このカテゴリーには良識的な方々が多く、毎度大変お世話になっております。 今回もよろしくお願いします。 【軽トラの加速の質問】

Question

Ｈ１４年式ハイゼットカーゴが、鹿との激突により２、３週間整備工場に入院中で、退院するまで代車としてＨ１６年式アクティトラックを借りて乗っていますが、アクティトラックの方が加速がいいんですけど、なぜなんでしょう？
「荷台の部分がハイゼットカーゴより軽いからかな？」なんて、ど素人なりに考えてみました。
もしくは「ギア比？」とも思ったんですけど、ギア比に関して全く無知で、数字を見ても何がどう違うのかさっぱり分かりません。
加速とギア比についてよろしくお願いします。

携帯からの質問

Answer 1

＞もしくは「ギア比？」とも思ったんですけど

はい、当たりです

ギヤには、「変速比」と「最終減速比」 があり
それを賭けたものが、総変速比になります

ギヤ比の総変速比が
一定のギヤの間隔のほうが
各ギヤのつながりがスムーズになり
シフトアップしてもエンジンの落ち込みが少なく
素早い加速に移れます


間が離れすぎると
良く使用する
二速～三速などのギヤの差が大きいほど
二速では吹け上がりすぎ
三速では回転数が落ちすぎる場合などがあります
（エンジン回転の落ち込み、乗りにくいなど、逆の場合もあります）

質問者からのお礼コメント

ありがとうございました。
とても勉強になりました。
部分的に分からない専門用語がありましたが、皆さんの「少しでも参考になれば」という気持ちが伝わりました。
また縁がありましたら、よろしくお願いします。

Answer 2

●ハイゼットカーゴ（平成14年式）とアクティトラック（平成21年式）の加速差は？
以下，「ハイゼットカーゴ／アクティトラック」というようにデータを表示いたします。

重量＝880kg／770kg → アクティが90kg軽い
最大出力＝50馬力/5900rpm／45馬力/5500rpm → アクティの方が非力
最大トルク＝63Nm/4000rpm／59Nm/5000rpm → ややアクティが非力

～ このデータから，アクティの重量は10%強，軽く，このため出力（加速時なので，低回転域）はほぼ同じため，アクティの方が，良い加速になります。

●加速に寄与するのは？
ここで加速に寄与する「ギア比」や「重量」についてデータで説明いたします。

・車両（例）＝カローラ・アクシオ 5速MT
・加速条件＝10 → 40km/h ： 7秒で加速
・ギア比の設定＝2速と3速で比較
・結果 上記の加速の平均速度は25km/hなので，この速度域については，
表示法は，「2速／3速」という形で示します。

回転数 ＝ 1752rpm／1135rpm → 3速だと回転数が低く，発生トルクの最大値が小さい
必要トルク（最大トルクに対して必要トルク） ＝ 51%／91% → 3速だとほぼ限界出力に近づいている

これから強い加速を得るには，より低いギアを選べば良いことになります。ただし低いギア比では最高速が低くなります。

最高速＝85.6km/h／132.2km/h

次に重量が軽くなると，どうなるかシミュレーションしてみましょう。

・車両などは上記と同じ
・ギア比＝2速
・重量＝オリジナルと100kg軽くなった場合で比較
この場合，
必要トルク＝51%／47%
つまり，100kg軽くすると，必要トルクが小さくなり，余裕が出てきます。つまり良い速い加速が可能になります。そこで，上記2つの重量の場合の限界加速を調べてみましょう。

10→40km/hの加速時間（最短時間）＝3.42秒／3.11秒

重量を軽くすると，0.3秒くらい速い加速になりました。

●スポーツカーの場合
スポーツカーのように加速やハンドリングを楽しむクルマでは，ギアはできるだけ多段にし，その変速比をクロス（＝近づける）ようにします。加速時，変速するたびに，エンジン回転数が低下しますが，ギア比をクロスにすると，回転数低減量を小さくでき，その分，エンジンのレスポンスが良くなって，加速が良くなります。しかし頻繁にギア・チェンジが必要になりますので，一般のクルマでは，あまりクロスにしません。

●車速とギア比の関係は？
車速は下式で求められます。

車速＝エンジン回転数÷変速機のギア比÷最終減速比×タイヤの円周長

ここで単位の換算が必要ですので，下記のようにします。

車速（m/s）＝エンジン回転数（rps）÷変速機のギア比÷最終減速比×タイヤの円周長（m）

ここでrps＝1秒間あたりの回転数＝rpmの1/60です
1m/s＝0.001km×3600/h＝3.6km/h

●まとめ
低いギア比を選ぶと，エンジン回転数が高くなり，出力（馬力）が大きくなるため，加速が良くなります。しかし最高速が低いので，高速では低いギア比が選べません。
車両重量が軽くなると，加速が改善します。これはころがり抵抗と加速抵抗が小さくなるためです。これらの２つの抵抗は，重量の1乗に比例します。

簡単ですが，ご参考になれば幸いです。

Answer 3

ギヤ比というのは入力軸に対して出力軸が何回転するかってことです。
この差が大きいほど、タイヤを回す力が増えるので、加速力は良くなります。

単純なモデルにして考えてみましょう。
エンジン1回転で1回ガソリンが燃えてパワーが出るとしましょう。

エンジン1回転に対してタイヤ1回転の場合よりも、エンジン2回転に対してタイヤ1回転のほうがより力がでるのが分かると思います。
なので、ギヤ比が低い（入力と出力の差が大きい）と、たくさん力が出るんですね。
ただ、その分速く走れませんが。