自動車エンジンの機械抵抗について質問です。 下記リンク先の摩擦損失グラフに関してですが、ピストンやクランクでの摩擦損失がエンジン回転数に比例する理由は何でしょうか？具体的に教えて頂けますでしょうか？

Question

推測では回転数と共に筒内圧が上がり、ピストンのスラスト力が上がったためと考えました。オイル粘性等も関係あるのでしょうか？
クランクに関しては回転数に比例する理由がよくわかりません。

ご回答よろしくお願いします！！！

http://books.google.co.jp/books?id=zPK5Sr0AYUAC&pg=PA48&lpg=PA48&dq=%E6%91%A9%E6%93%A6%E6%90%8D%E5%A4%B1+%E5%9B%9E%E8%BB%A2%E6%95%B0&source=bl&ots=H2HvuifFNm&sig=fokmf9niMKb6c9XaTqZ5cvincrE&hl=ja&sa=X&ei=HJzTU6n4J9LHuATGtYHACQ&ved=0CE8Q6AEwBw#v=onepage&q=%E6%91%A9%E6%93%A6%E6%90%8D%E5%A4%B1%20%E5%9B%9E%E8%BB%A2%E6%95%B0&f=false

Answer 1

まずこのグラフはモータリング法によるもので、モーターでエンジンを回し、必要なトルクから推定したものとなります。単純に言えばエンジンは燃焼しておらず、単にその回転数で回し続ける時にどれくらいの力が必要になるかを測るものとなります。そして各部品を順番に外していくことで各部の損失を推測するという形としています。
実エンジンで近いケースは燃料カットしてエンジンブレーキがかかっている状態でしょうか(実際にはスロットルの開閉度合が違ってきますが)。

この試験において回転数上昇による摩擦損失増加に一番影響する要因はオイルによる抵抗です。
当然高回転になるほどオイルの撹拌、せん断による抵抗は大きくなります。

クランク軸の損失は典型的で、高回転になるほど軸受けでオイルの抵抗が増加している形です。これにはオイルポンプの損失も含まれている形になっているかもしれません。

ピストン部位での摩擦損失は負荷の変化の影響を大きく受けるため、モータリング試験では一面的な摩擦損失しかわかりません。この試験においてもスラスト力の変化などの影響はありますが(この試験ではシリンダ内圧自体はあまり影響しません)、こちらもオイルよる損失が影響しています。特に大部分が流体潤滑となる回転数以上ではオイルによる損失増加の割合が大きいでしょう。

この様に粘度による損失は一定の割合で存在するため、近年の省燃費オイルは低粘度化する形となっています。
また低粘度の方がロスが少なく、その分だけ出力があがる形(特に高回転)となりますので、わずかでも出力を上げたいレーシングカーなどにおいても低粘度が使われます。ただこれらはあくまで適切な潤滑が維持出来てる範囲での話であり、単純に粘度を下げたからといって必ずしも省燃費性が向上したり、出力があがるというわけではありませんのでご注意ください。