さてさて、今回はですね、よく言われる「トルク」と「馬力(パワー)」について解説してみましょう。
これ、よく表現としては「トルクがある」とか「パワーがある」といった表現が使われますが、これは実際には
きっちりとした定義がありまして、ちゃんと理解しておかないとエンジン特性を変更するにあたり、何がどうなると
いった方向性を見極めづらい、といった事もある、ある意味基本でもありますがとても大切な事だったりします。
もちろん、この件の解説はいくらでもWEBに溢れていますんで、今回はそれらをスクーターに生かす為の要素も
取り入れた上での、私流の解説を行っていきたいと思います。
※一応ページ内リンクの目次を付けておきます。
・「トルク」と「馬力」の定義
さて、まず最初に一番大切な事をお話しておきます。
一般的に、と言いますか、サービスマニュアルやエンジンの仕様緒元表では、エンジンの性能の表記として
最大トルク 「6250rpm/0.81kg-m」
最大出力 「6500rpm/7.2ps」
といった風に表記していますよね。
ちなみにこの数値はライブDio-ZXの物になりますが、今回はこの数値を一応の教材としてお話を進めます。
(※現在だとps表記ではなくkw表記もありますが、ここではps表記を用います)
まずはこの2つの数値ですが、これは皆さんご存知の通り、前者が「最大トルク」で、後者が「最大出力」に
なるのですが、簡単な所で「出力(kw)」は「ps=馬力(パワー)」と同義となります。
※「最大出力」は「ピークパワー」と表記しますがこれは「パワーピーク」でも同義とします
※「最大トルク」は「ピークトルク」と表記しますがこれは「トルクピーク」でも同義とします
※以下は全て「出力(kw)=馬力(ps)=パワー」といった意味合いとして同義とします
「トルク」というのは、実はこちらがエンジンの「力」とも言える数値でして、トルクカムの項目でも少しお話をして
いますが、エンジンの場合は「クランク軸に働く力の値」なので、クランクシャフトを回そうとしている力である、と
イメージ的に解釈すれば良いでしょう。
現実的なイメージとしては、トルクレンチでプリセットを上記の0.8kg-m程度に合わせ、そのプリセットにてボルトに
掛けている「力」をイメージすれば分かりやすいかと。
(※トルクレンチの場合はプリセット単位が「Nm」である事が多いですがこれは脳内変換して下さい)
で、単純にエンジン、というかクランクシャフトが「回される力」の場合はこれと逆で、「軸」から発生する力にて
トルクレンチの「柄」の部分が「回されている」と考えればイメージも掴みやすいかと思いますよ。
もちろん、「クランクシャフト中心部で0.8kg-mの力が発生している」という事は、中心から半径1mの点において
「0.8kg=800gのオモリが付いていてもそれを回せる力」だという事になります。
これが仮に、最少変速状態のドライブ側ベルトかかり径が「40φ」の場合だと、クランクシャフト中心からは20oの
所になるので
そこに掛かるトルク値は0.8(kg-m)x50倍=「40kg-m」
ベルトかかり半径20oの点:1000oの50分の1の所なので
「0.8kg-mのトルクを出しているエンジン(クランクシャフト)であれば、ベルトかかり径40φの所を40kg-mの力で
回転方向へ引いている」という事ですね。
こう考えれば、クランクシャフトを回している力が、プーリーを回している力になり、そこに掛かっているベルトが
どの程度の力で「引かれているのか」の数値にもなるんですよ。
…が、この辺は私が解説するよりも教科書とか参考書とかの方が分かりやすいのである程度割愛します(汗
と、大雑把に絵で書いてみますと…
こんな感じでしょうか。
実際にはちょっと違いますが、「ピストンを叩く力≒トルク」と考えても良いでしょう。
ピストンを強い力で叩けば、クランクシャフトも強い力で回せる、という、至極単純な事なんですね。
が、これは完全にイコールでは無いので、まずは「トルク」というイメージ作りの一例としてお考え下さい。
さて、とりあえず「トルク」という「力」についての定義はおおむねこんな所ですが、次に「馬力=パワー」の定義を
解説してみましょう。
まず、この「馬力」という単語については皆さんも会話等で多数使われるかと思いますが、意味合いとしては結構
難しい、と言いますかイメージしにくいものなんですよね(汗
この馬力というか出力ってやつは、「トルク×回転数」の「仕事量」なんですよ。
大雑把に言いますと、「同一時間内にて、より多くの動作を行える」とでも言いますか、「物理的な力」だけではなく
「時間」も絡んでくるんです。
同一時間内でどれだけの動作を起こせるか、または同一の力でいかに早い時間で動作を完了するか、ですね。
これはですね、「馬力=ps」というものは、一応はトルク×回転数に係数を掛けて求めるものなのですが…
私、この係数ってのは上手く説明出来ないので嫌いなのですがこの件に限っては使用せざるを得ないので
とりあえずは一般的な「出力の求め方」のご紹介としますね。
クランクを回す力である「トルク値」と、それが「エンジン何回転」で発生しているかの両者を掛け合わせる場合、
計算式は
(トルク値"kg-m"×エンジン回転数"rpm")/716=出力"ps"
こうなります。
※注:本来は最大「出力」が「何ps(馬力)」って表記はおかしいので…99年以降は「kw表示」が義務になってます。
電気に例えると「100Vの力」で「15Aの量」を流すと「出力は1500w(1.5kw=2ps程度)」ってのと同じ感じですね。
で、上記のライブDioZXの場合だと…諸元表にて「トルク値」と「それを発生する回転数」が判明しているのは
最大トルク 「6250rpm/0.81kg-m」
こちらの「最大トルク」を発生している表記になりますよね。そしてこれを上記の計算式にて「出力」を算出すると
(0.81×6250)/716=7.07053…ps
といった解となります。
…と、ここで違和感のある方もおられるかとは思いますが。
上記のエンジン特性だと、「最大トルク」を発揮する回転数と「最大出力」を発揮する回転数というのは異なって
いますよね?その上で「最大トルク」を発生する時点での「最大出力」を計算すると、明らかに低い数値です。
これは
「最大トルク」を発生している回転数が「最大出力」を発生している訳では無い
という事なんですね。
で、これがどういう事なのかを大雑把に言いますと、仮に最大トルク発生回転数の6250rpmで変速する様に
WRを調整したものと、最大出力発生回転数の6500rpmでの変速に調整したものとでは、「クランクを回す力」が
一見すると大きい6250rpmでの変速よりも、エンジン自体の仕事量=「出力」の大きい6500rpm変速の方が、
「加速力に優れる」んですよ。
これは簡単な話で、仮に「10kg-m」のトルクを発生させる、という強力なエンジンがあったとしましょう。
このエンジンにて、ライブDio-ZXの最大出力と同等値である「7.2ps」を発揮させるには
(10"kg-m"×515.52"rpm")/716=7.2"ps"
と、こうなります。
わずか515.52rpmの回転数で、「10kg-m」のトルクを発生させれば良い訳ですが…実際には「どこの回転域」にて
最大トルクを発生させるかがエンジンの構成やチャンバー等の仕事であるのは言うまでもありませんが、実際に
ノーマルエンジンべースにてこんな特性を持たせるのは不可能ですが(笑
(こんな極端な特性は50ccの何十倍もの巨大排気量でもないと不可能です)
で、このわずが「1分間に515回転程度のエンジン回転数」で変速させる様にWRを調整したとすれば…
「6500rpm/7.2ps」の特性を持つエンジンと比較して、どちらが加速力に優れそうですか?って事です(笑
ギヤ比や駆動系構成を大幅に見直さない限り、いくら「力」が強くとも、たった毎分515回転しかクランクが回らずに
いるのでは、「出力」自体が同程度でもまったくもって「加速力」には繋がらない、とも言えるんですね。
そういう特性だと、ノーマルに比べ死ぬほどハイギヤな減速比をこしらえないと加速力には繋がりません。
(※この辺は「後輪駆動力」と「走行抵抗」に絡んできますがこの辺はまた後々に)
と、一つの例えで、「トルク」という力にて…仮に0.81kg-mを発生するとすれば、810gの重さの物体に対して
それを「動かす事の出来る力」といった事なのですが、仮にその「810gの物体を1m移動させる」という
事を行う場合、これを「1分間に何回行えるか」となれば、これは「力」の強い弱いだけでは把握出来ませんよね。
で、上記の一例は「出力が同じでトルク値・ピークパワー発生回転数が異なる」場合ですが、「仕事量」ってのは
同一でもその内訳が異なると大きく特性も異なってくる、という事をまず念頭において頂きたく思いますよ。
そして、今度は逆に「最大出力」の表記からその回転数での「発生トルク値」を求めてみましょう。
これはさっきの式と逆になるだけで、「6500rpm/7.2ps」の場合であれば
(7.2"ps"×716)/6500"rpm"=0.7931…kg-m
となりますね。
すなわち、最大出力7.2psを発揮している6500rpmの時点では、
最大トルクは「6500rpm/0.793kg-m」まで低下している
のです。
ちょっと分かりづらいかもしれませんが、そうなっていないとこれはおかしいと言いますか、メーカーの発表値と
合致しませんし、これはライブDio-ZXに限らず、どんな車やバイクでも計算してみると解に納得出来ますので
是非皆さんも一度お試し下さいな。
これが仮に、「6500rpmでもトルクのピークが過ぎず、6250rpm時と同等のトルクを発生している」とすれば…
(0.81"kg-m"×6500"rpm")/716=7.3533…"ps"と、こうなってしまい7.2psを上回ってしまいます(笑
もちろん、現実問題としてはこうなっていてもおかしく無いのですが、定義としてはこういうモノである、といった
所を誤解無き様にお願い致しますね。
(※こんな場合の具体的な一例は後述します)
そしてさっきの逆で、超高回転型エンジンで「20000rpm/7.2ps」といったエンジンがあるとします。
この場合だと、20000rpm時点で発生しているトルク値は
(7.2"ps"/716)×20000"rpm"=0.2577…"kg-m"
となっています。
しかしこの場合だと、いくら出力が高くとも、軸に発生しているトルク自体はかなり小さいので、これまた実際に
「出力」は同じでも、加速に繋がるかといえばそうでは無い事もお分かりかなと思います。
いくらなんでもクランクを回す力がノーマルの3分の1以下では発進すら出来ないでしょうし(笑
ピーク時の20000rpmでクラッチインさせられるならば不可能では無いと思いますが、そんなの無理ですしね。
とまあ、先述のものとあわせて極端な一例ですが、「トルク」と「出力」は別物である、という事で。
「トルクがある」とか「パワーがある」といった表現もよく聞きますが、これはある意味曖昧な表現であるといった
事をまず最初にご理解頂ければ、と思いますよ。
・「ピークトルク回転数」と「パワーバンド」について
ご説明します。
ちなみに「最大出力を発生する回転"数"」は、「ピークパワー回転数」としておきましょう。
「6000〜7500rpm程度」となっています。
が、4000rpmでクラッチインしてそれなりに発進はしますし、その時点では結構出力は低いと思いますが、それでも
発進が出来ない程の低出力では無いという「パワーバンド以下の回転数でも極端に出力が落ちない」
というノーマル設計なので、「実際に変速回転数として使用可能な実用パワーバンド域」ってのはこんなもんだ、と
お考え下さいな。
双方の赤線の枠内が、変速回転数に設定してもOKなLVの「出力」を発生している「パワーバンド」になります。
グラフの「山」を脳内変換して下さいな。
ちなみにスキャンじゃないのはめんどくさかったからで(以下略
「最大出力」を発生している「ピークパワー回転数」は「6500rpm」になっています。
もちろん、これはわずかな差ではあるのですが…実際にはこのパワーバンド内の一番「出力」が高い回転数に
「変速回転数」を合わせないと、加速力まで鈍ってしまうと言う事はお分かりかと思います。
維持出来ますが、それはノーマルの様なパワーバンドが「広い」回転域に渡って存在する仕様だからであり、少し
チューンをしたりするとパワーバンドが狭くなり、途端に難しくなってしまう事も多々ありますね。
加速力が良い」とかって説がありました。
が、ココを読まれた方ならもうお分かりかと思いますが、そんな事をしても全く意味はなく、わざわざ「出力」の
低い所で変速させているに過ぎないので、ピーク出力時よりアンダーパワーな所での変速だと、加速力が良くなる
ハズがないんですよ。
「6000rpm/280ps」とかってのもありますが、これだと一番「トルク」があるのは3000rpmになりますが…仮に
トランスミッションが1速シフトアップしても100rpmも回転数が落ち込まないウルトラクロスで素敵な物だったとして、
「最大の加速力」をもって走らせようとすればその3000rpmで順次シフトアップしていくんですか?って事です(笑
当然、そんな走り方をしても限界性能での高加速力は得られません。
その辺は今回論じるべき点では無いので割愛します。
とはいえ、この「パワーバンド、ピークパワーがどこにあるのか」はエンジンの個体差にもよりけりで、一つの例で
排気タイミングがクランク角度で数°異なるだけでも、最大出力を発生する回転数は平気で数百回転もズレたり
してしまいますから、まずは自身のエンジンの一番「パワー」の出ている
「最大出力=ピークパワー発生回転数」
を見極めるのが大切です。
じっくりタコメーターを凝視し、体感で一番「ぐいっ」と加速していく回転数を判断すれば良いだけです(笑
なおスクーターの場合は普通のMT車と違い、最大変速後で無いと明確な回転上昇は始まらないのが基本
なので、こういったで手法でしかピークパワー回転数を判断する事は出来ません。
そうしないと、適当に見当つけたWRをぶちこみ、実際に加速が良い所が出るまで何度も試しまくって走らないと
いけませんから。
それはある程度エンジン特性を把握した後に行うべき微調整で、始めに明確にパワーバンド特性が分からない
のであれば、いきなり最初からやるべき手法では無かったりします。
おそらく一生かかっても「最大出力を発揮する回転数=一番おいしい所」というものは見極められませんよ。
なので、「変速回転数を一定に出来ていない駆動系構成」ってのはこういった面でも不利なんです。
変速回転数が安定せずぐちゃぐちゃなのに、それの体感でこの位が一番パワーが出ている、なんてのはアテに
ならんにも程がありますから。そんな事私でも無理で(以下略
エンジンの製造誤差が無く全く同一でもない限り、アドバイスのしようが無いんですよ、って事です。
ちょろっといじくったりするのでも、デジタルタコメーターが無いとドツボにはまるというのは誇張ではありません。
セッティングがどうこう、なんて出来るワケがありませんし。
もちろん、タコ無しでのソフトないじり具合の変化を楽しむのを否定する訳ではありませんが、タコあった方が
色々と楽しいですし、くだらん遠回りをしなくて済む、とは断言出来ます。
きちんとした特性を把握したり、パワーバンドを見極めたり変速回転数が変動しているかどうか、といった事を
正確に判断する事自体がそもそも出来ないですよね。
さっきも書きましたが、これは初心者の方を馬鹿にするのではなく、「熟練者でも体感だけに頼るのは愚の骨頂」
というのが鉄則なので、そういった意味でも「自身に入ってくる情報」が少ない状態で試行錯誤してもあまり意味は
無い、と言わせて頂きます。
パワーのピークが来るかを知っているので、そこで変速させるにはだいたいWRは何g、といった事も言えますが
ちょっと気の利いてるメーカーさんならば、「何rpm程度にピークが来るからその辺で変速する様に合わせろ」と
いった指定になっていたりします。
「何回転位で変速させろ」とは言えますが「何gのWRで変速させろ」なんて事は本来ならば迂闊には
言えないモノなんですよ。
ある程度でもそれが言えるとすれば、個体差の少ない新車時かそれにごく近い車両のみですから。
だからこそ、他メーカーのパーツ等を混在させての使用はやめて下さい、ってなっているんですね。
といった事があれば、もはや何を考えてチャンバー作っているのか分からないLVで(以下略
次に、ちょっと話を戻しまして…先述のライブDio-ZXのノーマル車の出力特性ですが。
先にメーカー発表値の値を出しましたが、これをちょっとしたグラフにしてみました。
6250rpm/0.81kg-mから6500rpm/0.793kg-mまでの「250rpmで
トルク値が0.017kg-m低下する」といった特性と仮定し、その上で
6250rpmをピークトルク回転数とし、上にも下にも「トルク値の変化」を
回転数に比例させて行ってみた数値の表となります。
0.017kg-mずつ下がっていき、上の回転でも同等の比率で下がっていくと言う仮定ですね。
発生トルク値は下がっていく、という至極当然の現象を、「一定比率」と仮定して表したモノです。
実際にはピークトルク回転数を過ぎるとこんなもんじゃなくもっとガクっと落ち込んでると思いますけれども
まずは勉強の過程の仮定の話なので(笑
あ、実際には「最大トルク発生回転数」と「最大出力発生回転数」が同一回転数のエンジンもあったりしますよ。
ここが最大出力、パワーのピーク回転数ですが、「トルク」のピークはそのもう少し前の6250rpm点なので、
そこを頂点として「トルク値」が上にも下にも均等に下がっていっている状態を表しました。
そうです、「ピークトルク回転数」である6250rpmを超え、そこから徐々にトルクが低下していくとしても
「最大出力」はさほど極端に低下していっていないんですよ。
むしろ、エンジン回転数に比例して「トルク」を下げていっても「出力」は上がっていますよね。
0.051kg-m程度ではなく、もっと低下しているかと思いますが…ここで言いたいのは、
変速回転数をセットしたりしますが、実際にそのセットで加速力が鈍るかと言えばそうではなく、意外と言っては
何ですが、そっちの方が加速力に優れるからこその手法なんですね。
ライブDio-ZXの場合、きちんとセットしたFN車両であればこの位の出力は出ていると確信しています。
が、どんな車両にもこれが当てはまると言う訳ではなく、3YKのJOGなんかは逆に、7000rpmのピークパワーを
過ぎると途端にトルク値が低下して行っているきらいもあるので、その辺の見極めこそがエンジンの「特性」を
判断する、と言う事になりますね。
実際のエンジンの場合だと、ピークトルクを過ぎ、ピークパワーにて最大出力を発揮する回転数を越えた後は
2stである以上、一気に発生トルクが下がっていってしまいますから、実際にはライブDio-ZXの場合では下記の
グラフの様な特性になっている、と分析しています。
7000rpmオーバー後は7250rpm時点では0.017kg-mではなく0.059kg-m、7500rpm時点ではさらに0.05kg-mの
トルク低下を起こしている、と仮定した場合のグラフになります。
6250rpmをトルク発生の頂点とし、下は5500rpm、上は7000rpmまで「同等の比率(250rpmで0.17kg-m)」にて
トルクを下げていき、7250rpm以降はトルクがガタ落ちする、といった現実的なグラフになりますね。
最初に、ライブDio-ZXの有効パワーバンド回転数は約6000〜7500rpmだとしましたが、実際には6000rpmでも
7500rpmでも、ピークパワーに対しては下回る「出力」しか出ていない、といった解釈でOKかと。
そこは「パワーバンド」からは外れていないが、「最大出力」ではないと言う事です。
ここで大事なのは、実際に前述の方法にて「最大出力を発生している回転数」を見極めたとし、それを当面の
基準とするとしても、一度はその前後500rpm程度には細かく変速回転数を振ってやり、本当にその回転数が
一番エンジンの出力を最高に発揮しているかどうかを確認するのが必須、と言う事です。
よほどピーキーなレーシングエンジンでも無い限り、2、300rpm程度は変速回転数がピークからずれても
さほど違和感無く走るモノですが(笑
特に、エンジン自体を高回転型にしても、チャンバーがノーマルマフラーであれば、それ自体パワーバンドが
狭くなりづらい方向性なので、多少変速回転数がずれていても走ったりしますからね。
ありますが、これも上のグラフを見て頂ければ分かる通り、「パワーバンドの下限気味」にセットした場合だと、
多少オーバーレブさせるよりもはるかに「出力の低下傾向が大きい=加速力が低下する」からなんですよ。
出力というものはトルク×回転数なので、多少のトルク低下に加え回転数もダウンすると「仕事量」はかなり
低下してしまいます。
(理想は寸分の狂いも無くピークパワー回転数を外さない変速回転数が一番ですが)
走行において、アクセル開度を小さくして加速する時等にはあからさまにパワーバンド手前の回転域で変速を
行って加速していってしまう、といった事にもなりかねず、そういう意味の「余裕」を持たせたセットでもある、と
いう事です。
説もありますが、そんな事をしても全く意味が無いどころか逆効果にしかなっていない、と言う事もお分かりかとも。
特に、パワーバンドを外れると一気にトルクの無くなる原付一種の場合は致命的とも言って良いでしょうね。
セットした上で
「アクセルの開度を小さくし、少し変速回転数を下げて走れば良い」
わざわざアクセル全開時にピークパワー付近を外した変速にし、上り坂や急加速時の余裕を無くしても何の意味も
ありませんからね。
可能ですから、何でもかんでも全開基準で合わせていると、他の所の「余裕」ってものも無くなってしまうと
いう事も覚えておかれると宜しいかと思います。
私がいつも言っている通り、アクセル全開時とハーフ時でも変速回転数は異なりますし、アクセルと言う物は
そういった点をコントロールする為の装置であり、「スイッチ」ではありませんからね。
セットしますし、この場合だとアクセル全開時の変速回転数として使えるのは6500rpm強〜7000rpm強程度
までしかありませんしね。
最初に書いた「6000〜7500rpmパワーバンド」の中でさらに「ピーク気味の出力を持続出来ている部分」となれば、
わずか500rpm分程度しか存在しない、という事にもなりますから、ワンランク上の見極めが大切と言う事です。
走らないLVにまでは「出力」って落ち込まないので、アンダーパワーであればある程、変速回転数の変動や
ピークパワーの見極めミスは許されなくなってくる、というのが真理って一面もあります。
…仮に、元々10psあるエンジンの車体が、パワーバンド外して9ps程度の加速になったとしてもそれが遅すぎて
おかしくてしょうがないとは思いにくいでしょ?って事で。
「何も知らず」に原付2種のノーマルに乗るとしても、そこで大きな違和感を感じる人はなかなか居ないですしね。
「トルク型エンジン」という言葉について
関係性というもの、そして「ピークトルク」と「ピークパワー」の違いについては把握されたかと思います。
では次に、巷でよく言われる「トルク型エンジン」といった言葉について少し突っ込んでみましょう。
「トルク型エンジン」って言い方はあまり好きでは無いんですよね。
便宜上、「同一回転域のパワーバンドが存在するエンジン同士での、パワーバンド内の力の比較」といった
場合にはこの言葉を使う事もありますが、本来は「パワー」が違うと言うべきだと思います。
世の中に広まっているのかな、と思うフシが度々あるからなんですよ。
発生する、高回転側にパワーのピークがある特性は「高回転型エンジン」といわれる特性のはずですが、
それと比較してある程度低めの回転域にてピークパワーが発生するのであれば、「中回転型エンジン」とでも
言うのが正確なのではないか、と考えています。
「6000rpm/7.2ps」を発揮しているエンジンがあるとして、これを「10000rpm/7.2ps」を発揮しているエンジンと
比較しても、実際にはピークパワー発生回転数での出力って同等なのですから、きちんと最大出力にて
変速させた上での全開加速であれば、どっちが「力がある」なんて表現出来ないんですよ。
勝っていないといけませんが、だからといってそれが「トルクがある」と表現するのはおかしいと私は思います。
一般的に言われている「トルクがある」とか「トルク型特性」ってのは、単純にパワーバンド以下の回転数でも
そこそこ力があるか、さほど高回転でピークを発生していないだけの特性である、と解釈すべきでは無いかと。
もちろん、パワーバンドが広いのはデメリットにはなりませんし、なおかつ低回転でそれなりの出力を発揮して
いるのであれば、トルク値はそれなりに大きいのは分かりますが、だからといってそれをトルク型、といった
表現を行うのはちょっとおかしいかな、と私は考えますね。
…だからなんなんだ、と言われると何でもねえ、としか言えませんが、せっかく今回は「エンジンのトルク」ってモノを
だらだらと解説したのでそのおまけ、って事で(笑
で、それを言うならば、高回転でパワーがピークになるエンジンだと「トルク」ってのは小さくないとダメなのか、
って話にもなるんですが、実際にはそんな事ありません。
上記の様に、「最大出力」が同等値であるならば、クランクシャフトで発生するトルク値ってのは双方を比較した
場合のみに限っては低・中回転型のエンジンの方が大きくなりますが、上記の回転数上昇とトルク値減衰の
簡易グラフでもお分かりの通り、エンジン回転数に対し可能な限り高回転側で最大トルクを発揮する方が
「高出力」ってのははるかに出しやすいんですよ。
低・中回転域にて最大トルクを発生するとしたグラフも作ってみればよく分かります。
「特性」が大切か、という事にもなります。
「回して稼ぐ」のではなく、「元々そこにパワーのピークがある」という事で、これを決めるのはチャンバーですので。
これが仮に、「10000rpm」にてその「最大トルク値」を発揮したらどうなると思います?
そうです、これは簡単な話で、「(0.81×10000)/716=11.31ps」を発揮する、ってだけの事ですね。
ノーマルマフラーの「充填効率」をそのままで、それを「発生する回転数」のみを引き上げてやっても良いんです。
別に「ピストンを叩く力」を大きくしなくとも高出力は出せる、とも言えるんですよ。
仮にノーマルマフラー程度の混合気充填効率でも、それを「高い回転数」で発生してやれば出力はかなり
増大する、という事なんですね。
言葉を換えれば、ピストンを叩く力が同等でも、出力は上がるとも言えます。
6500rpmで同等の出力を出そうとすれば、必要なトルク値は「(11.31×716)/6500=1.245…」となり、
実に「1.24kg-m」もの高トルクが必要になってしまいますね。
上回る事は、かなり込み入ったチューンを行わなければまず不可能になります。
と言うか50ccの排気量のままではまず無理でしょう。
教材として出しているライブDio-ZXでも2st原付一種スクーターではダントツの数値ですが、これが3YK-JOGや
AF28スーパーDio-ZXだとわずか「0.74kg-m」程度ですので。
チャンバーで、ピークパワーを発生するのが10000rpmと言う高回転である物をくっつけたエンジンがあるとします。
これで先述の「11.31ps/10000rpm」を発生しているとして、このエンジンに対し、ボアアップを前提としたチューンで
パワーのピークを発生させる回転数をノーマル6500rpm程度から変化させず、「トルク値の向上」にて最大出力の
11.31psを稼ごうとすれば…そんなの簡単に可能だと思いますか?
排気量のみを考えても100ccよりもっと大きくしないとそれだけのトルクは出せない、という事になってしまいます。
もちろん、実際のチューンにおいては排気ポートの高効率化や圧縮比UPも行なうので、原付ニ種のノーマルとは
異なり「排気量に見合ったトルク値」を生み出せますが、それでもライブのノーマル比で1.5倍ものトルク値をクランク
シャフトに生み出す事はかなり至難の業になりますのでね。
なので…これまたいつもの口になりますが、パワーバンドやピークパワー発生回転数がノーマルとほぼ変化しない
ボアアップのみのチューン、となれば、ノーマルエンジンをある程度高回転型にしただけのエンジンに対しても
出力的には劣ってしまう事が多い、と言うのはこの辺にも理由があるんです。
そして、安価な社外品だとその「排気量なり」のトルクがきちんと出ていればまだ良いですが、実際にはさして
「トルク」が出ていないものをちょろっと高回転にパワーのピークをずらしただけで最大出力的に誤魔化している、
なんてのはいくらでもあるんですよ。
なんてのはなかなか存在するものではありませんからね。
そういうのがあれば何にも誤魔化されずに性能比較ってのも出来るのですが…仮に「ボアアップした」と
言われてもその時点では何が何やら分からないですし。
排気ポート弦長や圧縮比がうんこみたいな設定のモノはいくらでも(以下略
高回転型ですが、これも「トルク発生値」がどの程度あるかといえばノーマルとさして変わらないか少し弱い
程度だと私は分析していますしね。
「トルク」が多少弱くても「高回転で」そのトルク値が出ていれば十分に「高出力」は稼げます。
ちなみに、「ノーマルと同等のパワーバンドを維持しつつ、パワーが上がる」といった特性の物がなかなか無いのも
ミソで、そういう物は作製が難しいという事でもあったりするんですよね。仮にノーマルより劣ってたら一発でバレ(略
といった仕様が前提だとまず不可能に近い、とも言えますからね。
トルクを出したのみでピークパワー発生回転数をほぼ変化させない、という事ですが、それを行うチューニングと
なれば、圧縮比UPやノーマルとパワーバンドが変わらないチャンバー、ビッグキャブ等でも限界はあり、当然の
ごとくポート加工でも他をどうこうしても足らなくなるので、結局ボアアップするのが大前提、としかなりません。
もちろん、130ccとかの大排気量であれば7000rpm/1.5kg-mとかのトルク値も可能だと思われますが、そこまで
いくともう1ランク別の話になってしまいますから、原付一種ベースでは無理であると言い切っても良いですね。
パワーバンドを維持したまま「出力を上げる」なんてのはすぐに限界が来てしまいますし。
排気量を決められたレーシングエンジンでも、世の中にそこまで低〜中回転型の物があるのか、と言う点も
鑑みれば、それは余計に難しいことである、という事もお分かりかと思いますよ。
状態で「パワーがある」のを、トルク型って言っている様な物言いは何かおかしいのではないか、といった事で。
別に、高回転高出力型でも「トルク」ってのはちゃんとありますからね。その辺を誤解無き様にお願いしたいです。
上で一番最初に考えなくてはいけない部分、と言う事もお忘れなき様に。
適当にエンジン作って「この辺がパワーバンドになった」ってのは本末転倒です。
…チューナー的な物言いをするなら、漠然と「速くしたい!」って言われるのもちょっと困る、って事で(笑
さて、ここからは少し実用的な面である、エンジンの出力特性の表現である、「パワーバンド」について
まず、このパワーバンドという表現ですが、これは皆さんもご存知の様に、エンジンの回転数において
「実用的な出力が持続してくれる回転"域"」
なんですね。
で、ここでも教材のライブDio-ZXのノーマル車を出しますが、この車両だと有効パワーバンド域としてはおおむね
と、ここで一つ、ライブDio-ZXの物ではありませんが性能曲線図をご覧下さい。
これ、JOGのグラフなのでちょっと上記のライブの特性とは異なりますが、基本的には似通っているのである程度
で、「最大トルク」を発生している「ピークトルク回転数」というのが先述の「6250rpm」でして、それに対し
別に変速回転数は6000rpmでも7000rpmでも、大してピークパワーからは外れないのでそれなりには加速力も
なおこれも昔ちらほら耳にしたのですが、「ノーマルエンジンの"ピークトルク回転数"で変速させた方が
もうちょっと極端な例を出しますと、車のターボ車とかだと「3000rpm/40kg-m」を発揮した上で、最大出力が
で、これをあえてやっているのが原付ニ種ノーマルに多いですが、ユーザー層を考えたメーカーの味付けですし
ちなみにこの判別ってのは簡単で、ある程度重めのWRを投入して最大変速する速度域まで加速し、そこからは
で…もちろんのごとく、駆動系構成がおかしくて変速中にエンジン回転数が激しく上昇する様な構成であれば、
なので、初心者さんにありがちな「ノーマルエンジンだとWRは何gが一番良いのか」なんて事は、少なくとも
何か一つでも駆動系パーツを変更してみて、「変速回転数が変動しているかどうかすら分からない」のでは
…もっとはっきり言いますと、あまり経験の無い方の場合、正確なエンジン回転数の情報すら無い状態から
で、チャンバーメーカーさんとかであれば、おおむねノーマルに自社のチャンバーをくっつけると何回転程度に
…当然のごとく、自社のチャンバーをノーマルエンジンにくっつければ何回転位がピークなのかすら答えられない、
適当ですが、前述の出力特性にて「判明している値」を基準とし、
すなわち、ピークトルクが6250rpmで最大値の「0.81kg-m」ですが、そこから下の回転は250rpmごとにトルクが
もちろんこれは一般的なエンジンの「特性」を加味しており、ピークトルク回転数から上はいくら回転数を上げても
…とまあ、説明しづらいですが、次のグラフも合わせてご覧下さい。
図中の赤点の6500rpmが、最大出力の7.2psを発揮している箇所になります。
で…このグラフを見て、何か気付く点がありますよね?
とはいえ、前述の様に、本来ならピークトルクの6250rpmを超えきった7000rpmの時点では、トルク値の低下は
「ピークトルク発生回転数」を過ぎ
多少「トルク値」が低下傾向になっていっても
それに伴う「エンジン回転数」が高回転であればある程
「最大出力」の落ち込みも少なくなる
上記のライブDio-ZXのノーマル特性でも、FN仕様とかであればフルノーマルエンジンに対して7000rpm程度での
もちろん、上記の表の様に「7000rpm/7.42ps」を発揮している、と断言は出来ませんが、私の経験と分析では
と、ちょっと話がずれましたが…
おおむねこんな感じでしょうか。
こんな特性だと、さすがにピークパワー(7000rpm)を超えた後の回転数では出力もそれなりに低下してしまいます。
もちろん、適当にあわせてこの位で良いや、って人はなかなかおられないとは思いますが、それとは逆に、
が、ここでも私の持論の一つで、「変速回転数は極力、パワーバンドの上の方にセットすべし」というのが
通常、ピークから多少オーバー気味な変速回転数ではあまり困る事はありませんが、アンダー気味だと実際の
…これもちと言葉が悪いですが、WRを重めにし理想の変速回転数より低い回転数でどうたらこうたら、といった
そういう「わざと駆動系での効率を抑える」特性のセッティングを施したいのであれば、これもある意味簡単な話で、
「アクセル全開加速の場合はパワーバンド上限近い変速回転数」に
バイクってのは特に、このスクーターってヤツでも人間の「コントロール」にて特性を変えてやる事はある程度
で、上記のライブDio-ZXのパワーグラフその2であれば、私ならきっちりと「7000rpm/7.42ps」での変速に
ちなみにこれが原付2種とか大排気量の場合は、多少有効パワーバンドを外していたとしても、もっさりして全く
と、あえてノーマルエンジンのパワーグラフを元に解説してきましたが、おおむね「トルク」と「パワー」の
さて、この「トルク型」って言葉ですが…まずは私の意見をはっきり言っておきますが、私個人としてはこの
で、これは別に言葉の揚げ足を取ろうという事では無くてですね、これはちょっとおかしな風味の認識が
あくまで、私の知る限りでの一般的には、「トルク型エンジン」といわれるものの特性としては、
「クラッチインの瞬間や、パワーバンドに入るまでの回転域の力強さ」
と、
「比較的低回転でのピークパワーの発生」
このどちらか、もしくは両方を併せ持つエンジン特性を表現していると感じています。
が…こういう事象に限って言えばちょっとおかしな話で、ちょっと極端な話ですが「比較的高回転で」ピークパワーを
そして、「トルク型」といえば「力がある」といった事を連想するかと思いますが、これもおかしな話で、実際に
もちろん、上記の二例であれば6000rpmにて7.2psを発揮しているエンジンの方が、「トルク値」そのものは
そして、これって至極単純に言えば、
パワーバンドが「下」に向かって広めで、なおかつ
高めの回転数ではピークパワーを発生「しない」エンジン特性
だという、たったこれだけの話だと思いますよ。要はノーマルみたいなもんです。
が、ここで勘違いしてはいけないのは、「回さなければ出力が高くならない」のではなく、
「ピストンを叩く力(トルク)」が最大になる「回転数」を
可能な限り「高い」回転数に設定する
と、これが一番大切なんですね。
とはいえ、これは実質はチャンバーの性能と特性で8割方決定されるものですから、2stではいかにチャンバーの
仮に、上記のライブ-DioZXのノーマルマフラーの充填効率で発生する最大トルクってのは「0.81kg-m」ですが、
で、これだけを見ると結構な高出力に見えるかと思いますが、仮にこれだけの「出力」を発生させるとすれば、
とはいえ、仮にそんなチャンバーを作れと言われてもそう簡単には行かないものですが、ここで私が言いたいのは
そして、この出力値、「11.31ps」を、今度は最大出力が出ているピークパワー回転数はノーマルと変化させず、
これだと普通に原付ニ種で100ccとかの車両でも最大発生トルクは1.0〜1.1kg-m程度ですから、それをさらに
具体的な一例を出しますと、仮にノーマルマフラーと同等な「トルク」を発生する、大して充填効率は良くない
100ccで1.0kg-m程度のトルクしか出ていないのに、それを上回る1.24kg-mものトルクを出そうと思えば、単純に
私、質問板等で何度も言っていますが、「他の特性がノーマルと変わらず、排気量だけが上がるボアアップキット」
…これはチャンバーも同じで、仮にオクムラにしても、ピークを発生するのは9000〜10000rpmというそこそこの
もっと極論を言うと、小排気量で低トルクエンジンベースの場合、高い出力を出す為には「低〜中回転で走らせる」
…その位、「低・中回転パワーバンドの高出力エンジン」をこしらえるのは難しい、という事で。
レギュレーションで排気量に縛りがあるレーシングエンジンの場合でも、チューンするにしてもノーマルと同等の
とまあ、「トルク型」という言葉についてのあら捜しみたいになりましたが、発進の瞬間やちょっとアクセルを開けた
そして「どの回転域にパワーバンド、ピークパワーを存在させるか」こそがエンジンの特性を決定する