
リセールバリューは無くなる?電池の交換は現実的?
エンジン車のように発展途上国が買ってくれるのだろうか?

というように、課題は色々思い付いてしまいますが、ひょっとしたら今後の技術発展で解決できることもあるでしょうし、世の中の仕組み自体が変わることによって、問題が問題で無くなる可能性もあるかもしれません。

さて、どうなることやら。

電気の時代…はやってきたか?

今回はクルマのネタです。

電気自動車、なかなか先が見えませんね。

一見未来のテクノロジーという気がしますが、実はBEV(バッテリーで動く純EV)も、HEV(エンジンと電動モーターのハイブリッド)も、100年以上前に誕生して絶滅するという歴史を持っています。
その時は、色々理由はあったのですが、電池を使うという基本的な原理に基づくところが大きかったのだと思います。

電池は高価で重くて大きい
簡単に言ってしまうとその辺が主な原因でしょう。

もちろんEVならではのメリットはあります。
しかし、メリットがデメリットを上回らない限り普及は難しい。

EVは本気出すと凄いパフォーマンスを発揮するのだけど、いかんせん重いのがネック。
それはバッテリーのエネルギー密度が問題なのです。
バッテリーにはあまりエネルギーが入らないので、大量の電力が必要なら、電池をたくさん搭載する必要があるわけで、そうなると大きく重くなる。

電動モーターは、低回転で大きなトルクを出せるのだけど、当然ながら重いクルマを加速させるとエネルギーは沢山必要になります。

そして高速域での巡航は大量のエネルギーが必要になるので、より大量のバッテリーを搭載する必要があって、ますます重くなる。

クルマが重くなると、運動性能は低下します。
まぁ、エネルギー消費とトレードオフすれば、それなりに加速が良かったりしますが、危険を回避する動きなんかは悪化するでしょう。

そして、重ければ各部の消耗が激しくなるのは当然で、それはクルマ本体に限ったことでは無く、道路や橋などのインフラだって同様でしょう。

というわけで、既存のエンジンで動くクルマの未来にあるのテクノロジーがEVだ、と言うのは現時点ではちょっと無理があって、用途に応じて使い分けする方向性での発展はアリだと思うのです。

EVは高速域での連続使用は苦手だけど、制御しやすいので低速での短距離移動に特化すsひて、コミュニティ内での自動運転の公共交通機関として使うなんてのはアリだと思います。

自動運転を不特定なルートで速度域が高い状態で使うと難しいでしょうけど、決まったルートを低速で使うなら難易度はかなり下がるでしょうから。
すでにそういう実験してますものね。
そういうやり方で人員とかコスト削減をしていく方向性なら現実的なのでしょうね。

あと、最近耳にするようになってきた全固体電池なんかが実用化されれば、かなり話は違ってくるのかもしれませんね。

最近では、単に環境性能とか効率ばかり言っていられなくて、いわゆるエネルー安全保障とか、政治や経済についても考えないといけないでしょうから、難しい世の中になってきましたね。

というわけで、引き続き見守っていきましょう。
さて、どうなることやら。