[ 車の理論と、基礎知識が自然と身につく情報誌!]

 車の事典
   中高年と初心者のための『車読本』

             by CARLIVE SEEKER『車は1/1の模型だね』
 
                         
                      − 第16号 2006.3.26 −
   
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  ☆皆様、お元気でしたか!!
      ご購読いつもありがとうございます。
                      
         そして、はじめての方には、ご登録ありがとうございます。
  
   ◇これからも皆様方に、愛され、支持される、
    メールマガジンを配信できるよう、努力してまいります。

    よろしくお願いいたします。

    このメールマガジンは、

    難しいクルマの専門用語を、極力やさしい言葉におきかえて
    中高年、初心者の皆様方にも、ご理解していただけるように
    お伝えしているつもりですが、

    時に、専門的な用語をつかったほうが、ご説明しやすい場合
    もあります。

    そのような場合でも、用語の解説を付記していきますので、
    ご安心ください。

    また、このメールマガジンを読み進めていくことで、
    自然と専門知識を身につけ、ご家族やお友達に、ちょっぴり
    うんちくを傾けられてはいかがでしょうか。

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   それでは、今日もご一緒に!

   ☆やさしい自動車工学

    前回の説明で、
    普段、なにげなく使っているクルマのエンジンが、

    その時のエンジンの状態や、特に大気の状態(気温、気圧、湿度)
    で大きく変化することを、ご理解いただけたとおもいます。

    その為、エンジンの運転や比較には、「出力の修正」が
    必要なんですね。
    
    さあ、今日のテーマです。

   ▼[走行抵抗]

    クルマが走っている時って、必ず何らかの抵抗を受けていますよね。
    
    これらの様々な抵抗を総称して、
    「走行抵抗」running resistance と言います。

    そして、その抵抗が大きければ、走るのに大きな出力が必要になり、
    抵抗が少なければ、小さなエンジン出力で走ることが出来るのは、
    当然です。
    
    例えば、
    クルマがある一定の速さで、走っているとしましょう。

    その場合に、クルマの受けている抵抗と、クルマ(エンジン)の
    出している出力は、ちょうどバランスがとれている状態と、
    言えるんですね。
    
    ところが、
    もしそのバランスがくずれて、(例えばアクセルを踏み込んだ場合)
    エンジンの力が大きくなったとします。

    この時に、増えて余った力のことを、
    ◆「余裕駆動力」excess driving force と言います。
    
    そしてこの余裕駆動力が、クルマの速度を上げることに使われて、
    次第にクルマが加速されて行くことになります。

    クルマの運転では、アクセルの踏み方の加減によって、
    緩加速をしたり、または急加速をしたりしているのですが、

    つまり、アクセルを踏み込んでできた「余裕駆動力」と見合った
    (バランスのとれた)加速のしかたをしていると言えるので、
    
    ◆「余裕駆動力」と等しい「加速抵抗」があると言えます。

    このように、クルマの走り方によって、いろいろな抵抗を受けて
    いるのです。

    一般に、
    ◆「走行抵抗」は、クルマつまり、駆動輪(前輪駆動では前輪)に
    かかる抵抗を考えれば良いのですが、

    エンジンテストの時には、「走行抵抗馬力」をシミュレーション
    して性能分析をすると非常に便利なために、

    エンジンにかかる馬力として、あつかう場合があります。

    当然この時は、
    エンジンから駆動輪までの伝達効率を、条件に入れなければ、
    ならないのですが。

    要するに、
    「走行抵抗」は、駆動輪にかかる抵抗と、エンジンにかかる抵抗
    が考えられると言うことです。

    またその「走行抵抗」は、
    力(Kg)として考える場合(駆動輪にかかる抵抗)と

    馬力(PS)として考える場合(エンジンにかかる抵抗)が、
    あるのですね。

    そして、
    力(Kg)として考える場合を「走行抵抗力」といい、
    馬力(PS)として考える場合を「走行抵抗馬力」という。

    ◆「走行抵抗力」と「走行抵抗馬力」との関係は、

    簡単にいえば、抵抗する力にさからって、クルマがある速度で
    走るということで、

    ◆「抵抗馬力」は、

    クルマにかかる抵抗力(Kg) に、クルマの速度(Km/h)を、
    掛ければよい訳で、
    つぎの式で表すことが出来ます。

            R = K1× F × V
         
        ここに、R : 走行抵抗馬力 PS
            F : 走行抵抗力  Kg
            V : 車速     Km/h
            K1: 係数(単位を合せるための数値)

                1000     1
            K1=――――――=――――
               75×3600ηm  270ηm

            ηm: 伝導効率(伝達効率)

    このように、いたって単純な式ですが、

    ◆「走行抵抗力」と「走行抵抗馬力」との関係を端的に、
    示したもので、よくお解りいただけたとおもいます。
    
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   ☆やさしい航空工学

    ここでは、
    筆者のライフスタイルであり、また専門分野の一つでもある、
    航空力学について少し遊んでみたいと思います。

    ▽「標準大気」

    ご存知のように、この地球は何層かの大気の層でおおわれて、
    いるわけですが、

    これらの構成されている層の、一番低い下層の部分が、
    いわゆる「対流圏」Troposphere と呼ばれるところですね。

    名前の通り、空気の対流が行われていて、それによって
    生じる気象現象、天候が起こっているわけです。

    普通の気象現象は、この対流圏内に起きている現象を表現して
    伝えているのです。

    気温は、地表面より 1Km 高くなるにつれて、5〜6℃の割合で
    低くなっていくのですが、

    12Km 付近でいったん止まり、またそれ以降は、高度の上昇と
    ともに、逆に少しずつ温度も高くなっていくのです。

    この気温の減少範囲(海抜 0m 〜12000m位)を「対流圏」と
    呼んでいます。

    例えば、地表面が20℃の時、対流圏の一番高いところでは、
    −40℃〜−50℃位になるわけですね。

    このように、

    対流によって、大気の状態(気圧、気温、密度等)も、常に
    変化しているわけで、

    そこを、飛行する航空機の条件も、当然違ってきます。

    例えば、ある航空機が、高度3000m を 500Km/h で飛行して
    いたとします。

    そこで、その航空機が、高度3000m を維持しながら、
    ある地点にさしかかった時、

    同じ 500Km/h の飛行速度を出せるとは限らないのです。
    もちろん風の条件を入れなくても。

    こうして「飛行性能」だけでなく、
 
    安定性や運動性など、大気の状態によって、その影響を
    大きく受けるのです。
    
    そこで、航空機の性能の比較をしたり、性能を表わしたり
    するのに、

    大気の「基準値」をきめる必要が生じてくるわけですね。

    これを「標準大気」と呼んでいます。
    
    航空機のカタログに、記載されている「飛行性能」は、
    すべてこの「標準大気」を基にして、表わしています。

    ここまで述べてきて、

    すでにお気ずきとおもいますが、前回の号でもご説明をした、
    クルマの性能比較を行うのに「出力の修正」が必要なように、

    航空機の「飛行性能」の比較や表示に「標準大気」が、
    用いられているのです。

    いかに最新の技術を以ってつくられた、クルマや航空機と
    いえども、大気の状態に大きく影響を受けているのですね。
   
    いかがでしたか。

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    今日の本題。

    ◎車を知る【構造編 エンジン】

    ▼[クランクシャフト]

    前の号「ピストン」の説明でも触れましたが、

    エンジンの燃焼室内で発生した、熱エネルギーによって、
    ピストンが往復運動を始めます。

    その往復運動を、

    回転エネルギー(所謂、回転力=トルク)に変換させてやるのが
    クランクシャフトです。

    エンジンの軸馬力や、回転数は、このクランク軸の馬力であり、
    クランク軸の回転数から得たものだと言うことは、
    すでに、先の号で述べた通りですね。

    このクランクシャフトは、

    エンジンを構成する部品の中でも、シリンダーブロックを除けば
    一番重いパーツと言えるでしょう。
   
    また過酷な使用条件を満たすために、高密度の鍛造品がつかわれて
    います。

    その形状は、

    名前が示すように、一本の真っ直ぐなシャフトではなく、
    ピストンの往復運動を回転運動に変えるために、
    ある角度(60度、90度等)をもったアーム状のシャフトです。

    そして、その形状と重さゆえに、振動の原因にもなりやすいのです。

    その振動を相殺するために、バランスウエイトが構成されているの
    ですが。

    一部バランスシャフトを、用いているエンジンもあるように、

    レシプロエンジンの宿命でなかなか難しいのです。
  
    ただ例外的なエンジンとして、クランクシャフトを持たない、
    ロータリーエンジンは、対振動性に大変すぐれたエンジンと
    いえるでしょう。
                  
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   ◆ あとがき ◆

    きょうは、
    朝から素晴らしいお天気にめぐまれ、

    冬の間、ずーと気になっていた、ガレージの整理!整頓!を、
    おもいきってやりました。

    エアコンプレッサー、ジャッキ、各ツール類、ケミカル用品等々
    それに革ツナギ、ヘルメットの手入れに、

    埃まみれ、油まみれ、のたっぷり半日の作業でした。

    これでまた、

    休日が楽しくなりそうだね!
       
                            ‐hiro‐
       
                    ‐平成18年3月25日 22時30分‐
                       
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