同じ馬力でトルクが違う

質問

同じ馬力でトルクが違う場合でも、加速力、最高速は同じになるのでしょうか。ギア比と車重は同じという前提です。
理論的には馬力が同じであれば速さも同じ、と聞きますが実際に走らせた場合はどうなのかを聞きたいです。
例：NSR250(ノーマル) 45PS/9000rpm 3.8kg
　　CBR250(ノーマル) 45PS/19000rpm? 2.4kg

回答No.11

nora99

>エンジンの限界回転数（レッドゾーン入り口）と、タイヤの直径に比例します。

これは、ちょっと乱暴な言い方だな。
あくまで、ローギヤードでその速度に必要な馬力がある場合で、ハイギヤードであれば、無負荷ならともかく、走行抵抗があるので、その速度には達しませんね。

走行抵抗とそれにバランスした馬力（車輪での）が最高速度です。

バイクの中には、トップギヤでなくその下のギヤで最高速度が出るものがあるのはそういう訳です。

回答No.10

monamun

加速力は、ギア比固定で車重が同じなら、トルクに比例します。

最高速度は、ギア比固定なら、車重、トルク、馬力に関係なく、
エンジンの限界回転数（レッドゾーン入り口）と、タイヤの直径に比例します。

カタログスペックのトルクや馬力は、エンジン単体の性能の目安です。
そのパワーを生かすも殺すも車体しだいです。

回答No.9

nora99

訂正です。

＞CBRのエンジンでは、トルクが足らずに満足なができず、

CBRのエンジンでは、トルクが足らずに満足な加速ができず、

回答No.8

nora99

#3、5, 6です

まぁ、同じギヤ比というところが愚問なのですが（＾＾；）

NSR車体にNSRのエンジンと、NSR車体にCBRのエンジンでは、

CBRのエンジンでは、トルクが足らずに満足なができず、６速あるミッションも３速までしか使えない。
下手すると発進するのも辛いかも。

逆に
CBRの車体にNSRのエンジンと、CBRの車体にCBRのエンジンでは、
NSRのエンジンでは吹け切ってしまい、速度が出ないけど・・・・・加速はものすごいことになるかも。

いずれにしても、エンジン特性に合ったギヤ比を設定してやらないと、その性能は生かせないということですな。

回答No.7

ryoya819

#4です。
最大馬力やトルク、発生回転数は質問者の方の数値をそのまま引用しました。また、質問は車重とギア比は同じという前提です。加速に関しては、NSRに合ったギア比であればNSRが速いでしょう。しかし、CBRに合ったギア比であれば、NSRは途中でエンジンが吹け切り、十分な距離があればCBRに抜かされるでしょう。最高速についても同様です。
また、#3の方が言われるように加速や最高速は色々な要素に支配されます。結果から言えば、基本的には馬力が同じならば加速も最高速も同じはずですが、フリクションやギア比、パワーバンド等に大きく左右されるということです。

回答No.6

nora99

P.S.
>同じギア比で走った場合、トルクの大きいNSRの加速が勝ります。
>しかし、9,000rpmまでしか回らないため最終的には19,000rpmまで回るCBRに抜かされる可能性があります。

NSRの最高出力回転数で最高速度が出るようなギヤ比のセッティングのままでのCBRのでしたら、トルクが足りずに、その回転数まで回す事が出来ないといので、追い抜かすどころか、遥か彼方において行かれます。

言い換えれば、NSRが３thで加速している所で、CBRが6thで加速しようとしているようなものですね。
（だからといってNSRが3thのまま走る訳ではなく、4,5,6thとシフトアップして行く訳ですよね）

どちらもノーマルなら、大きなウエイトは、車重に影響され、（NSR 149Kg 　CBR 154Kg）で馬力が同じなら、車重の軽い方が速いと言う事になりますね。もちろん、その速度域なら空気抵抗は大きな問題ですが。
要は、最高速度はともかく、何時でも（コーナーの手前で速度を落としても）瞬時に加速に移れる方が速いし乗り易いですね。
（この辺は、性能曲線を見比べないと何とも言えませんが、NSRの方が上でしょう）

まぁ、どちらでも、ちゃんと乗りこなせるなら、その差は、それほど大きいものではないと思いますが。

ちなみに、エンジンの限界ギリギリまで絞り出している、レーサー（モトクロッサー）
YZ250F（4st)が42.8PS （3.0Kgf・m)（車重92.7Kg)に対し、
YZ250　 (2st)は53.0PS （5.0Kgf・m)（車重86.0Kg)です。
この１０馬力以上の差は2stと4stの差です。
このくらいの差になると、随分速さに差を感じると思いますよ。

回答No.5

nora99

#4さんは大きな勘違いをされているようですね。

89年 NSR250Rは、最高出力は、9500rpmで45psですが、最大トルクは、8000rpmで3.8Kgmです。

89年 CBR250R 15000rpm で45psで、最大トルクは、10500rpmで2.6Kg-mです。
(質問者さんの数値とは違うようですが、ホンダのHPより引用しました。）

ここで注目すべきは、最大トルクの発生回転数が、最大馬力の発生回転数とは異なることです。
NSRのエンジン性能曲線がありますので見て下さい。
http://www.honda.co.jp/factbook/motor/NSR250R/19890100/009.html

最大出力時の回転数では、最大トルク回転数で3.8Kg-mあったトルクが3.2Kg-mしかないということです。
一般には最大トルクはある回転数で最高となり、その後徐々に下がります。
できるだけ、トルクが変わらない方が乗り易いのですが・・・

と言う訳で、NSRも CBRも 45PSなんですね(^^;)

ついでに言うなら、馬力規制で、NSRはもっと回せるセッティングにすれば馬力は上がるのですが、押さえています。
コレに対し、CBR はかなり頑張っているという感じで、その分トルクバンドは狭いようですね。
これは、最大トルクが3.8Kg-mと2.6Kg-mの差です。

回答No.4

ryoya819

結論から言います。
同じギア比、同じ車重では加速はNSRが速いです。しかし、距離が長い場合は途中からCBRの方が速くなる可能性もあります。
最高速は、空気抵抗とギア比が合っている方が出ます。

1PS=75kgf・m/sです。

よって、
NSR　9,000rpmで3.8kgf・mの場合は馬力は約48PS
CBR　19,000rpmで2.4kgf・mの場合は約63PS
となります。

馬力とは、簡単に言うと回転数とトルクをかけたものに比例します。よって、トルクが同じなら回転数が高いほうが馬力が上がります。同様に、同じ回転数であればトルクが高い方が馬力が上がります。
加速も最高速も車輪に多くのトルクをかけた方が速くなります。この様に書くと、最高馬力よりも最高トルクによって加速性能や最高速が決まるように感じますが、実際には最高馬力によって決まります。
A、Bの2つのエンジンがあると仮定します。A、Bのトルクは同じで、回転数がAが10,000rpmでBが5,000rpmとします。同じトルクで回転数が2倍なので、Aの馬力はBの2倍になります。Aの回転数はBの2倍なので、同じ速度では、Bのギア比が1:1の時、1:2で走ることが出来ます。この時、車輪にかかるトルクはAはBの2倍となり、加速も2倍速くなります。簡単に言うとAはBよりも、同じ速度であれば下のギアを使えるので加速も最高速も速くなります。

同じギア比で走った場合、トルクの大きいNSRの加速が勝ります。しかし、9,000rpmまでしか回らないため最終的には19,000rpmまで回るCBRに抜かされる可能性があります。
空気抵抗と車輪にかかるトルクが釣り合った所が最高速度になります。ギア比を下げれば、車輪にかかるトルクは上がりますが計算上の最高速は落ちます。逆にギア比を上げれば計算上の最高速は上がりますが、速度上昇に伴う空気抵抗の増加に車輪のトルクが負ける可能性があります。よって、馬力の大きい方が最高速が出ますが、空気抵抗とギア比が大きく影響します。これは、加速の同様です。
馬力を上げるには、トルクか回転数を上げればいいのですが、トルクは爆発するガソリンの量に左右されるため、排気量を上げたり加給機を使用する必要があります。よって、バイクなどは回転を上げて馬力を稼いでいます。DOHCやデスモなどの機構はエンジンの回転数をあげる為の機構です。

回答No.3

nora99

トルク×回転数を 力×距離としたら判り易いでしょうか？

仕事量としては同じですが、その質は違いますね。
軽いものを遠くまで運ぶか（高回転型）、重いものを少し動かす（低中速型）かということです。

同じ排気量であれば、トルク（回転力）は、そんなに変わりません。（2st 4stでは違いますが）
これはエンジン内で爆発する燃料の量が同じだからです。
これで、馬力を出そうとすると、どれだけ遠くまで運ぶかと言う、エンジンの回転数を上げる事になります。

同じ重さ（走行抵抗）のバイクを動かすのに、低回転型のエンジンと同じように高回転型のエンジンで動かそうとすると、二次減速比（エンジンとタイヤの回転比）を大きくして車輪を回す回転力を上げてやらなければいけません。
最高速度は、同じ馬力であれば、高回転型でも低中速型でもほぼ同じになります。

しかし、加速する場合は、高回転型では、その為の回転数を上げる量が増えますね。
このとき、高回転型では、フリクションロス（慣性抵抗）が大きくなったり、ある程度のトルクを出せる回転数の範囲が狭いのが普通なので、クロスレシオで多段のミッションが必要になり、加速が悪かったり、頻繁にギヤチェンジをしなければならない事になります。

２stのNSRでは、同じ回転数あたりの爆発する回数が4stのCBRの倍になりますからトルクが大きいのです。
CBRで同じ馬力を出すなら、回転数は倍近く回さなければなりません。

低中速型のエンジンの方がピックアップが低回転でもピックアップが良いですね。
パワーバンドに乗ってしまえば、同じ馬力なら差は少なくなりますが。

回答No.2

gaikagia

＞理論的には馬力が同じであれば速さも同じ
前提として、理論的なことをいったら、同じではありません。
最大馬力と最大トルクの発生回転数は違います。
実際、常に馬力もトルクも最大値が発生することは、ありえません。

理論値で、すでに違うのですから、当然、実際も違います。