【BMW 3シリーズ グランツーリスモ】が、ついに国内でも発売になりました！


詳しくは、ぜひ下記サイトをご覧ください！

【ニュー BMW 3シリーズ グランツーリスモ誕生。】：スペシャルサイト
【多様化するニーズに応える「3シリーズ グランツーリスモ」】：Car Watch
【BMW、「3シリーズ グランツーリスモ」を発表】：webCG


また、当ブログの過去記事
【ジュネーブショーにて発表になった「新ジャンル」】でもご紹介しましたので、
ぜひご参照ください。



詳しい商品説明は上記サイトに譲りまして・・・。

今回のブログは、３シリーズGTに
「BMWモデルとして初めて装備」された仕組みに注目したいと思います。

> エア・ブリーザーは、エア・カーテンと組み合わせると特に効果的に作用します。

エア・カーテンとは、フロント・エプロン左右両端のエア・インテークから取り込まれた空気を、高速でフロント・ホイール・アーチへと放出することで作り出される空気の流れによって、フロント・ホイールの側面をカーテンのように覆い、ホイール及びホイール・アーチ周辺の乱気流を抑え、空気抵抗を低減するテクノロジーです。 　


エア・カーテンは1シリーズクーペのマイナーチェンジで初めて採用され、その後新型3シリーズセダンにも採用されました。

そして３シリーズGTでは、さらにエア・ブリーザーが初採用されたのです。






空気はこのようにエアカーテンを通り、ホイールの上を流れ、エアブリーザーを通って後方に流れます。

実際の空気の流れや効果を確かめることは難しいですが、相応のコストをかけて製品に採用するという事は、燃費向上に一定の効果があるということでしょうか。

先日、ドイツ本国で発表になった【新型Ｘ５】にもこのエア・カーテンとエア・ブリーザーらしきものが見えます。

「フロントホイールハウス後ろの切り欠き」は今後のBMWデザインの特徴の一つになりそうですね。



これらの新しい装備の解説を見ると、乗用車の空気力学の進歩を感じます。


 

ランボルギーニ・ヴェネーノやパカーニ・ゾンダ レボリューションでは、
一時期のF1で主流となった「シャーク・フィン」のような、中央に垂直に立った空力パーツを採用しています。

高速走行時の挙動の安定効果を狙った？のでは無いかと思いますが、後方視界は悪化しますし、サイドビューの印象は大きく変わり、色々な意味で波及効果が大きなアイテムだと思います。

自動洗車機はNGでしょうね。（＾＾；
（いずれも３億円以上！の車ですので、自動洗車機を使うことはないでしょうが．．。）



と、いったところで・・・。


乗用車のさらなる燃費向上や運動性向上を図り、
パワープラント（動力源）や製造素材は目覚ましく進化していますが
空力技術も前進しているようです。

 

電気自動車であるｉ３には、様々な新しい技術が盛り込まれています。

その中でも最も意欲的な項目は、何と言っても車体骨格にＣＦＲＰ：カーボン・ファイバー強化プラスチック（以下カーボンと略します）を用いることです。

カーボンはスチールやアルミとは段違いに軽量かつ強靭ですが、成形に非常に手間がかかり、製造コストが高くつくのが特徴です。


ちなみに今までに販売された車で、車体骨格にカーボンを用いた代表的な車を列記しますと・・・。

【メーカー名・社名】 　　　　　　　　　　発売開始年・発売当時のおよその価格
【ブガッティ・EB110】　　　　　　　　　　　　1991年・　　4000万円
【マクラーレン・F1】　　　　　　　　　　　　　1993年・1億円
【フェラーリ・F50】　　　　　　　　　　　　　　1995年・　　5000万円
【フェラーリ・エンツォ】　　　　　　　　　　　2002年・　　8000万円
【ポルシェ・カレラGT】　　　　　　　　　　　2004年・　　5000万円
【ベンツ・SLRマクラーレン】　　　　　　　2004年・　　5800万円
【ブガッティ・ヴェイロン】　　　　　　　　　2005年・1億6300万円
【アルファロメオ・8C】　　　　　　　　　　　2007年・　　2200万円
【アストンマーティン・One-77】　　　　　2010年・1億6000万円
【レクサス・LFA】　　　　　　　　　　　　　　2010年・　　3750万円
【ランボルギーニ・アヴェンタドール】　 2011年・　　4100万円

・・・と言ったところです。(^^;ゞ

「生産台数を少数に限った、超高価なスポーツカー」しか実例がありません。
「製造コストを度外視して、性能を最優先にできる車」ともいえると思います。

そのカーボン車体を、大量生産を前提としたコンパクトカーに採用することは、非常に画期的なことだと思います。
 

電気自動車は大容量のバッテリーを搭載することにより重くなりがちですが、
運動性能と航続距離の向上のために、BMWはカーボン車体を選択しました。

> 10年以 上にわたる研究と製造のノウハウを持つBMWは現在、SGLオートモーティブ・カーボン・ファイバーズ社とともに、炭素繊維や炭素繊維シートの開発・生産 を行っています。 という努力の成果です。

過去の数千万円以上のスポーツカーの多くが、「手作業と巨大なオーブンによって成形されるドライカーボン」を使用していたのに対し、近年は「熱可塑性樹脂や紫外線硬化樹脂を用いたRTM法」も開発されたことも、低コスト化へつながったものと思われます。

※CFRPやBMW iのカーボン車体に関しては、過去のブログ記事
【大胆な選択に隠れた野望？】や
【画期的な小型車戦略】でもご紹介しておりますので、ぜひご参照ください。






その画期的なi3の特性と製造技術に関して、
【「BMW i3」はそこまで来ている　BMWイノベーション・デイに参加して】：webCG
で詳しく紹介されています。





 

「生産拠点となるライプチヒ工場は、電力を全て風力発電で賄う」など、画期的な取り組みについても詳しく解説されています。
カーボン素材の採用が、生産・組立工程も含め省エネルギー・低公害につながっているとのことです。

（ちなみにライプチヒは旧東ドイツ地域でベルリンに次ぐ大都市だそうです。）



そして、私が以前から疑問に思っていたことへの回答も書かれていました。

カーボンは特性上、スチールやアルミの様に溶接や曲げ加工ができません。

事故を起こした後の破損部分の修理が難しいのでは? と懸念していたのですが..。

> CFRP製のライフモジュールは、リペアはそれほど難儀ではない。破損部分をカットして新しいパーツを組み付ける作業は、スチールモノコックボディーの鈑金（ばんきん）よりはるかに簡単だ。

とのことです！安心しました。
要するに、破損部分をカットして、補修用部品を接着するのだと思います。

それどころか、

> そもそもCFRPは外部には露出しておらず、外板パネルに覆われている。しかもそれは傷のつきにくいサーモプラスチック製だけに、普段使いでの小さな傷などはかえって少なくなりそう。総じてi3は、従来の車種より保守・維持費用が20％ほど安く抑えられるというから意外である。

とのことです。
これで私もカーボン車体の採用を全面的に喜べます(^^；ゞ

最新ディーゼルエンジン車に乗ると、その豊かな低回転トルクに圧倒されます。

そして、ガソリンエンジンとの個性の違いを感じます。

例えば、

３２０ｉ（ガソリン）は高回転までシュワッと気持ちよく回り、

３２０ｄ（ディーゼル）は低回転でグワッと迫力があり、

３２８ｉ（ガソリン）は低回転から高回転まで豪快なパワーがあります。

この個性の違いを、感覚的な言葉では無く、科学的に表現できないかと考えました。

（以下、少々物理的な話になりますが、ご興味の無い方は紫色の数式部分は読み飛ばしていただいても良いかと思います。）

F = m × a （F: 物体に働く力、m: 物体の重さ、a: 加速度）　という運動の第2法則と、

W = F × s　（W: 仕事、F:力、 s:移動距離）の両辺を時間で微分して導かれる

P = F × v　（P:仕事率すなわち馬力、Ｆ:力、v:速度）を組み合わせると、

a = P ÷ ( v × m )　となります。

つまり、加速度 ＝ 馬力 ÷ （ 速度　×　重量　）　となります。

走行中の車で言うと、加速度は、その状況におけるエンジンの馬力に比例し、その時の走行速度や車両重量に反比例します。

（厳密には、ころがり抵抗や空気抵抗なども影響しますが、今回はほぼ等条件として除外します）

この関係を踏まえ、320i、320d、328iのカタログに掲載されている馬力曲線を重ね合わせてみました。

赤色が３２８ｉ （最高出力245馬力、最大トルク35.7kgm)

緑色が３２０ｄ （最高出力184馬力、最大トルク38.7kgm)

青色が３２０ｉ （最高出力184馬力、最大トルク27.5kgm)　です。



 

３２０ｄは３２０ｉより加速感が高いことがグラフからも裏付けられています。

低回転域では３２８ｉに匹敵するほどの馬力がありますね。

ですが、ガソリンエンジン車に比べ頭打ちが早く、次のギアにバトンタッチします。

実際の速度変化や加速感はそれぞれのエンジンのレスポンス・素質・サウンド等も関係しますが、低回転で力強いディーゼルと高回転まで回り切るガソリンの特性が、一つのグラフに収まっているように思います。

（アイドリング付近の低回転は３２０ｄの方が低いグラフになっているのは意外ですが）

３車のグラフを重ね合わせるにあたって肝心なのが、車ごとの変速比を考慮することです。

（上記の計算式より「加速度はその時の走行速度に反比例」し、速度とエンジン回転数は変速比に依存するため）

3車とも8ATの各速の変速比は全て等しいですが、最終減速比は３２０ｄのみ１２％ほどローギアードになってます。

そのため、３２０ｄのグラフはその比率で横に伸ばしてあります。

こういう理論で重ね合わせをしたグラフを見たことがありませんが、有効な比較法では無いでしょうか．．？

ちなみに、横軸（回転数）の補正をせず等しく重ね合わせると、こんなグラフになってしまいます。



 

「３２０ｄは３２８ｉを上回る加速をするものの、半分くらいのタイミングでシフトアップする」ようなグラフです。さすがにこれは実感とかけ離れているように思います。

やはり「減速比で補正」するのが実際に近いのではないでしょうか。

※ただし車両重量やタイヤ径などが車両によって大きく異なる場合は、更に縦軸や横軸の補正が必要になります。

もう一つ、参考にグラフを作ってみました。
 

3車のトルク曲線を重ね合わせたグラフです。（馬力曲線グラフと同様に、３２０ｄのみ減速比補正をしてあります。）

このグラフも、中回転域は３２０ｄが３２８ｉを上回っていて、実感とは異なると思います。

馬力＝トルク × エンジン回転数ですので、トルクも加速度を決める要素ではあるものの、回転数を掛け合わさないと加速感とイメージがリンクしません。

「車の加速に効くのは馬力じゃなくてトルクだ」とか、「加速はトルクで、最高速は馬力で決まる」等の言葉を読むことがありますが、このグラフを見るとあまり良い言い回しでは無いと思えます。

車の加速を決めるのはやはり馬力曲線（パワーカーブ） なのではないでしょうか。

加速度 ＝ 馬力 ÷ （ 速度　×　重量　）　という数式からもそれは導かれます。

ただし、馬力＝トルク × エンジン回転数ですので、もちろんトルクも加速度を決める要素です。なので、

「 車の加速を決めるのは馬力曲線である。　

　　ただし、馬力曲線はトルク曲線に依存する。 」　　

という表現が、矛盾の無い言い回しでは無いかと思います。

・・・以上、長文になってしまいましたがご容赦願います。m(^^;)m

　（内容に誤りやご意見等がございましたら、ぜひコメントをお願い致します。）

先日、こんな発表がありました。

【BMW、クリーン・ディーゼル・モデルが国内販売の1/4を占める】：Car Watch

昨年１２月のBMWの全販売台数の約２５％、モデルによってはその５０％以上がディーゼルになった、というニュースです。

最初のグラフ（減速比で補正した馬力曲線）からも、ディーゼルは常用回転域ではワンランク上位のモデルのガソリン車並みのパワーがあるのが分かります。

それでいて燃費が良くかつ燃料単価も安いため、燃料代が「7割～半分程度」になるのですから、ディーゼルの人気が高まるのもうなずけますね！　(^▽^)　G.Sekido