本記事は2chのまとめではありません。


しょぼーんみなさん こんにちわ。ぶーぶー速報管理人のぶーちゃんです。
 

先日、以下のリンク先で、ぶーちゃんへの質問を募集したところ、

http://my2chmatome.ldblog.jp/archives/41221703.html


”車速とエンジン回転数の関係
について、教えてほしいです というメールを頂いたぶ~
そこで、ぶーちゃんの車速とエンジン回転数の関係の理解をまとめてみたぶ~

ぶ~ちゃん自身の勉強のためにも、間違いがあったら指摘してほしいぶ~

それでは説明を始めるぶ~

車速とエンジン回転数の関係について説明する前に、釈迦に説法かもしれませんが、まずは以下の基本事項について説明するぶ~

①車速
②エンジン回転数
③ギア比
④ギア比と回転数の関係
⑤ディファレンシャルギア

①車速

当たり前かもしれませんが、車速とは車の速さのことだぶ~
スピードメーターで表示される値のことだぶ~
単位は基本的にkm/時だぶ~
DSC_1644 - コピー

②エンジン回転数
エンジン回転数とはその名の通り、エンジンの回転数だぶ~
正確にいうと、エンジンから出力される回転数で、トランスミッションに入る回転数だぶ~
単位はrpmだぶ~ 
rpmの意味は1分あたりに回転数だぶ~
例えば1000rpmだったら、1分あたりに1000回転しているという意味ぶ~

エンジン回転数はタコメーターに表示されている値だぶ~
下の例でいくとメーターが0.65あたりを表示しているので、
1分あたりに約650回転していることになるぶ~
1秒当たり6回転以上しているなんて想像もできないぶ~
DSC_1644
参照:http://matome.naver.jp/odai/2141216531230020101

③ギア比
ギア比については以前にも説明したと思うけど、復習がてらもう一度解説するぶ~

ギアとは歯車のことだぶ~

歯数(歯車のギザギザの数)が異なる2つの歯車がかみ合っている状態を想像してほしいぶ~
(以下の図)


 ギア比

参照:http://matome.naver.jp/odai/2141095777912709601

 
 

一方の歯車を入力歯車、他方を出力歯車と定義するぶ~ 

入力歯車はエンジン側、出力歯車はタイヤ側の歯車と思って頂いていいぶ~
 

入力歯車の歯数を30、出力歯車の歯数を10とした時に、ギア比は出力歯車の歯数/入力歯車の歯数と定義され、10÷30で約0.33になるぶ~

 

ギア比は 出力歯車の歯数/入力歯車 は覚えとくといいぶ~

 


④ギア比と回転数の関係
次にギア比と回転数の関係について説明するぶ~

詳しいことはヒール&トーのところ(http://my2chmatome.ldblog.jp/archives/41328360.html)
で説明したので、始点を変え
要点だけ説明するぶ~


要点は"回転数はギア比分の1される”ということだぶ~

ギア比と回転数

今回はなぜ回転数が変わるのかについて、物理の法則に基づいて説明するぶ~

使用する物理の法則は以下だぶ~
(確か高校物理Ⅱの慣性力のところで習ったおぼえがあるぶ~)
ボアストローク比5 
 中心軸が角速度ωのとき、半径rの位置の回転数はr×ωになるぶ~
外側の方が長い距離を移動しないといけないので、速くなってしまうぶ~ 

いっぺんに説明すると、わからなくなると思うので、順を追って説明するぶ~
まず、入力軸が回転数Xの場合の入力歯車の歯の位置の回転数は、
入力歯車の半径をrとすると、上の物理法則によるとr×Xになるぶ~ 
 
速さ(入力)


次に、出力歯車のについて考えるぶ~
出力歯車の歯は出力歯車の歯と噛み合うので、
入力歯車の歯の速さと、出力歯車の歯の速さは一致しているぶ~
 
ギア比と回転数2

出力歯車の半径をRとすると、上の物理法則に基づくと、
出力歯車の軸の回転数は以下のようになるぶ~

回転数式


ここでギア比を歯車の半径で表すとイカのようになるげそ

ギア比と回転数3


よって、以下のようになるぶ~

ギア比と回転数4

トルクとの関係は以下のリンク先に詳しく書いたので、気になった方は読んでみてぶ~
(http://my2chmatome.ldblog.jp/archives/44739663.html)


⑤ディファレンシャルギア


ディファレンシャルギアとは一言でいうと、エンジンからの動力を両タイヤに伝える機構だぶ~

ギア比と回転数5

ディファレンシャルギア(デフ)の機構(差動歯車)を言葉で説明するのはとても難しいので、Youtubeにとてもわかりやすく説明した動画があったので紹介するぶ~



しょぼーん

基本事項はここまでぶ~
それでは本題に入るぶ~














エンジンの回転数は、トランスミッションとディファレンシャルギアを介してタイヤに伝わるぶ~

トランスミッションとディファレンシャルギアはそれぞれギア比をもっているぶ~

以下のようなイメージだぶ~

ギア比と回転数6

つまりエンジンの回転数は、トランスミッションとディファレンシャルギアで変換されるぶ~
トランスミッションのギア比をA、ディファレンシャルギアのギア比をBとすると、基本事項に基づくとディファレンシャルギア後の回転数はx/(AB)となっているぶ~

ギア比と回転数7

ディファレンシャルギア後の回転数は、タイヤで速さに変換されるぶ~

この時タイヤの有効半径rを以下のように定義し、タイヤの中心部の回転数(
ディファレンシャルギア後の回転数)をωと定義すると1分間にタイヤの外周が移動する距離は、タイヤの外周(2πr  π:円周率)にタイヤの中心部の回転数(ディファレンシャルギア後の回転数)ωをかけたものになるぶ~
これが車速になるぶ~


タイヤ


ギア比と回転数8

ここで車速の単位はm/分なので、km/時間に変換する必要があるぶ~
1時間=60分、1km=1000mなので以下のようになるぶ~

ギア比と回転数9

以上のことを踏まえると、
エンジン回転数と車速の関係は以下のようになるぶ~

車速


しょぼーん


以上が車速とエンジン回転数の関係のぶ~ちゃんの理解だぶ~
説明が下手でごめんぶ・・・

ぶ~ちゃんは上のように理解しているけど、間違っているかもしれないぶ~

ぶ~ちゃんの勉強のためにも、
間違いを発見したら教えてほしいぶ~