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ハッテン途上ライダーの日常

Motorcyclistの端くれ。コミネマン予備軍。(so-netブログから移行してきました)

二輪教習攻略研究 [番外編①]ギアの存在意義。

今回は、番外編です。
教習内容には関係ありませんが、バイクに乗っていくうえで非常に重要な、ギアに関して説明していきます。

みなさん、この質問に答えられますか?
「ギアって何のためにあるのでしょうか?」
「そもそも、何のためにシフトアップ、シフトチェンジをするのでしょうか?」

僕自身も教習中に問われた質問です。
当時は、「速い速度で安定して走るため。」といった、的を射てるんだか微妙な回答で逃げたわけですが、
教官曰く、「速く走るため。」という答えが一番最悪らしいです。
たしかに、“ただ速く走るため”だけにシフトアップをするわけではありませんから、これではダメですね。

工学的なアプローチで、最も正しい回答をするならば、
「エンジンの回転数と車速をコントロールするため」でしょうね。

イメージのしやすい例を挙げるならば、自転車。
自転車って、変速機が付いていますよね。カチカチと変速して上り坂なら軽く、下り坂や速度が出てきたら重くしますよね。
では、これが付いていなかったらどうでしょう?
常に重いギアに固定されっぱなし。
そうです。競輪選手の自転車です。
これでは走り出すのに苦労しますし、上り坂なんか到底登れないですよね。
競輪選手の場合、とんでもない脚力(1.5PS=馬力 とか聞いたことあります)があるため、一瞬で加速してすぐにスピードに乗ってしまうのです。ギアを増やすと車重が増えてしまうってのもあるのかもね。

バイクも同様です。
エンジンが重いギア1枚のみに直結していたら、自転車で漕ぐのが重い状態と同様に、パワー不足に陥り、モタモタしてしまう。
あるいは、エンストしてしまいます。
逆に、軽いギア1枚だけの場合は、全然スピードが出ないのに、エンジンの回転数はメチャメチャ上がってしまいます。

そのため、“エンジンの回転数と車速を効率の良い状態にコントロールするため”に“変速機(ギア)”が生まれたわけです。

バイクで効率の良い加速をするには、自転車に乗る時と同じイメージをしながらシフトアップをしていけばいいのです。
Ex.)自転車:1速でスタート→漕ぐ→スピードが乗ってきて、漕ぐ回転数が増え疲れてくる→2速に上げる→漕ぐ→…
バイク:1速でスタート→スロットルを回す→結構回転数が上がってきた。(音もうるさい)→2速に上げる→…



では、お次はシフトダウン。
バイクの自転車とは違うところは、走行中、常にエンジンとギアが繋がっているところです。
(必要に応じて、クラッチを握る、ニュートラルに入れることで、エンジンとギアを切り離しているのです)
ここでも、自転車の例を上げましょう。
またしても競輪選手の自転車が登場です。彼らの自転車にはブレーキが装備されていませんよね。
ペダルの逆転方向に力を加えて減速する、ピスト自転車です。(数年前某芸能人が道交法違反で捕まりましたね(笑))
ピスト自転車は、常にペダルとギアが繋がっているため、途中で漕ぐのをやめてもペダルは回りっぱなしてす。

バイクの場合、スロットルを戻して、燃料供給を断つと、エンジンの回転数はアイドリング時の回転数まで下がります。
燃料が無いのだから当然です。バイクは、ガソリンというエネルギー源をエンジンで爆発させてタイヤを回して加速しているわけですから。
これを、“燃料は無いけど、車速が出ている(エネルギーがある)から、強引にエンジン回しちゃえ!”という状態が、“エンジンブレーキ”です。

通常は、先ほども述べたように、
ガソリンを爆発させる→タイヤを回す
といった順序でエネルギーの変換を行うのですが、

エンジンブレーキの場合、
タイヤが回っている→ガソリンではなく、回っているタイヤの力でエンジンを回す
といった加速とは逆のエネルギー変換を行います。

加速は、(ガソリンで)エンジンを回し、それを速度に変え、
エンジンブレーキは、速度を使ってエンジンを回して減速しているのです。

ここでも、シフトアップの時と同じように、注意点があります。
軽いギアで、高速で走るには沢山漕ぐ必要がありますよね。
では、速い速度で走っている状態で、ギアを下げていったらどうなるでしょう?
足が追い付かなくなりますよね。

エンジンも同様です。
速い速度から、急に低速にシフトダウンをしてしまうと、回転数が上がりすぎてエンジンを痛めてしまう事があります。
また、惰性というエネルギーをエンジンの回転に変換しているわけですから、当然回転数を上げるには大きな力が必要になります。
惰性で回ろうとしているタイヤに、突然大きな逆方向の負荷を欠けたらどうなるでしょうか?
タイヤが逆方向の力に負けて、路面をグリップしなくなってしまい(タイヤがロックしてしまい)滑り出してしまうかもしれません。

そのため、急激なシフトダウンは危険ですから行ってはいけません。

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