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2013年09月09日

【PP1】【技術?】アドバン・ネオバAD07とディレッツァZ2の重量差

【PP1】【技術?】アドバン・ネオバAD07とディレッツァZ2の重量差 ディレッツァZ2のフロント175/60R14新品を1本キズ物にして、ドン凹みしてから一夜が明けました(笑)


先日のブログエントリ「【PP1】【技術】フロントタイヤのサイズ変更に伴うバネ下重量、イナーシャ検討
では、たくさんのコメント、誠にありがとうございました。


・・・で、その続きのような、内容。


横浜ゴムからは、アドバン・ネオバAD07のイナーシャ(回転慣性モーメント)については「データがない」とご教示頂けなかったことは、「【PP1】【技術】フロントタイヤのサイズ変更に伴うバネ下重量、イナーシャ検討」に書いたが、改めて、重量について質問したところ、ご回答頂きました。


●165/55R14
AD07: 約 6.5kg
Z2: 約 6.9kg


●175/60R14
AD07: 約 7.1kg
Z2: 約 7.7kg



ディレッツァZ2って、ネオバAD07よりも重量だけで見ると劣るスペックなんだな。




ブログエントリ「【PP1】リアブレーキパッド WINMAX AP3、ディレッツァZ2 慣らし・短評」に、

フロントを

AD07 165/55R14 = 約6.5kg
 
Z2 175/60R14 = 約7.7kg


に変更して乗ってみた所感として「フロントが重たく感じる」と書いている。


バネ下重量の違い→慣性の違いによる凹凸への応答性の違い
バネ下重量の違い→固有振動数の違いによる運動性能の違い

について、定量的な話ができるだけの材料が揃っていない(全体マスなど)が、左右タイヤ合計で

0.9 × 2 = 1.8[kg]

差があるのは体感にも影響するのかもなあ。



AD07のイナーシャが不明なので、前回のようにイナーシャで語ることはできないが、一番素朴な加速能力の計算をしてみる。

これも、例によって



↑のサーキットでのログのように、サーキットランにおいては一定速度区間がなく、加減速だけで構成されている・・・という前提条件での考え方。
(バランス・スロットルでの定速コーナリングなんかは無視)


加速抵抗F[N] = (車重m[kg]+等価慣性重量[kg]) × 加速度a[m/s2]

として、転がり抵抗だとか空気抵抗だとかは考えず、等価慣性重量もここでは無視して、

F = ma

まで単純化して考える(イイのか?)。



【1】AD07 165/55R14 vs Z2 175/60R14



m1: ビート車両重量(※AD07 165/55R14 × フロント2輪の場合)
m2: ビート車両重量(※Z2 175/60R14 × フロント2輪の場合)

として考える。

ノーマルビートの車両重量は760[kg]で、私のは、あちこち軽量化しているが、ロールケージも積んでいるので、実重量がわからない(計測したい)。
なので、とりあえず760[kg]を基準に考える。


m1(AD07、165) = 760[kg]

と仮定すると

m2(Z2、175) = 760 + 1.8 = 761.8[kg]

F = constと仮定すると(実際にはグリップとか転がり抵抗とか、外径差による影響とかもろもろな条件が絡むが、ここでは一定とみなす)

加速度 a2/a1 = 761.8 ÷ 760 = 1.002368421

これが加減速性能として、岡山国際サーキット1LAPフルに影響すると考えると、

2'20"000 = 140sec

140 × 1.002368421 = 140.3315

0.332秒のタイムダウン。



※以上、コメント欄ツッコミより訂正

距離x = v0・t + 1/2・a・t^2

v0: 初速

だが、1ラップ内には減速状態も含められるので・・・・、えーと、タイム換算にはどうすれば良いのかな?
ちょっと調べてまた修正します。



(追記)

うーん。

加速度が変わると、実際にはトップスピードが変わるので、その伸びた最高速領域でのvtによるタイム短縮の効果が大きいケド、最高速度からコーナリングスピードまでの減速幅も大きくなる(※減速における加速度は短縮されるが)。

コーナリングでは回れる車速に限界があるので、そこまでの減速時間は短縮できてもコーナリング中は定速区間になる・・・

・・・と考えると、車重差による加速度の比率だけでタイム差を算出するのは結構困難だが・・・


 ↓


・・・と単純にそれぞれの区間でのトップスピードとボトムスピードは変わらないと強引に仮定して、ギュッと時間軸方向だけに短縮するという考え方だと、

2'20"000 = 140sec

140 × 1.002368421 = 140.3315

→0.332秒のタイムダウン。

という考え方でもイケるのか?


どなたか、よりベターな算出について、ご存知の方がいらっしゃればご教示くださいm(u_u)m







これに、m2ではバネ下やらイナーシャやらのデメリットが加わる。

もっとも、そんなこんなのデメリット以上にZ2 175幅の方がハイグリップ・・・という噂・・・のメリットがデカいと思ってのタイヤ交換だったワケだが・・・・



・・・175/60R14をビートのフロント収納に失敗したので、165/55R14どうしの銘柄比較をしてみよう。

【2】AD07 165/55R14 vs Z2 165/55R14



m1: ビート車両重量(※AD07 165/55R14 × フロント2輪の場合)
m2: ビート車両重量(※Z2 165/55R14 × フロント2輪の場合)

として考える。

これも私のビートの実重量ではないが、760[kg]を基準に考える。


m1(AD07、165) = 760[kg]

と仮定すると

m2(Z2、175) = 760 + 0.8 = 760.8[kg]

F = constと仮定すると(実際にはグリップとか転がり抵抗とか、外径差による影響とかもろもろな条件が絡むが、ここでは一定とみなす)

加速度 a2/a1 = 760.8 ÷ 760 = 1.001052631

これが加減速性能として、岡山国際サーキット1LAPフルに影響すると考えると、

2'20"000 = 140sec

140 × 1.001052631 = 140.1473

0.147秒のタイムダウン。



※以上、コメントツッコミより一旦、打ち消し線。
上述の考察参照くださいまし。


トップスピード、ボトムスピードが変わらない・・・という上述の強引な仮定では、0.147秒のタイムダウンとなるが・・・?



これも、Z2がAD07に対し、バネ下重量増とかイナーシャ増?とかのデメリットがあるが、それでもきっとハイグリップによるメリットの方が支配的だろう・・・と期待している。



レガシィB4のとき、新品タイヤ(AD08)のときに自己ベストタイムを記録してから、徹底して軽量化したり、車高調入れたり、機械式LSDを投入しても、タイムは全然上がらなかった。

この春の岡山国際サーキットでの走行会(ビートで参加)でも、タイヤコンディションがいかに支配的かを痛感した。


そもそもが軽量で、非力なビートにとって、ちょっとした軽量化も相対的には大きく効くので、今後も軽量化は頑張っていきたいが、タイヤのグリップ、コンディションって本当に支配的だと思うんだよなあ。



●ビート(PP1)関連目次はこちら
●自動車技術関連関連目次はこちら
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Posted at 2013/09/09 23:09:47

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この記事へのコメント

2013/09/10 01:29:41
加速度とタイムの次元が(>_<)
コメントへの返答
2013/09/10 06:32:25
ごもっともでした。

ある速度に到達して、その後すぐに0km/hまで減速・・・を繰り返すための時間なら、上記計算で合ってますが、加速度→距離→時間換算はもうちょっと頭をひねらないといけないですね。

ラップタイム算出の計算式、ご存知でしたらご教示くださいまし。


実際のところ、サーキットの全開ラップタイムの場合、

ある速度に到達して、その後すぐに0km/hまで減速・・・

の繰り返しではあると思うのですが、何km/hまで到達できるか・・・が加速度の違いによって変わりますし、そのvの差によってタイムが変わりますよね。
2013/09/10 02:21:35
タイヤの重量差が1本で1.2kgは大きいです。
昔、ネオバかポテンザで悩んだ時、軽さを取ってネオバにした記憶があります。


自分のビートはサーキット走行状態でドライバー含めると実重750kgでした。
空車状態なら700kg切ってるかと。
参考→http://minkara.carview.co.jp/userid/906981/blog/23226868/

ハードトップ降ろし(勿論、幌骨なし)、助手席ナシ、カーボンボンネット、カーボンドア、4点+斜向の5点式ロールバー、etc…を考慮するとmistbahnさんのビートの実重はもっと重いかも…。




コメントへの返答
2013/09/10 10:08:50
BSも重いってことは、Z2が重いというより、ネオバが軽いんですかね。
同じようなサイズで、似たような材料構成のハズなのに、結構な重量差ですよね。。。。(厚みが異なる??)


今までのサーキットランでは幌を畳むだけでしたが、烈ビートなんかの写真を見ていると、みなさん「幌レス」されているので、私も次回は幌レスやってみようかと考えてます。

カーボントランク、エアコン撤去、内装ストリップ、サーキットでは助手席ナシ・・・などはしてますが、るろうに59さんのビートと較べるとずっと重いと思います。
ロールケージ6点ですし。

カーボンドアは以前から投入したかったんですが、今回のタイヤとブレーキの散財で、1~2年先になりそうです(笑)

過去2回のサーキットランではフロント荷重不足で、テンパータイヤを降ろすことができなかったんですが、タイヤやスプリング変更で、フロントのメカニカルグリップを確保できたら、テンパータイヤ無しで走ったり、ボンネットの軽量化なんかもしたいですね。
というか、テンパータイヤの重量とかボンネットの重量って「運動性能には意味のない重さ」(←安全上は大いに意味ありますが)なので、同じ重量にするにしても、補強系とか「意味のある重さ」に置き換えて行きたいなあ・・・と。

会社工場の5tonクレーン用に吊り下げ式のロードセルがあるので、ビートを釣り上げれば重量測定できるんですケドね(笑)
一度やってみたいなあ・・・と思いつつ、なかなか・・・。
2013/09/10 02:30:34
追記
前後の軸重もとい重量配分も考慮すると制動Gや加速Gなどのデータもまた変わってくるかもしれません。

コメントへの返答
2013/09/10 10:10:54
AT3+AP1 → AP1+AP3というブレーキパッド変更でも制動Gは大きく変わってますし(笑)

でも、まあ、そのあたりは「同条件」とみなしてモデルを単純化して比較するしかないのかなあ・・・と。
2013/09/10 08:44:40
おはようございます。(#^.^#) タイヤのサイズもグリップ力の他にギヤ比を決める大きな要素だと思います。特に非力な車は・・美味しい回転数を外すとか外さないとかあると思うんで。逆に最近の進んだチューニングカーのタイムアタックとかは、どんどんシフトうpして、余分なトルクが掛からないように運転してるように思います。なので、加速度は時々刻々変わってくるので、単純計算ではいきませんよね。>、<
セクター毎やイベント毎でどのくらいタイムアップしたかを見ていったほうが自然じゃないですかね?
コメントへの返答
2013/09/10 10:17:14
おっしゃる通りですね。

でも・・・今回はフロントタイヤ(=非駆動輪)の違い検討で、リアタイヤは同サイズなので、ギア比には影響しないものとしてあれこれ計算してみてます。

岡山国際で、全然ギアが合ってないので、(タイヤコンディションによって5速で回れたり4速に落とさないといけないコーナーがあったり・・・)、デフ投入のタイミングではファイナルギアも検討すべきかと考えてますが、ファイナル変更も長所・短所あるのでなかなか難しいです。

> 加速度は時々刻々変わってくるので、単純計算ではいきませんよね。

ですね(-_-;)

なので、元のラップ全体の加速度に対しての相対的な「割り算」にしてみてるんですが、車速によって距離・タイムへの影響は異なるので、難しいですね。

> セクター毎やイベント毎でどのくらいタイムアップしたかを見ていったほうが自然じゃないですかね?

同じマシン、コンディションでバシッと同じぐらいのタイムを出せるウデがナイのが悩みどころです(笑)
2013/09/10 08:57:08
普通に言われている 固有振動数って、バネ上重量とバネ定数から決まってくるかと思うのですが。。。。
それとは違うことを言われているのですか???
コメントへの返答
2013/09/10 10:30:00
これ、昔からの疑問だったんですが、バネ上か、バネ下のどちらを固定側とみるか・・・で固有振動数変わりますよね。

普通のバネ・マス系のモデルだと、可動部(m+k)に対して、固定部(基礎とか)があるワケで。

書籍「サスチューニングの理論と実際」では、両方について書かれており、

「ハードスプリング化した場合は、ばね上共振周波数の増加分、ばね下共振周波数を高めてやることでふたつの共振点を近づけない配慮をすることが、ハードサス・チューニングにおいては非常に有効である」

と書かれてます。

・・・スプリングレートを換えたら、ばね上もばね下も「元も共振周波数」に対する比率としては同じように変化すると思うのですが・・・

ただ、絶対値としての共振周波数はばね上の方がmがデカい分、はるかに低いので、変化量はバネ上の共振周波数の方が小さいから・・・
(この章では、その対策としてタイヤ偏平率の決め方に話が及んでます。難解・・・)


一般的にはバネ上で語るものなんでしょうか?
2013/09/11 07:38:10
その本で言われているバネ下の固有振動数はタイヤの縦ばね定数とバネ下重量で求めてるんじゃないかなぁ。
サスペンションスプリングでは無いと思いますよ。
ハードサスペンションではバネ上の固有振動数が高い分、タイヤを、例えば60扁平から55扁平にしてバネ定数をあげて、バネ下の固有振動数も上げてやる、と読めましたが。。。
コメントへの返答
2013/09/11 10:58:50
> タイヤの縦ばね定数

おっしゃる通りでした。
勉強になりました。
ご指摘ありがとうございます!


かむるちさんの一個前のコメントを頂いてから、いくらか調べてみたんですが、

「バネ上の共振周波数と、バネ下の共振周波数それぞれに運動性能には影響があるが、バネ上の方が支配的」

な印象ですが(←全然自信ナシ)、どうなんだろうなあ・・・・。

サスペンションは勉強不足です。
師匠が欲しいです(^_^;)
2013/09/11 17:13:51
自動車が地面に対して走っていると考えたらどうなんでしょう。

バネ下が車体に対して仕事しているわけではないんじゃないかな?

クルマの固有振動数は、サスペンションのバネレートのおおよそのところを決める時に見ていますが。
そこから実際走ってみていろいろ変えてます。

偉そうなこと言っちゃうと、(笑)
サスペンションもエンジンも計算で決まるところなんて無いですよ。
結果から、裏付けをとっておくための学問じゃないですかね。

コメントへの返答
2013/09/11 19:09:10
「動かない」のは地面=基礎の方なので、バネ上で考える方が自然な気もするんですが、凹凸に追従できずにタイヤが浮く状態があったり、Gでインリフトしたり(笑)
・・・で、バネ下を基準にバネ上だけが動いてるワケじゃないので・・・

ワケわかんないです(笑)


机上の計算だけで決まるもんじゃなく、実践、試行錯誤、経験がスゴく大事だと思うんですが、お金も限られているのと、サーキットにいける機会も限られているのと、何より、こういうのをあれこれ考えてみること自体が個人的には面白いのと・・・・です。


・・・実際のところ・・・

自動車メーカが、どんどん、モデルベース・シミュレーションの割合を多くし、実機のベンチテストや実車テストを減らす傾向にあるので、装置屋の私としては困ってたりします(-_-;)

「人とくるまのテクノロジー展」も毎年、シミュレーション系のソフトウェアメーカのブースが増えて、デカくなっちゃってます。。。
2013/11/07 00:45:54
はじめまして。
ロガーデータ収集をしていてこちらにやってきました。

趣味でサーキットシミュレーションをエクセルでできるようにしたものを僕のブログで紹介しているので、よかったら見てみてください。
現状のプログラムではタイヤ、ホイールの慣性モーメントは考慮していませんが、少し変えれば計算できると思います。
http://minkara.carview.co.jp/userid/1494795/blog/26508164/
コメントへの返答
2013/11/07 00:53:41
コメントありがとうございます。

ブログ拝見しましたが、何やら難しそうですね(^_^;)

ビートの前に乗っていたレガシィ時代に、ECUから取得した実走ログを処理(色分けとか、車速変化からのトルク算出とか)するマクロを組んでました。

http://minkara.carview.co.jp/userid/1494795/blog/26508164
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