古い自動車はエアコンを使っても燃費が悪化しないのではないでしょうか？

Question

この秘密を知っている人がいたら、教えて頂けると気分がすっきりします。

今まで、トレノ（AE86）、セラ、カルタスワゴン、初代ステップワゴン×２
と、全て平成１０年よりも古い車に乗っていたのですが、これまで何度も
「エアコンつけっぱなしの燃費」と「エアコン切りっぱなしの燃費」を
満タン法（最低でも連続５回以上で平均値）で調べてきましたが、
一度も燃費に差が出た事がありませんでした。
（ヘタをすれば、付けた方が燃費がいいぐらい）

だから、「エアコン付けると燃費が悪くなる」という皆の言葉の根拠が
全く理解できませんでした。

しかしここにきて、平成１４年式という、最新？のステップワゴンを購入し、
燃費を測った結果、「ON 約10.5km/L」「OFF 約11.5km/L」と、1Lあたりの燃費に
１リットルあたり１キロメートルもの差が発生してしまいました。

みんなが言ってた「あの件」は真実だったのです。

これはつまり、昔の車と今の車でエアコンの仕組みが違うという事でしょうか？
（フロンガスを使ってるかどうかの違いとか？）

それとも、たまたまでしょうか？

Answer 1

可能性はあります。

●添付図
まず添付図をご覧ください。

★添付図の燃費マップ
横軸＝エンジン回転数
縦軸＝その回転数での最大トルクに対する実際のトルク （トルク比）
赤色＝燃料消費量が多い（燃費が悪い）
青色＝燃料消費量が少ない（燃費が良い） → エンジンの最適効率点といいます

たとえば「黄色ゾーン（コンプレッサOFF）」であるとき，コンプレッサONにして「紫色ゾーン」になったとしましょう。そうなると，エンジン負荷は増えていても，燃料消費率（出力あたりの単位時間の燃料消費量）が良くなっているため，燃費がほとんど同じという場合があります。

●どうしてエンジン負荷が低いと燃料消費率が悪いのか？
下記2つの理由からです

(1) ポンプ損失（ポンピングロス）
(2) 霧化

●ポンプ損失
ガソリンエンジンは吸入空気量で出力（馬力）を調整します。この吸入空気量は，スロットルバルブの開度で調整します。エンジン負荷が低いときは，スロットルバルブは，ほぼ閉じた状態です。このためスロットルバルブから燃焼室間は真空に近い負圧になります。
細い針のついた注射器で空気を吸うとき，大きな力がかかりますね。これは細い針の部分が流体抵抗になっているからです。これと同じことがエンジンの吸入行程でおきているわけです。この損失のことを「ポンピングロス」といいます。出力が小さい領域では，ポンピングロスが出力の30～40%にもなるので，無視できません。

●霧化
燃料と空気がきれいに混合（＝霧化）すると，完全燃焼できます。もしエンジン負荷が低いと，空気流量が少なくなります。ガソリンエンジンでは，点火プラグで点火してから火炎が周囲に広がっていきますが，この広がる速度は，燃焼室内の気流（スワールなど）でほぼ決まります。このため吸入バルブの開口面積をわざと絞って，燃焼室に入る空気の流入速度をあげると，強いスワールが生まれ，燃焼がはやく終了します。つまり負荷のたかい条件の方が，より完全燃焼になるのです。

簡単ですが，ご参考になれば幸いです。

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★冷媒の差について
オゾン層保護のためCFC-12（R12）からHFC-134a（R-134a）へ切り換えられました。この時，冷媒物性で二相域のエンタルピ長さ（単位質量あたり）が異なるため，同じような冷凍サイクルでは，HFC134aの方が，少し冷凍能力が低下します。この差は10～15%なので，冷媒差による燃費差の説明はちょっとむずかしいかなと思います。

質問者からのお礼コメント

こんな私のために力説ありがとうございます。
つまり、今までの古い車では最適トルクの領域で走っていたから燃費が変わらず、
新しい車は最適トルクの領域が今までと違うので、差がでてしまう。
普段よりも回転数を上げるか下げるかすれば、差が出ない領域があるかも知れない。

勉強になりました。
他の皆さんもありがとうございます。（社交辞令ですが）

Answer 2

最近使用されているＲ１３４ａのフロンガスより、以前使用されていたＲ１２のフロンガスの方が冷媒能力が高いはず。ガス圧も低かったのです。

なので、Ｒ１２はＲ１３４ａよりエアコン冷えるので、コンプレッサーを停止している（冷えすぎて止めている）時間が増える。

更に、ガス圧まで低いので、コンプレッサーを回す動力も小さくて済みます。

結果、エアコン使用時の燃料消費量が低く抑えられると思われます。

Answer 3

まあ、燃費というのは運転の技量によりますからねえ。
一般論でいうと、質問に対する回答としては、A/C使用による燃費が皆無というのは通常ありえませんが、現代の車のほうが悪化
の度合いが大きいことはありえます。
理由は「最近のクルマは車室が大きく、窓はさらに大きいから」です。
軽バンなど、いつもバイザーを下げたままの人も多いくらい窓が大きいでしょう。あれでは温室と同じです。
昔の車は今の車と比較して車室も小さく、窓も小さいので日射による温度の上がり具合も少ないのです。
さらにエンジンルームもパワステやABS装置などに加えて小さい空間にされているのでエンジンルームも温度が高めになり
A/C装置の負荷が大きくなってエンジンの負担も増大しているというわけです。
エンジンの負荷が大きければ燃費に反映されるのは当然ですね。

Answer 4

「たまたま」ですね。

エアコンの仕組みは変わっていません。
良く考えてください。
エアコンの冷媒が変わって、仮に効率が多少悪くなっているとしても、エアコン使用時は、コンプレッサーを回しています。
つまりエンジンの出力が走ること以外に使われていることには変わりはありません。

エアコンON時に燃費は悪くなるっても、良くなることはありえません。

Answer 5

いまも、昔もフロンガスで～す。いまのがＲ１３４ａじゃないかな。昔のはＲ１２でしょ！