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エンジン回転数と車速の関係

次の諸元の自動車が、トランスミッションのギヤが第3速、エンジンの回転速度2200min-1で走行しているときの車速は(イ)何km/hである。ただし、円周率は3.14、機械損失及びタイヤのスリップはないものとし、車速[km/h]の計算結果は、小数点以下を切り捨たものである。

第3速の変速比      :1.3

ファイナル・ギヤの減速比:4.0

駆動輪の有効半径    :0.3m


36
47
48
62




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解説

選択肢(2)が適切です。

自動車の時間に関する単位は、時速[km/h]、分速[min-1]、秒速[m/s]の三つが使用されるので、これらが混同されないように注意しなければならない。

駆動輪の有効半径をr[m]、総減速比をKT、第3速の変速比をK3、ファイナル・ギヤの減速比をKFとしよう。

エンジン回転速度は、単位が1分間当たりの回転スピードであり、車速は時速であるから、分速を時速にするため60を掛け、メートル[m]をキロ・メートル[km]にするため1000で割る、単位調整係数60/1000を準備するとよい。

すると、車速V[km/h]とエンジン回転速度N[min-1]の関係は、次の式で表される。


車速
V[km/h]


エンジン回転速度
N[min
-1]
総減速比
K
T

× 2πr×

60
1000
{駆動軸回転速度} {タイヤ
円周
単位調整係数

60/1000の意味ですが、エンジン回転数が分速ですので、時速に変換するための60であり、時速何キロでしめすため、1kmは1000mですから、1000で割っています。

繰り返しになりますが、自動車工学の計算は、秒速、分速、時速が混在しますので整理してから取り組みます。

総減速比 KT=K3×KF(比であるため、単位なし)

車速V[km/h] 2200
1.3×4.0
× 2π×0.3× 60
1000

= 47.82


電卓で計算した後、題意に従い小数点以下は切り捨てることに注意しなければならない。
したがって選択肢(2)の47が正解となる。

計算結果が法定速度を逸脱するような値になったら、そのようなデータは常識的に考えられないため、途中計算のミスと考えてよい。
駆動軸回転速度を求める問題も考えられる。

その場合も上の式で計算される。
エンジン回転数に関する計算問題は、1級の問題にもよく出題されます。
将来、1級を習得される受験生は、キチンと理解しておいてください。

タイヤの振動・騒音

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ビート音(4気筒ガソリン・エンジン)

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