トルク変動

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エンジン

気になる車の振動、2次振動とは?

車は動き出すと、様々な揺れを感じます。この揺れは、快適な運転を邪魔するだけでなく、車にも負担をかけます。揺れの発生源や種類を理解することで、より快適で安全な運転につなげることができます。 まず、道路の凸凹から伝わる揺れは、乗り心地に直結する大きな要因です。道路のわずかな起伏や段差、道路上の小石などを乗り越える際に、タイヤやサスペンションを通して車全体に揺れが伝わります。この揺れは、速度や路面の状態によって大きく変化し、不快感を覚えるだけでなく、運転操作にも影響を及ぼす可能性があります。 次に、エンジンの動きに伴う揺れも無視できません。エンジンのピストン運動は、常に細かな振動を発生させています。この振動は、エンジンマウントと呼ばれる部品を通して車体に伝わり、運転席や助手席で感じられることがあります。エンジンの回転数が上がるにつれて、振動も大きくなる傾向があり、特に古い車や整備不良の車では、この揺れが顕著になることがあります。 さらに、タイヤの回転も揺れの原因となります。タイヤは完全な真円ではなく、わずかな歪みや変形があります。また、タイヤの溝や摩耗も揺れに影響を与えます。これらの要素が組み合わさることで、回転するタイヤから揺れが発生し、車体に伝わります。高速走行時には、この揺れが大きくなり、ハンドルに振動が伝わることもあります。 これらの揺れを軽減するために、車は様々な工夫を凝らしています。サスペンションは、路面からの衝撃を吸収し、車体の揺れを抑える役割を果たしています。エンジンマウントは、エンジンの振動を車体に伝えないようにするための部品です。タイヤの素材や構造も、揺れを少なくするように設計されています。これらの装置の働きを理解することで、車の状態を適切に把握し、より安全で快適な運転を心がけることができるでしょう。
駆動系

クリープサージ:快適な運転のための理解

自動変速の車は、アクセルを踏まなくても、ブレーキも踏まなくても、ゆっくりと前に進むことがあります。これをクリープ現象と言います。このクリープ現象中に、車が前後に揺れることがあります。まるで車がせわしなく動いたり止まったりを繰り返しているようで、この現象をクリープサージと言います。クリープサージは、同乗者に不快感を与えるだけでなく、運転操作にもわずかながら影響を及ぼす可能性があります。 この揺れの主な原因は、エンジンの力の変化です。エンジンの力は常に一定ではなく、わずかに変化しています。この変化が、クリープ現象中の車の速度に影響を与え、前後の揺れを引き起こします。特に、車がゆっくり動いている時や、エンジンの回転数が低い時に、この揺れは顕著に現れます。平坦な道はもちろん、わずかな坂道でも発生する可能性があります。 クリープサージは、自動変速の車であれば、どの車にも起こり得る現象です。しかし、その揺れの大きさは、車の種類やエンジンの状態によって異なります。例えば、小型車よりも大型車のほうが、エンジンの力が大きいため、揺れも大きくなる傾向があります。また、エンジンの整備不良や経年劣化によっても、揺れが大きくなることがあります。 クリープサージを完全に無くすことは難しいですが、運転の仕方によって揺れを軽減することは可能です。例えば、クリープ現象で進む際に、ブレーキを軽く踏むことで、揺れを抑えることができます。また、アクセルペダルを軽く踏んで、エンジンの回転数を少し上げるだけでも、揺れが軽減されることがあります。 クリープサージは、危険な現象ではありませんが、快適な運転を妨げる可能性があります。この現象を理解し、適切な運転操作を行うことで、より滑らかで快適な運転を実現できるでしょう。
駆動系

車のねじり共振:快適な運転のための重要な要素

車は、無数の部品が組み合わさってできています。これらの部品は、それぞれ固有の振動の性質、いわば揺れやすさを持っています。 ねじり共振とは、回転する部品に力が加わった時に、部品がねじれる方向に振動する現象です。 例えば、車の心臓部である発動機を考えてみましょう。発動機は、燃料を燃焼させることで回転運動を生み出します。この回転力は、動力を伝えるための回転軸を介して車輪に伝えられます。この回転軸は、発動機から伝わる力の変化や路面からの衝撃など、様々な力の影響を受けます。 回転軸は、力を受けてわずかにねじれた後、元の形に戻ろうとする性質があります。まるでゴムひものように、ねじれを繰り返すのです。この繰り返しの速さ、つまり振動の回数を振動数と呼び、一秒間に何回振動するかで表します。 全ての部品は、最も振動しやすい振動数を持っており、これを固有振動数と呼びます。回転軸も例外ではありません。もし、発動機から伝わる力の変化の振動数が、回転軸の固有振動数と一致すると、共振と呼ばれる現象が発生します。共振が起こると、回転軸のねじれの振動はどんどん大きくなり、最悪の場合は回転軸が破損してしまうこともあります。これがねじり共振の恐ろしいところです。 車は、発動機や車輪など、多くの回転する部品で構成されています。そのため、ねじり共振は車の設計において、安全性と耐久性を確保するために重要な考慮事項となります。設計者は、様々な工夫を凝らし、ねじり共振が発生しにくいように、あるいは発生しても振動が大きくならないように部品の形状や材質、配置などを調整しています。
駆動系

プロペラシャフトの回転変動と対策

車はエンジンで生み出した力をタイヤに伝えて走ります。その力の伝達経路の一つに、プロペラシャフトという回転する棒があります。このプロペラシャフトは、エンジンの回転を後輪に伝える重要な役割を担っています。しかし、このプロペラシャフトには回転の速さが変わってしまう問題、回転変動がつきものです。 この回転変動の主な原因は、プロペラシャフトとデフ(差動装置左右の車輪の回転速度差を吸収する装置)をつなぐ継ぎ手にあります。特に、十字軸形継ぎ手と呼ばれる部品が回転変動を生み出します。この継ぎ手は、二つの軸が交わる角度、すなわち折れ角を持って回転を伝えます。この折れ角こそが、回転変動を生み出す原因なのです。 プロペラシャフトが回転すると、折れ角の影響で回転の速さが周期的に変化します。これは、力を伝える側の軸と伝えられる側の軸の回転の速さが一定でないことを意味します。この回転速度のムラが、回転する力の変動、すなわち回転変動につながります。具体的に言うと、駆動軸と従動軸の回転速度の比が一定にならないため、なめらかな回転が妨げられ、振動や騒音の原因となります。 さらに、この回転変動はプロペラシャフトの回転速度の二倍の速さで発生するため、特定の速度域で共振という現象を起こす可能性があります。共振とは、物体が特定の振動数で大きく揺れる現象です。この共振は車体全体に振動を伝え、乗り心地を悪くするだけでなく、駆動系部品の損傷にも繋がる恐れがあります。そのため、回転変動を抑える対策が重要となります。
駆動系

車のねじり振動:快適性と耐久性への影響

車は、金属や樹脂など、様々な材料で組み立てられています。これらの材料は、力を加えると形が変わり、力を取り除くと元の形に戻ろうとする性質、つまり弾力を持っています。ねじり振動とは、この弾力を持つ物体が、ねじる力が加わることで起こる振動現象です。 簡単に言うと、棒状の物をねじって放すと、元の形に戻ろうとして左右に揺れる様子を想像してみてください。車の場合、動力源や力の伝わる部分など、様々な部品が弾力を持つ部品として働き、複雑なねじり振動が起こる可能性があります。これは、車の乗り心地や持ちに大きな影響を与えるため、見過ごすことのできない問題です。 例えば、動力源の回転によって生まれる力の変化は、力を伝える仕組全体にねじり振動を発生させる大きな原因の一つです。動力源が回転することで生まれる力は常に一定ではなく、強くなったり弱くなったりを繰り返すため、その変化がねじり振動につながります。また、道路の凸凹や車輪のバランスの悪さなども、ねじり振動を起こす要因となります。道路の凸凹は車輪に衝撃を与え、その衝撃がねじれの力となって車体に伝わります。車輪のバランスが悪いと、回転時に偏った力が発生し、これもねじり振動の原因となります。 これらの振動は、車体全体に伝わり、不快な揺れや音を起こすだけでなく、ひどい場合には、部品の壊れにつながることもあります。部品に想定以上の力が繰り返し加わることで、金属疲労などが発生しやすくなり、部品の寿命を縮めてしまうのです。そのため、自動車を作る上では、ねじり振動を抑えるための様々な工夫が凝らされています。動力源の回転を滑らかにする工夫や、振動を吸収する部品の設置など、様々な対策によって乗り心地と耐久性の向上を両立させています。
エンジン

エンジンの回転のムラを減らす工夫

車を動かす心臓部、エンジンは、ピストンと呼ばれる部品の上下運動から力を作り出しています。このピストンの動きは、まるで呼吸をするように、吸い込み、圧縮、膨張、排気という4つの動作を繰り返し行うことで生まれます。まず、空気と燃料の混ぜ合わせたもの(混合気)をエンジン内部に吸い込みます。次に、吸い込んだ混合気をぎゅっと圧縮することで、小さな空間に大きな力を閉じ込めます。そして、圧縮された混合気に点火すると、爆発的に燃え広がり、その力によってピストンが勢いよく押し下げられます。このピストンの動きが、エンジンの動力の源です。最後に、燃え終わったガス(排気ガス)を外に吐き出すことで、一連の動作が完了します。この一連の動作はちょうど自転車のペダルを漕ぐ動きに似ています。ペダルを漕ぐことで自転車が前に進むように、エンジンもピストンの上下運動によって回転運動を作り出し、車を動かします。しかし、自転車のペダルも平坦な道では軽く、坂道では重くなるように、エンジンの出力も常に一定ではありません。エンジンの回転の速さや混合気の量、点火のタイミングなどを細かく調整することで、必要な時に必要なだけ力を発揮できるように制御されています。この精巧な制御こそが、車がスムーズに、そして力強く走るための重要な鍵となります。急な坂道や高速道路など、様々な道路状況に合わせてエンジンの出力は巧みに調整され、私たちを目的地まで快適に運んでくれます。まるで熟練の職人が丁寧に仕事をこなすように、エンジンは絶え間なく働き続け、車を動かすための大きな力を生み出しているのです。
駆動系

分割ハブクラッチディスク:静かな走りを実現する技術

車の滑らかな走り出しや変速には、エンジンの回転のムラを吸収する仕組みが不可欠です。その役割を担う重要な部品の一つが、分割ハブを持つクラッチ円盤です。この円盤は、エンジンからの力を変速機へと伝える役割を担っています。 一般的なクラッチ円盤は中心部にハブと呼ばれる部品がありますが、分割ハブを持つクラッチ円盤は、このハブが内側と外側の二つの部分に分かれています。この二つのハブは、特殊なばねで繋がれています。このばねこそが、エンジンの回転のムラを吸収する上で重要な働きをしています。 エンジン回転数が変動すると、内側のハブと外側のハブの間にねじれが生じます。このねじれの角度が大きいほど、回転のムラを吸収する能力が高くなります。分割ハブ構造はこのねじれ角度を大きく確保することを可能にし、エンジンの回転変動を効率的に吸収できるのです。 この二つのハブの間にあるばねは、クッションの役割を果たしています。エンジン回転数が急に変化した時、このばねが伸び縮みすることで、急激な衝撃を吸収し、滑らかな動力伝達を可能にします。また、このばねの特性を調整することで、エンジンの特性や車の用途に合わせた最適な設定をすることができます。 つまり、分割ハブクラッチ円盤は、二つのハブと特殊なばねによって、エンジンの回転ムラを吸収し、滑らかな発進と変速、そして快適な運転を実現するための、緻密に設計された部品と言えるでしょう。