燃料節約装置

燃料節約装置は、自動車の燃費や排気ガスを改善したり、点火、空気の流れ、燃料の流れを何らかの方法で最適化したりすると主張して、アフターマーケットで販売されています。正当化が難しい主張で販売されたそのような装置の初期の例としては、カナダの発明家チャールズ・ネルソン・ポーグが設計した200 mpg _-US (1.2 L/100 km) のキャブレターがあります。

米国環境保護庁は、自動車情報および費用節減法第511条により、これらの装置の多くをテストし、その有効性に関する報告書を公表するよう義務付けられている。同庁は、強制吸気、水噴射（エンジン）、インタークーリング、および長年実証されている他の燃費向上装置とは異なり、ほとんどの装置は測定可能な程度には燃費を改善しないことを発見した。^[1]ポピュラーメカニクス誌によるテストでも、実証されていないタイプの装置は燃費や出力に測定可能な改善をもたらさず、場合によっては出力と燃費の両方を低下させることがわかった。^[2]

アメリカ自動車協会や消費者レポートなど、一般的に評判が良いとされる他の組織も同様の結果を得た調査を行っています。^{[3] [4]}

効果のない燃料節約装置が普及している理由の 1 つは、車両の燃費の小さな変化を正確に測定することが難しいことです。これは、通常の運転条件下での車両の燃費のばらつきが大きいためです。選択的知覚と確証バイアスにより、デバイスの購入者は、実際には改善がなくても改善があると認識することがあります。また、観察者期待効果により、ユーザーは無意識のうちに運転習慣を変える可能性があります。これらのバイアスは、個人のバイアスに応じて、テストされたデバイスに対してプラスにもマイナスにもなり得ます。これらの理由から、規制機関は、車両の燃費を一貫して正確にテストするための標準化された運転サイクルを開発しました。 ^[5]デバイスの取り付け後に燃費が改善する場合、通常は、インストールの一環として実行される調整手順によるものです。^[6]ディストリビューター点火を備えた古いシステムでは、デバイスメーカーは、メーカーが推奨するタイミングアドバンスを指定しますが、それ自体が燃費を向上させる一方で、一部の燃焼生成物の排出量を増やす可能性があり、エンジンが損傷するリスクがあります。^[5]

補機駆動システムを変更すると、ある程度燃費と性能を向上させることができます。^[7] アンダードライブプーリーは、補機デバイスが引き出せるエンジンパワーの量を変更します。オルタネーターやエアコンコンプレッサー（パワーステアリングポンプなどではなく）の駆動システムを変更すると、車両の使い勝手が悪くなる可能性がありますが（たとえば、バッテリーが完全に充電されないなど）、安全性が損なわれることはありません。^[8]

車両の燃料に添加するために販売されている化合物には、スズ、マグネシウム、プラチナなどがある。これらの主張されている目的は、一般的に燃料のエネルギー密度を向上させることである。 ^[要出典]エンジンオイルに添加する添加剤は、「エンジントリートメント」として販売されることもあり、テフロン、亜鉛、塩素化合物を含む。^{[9] [10] [11] [12] [13] [14]}

車の燃料ラインに取り付けられた磁石は、燃料分子を整列させることで燃費を向上させると主張されていますが、自動車燃料は非極性であるため、燃料に対するそのような整列やその他の磁気効果は不可能です。テストでは、一般的な磁石デバイスは車両の性能や燃費に影響を与えないことが示されました。^[2]

いくつかの装置は、液体燃料を蒸気に変換する方法を変えることで効率を向上させると主張している。これには、燃料ヒーターや吸気マニホールドの乱流を増減する装置が含まれる。これらは、原理がすでにエンジンの設計に適用されているため、標準的な車両では機能しない。^[15]しかし、この方法は、植物油変換や同様の重油エンジンを動かすために不可欠である。^[16]

キャブレターの前の燃料ラインに少量の空気を放出する装置が販売されています。これにより、エンジンがわずかにリーンな状態で稼働するため、燃費が向上する可能性があります。ただし、メーカーが意図したよりもリーンな状態で稼働すると、過熱、ピストンの損傷、最大出力の低下、排出ガスの悪化 (燃焼温度の上昇による NOx の増加、または失火が発生した場合の炭化水素排出量の増加など) が発生する可能性があります。

一部の電子機器は、燃料節約装置として販売されている。例えば、Fuel Doctor FD-47 は、車のシガレット ライターに差し込むと、複数のLEDが表示される。この装置は、「車の電気システムの電力調整」によって、車の燃費を最大 25% 向上させるとされているが、[ ^17] Consumer Reports は10 台の別々の車両でテストを行ったが、燃費や電力に違いは見られず、この装置はただ点灯するだけであった。^[18] Car and Driver誌は、この装置には「LED ライト用の単純な回路基板」しか含まれていないことを発見し、^[19]分解して回路を解析した結果、同じ結論に達した。^[20]メーカーは、この装置に効果がないという主張に異議を唱え、^[21] Consumer Reports のテスト手順の変更を提案したが、実施しても結果に違いはなかった。^[22]

「電子式」と説明される別の装置は「電子エンジンイオン化燃料節約装置」である。この装置のテストでは、電力損失とエンジン室火災が発生した。^[2]

また、本当に役に立つ「排出ガス制御無効化装置」もあり、これは、自動車のエンジンを政府が定めた排気ガスパラメータの外で作動させることで機能します。これらの政府基準は、工場のエンジンを最も効率的な動作範囲外で作動させることを強制します。エンジン制御ユニットがより効率的に動作するように再プログラムされるか、^[23] ECUの動作に影響を与えるセンサーが修正または「シミュレート」されて、より効率的に動作するようにされます。酸素センサーシミュレーターを使用すると、燃費を低下させる触媒コンバーターを取り外すことができます。^[24]このようなデバイスは、「オフロード専用」として販売されることがよくあります。^[24]

ほとんどの装置が主張されているような改善を実現できない理由は、熱力学に基づいています。次の式はガソリンエンジンの理論的な効率を表しています: ^[25]

${\displaystyle \eta =1-{1 \over r_{v}^{\gamma -1}}}$

ここで、ηは効率、r _vは圧縮比、γ はシリンダーガスの 比熱の比です。

摩擦がなく、断熱性も完璧で、燃焼も完全、圧縮比も 10:1、γ が 1.27 (ガソリンと空気の燃焼) という理想的なエンジンを想定すると、エンジンの理論上の効率は 46% になります。

たとえば、自動車が通常、10:1 の圧縮比を持つ 20% の効率のエンジンで 1 ガロンあたり 20 マイル (12 L/100 km) 走行する場合、100 mpg _-US (2.4 L/100 km) を謳うキャブレターは、効率を 5 倍の 100% に高める必要があります。これは明らかに、理論的にも実際的にも可能な範囲を超えています。どの車両でも同様に 300 mpg _-US (0.78 L/100 km) を謳うには、効率 300% のエンジン (この特定のケース) が必要となり、これは熱力学の第一法則に違反します。

_{100+ mpg -US} (2.4 L/100 km)を達成できる非常に効率的な車両設計( VW 1Lなど) では、エンジン効率が大幅に向上しているわけではなく、代わりに空気力学の改善、車両重量の軽減、ブレーキング時に熱として放散されるはずだったエネルギーの利用に重点を置いています。

100 mpg _-US (2.4 L/100 km) または 200 mpg _-US (1.2 L/100 km)の燃費のキャブレターを発明した発明家が、大手自動車メーカーにそれを実演した後、^謎 の失踪を遂げたという都市伝説がある [26]。この話のいくつかのバージョンでは、彼は政府によって殺されたと主張している。この作り話は、カナダ人のチャールズ・ネルソン・ポーグが1930 年代にそのような装置の特許を申請したことから始まったと考えられている。^{[27] [28] [29]}

米国の人気テレビ番組「MythBusters」では、制御された環境下でガソリンとディーゼルの燃料噴射式自動車を使用して、いくつかの燃料節約装置を調査しました。 ^[30]燃料分子を整列させてよりよく燃えるようにすると言われている燃料ライン磁石がテストされましたが、燃費に違いがないことがわかりました。ガソリンにアセトンを加えると、燃料システムのプラスチック部品を損傷することなくガソリンがより完全に燃焼して効率が向上するという誤り^[31]の考えがテストされ、燃料システムに明らかな損傷はなかったものの、車両の燃費は実際に悪化しました。

番組では、キャブレター式ガソリンエンジンを搭載した自動車は水素ガスだけで走行できるという仮説を検証し、実現可能であることが確認されたが、水素ガスは高価で貯蔵が難しいため、現時点では広く普及していない。また、電気分解（水に電流を流して分子を水素と酸素に分解する）によって自動車を動かすのに十分な水素を生成できるとされる装置のテストも行われた。水素は生成されたが、その量は自動車を数秒間走らせるのに必要な量に比べれば微々たるものだった。

番組では、メーカーによると燃費を1ガロンあたり300マイル（0.78リットル/100キロ）まで向上できるというキャブレターもテストした。しかし、この装置によって車の燃費はむしろ悪化した。また、ディーゼル車は使用済みの食用油でも走行できることがわかったが、エンジンにダメージを与えるかどうかは確認しなかった。

番組では、EPA がテストした 104 個の燃費向上装置のうち、効率の改善が見られたのはわずか 7 個で、その場合でも改善率は 6 パーセントを超えることはなかったと指摘した。また、番組では、テストした装置のいずれかが実際に想定どおりに機能していたら、このエピソードはテレビ史上最も伝説的な 1 時間となっただろうとも指摘した。

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• 「燃料節約 - プロのエンジニアの視点」。fuelsaving.info。2005年12月10日。2005年12月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年5月12日閲覧。「ケーススタディ：Vaporate（TM）*」に関するケーススタディを含む。fuelsaving.info 2006年2月5日。2006年2月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年5月12日閲覧。
• 燃料節約装置に関するFCICの警告