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イイね！
   
2017年12月19日

毎回このシリーズで思うけど｢違う｣って事は同じじゃないんだよ?

毎回このシリーズで思うけど｢違う｣って事は同じじゃないんだよ? 同じ排気量のエンジンでもクルマによってレッドゾーンが異なるのはなぜ？

　どの回転域で効率的に空気を取り込むかの設計が影響

　エンジンの回転計にある赤い印がレッドゾーンで、そのエンジンの回転数の上限を示しています。一部の高性能なエンジンでは、まだエンジンの暖気が充分でない場合などにレッドゾーンが少し低い回転に表示される場合もあります。「レッドゾーンに入れると壊れる場合もあるよ」という意味でもあります。その上限は、機械的にいえばムービングパーツの設計に影響されます。しかし現実的にいえば、空気をどれだけ取り込めるか、という設定に影響されることになります。

　エンジンにとってパワーというのは、取り込んだ空気の量のことです。パワーは燃焼エネルギーなのでガソリンが必要ですが、その量は空気の量に対応するので、結局空気の量がパワーを決めることになるのです。エンジンは吸気系を介して空気を取り込みます。

　エアクリーナーはともかく、スロットルボディやインテークマニホールド、そして吸気ポートや吸気バルブを通ってシリンダーの中に空気が入っていくわけです。その時の空気の速度には限界があるので、高回転で、つまり短時間に吸気させるためには、吸気系の口径を大きくする必要があります。しかし逆に低回転で、空気の速度が低くなり過ぎるとその流れが不安定になり、空気を取り込む効率が悪化します。

　つまり、ひとつの吸気系で使える回転域は、ある程度決まってしまうのです。それがパワーバンドなんですね。

　たとえば3000rpmから6000rpmまでがパワーバンドだったとすると、吸気系を流れる速度が2倍の範囲で、効率がいいということになります。

　これは4000rpmから8000rpmまでのパワーバンドも、同じ意味になりますし、2000rpmから4000rpmでも同じです。これを拡げるには可変バルブタイミング機構や可変吸気機構が必要になりますが、それは切り換える時に必ず非効率な部分が出てしまい、トルクの谷となって現れます。根本的に解決してくれるのはターボで、最新の電子制御されたターボユニットは、かなりの幅広い領域でフラットトルクを実現してくれます。

　また排出ガス試験や燃費計測は、低回転域での走行になります。その領域での燃焼が安定していないと良い結果が出ないので、低回転からしっかりとパワーを出す、つまり空気を取り込む必要があるわけです。ということで、パワーバンドの下限は決められているようなものなので、上限もそれなりに決まってしまうわけです。高回転指向のスポーツエンジンというのは、つまり低回転を諦めて高回転を獲得しているわけで、それはカタログ燃費の数値に表れることになります。

　同じような商品性・構成のエンジンでも、それぞれのメーカーによって回転数の上限が異なりますね。それは吸気ポートも吸気マニホールドの設計が大きく影響します。とくに吸気系にスペースを与えていない場合、高回転は辛くなり、最高出力の数字が出せません。それでは困るので高回転向けの設定にしてしまうと今度は低回転が厳しくなり、高回転まで回るけど低速トルクがなくてレスポンスもダメ、といったエンジンができあがったりします。じつは技術力以上に、このあたりにメーカー間の大きな差があるんです。

　レッドゾーンまで回す意味がないエンジンもありますね。その手前でトルクが落ちてしまって、ただダラダラと回るだけ、というフィーリングになります。結局レッドゾーンもスペックのひとつでしかなく、実際のドライブフィーリングこそ重要なのです。



AT車はMT車より加速が悪く、最高速も遅いというのは本当か？

まず気になるのは加速。AT車はMT車に劣るのか？

ATとMT。最高出力も最大トルクも同じエンジンなら、どちらの加速が速いのでしょう。
某海外自動車雑誌が行ったトヨタ86のデータによれば、0-100km/h加速で0.5-1秒ほど、最高速では約15km/hほどMTが速かったようです。
いずれもギア比が関係するので一概にはいえないのですが、ATはミッションの重量も重いので、加速や最高速に影響してくるのでしょう。
ただし、これはトルコン式ATの話し。現在、主流のツインクラッチ式のDCTとなると話は違ってくるようです。

コンピュータが人間を上回る？

コンパクトながら、最高のパフォーマンスを発揮するBMWM2には、2015年の発表当初から6速MTと7速DCTの用意がありました。
新車発表時に公開されたスペック表によれば、最高速はともに250km/hながら、0-100km/h加速は6MTが4.5秒だったのに対し、DCT(7速)は4.3秒と、MTよりも優れていることをアピールしていました。
また燃費についても、6MTが8.5L/100km(約11.8km/L)、DCTが7.9L/100km(約12.7km/L)と、DCTのほうが優れた結果を残しています。
DCTには、ギアが7枚あるのでより的確なギア比を選択できることを差し引いても、DCTとMTは同等もしくはDCTのほうが優れているのだと思われます。
しかし、DCTにはトランスミッション機構が複雑になるので、MTよりも重量増になると言われます。そこでATにふたたび注目が集まっています。


トルコンATのニュージェネレーション

レクサスLCに、DCTではなくトルコン式の10ATが搭載されたことに疑問を感じた方もいるかもしれませんよね。その理由は、AT技術の進化にありました。
レクサスLCに採用されたDirectShift-10ATのサイズは、従来の8ATと同等。トルコン式ATでしばしば問題となるエネルギーロスの問題に対し、ギアは歯面の摩擦係数を低して、ギア噛み合い時のエネルギー伝達ロスを削減。さらにクラッチは、機構内の摩擦材形状を最適化し、回転時のクラッチの損失トルクを約50％低減して、伝達効率を高めています。
また、高性能・小型トルクコンバーターを新開発し、ロックアップ領域を拡大。多段化もあって、スムーズかつ切れ味の良い変速を実現したといいます。その変速時間は、0.22秒とアナウンスされています。


最近、BMWがDCTを廃止して多段ATにシフトしつつあるのも、そういった理由があるようです。
以前のトルコン式は明らかにMTに劣っていたのですが、プレミアムクラスに限っていえば新世代ATが主流になるのかもしれませんね。


皆違って皆良いんですよ
車の性格とかもあるんだからミニバンにレーシングカーみたいな高回転型ユニットのっけてもしょうがないんだしさ
ブログ一覧 | 自動車業界あれこれ | 日記
Posted at 2017/12/19 07:52:29

   

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