GT-Rの設計関係者の動画の言い分について関連の質問です。

Question

論者はタイヤの接地圧が低いと駆動力を受け止めきれないからエンジンのトルクを路面に伝えきれないのでトラクションを確保するためにGT-Rはあの重量になっているという説を展開しました。
そこで質問です。同じタイヤで同じ車体で重量の大きいクルマと重量の小さいクルマではどちらのほうが限界の制動距離は小さいですか。
論者の理論だと重量が小さい方は摩擦も小さいのでロックしやすい。
重量の大きい方は摩擦が大きいのでロックしにくい。
と言う結果が導かれるはずですがこれは正しいのでしょうか。
加速でも制動でも方向は違うがイナーシャは同じなのでどちらも現象としては同じになるとおもうんですけどどうですか。

Answer 1

制動距離は同じタイヤなら車重が軽い方が短い。
これはあくまでフロントタイヤの摩擦力が車の制動力を上回っていれば。
ブレーキング時に荷重がかかる前のグリップ力が勝っていれば運動エネルギーが少ない方が単純に有利。

ただ車にはタイヤが4つついているのだけど、リア荷重が少ないと接地圧がなくなって制動力による力が摩擦力に勝ってしまうからロックしてしまったりでリアの制動力が生かせない。
Ｆ１みたいにデカいウイングで空気で抑えられるならともかく市販車ではできないから、制動力に対して適切なリア荷重が残るように全体を重くする。
当然重いから負荷は増えるけどリアタイヤも仕事をするから理論上は全体の摩擦力が上がり制動距離は落ちないという事。

4WDの駆動力の伝達能力が高いというのを制動力でも同じように4輪がしっかり接地圧を持てばタイヤの摩擦係数の限界までの摩擦力を出せて制動力は上がると置き替えた感じでしょう。

Answer 2

＞重量が小さい方は摩擦も小さいのでロックしやすい。
重量の大きい方は摩擦が大きいのでロックしにくい。
・・・この点は、その通りです。

＞同じタイヤで同じ車体で重量の大きいクルマと重量の小さいクルマではどちらのほうが限界の制動距離は小さいですか。
・・・軽い車の制動距離が、圧倒的に短くなります。


なぜ？

ブレーキとは「車体の運動エネルギーを熱エネルギーに変換することで、発生した熱エネルギー分の運動エネルギーを減らし、車体を、減速する装置」です。
車体を減速させるのは「ブレーキの摩擦熱」です。
この熱が、物理で言う仕事をする。
発生した熱量の微分がブレーキ馬力になります。

従って、ブレーキ馬力をBFとすると
L＝mv²/２BF。
ブレーキ馬力が大きく、車が軽いほど、制動距離は短くなります。


一方、パッドとローターを擦り合わせる以上、滑り摩擦力も発生し、この滑り摩擦力は「タイヤに対して制動トルク」を発生します。
タイヤがロックするかどうかは、この滑り摩擦力とタイヤの摩擦力の関係です。
が、
滑り摩擦力はブレーキを踏み始めた速度が速くても一定というのが物理特性です。
一方、摩擦による熱は、擦り合わされる速さが速いほど大きくなります。

結果、
軽い方が制動距離は短くなります。


って、日産GTRの市販車は、重過ぎて、サーキット走れば２周くらいでブレーキ終わってしまいますが。。。。

Answer 3

あのでっかいタイヤをつぶそうと思ったら、それなりに重量が無いとだめでしょうね。
逆に言えば、もし1.5トンの車であれば20インチタイヤは要らない。