閑話休題 エンジンの出力特性

閑話休題ばかりです。

私が気に入っているバイクを主に紹介していますが、
気に入っている部分が外見的な話ではなく、
設計思想だのと言った技術的な部分になる場合、

多少解説入れた方がいいかなーと思いつつ推敲していると
とんでもない文章量になったりすることが多々あるため、
閑話休題と称して複数回に分けています。

閑話休題が来たら
「あぁ、またコイツ文章纏められなかったんだな」
と思ってください。




自動車に乗ってるとほとんど意識することはありませんが、
バイクに乗っていてたびたび聞くのが
エンジンの性格とか特性という言葉。
ブログ内でも高回転型だの低回転型だのと書いてますが、
これもエンジンの特性に関わる言葉です。

この特性というのは一体どういう物なのか。



エンジンには性能曲線図というものがあります。

自動車バイクのパンフだとかに掲載されていたり、
あとは整備マニュアルなんかにも記載されていることが多いです。



cap engine line

これはSUZUKIの軽自動車、カプチーノの性能曲線図。
横軸に回転数、縦軸にトルクとか馬力とか燃料消費率とか書いてます。
とりあえず今回見るのはトルクと馬力くらいです。


かなり大雑把な解説。

加速力に繋がり、スピードを出すために必要な要素は馬力です。
馬力はトルクと回転数に比例します。

そのためエンジンは回転数が上がるほど馬力が出ます。
ついでにエンジンの回転数が上がるとタイヤの回転数も増えるのでスピードも出ますね。
これはどんなエンジンも条件が同じ。

問題は回転数に伴って馬力がどのような上がりかたをするか。
急激に馬力が上昇すれば強烈な加速フィールになりますし、
逆に馬力の上昇が緩やかだとゆっくりとスピードが上がっていきます。
これがいわゆるエンジンの特性(性格)というものです。

この、馬力の上昇が急なのか緩やかなのか、
それを決定づける要素がトルクになります。



cap engine line

先ほどのカプチーノの曲線図を例に見てみましょう。
一番上の線がトルク値です。
1500rpm~3500rpmまでにかけてトルクが上昇しています。
この区間の馬力の線(真ん中の線)を見てみると、
馬力線の傾きが非常に急になっています。
馬力が急激に上昇しているのです。
つまりこのエンジンではこの回転域で強力な加速力を持つことになります。

しかしその先の回転域、
3500rpm以降から恐らくレッドゾーンと思われる7000rpmまで、
トルクは緩やかに下がっていっています。
回転数は上昇しているので馬力が下がってしまうということはありませんが、
~3500rpmに比べると馬力の上昇が穏やかになってしまいます。
前半に比べると加速力が落ちてしまうことがわかります。

このように性能曲線図からはエンジンの性格がある程度読み取れます。


さて、次に高回転型・低回転型

これはどういうことなのか。




image001.gif

かなり極端ですが2つのエンジンを用意しました。

どちらもトルクのピーク値は5.0kg・m
低回転型エンジンは4000rpmで、高回転型エンジンは9000rpmで、
それぞれトルクのピーク値を迎え、
それ以外の領域では直線的にトルクが上下します。

実際的には4000rpmでトルクのピークを迎えるエンジンが
10000rpmまで回るか微妙ですが、仮定の話で。


このエンジンの馬力の変化を見てみると次のようになります。


image002.gif

最高出力(馬力)では高回転型エンジンの勝ちです。
しかし~6500rpmほどの回転域を見てみると
低回転時の馬力では低回転型エンジンがリードしています。

先ほど書いた通り、エンジンの回転数が上がるほどタイヤの回転数もあがります。
つまりスピードが上がります。
高回転型エンジンは高い回転域≒高い速度域で馬力を絞り出せるので
言ってみればトップスピードを伸ばすのに非常に有利です。
同時に平均速度が高く常用回転域の高いレースシーンなどでは、
高回転型のエンジンは有利だと言えます。
(有利っていうかレースマシンは高回転型ばっかり)

では低回転型が低回転域で高回転型をリードしているのはどうとるのか。
低い回転域ではスピードが上がってもたかが知れています。
スタート時だとか、~100km/hとか、
そう言った領域において低回転型は高回転型より馬力的に優れています。
よって公道でキビキビ走って乗りやすいのは低回転型エンジンだと言えます。


あれ?
じゃあ3000rpm前後でピークトルクを発揮するアメリカンは
公道ではスポーツ車より速いんじゃね!?



とはなりません。




原因1
クルーザー系はスポーツ系に比べてかなり車体が重い

原因2
スポーツ系はギア比で馬力を強化している場合が多い
(ただしこれはSS系に言えることで普通のロードスポーツは該当しないことも多い)

そして一番影響のデカイだろう原因3
そもそもエンジンのレスポンスが違いすぎる


例え低回転で馬力があろうが、
回転数そのものの上昇が穏やかだと
結果的に馬力の上昇が穏やかになります。
これはある意味性能曲線図から読み取れない要素となります。

ゆっくり走るためのクルーザー(アメリカン)と
回転数は上げてなんぼのスポーツ車で
回転数の反応(レスポンス)が違うのは当然です。



では仮に、

軽くてレスポンスの良い低回転型エンジンがあったなら?






ありました
作ってました
さすがSUZUKI


次回へ続く。

2011/10/24 21:58 | 閑話休題COMMENT(0)TRACKBACK(0)  TOP

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