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2012年01月12日 イイね!
ファイナルギア変更その④~純正メータ誤差~前回で,ファイナルギア変更については一旦完結しましたが,おまけでもう1ネタ書いておきます。


ファイナルギア変更その①で,高速巡航時の回転数が計算から求まるわけですが・・・実際に走ってみるとどうも合わない。

ファイナル3.692で205/55R16を履き,120km/hでの走行を行うと,計算上は2856rpmなんですが,タコメータは3000rpmを超えている。。。

ありゃりゃ?計算間違えたかな?タイヤ径が計算と違うのかな?と思い,検証してみました。

最初にアヤシイと思ったのはスピードメータ。

巷では,「スピードメータはわざとスピードを高めに表示する」って・・・聞いたことありませんか?

「割合[%]の誤差だから,速度が高いほど誤差が大きい」なんて噂も。。。


 

検証するのに,ちょうどいい装置がありました。

データロガーとした買ったDriftBox。これ,リアルタイムにスピード表示できるんですよね。

実は,仕事で使ったことがありまして,GPSでの速度測定はほぼ正しいということも理解してました。

で,DriftBoxを積んで,いろいろと走ってみたわけですが,

「S15のスピードメータってかなり正確」です。

GPSのスピードメータと120km/h走行時でも数km/hしかズレませんよ。

スピードメータの読み誤差の範囲内と言えるレベルです。

S15に乗っている方は特に,

「スピードメータは高めに表示されてるから大丈夫!」

な~んてカッ飛ばしてると,捕まっちゃいますのでご注意を。(笑)




・・・ということは・・・です。

「純正のタコメータが正確でない」

ということになるわけです。

こちらは,ブーストアップ後に,パワーFCでのタコメータ表示と比べてみました。

パワーFCと純正のタコメータ・・・全然表示される値が違います。

しかも,どちらが数%高いとかそういうのじゃありません。

てんでバラバラ。高かったり低かったり。。。

パワーFCのタコメータは,燃調のマップにも使われますから,正しいと考えられます。



というわけで,

「純正のスピードメータはほぼ正確,タコメータは誤差たっぷり」

ということがわかりました。





これって・・・パワーチェックのとき困るんですよ。

なぜって,

「最も知りたいエンジントルクが誤差たっぷりになっちゃうから」


ローラー式シャシダイナモって,実際に測定しているのは,

①タイヤによって回されるロータの回転速度からの車速(km/h)

②タイヤによって回されるロータの発電量から馬力(PS)


の2つなんです。トルクについては,

エンジン出力(馬力)=エンジン出力軸トルク×エンジン回転数÷716.6

の式から計算しているんですが,エンジン回転数はどうやっているのかと言うと・・・

測定をしてくれる店員さんが,タコメータの数値を読みながら,

「ここが3000rpmだよ」
「ここが4000rpmだよ」

って入力していくんです。

その頼りのタコメータが誤差たっぷりなので,出てくるトルクの値も誤差たっぷりなんです。。。

私が校正した結果では,10%近い誤差(店員さんのメータ読み誤差含む)が出てしまうこともあるようです。

30kg-mのトルクなら,3kg-mの誤差があってもおかしくないんです。

もちろん,ちゃんとエンジン回転数をセンサーから入力している場合は別ですけどね。


ただ,ローラー式シャシダイでは,スリップも0ではないでしょうし,

シャシダイそのものの機器誤差もあるだろうし,

測定条件も毎回異なるのは当たり前ですから,あくまで参考でいいんですけどね。



何が言いたいのかよくわからないブログになってしまいましたが・・・

「実測して確かめるのは確実だが,そこには必ず誤差が存在する」

とでもまとめておきましょうか。。。(^-^;
Posted at 2012/01/13 01:00:19 | コメント(3) | トラックバック(0) | ファイナルギア変更 | 日記
2012年01月11日 イイね!
ファイナルギア変更その③~考察編~今回でファイナル変更ブログは一旦終了します。

最終回はいっぱい書きましたので,気合入れてお読みください。(笑)

今回は,
ファイナルを3.692から3.916にすることによって,
何がどう変わるのか?」

ということについて,述べてみようと思います。

といっても・・・実は私が,
「クロスミッションと何が違うの?」
「どこがどういう風に変わるの?」
と難しく考え過ぎていただけで・・・結論としては実にシンプルです。

ファイナルを3.692から3.916にすると・・・「ローギア化します。」
↑そのまんま。。。(^-^;

以上が結論なんですが・・・それだとあまりにおもしろくないので,
「ローギア化とはどういうことか?」について述べてみようと思います。


まずは,馬力とトルクについて。。。

以前の“究極のブーストアップ”シリーズで書きましたが,
車を前に進めるのに直接的に必要な力は,馬力ではなくトルクです。

トルク=タイヤを転がす力と考えてください。
ドリフトでホイルスピンを維持するための力もトルクです。

トルクが路面の摩擦力に勝っているときは,ホイルスピンを維持することができます。



私たちが車に乗って,加速がいいか悪いかを判断しているのは,「馬力」ではなく,「トルク」です。
馬力は,直接感じ取ることはできません。
(詳しくは,究極のブーストアップシリーズを読んでください。)

 

次に,トランスミッションについて。。。

そもそもオートマにせよ,マニュアルにせよ,トランスミッションって何のためにあるんでしょうか?

一般的なガソリンエンジンは,低回転では低トルク,高回転で高トルクという特性です。
車を走行させる場合,停止状態→発進→加速→定常運転→減速→停止を繰り返しますが,
タイヤを転がす力(トルク)が必要な領域は,発進&加速時です。
つまり,低速域でトルクが必要なわけで,ある意味ガソリンエンジンの特性には向いていません

そこでトランスミッションの登場です。

トランスミッションでエンジン回転を減速させることにより,タイヤでの発生トルクを増やすことができます。

エンジン出力(馬力)=トルク×タイヤ回転数

 
ですから,タイヤ回転数が減った分,トルクが増えるのです。
変速式の自転車で,坂を登るときに,ローギアにすると坂は登れますが,速度が出ないのと同じです。
トランスミッションは,低速域のトルクを増大させるために必要なんです。


 
私のS15のシャシダイ測定結果を示します。
チューニングは吸排気のみの頃の結果です。



よくこのグラフは見るんですが,これがトランスミッションを介すとどうなるでしょうか?
計算結果を以下に示します。



エンジン出力はどのギアでも同じですから,
タイヤ回転数の遅い1速のトルクが最も大きく,6速が一番小さくなります

これは,感覚的にも理解できるかと思います。
 
1速では加速が鋭く,シートに押しつけられると思いますが,6速では全開にしても加速が鈍く,シートに押しつけられる力も小さいですよね。
 
また,1速ではアクセル全開にすればホイルスピンしますが,6速ではホイルスピンしませんよね。
 (6速でもホイルスピンしちゃうモンスターは除く。)

繰り返しになりますが,ローギアほどタイヤで発生するトルクは大きいのです。

つまり,3.7→3.9ファイナルへの変更は,
「1速から6速全てのギアがローギア化し,トルクアップする」
のです。

 
では,どの程度トルクアップするのでしょうか?
2速→3速へのシフトアップを想定し,実際に計算した結果を示します。
エンジン出力は,先ほどと同じく,S15吸排気のみチューンです。



当たり前ですが,全域に渡ってトルクアップしています。
ギア比が変わった分だけトルクアップすることになりますから,

トルクアップ割合[%]=変更後のギア比÷変更前のギア比×100
            =3.916÷3.692×100=106[%]


となり,3.7→3.9ファイナルへの変更により6%のトルクアップをすることになります。



ここからの表現は,完全に誤りですが,ファイナル変更の効果をイメージして頂くためにあえて書きます。

ファイナル変更のみをした場合,当然ながらエンジン出力(馬力)は変わりません。

しかし,ドリフトに必要なトルクを得ることができます。
仮に6%のトルクアップを,エンジンチューニングで得ようとした場合,

エンジン出力(馬力)=エンジン出力軸トルク×エンジン回転数÷716.6

ですから,6%馬力を上げるのと同じような効果を得ることができると言えるのではないでしょうか。

ピーク馬力で250PSであった場合,3.7→3.9のファイナル変更は
265PS相当のエンジンチューニングしたのと同等の効果がある
と思ってください。

15PSアップを,エンジンに負担をかけることなく,実現することができるのです。
これってすごいことだと思いませんか。

 
もちろん,正確にはエンジン出力は変わりませんから,トルクアップした分,車速は遅くなり,
トータルのエンジンの仕事量(=馬力)は変わりませんけどね。



ローギア化のファイナル変更とクロス化を錯覚する理由は,
この「ローギア化によるトルクアップ」があるためだと思います。

実際にシフトチェンジした場合,同じ回転数まで落ちますが,トルクアップしている分,
吹け上がりは早くなります。(2速のほうが3速より吹け上がりが早いのと一緒)

その分,次のシフトアップのタイミングも早くなるため,クロス化したのと錯覚するのだと思います。




長々と書いてきましたので,ファイナル変更についてまとめておきます。

ファイナル変更により全てのギアがローギアorハイギア化する。

② ローギア化した場合,全てのギアでタイヤの駆動トルクがアップする。(ハイギアはその逆。)

③ ローギア化した場合,最高速は低下する。(=高速巡航での回転数はアップする。)

ファイナル変更はクロス化ではないため,シフトチェンジの際の回転数ドロップは変わらない。

⑤ 但し,ローギア化した場合,各ギアのトルクアップにより,吹け上がりがよくなるため,クロス化と錯覚する。(笑)

⑥ ドリフトには,クロス化より,ファイナル変更のほうが向いている。(私見)


以上,長文にお付き合い頂き,ありがとうございました。m(_ _)m
Posted at 2012/01/11 23:25:43 | コメント(4) | トラックバック(0) | ファイナルギア変更 | 日記
2012年01月04日 イイね!
ファイナルギア変更その②~実験編~画像はhttp://www.bridgestone.co.jp/より参照させて頂きました。

前回,減速比の計算については載せましたが・・・いろいろと計算してみたものの,

「変速したときの回転数ドロップが変わらないってことは,結局のところシフトポイントが変わるだけなの??」
という結論に至り,ファイナル変更に疑問を感じるようになりました。

ロデックス師匠にその疑問をぶつけてみたのですが,
「ギアのつながりはよくなりますよ。」
「吹け上がりもよくなりますよ。」

との答え。。。

「何で??」
もうわかりません。(本当は簡単な話なんですけどね。。。)

でも,競技の世界でもよくやられているファイナル変更ですし,師匠の言うことに間違いはないはずです。
単純なギア比計算には表れない何かがあるはずだ。。。と思い,とりあえず試してみることに。

といっても,とりあえず換えてみて,ダメだったとき,戻すのが面倒です。
また,変更した違いはその場ですぐ試してみないと忘れてしまうため,
タイヤ外径の変更で実験してみることにしました。

先日のギア比計算では,タイヤ外径は純正の205/55R16=632mmで計算しましたが,
タイヤ外径を変更することでも,ファイナル変更することができます。

タイヤ外径を小さくすれば,車軸1回転当たりに進む距離が短くなるので,ファイナル減速比は大きくなる(最高速が下がる)方向。
タイヤ外径を大きくすればファイナル減速比は小さくなる(最高速が出る)方向。
になります。(ベルト&プーリでの減速みたいなものですね。)

タイヤ変更後のファイナル減速比=現状のファイナル減速比×(現状のタイヤ外径÷変更後のタイヤ外径)
で求めることができます。

私が用意したのは,205/45R16=591mmサイズ。
純正ファイナル3.692×(632÷591)=3.948となり,ほぼ3.916同等のファイナルになります。
外径が小さくなる分,車高が下がりますので(この場合は21mm),車高バランスの影響をなくすために,車高は21mm上げました。
(正確には,車高を上げたことによりアライメントも変化しますが・・・無視しました。(^-^;)

テストはYZ東コースにて。わかりにくくてイマイチですが,車載動画をアップします。
まずは純正の205/55R16サイズ。ファイナルは3.692。
エンジンは吸排気のみのシャシダイ実測245PS。



18秒頃の3速で振っていくS字コーナがもう少し回転数に余裕が欲しいところ。
29秒頃のレイクサイドコーナ後の区間は3速では回転数が低くて流せず,2速にしてますがなんか遅い感じ。
46秒頃の最終コーナは,2速だと吹け切ってしまいます。
2周目の最終コーナ(1分28秒頃)では,振り返しの合間に2速→3速にシフトアップしてみたものの,流せない。。。
まぁ,ウデの問題もありますが,こんな感じです。


次に205/45R16サイズ。ファイナルは3.948相当。
同乗している人がいますが,気にしないでください。。。



20秒頃の3速で振っていくS字コーナは回転数に余裕が出ました。
30秒頃のレイクサイドコーナ後の区間も3速で流せます。
45秒頃の最終コーナは,苦しいですがなんとか3速で流せるようになりました。


車載ではわかりにくいかもしれませんが,運転していると違いは歴然です。
「乗りやすい!!」

3速での吹け上がりもよくなり,クロス化しているわけではありませんが,
クロス化したと錯覚してもおかしくありません。

乗った印象として,
「ファイナル変更意味あります!!」
となり,ファイナル変更を決意したのでした。。。

ただ,ナゼこうなるの??と思いますよね。
次回それを机上で説明してみようと思います。(^-^)
Posted at 2012/01/04 17:40:45 | コメント(5) | トラックバック(0) | ファイナルギア変更 | 日記
2012年01月03日 イイね!
ファイナルギア変更その①~ギア比計算編~久しぶりの連載ものです。
写真はhttp://www.nismo.co.jp/より参照させて頂きました。

ファイナル変更って、ニスモ6速等のクロスミッション化よりはお手軽であるものの、一般ユーザからすればそうそうお手軽に交換できるものではないと思います。

これからファイナル変更を検討される方の少しでもお役に立てればと思います。m(_ _)m


 
私のS15は2年ほど前にスペックRのMT純正ファイナルの3.692から

スペックRのAT純正ファイナル3.916に変更しました。
 
ブーストアップもしてないノーマルパワー、純正ミッション、純正ファイナルでがんばってきたわけですが、
エビスでロデックス師匠のレッスンを受けたとき、
「ファイナル換えたいな~」
という師匠のお言葉。。。ファイナル変更とか特に何も考えていなかったので、
「ファイナル換えるとどうなるの??」
全くわかりませんでした。

 
私が経験したファイナル変更は、グランツーリスモだけで。。。(^-^;
ファイナルを換えると最高速が変わるってのは知っていたんですが、
「2速、3速しか使わないミニサーキットで何が変わるの??」

おいそれと変更できないだけに、いろいろと検討しました。

まず、勘違いしがちなことですが、
「ファイナル変更は、クロスミッション化とは似て非なるもの」
です。

よく、
「ファイナル換えると、クロス化する」
と言っている人がいますが、違います。クロス化はしません。

この違いを説明するのが難しいですが、後述する計算を一度やってみてください。

「ファイナル変更しても、変速時の回転数ドロップは1rpmたりとも変わらない。」


例えば、S15の場合、2速7000rpmから3速にシフトすると、3速になったときの回転数は4904rpmです。
これは例えファイナルを 4.1 や 4.9 に変更しても4904rpmのままです。

「じゃぁ、なんでファイナル変更するの??意味あるの??」
私もそう思いました。

理解を深めて頂くために、減速比の計算方法を紹介します。

************************************************************************************
 
車両はS15で考えます。
他の車種でもそうですが、エンジン回転数は、マニュアルトランスミッションで減速され、
プロペラシャフトを介した後、ファイナルギアで減速されてリアの車軸(ドライブシャフト)の回転数となります。

S15の純正6速の減速比(正確には6速は増速してますので、変速比が適切かな。)は、
1速: 3.6264
2速: 2.2000
3速: 1.5412
4速: 1.2312
5速: 1.0000
6速: 0.7674

です。
ファイナルギアでの減速比は3.692です。

ギア比は、
「入力軸が何回転したときに、出力軸が1回転するか」
という意味の数字です。

例えば、1速(3.6264)のときは、
エンジン(入力軸)が3.6264回転したときに、プロペラシャフト(出力軸)が1回転する。
ということになります。
 
ファイナル減速比(3.692)は、
プロペラシャフト(入力軸)が3.692回転したときに、ドライブシャフト(出力軸)が1回転する。
ということです。

以上より、エンジン回転数とドライブシャフトの回転数の関係は"掛け算"になり、
これを便宜上、「トータル減速比」と呼ぶことにします。

トータル減速比=トランスミッションでの減速比×ファイナル減速比

このトータル減速比を利用すれば、
エンジン回転数[rpm]×トータル減速比=ドライブシャフト回転数[rpm]
が求まります。

あとは、タイヤの外周長さを出せば、ドライブシャフト1回転あたりに進む距離が出ますから、
車速を求めることができます。
タイヤ外周は、タイヤ直径×3.14です。
タイヤ直径はタイヤメーカのカタログにも載っていますが、計算で簡単に求められます。

例えば205/55R16であれば、16インチのホイルに、205mm幅の55%の厚さのタイヤが
はまっているわけですから、

タイヤ外径=(16インチ×25.4mm)+(205×0.55×2)=632mm=0.632m
タイヤ外周=0.632mm×3.14=1.98m

205/55R16サイズなら、ドライブシャフトが1回転すれば、1.98m進むということになります。

エンジン回転数と、ドライブシャフトの回転数は比例関係にありますから、
全回転数について計算する必要はなく、例えば、1000rpmと7000rpmだけ求めて、直線で結べばよいです。

細かい計算はエクセルとか使ったほうがいいですね。
S15の純正6速のファイナル3.692と3.916の計算結果を載せておきます。



グラフにするとこうなります。



グラフから読むのは大変かもしれませんが、
変速した際の回転数の落ち込みは3.692と3.916で全く変わりません。

6速での最高速は、3.692で294km/h, 3.916で277km/hと、17km/h下がります。

また、私にとっては気になる高速道路での巡航時(もちろん6速)の回転数は、
巡航速度を120km/h(例えばですよ。(笑))として、
MTファイナル(3.692):2856rpm
ATファイナル(3.916):3029rpm
173rpmアップします。

というようなことが、減速比の単純な計算からとりあえずわかります。

「で、結局ファイナル変更は意味あるの?ないの?(▼▼メ
という疑問については、次回以降書きます。。。(^-^;
Posted at 2012/01/03 12:25:06 | コメント(4) | トラックバック(0) | ファイナルギア変更 | 日記
プロフィール
「ズレた歯車。 http://cvw.jp/b/867274/38274768/
何シテル?   07/24 22:58
ちょっとずつ更新していこうと思います。 よろしくお願いします。
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