車のギアについて

質問

車のギアなのですが、変速するためにはギアが違うことが
必要だと思います。
しかし、もし変速しないならば、タイヤとエンジンをつなぐ
ギアだけでいいのでしょうか？（回転方向は考慮せずに）

エンジンのクランクシャフトからギア比１でタイヤに伝えたら
どうなるのでしょうか？

回答No.9

ASIMOV · ベストアンサー

＞混乱しています。

判りづらかったですかね、すいません(^_^;)

１：１０のギヤという事は、直径も１：１０になります
例えば、直径１０ｃｍと１００ｃｍのギヤという事になります
このギヤとギヤの接点に発生する力を１０ｋｇとすると
１０ｃｍのギヤに発生するトルクは１０（ｋｇ）×０．１（ｍ）＝１ｋｇｍとなります
１００ｃｍのギヤは１０（ｋｇ）×１（ｍ）＝１０ｋｇｍとなります

お礼

ご回答ありがとうございます。
よくわかりました。

回答No.8

show-white

No.5です。

・エンジン回転数の制限

エンジンの回転数はいくらでも・・・とは行きませんが、市販のエンジンでもスポーツタイプ等では１分間に１万回転ぐらいまで回るものもあります。しかし、エンジンは駆動部品なので必ず磨耗します。そして回転数が高いほど磨耗は増えていきます。
また、回転数を上げようとすると大量のガソリンと空気を必要とします。そうなってくると、燃費も非常に悪化しますし、排気ガスも大変なことになるでしょう。これでは使い物になりませんね。
さらに、大量のガソリンを燃焼すれば熱も膨大に出力されます。そうなると排気温度も上がり、熱でエンジンの寿命も落ちますし、他の部分も熱で駄目になってきます。
Ｆ１なら１万８千回転ぐらいのものもありますが、これらは２時間なり４時間なり、そういった時間持てばＯＫという計算で作られています。
一般車でも許容回転数ギリギリで使い続ければすぐに壊れてしまいますよ。
一般車でそんな使い方はできませんね。

> なぜエンジン回転＝車輪回転
> ならば駆動力不足となるのでしょうか？

エンジンはトルク（回転力）が弱いのですが、一般的には回転数を上げることであるていどトルクが上がります。
半クラッチをしなくても、ギアが上でも、パワーのあるエンジンで回転数を盛大に上げてやればトルク不足とはなりません。ただ、そんな回転数で発進してしまえば、いきなり時速200km/h近くなってしまったりとか、要するに極端なのです。それに、いきなりそんな動かし方をすればエンジン以外にも相当の負担が掛かります。おそらく、発進することもできずに壊れるか、ホイールスピンして進まなくなるでそう。

さらに、回転数が上がるようにするには、空気が大量に入るように、空気吸入口を大きくしたり、ガソリンを大く出せるように大きなインジェクターを使用します。そうなると、回転数を絞ることが難しくなります。

エンジンの排気量を１万ccとか、そういった巨大なものにすれば、回転数が低くてもトルクが大きくできますから、そのまま発進できるかもしれません。でも、そんな巨大なエンジンはコストも重量もサイズも馬鹿になりませんよね。

常識的な速度、使い勝手、コスト、燃費、環境性能、安全性…
色々な要素を満たすために、現状のような性能のエンジンを使用します。

お礼

ご回答ありがとうございます。
よくわかりました。

回答No.7

nekoppe

Ｎｏ４さんです。
＞なぜエンジン回転＝車輪回転ならば駆動力不足となるのでしょうか

車（１０００ｋｇ、８０馬力、トルク１０ｋｇｍと仮定）の車を、人間が少し押しても動きませんが強く押せば動き出します。動き出したのは、転がり抵抗以上の力が加わった為で、この時に加わった力を仮に３０ｋｇとすれば、トルク１０ｋｇｍのエンジンでは力不足となり発進はできません。デフ減速比を４とすれば、エンジンの力は４倍の４０ｋｇになるのて発進できそうに思えますが、アクセルペダルの踏み込みが少ないのでエンジンの力も少なく３０ｋｇにはなりません。変速機の１速（減速比３．５とする）では、３．５（１速の減速比）×４（デフの減速比）＝１４、となってエンジンの１４倍の力が出るので、発進時のエンジンの力を３ｋｇとして、３ｋｇ×１４＝４２ｋｇ、となり発進可能となります。

お礼

ご回答ありがとうございます。
よくわかりました。

回答No.6

ASIMOV

＞総減速比が1であれば6000rpmがそのまま
＞伝わるのでしょうか？（デフは考えないとしたら）

Ｙｅｓ

＞また、総減速比が10のときエンジントルクの10倍の
＞トルクが車輪に伝わると思います。

Ｙｅｓ

＞なぜギアをかませるとトルクがあがるのでしょうか？

テコと同じです

総減速比が10　＝　ギア比１０：１

１１ｍ棒の端から１０ｍのところに支点があるテコをイメージしてください
１０ｍ－支点－１ｍ　となります
この１０ｍの端に１ｋｇの力を掛けると１ｍの端には１０ｋｇのトルクが発生します

お礼

ご回答ありがとうございます。
上記のような歯車をてこの原理で考えるとき、
支点はどこになるのでしょうか？
エンジン側が歯数1でタイヤ側が10なので、
てこの原理だとエンジン側に10kgの力をかけても
タイヤ側に1kgの力しか働かないと考えてしまいます。
歯車と歯車で力の向きもかわり、どうてこの原理が使えるか
混乱しています。
もしよろしければもう少し教えていただけないでしょうか。
また何か歯車とてこの原理を図で表したようなサイトをしらないでしょうか。

回答No.5

show-white

ギアとディファレンシャルで比率を変更しますね。

ＭＴ車のギア４は大抵ギア比１か、１に極近い値になっています。
メーカーの諸元表（カタログなどにありますね）に減速比が書かれているはずです。エンジンの回転数をこの数値で割った数値が、ギアより後ろの回転数になります。

ディファレンシャルは最終減速比（ファイナル）といわれます。
ものすごくアバウトに言って、ここの減速比は大体４です。
ギア４のときのエンジン回転数÷４がタイヤの回転数になります。

ＭＴのギア１もものすごく大雑把に言って４～３.５ぐらいです。仮に４とすると、ギア１速とギア４速と同じぐらいの差が、最終減速比で生まれていると考えてください。
４速で発進しろといわれても、エンジンの加速力は弱弱しく、すぐにエンストしてしまいますよね？あれぐらいの差が、さらに生まれると考えてください。

お礼

ご回答ありがとうございます。
もしよろしければ下のAnswerに対する質問にも
ご回答よろしくお願いします。

回答No.4

nekoppe

＞タイヤとエンジンをつなぐギアだけでいいのでしょうか
「タイヤとエンジンをつなぐギア」というのがデフの意味と解釈して、それで良い事になります。

＞クランクシャフトからギア比１でタイヤに伝えたらどうなるのでしょうか
「ギア比１」なら、減速比はデフだけなので、トップギヤでの発進と同じ条件となり、発進不可能ではないものの実用性はゼロです。

エンジン横置きのＦＦ（前輪駆動）やＲＲ（後輪駆動）なら、デフなしの総減速比１も可能ですが、エンジン回転＝車輪回転、となっては駆動力不足で発進が不可能となります。仮に降坂路で発進させたとしても、アイドリング（７００回転とする）と同じ回転数で８０ｋｍ／ｈ以上になってしまうので、平坦路になればエンジンが停止してしまいます。（Ｖ８エンジンでも８０ｋｍ／ｈは倍の１４００回転以上）

お礼

ご回答ありがとうございます。
大変恥ずかしいのですが、なぜエンジン回転＝車輪回転
ならば駆動力不足となるのでしょうか？

回答No.3

noname#131426

エンジンを回しておくためにはクラッチが必要です。
自動車のようなプレート式やＡＴのような流体式、スクーターのような遠心式など。

レーシングカーのように日常では使えないような車になるでしょうね。
通常のアイドル回転数は一分間に700回転ほどです。
それ以下では自分で回っていることも不安定になります。
繋いだら最後、常時タイヤが700回転以上ですよ。

また、どうしてもデファレンシャルギアが必要なので、１：１で作ることは難しいです。
そうしないと、真っ直ぐにしか走れなくなっちゃう。

お礼

ご回答ありがとうございます。
もしよろしければ下のAnswerに対する質問にも
ご回答よろしくお願いします。

回答No.2

DDova

エンジンの力は実は非力なのです。
通常1速では10以上の減速をします。（つまりエンジンの10倍の力を伝えます）
例えば5速でも3程度の減速をしています。
排気量の大きい車ならば発進も出来、走れるでしょうが、普通の車なら難しいでしょうね。
また、エンジンの回転数には制限があり、トルクの出る回転数も限られています。
1速のギア比だけの車だとしたら、車速は60km/hもでるかどうかです。変速を行う事で100km/h以上のスピードを出す事が出来ます。
あと燃費のためにエンジン回転数を下げるためにも変速機が必要ですね。

お礼

ご回答ありがとうございます。
エンジンの回転数に制限があるとはどういうことなのでしょうか？
機構的にそれ以上の回転は無理ということなのでしょうか？

回答No.1

ASIMOV

カートは変速しません

http://www.yamaha-motor.co.jp/product/kart/what/structure/index.html

＞エンジンのクランクシャフトからギア比１でタイヤに伝えたら
＞どうなるのでしょうか？

エンジンのトルクが不足して発進が困難になります

お礼

ご回答ありがとうございます。
非常に恥ずかしい質問ですが、
エンジン回転（例えば6000rpm）のとき、
総減速比が10だと車輪には6000/10の回転が伝わると
思います。総減速比が1であれば6000rpmがそのまま
伝わるのでしょうか？（デフは考えないとしたら）
また、総減速比が10のときエンジントルクの10倍の
トルクが車輪に伝わると思います。
なぜギアをかませるとトルクがあがるのでしょうか？