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エンジンスペックは、
300PS/5600rpm
400Nm/2000-4800rpm
最終型ツーリングワゴン
最終型ターボモデル
歴代最高エンジンスペック
最後の特別仕様車

シビックタイプRとWRX STIの加速性能比較
(5.エンジン出力をクラッチの変数で表す)

ホンダ渾身のシビックタイプRとスバルの象徴WRX STI。

320PSのハイパワーのFFと、308PSの安定性のAWD。

エンジン性能に着目して、加速性能を比較してみました。

今回はMT車ということで、AT車にはないクラッチミートの瞬間までを考慮します。

内容が多く、かなり長編の傑作になりますが、少しずつ解明していきましょう。

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シビックタイプRとWRX STIの加速性能比較

ホンダ渾身のシビックタイプRとスバルの象徴WRX STI。

320PSのハイパワーのFFと、308PSの安定性のAWD。

エンジン性能に着目して、加速性能を比較してみました。

今回はMT車ということで、AT車にはないクラッチミートの瞬間までを考慮します。

内容が多く、かなり長編の傑作になりますが、少しずつ解明していきましょう。

今回は、エンジン出力をクラッチの変数で表します。

概要とMTの加速性能比較の難しさについては、

1.概要とMTの加速性能比較の難しさ

AT車の加速性能が馬力によって決定される理由は、

2.AT車の加速性能が馬力で決定される理由

エネルギー保存則からのエンジン伝達出力の計算は、

3.エネルギー保存則からクラッチの接触によるエンジン出力伝達量の計算

トルク計算からクラッチの接触によるエンジン出力伝達量の計算については、

4.トルク計算からクラッチの接触によるエンジン出力伝達量の計算

をご覧ください。

シビックタイプRとWRX STIの加速性能比較

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エンジン出力エネルギーを100%伝達時の伝達エネルギーで考える。

前の節で、エンジン発生エネルギーが、次の式で表せるのではないか?
と考えました。

$P=\mu \frac{FvR}{3}$

これが本当に正しいのかを考えます。

例えば、クラッチが100%滑りなしで駆動した場合、
クラッチ出力側のエネルギーは、
クラッチ出力側を基準にトルクから導かれた式

$ クラッチの伝達エネルギー=\mu \frac{FuR}{3} $

において、$u$を$v$で置き換えればよく、次の式で表せます。

$\mu \frac{FvR}{3}$

これが伝達効率100%の出力で、エンジン発生エネルギーを100%タイヤに伝えている状態です。
比べると、先ほど挙げた式と同じですね。

つまり、伝達効率100%で伝達した時の伝達エネルギーなので、
$\mu \frac{FvR}{3}$ はエンジン出力と同等ということがわかりますね。

つまり、エンジン出力は、

$P=\mu \frac{FvR}{3}$

と表すことができます。

シビックタイプRとWRX STIの加速性能比較

エンジン出力エネルギーを熱エネルギーで考える。

また、出力側回転数が0の場合、100%摩擦熱になりますが、摩擦熱は、
3.エネルギー保存則からクラッチの接触によるエンジン出力伝達量の計算
で求めた摩擦熱の式、

$U=\mu \frac{F(v-u)R}{3}$

において、$u=0$とすると、次のようになります。

$U=\mu \frac{FvR}{3}$

これは、クラッチにおいて全くエネルギーが伝達されず、
エンジン出力のすべてが摩擦熱になっていることを表します。

すなわち、ここで生じた摩擦熱は、エンジン出力そのもでのす。

これより、エンジン出力は、クラッチ側の圧着力$F$、クラッチ入力側の回転速度$v$、動摩擦係数$\mu$を用いて、次のように表せることがわかります。

$P=\mu \frac{FvR}{3}$

すべりを定義する。

これがわかると、滑りが定義できます。

$ タイヤへの伝達エネルギー \\ =\mu \frac{FuR}{3}\\ =\frac{\mu \frac{FuR}{3}}{P} P \\ =\frac{ \mu \frac {FuR}{3} } {\mu \frac{FvR}{3}}P \\ =\frac{u}{v}P\\ =すべり×エンジン出力 $

これが、
2.AT車の加速性能が馬力で決定される理由
で定義した、「すべり」の意味になります。

シビックタイプRとWRX STIの加速性能比較

次回へ

次回は選択したグレードから、最終減速比の違いを考察し、加速性能の違いまで考えます。

5.MY車の加速力を最大にするクラッチのつなぎ方

前の記事:4.トルク計算からクラッチの接触によるエンジン出力伝達量の計算

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