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エンジン回転数とギア比から最高速を考える

2017年 07月17日 23:50 (月)

そろそろ秋に向けてジャイロの新しい仕様にしたいと妄想しています。
今度の仕様は高速道路を巡航80km/h!最高速90km/h!
が目標なのですが、何から手を付けて良いか?
分からない方も多いと思いますので、まずは駆動系の考え方から説明したいと思います。

速度はエンジン回転数とギア比から計算が出来ます。
ノーマルジャイロ(後期型)の変速は駆動系の無段階変速と
ギアボックス内の変速比で計算が出来ます。
これは、他のスクーターでも同様ですから覚えておいてくださいね。

ジャイロの駆動系は最大変速時には0.875という変速比に成ります。
たとえばエンジンが8000回転で回っている時、プーリーが着いている
クランクシャフトは1分間に8000万回転回っています。
その時にセカンダリーが着いているドライブシャフトは
8000÷0.875=約9143
つまり、ドライブシャフトは1分間に9143回転回っている訳です。

次のシャフトはギアボックス内のカウンターシャフトです。
ギアボックス内の一次変速は3.416(合ってるかな?)のギア比ですので
9143÷3.416=2676.5
カウンターシャフトは1分間に2676.5回転回っている訳です。

最後にタイヤが装着されているファイナルシャフトですが、
二次変速の変速比は3.538ですので、
2676.5÷3.538=756.5
つまり、エンジンの回転数が8000回転の時に、ファイナルシャフトは1分間に756.5回転
回ってるってことに成ります。

この時の速度を計算してみましょう。
ジャイロのノーマルタイヤは直径37cmぐらいですので0.37m。
タイヤが1周するのに進む距離は
0.37×3.14=1.1618mですね。
1分間に進む距離は 756.5×1.1618=約880m
速度は時速ですので 880×60=52800m 約53km/hって計算です。
つまり、フルノーマルのジャイロは8000rpm回せば53km/h出るってことに成ります。

じゃ~デカタイヤを履いてるとどのぐらいの速度に成るの?
私のジャイロのリアタイヤは純正より外周が大きいので計ってみました。

P_20170716_151919.jpg

タイヤに印を付けて、タイヤが一周するまで前に進みます。

P_20170716_152048.jpg

一周、126cmでした。
ノーマルのジャイロに私のタイヤを履かせて8000rpmの時の速度は?
1.26×756.5×60=57191m 約57km/hですから4km/hアップするってことです。

じゃ~大口径プーリーを入れたらどうなるの?
当店の大口径プーリーの最大変速時の変速比は大体0.59です。
つまり、8000rpmの時、一分間にドライブシャフトは13560回転回っています。
その時、ファイナルシャフトは11560÷3.416÷3.538=956.5回転の計算です。
純正のタイヤだと956.5×1.1618×60=66675m 約67km/hで
フルノーマルジャイロの時より同じ8000rpmでも14km/hアップが可能ってことです。

ところが、なかなか計算通りに行かないんです。
その理由は後半に続く。
前半で書いた通り、フルノーマルのジャイロに大口径プーリーを入れた場合、
8000rpmで67km/h弱の速度が出ます。
ただし、プーリーの最大変速までベルトが到達している場合。
そして、8000rpmまでエンジン回転数が上がっている場合です。

出ない時には8000rpmまでエンジンが回っていないか、
プーリーが最大変速していないからです。
原因はパワー不足。

原付50ccのプーリーの殆どは直径90mm前後です。
これは50ccのパワーを元に作られています。
当店のプーリーは直径95mmです。
これは80~90ccに使われる大きさなんです。

だから、パワーの無いマシーンでセッティングすると
WRを軽くすると8000rpmまで回るけど最大変速まで行っていない。
WRを重くすると最大変速しているけど狙った回転数まで上がらない。
なんて現象が起こる訳です。

じゃ~どうすれば良いの?ってことですが、
少ないパワーでも変速できるように工夫してあげる必要がある訳です。
具体的にはフリクションロスを出来るだけ少なくすることです。

一番効果的なのはタイヤを細くすることですね。
自転車で考えれば分かり易いと思います。
ママチャリからロードバイクに乗りかえれば最高速は上がります。
タイヤが細いからですね。

次にタイヤの空気圧を上げること。
これもチャリンコと一緒です。
空気を入れるとペダルが楽に回せますよね。
路面との摩擦抵抗って凄く大きいんです。
ジャイロはリアは2つのタイヤが着いていますから効果も大きい。

私のジャイロは見た目は純正より太いのですが、接地面は純正より小さいんです。
通常は1.2kg/㎠ほどの空気圧ですが、ツーリング時は1.5kg/㎠まで上げます。
すると、最高速で5km/hぐらい簡単に速く成ります。

次はギアオイル。
高回転時はオイルも抵抗に成りますから、うちでは0-30wという
柔らかいオイルを使っています。
デメリットは柔らかいオイルは油膜切れを起こしやすい。
ですので、高性能オイルを早めに交換してやる必要があるわけです。

次にセンタースプリング。
スクーターの無段階変速にはクラッチアッセンブリーの中に組み込まれていて
プーリーの最大変速時にはセンタースプリングは目一杯縮まっています。
このスプリングを縮めるにはエンジンのパワーが使われていますから、
出来るだけ柔らかくすることで、スプリングを縮める分のパワーを
回転力に使ってあげる訳です。

ちなみにジャイロやディオに使える純正のセンターSPの中で一番柔らかいのは
ジョルノクレアのスプリング。クレアバネってやつです。
本当はもっと柔らかい方がパワーを有効に使えます。
デメリットはベルトが滑りやすく成ったり、再加速が悪く成る。

このデメリットを補うために、プーリーを工夫する必要があるわけです。
じゃ~、どう工夫すれば良いのってことですが、長く成ったので次回に続きます。

テーマ : カスタム
ジャンル : 車・バイク

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