ガンダムおたくのカーライフ🚗略してガンカラ!

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【超クルマネタ】タイヤサイズや気温の違いによる0-100㎞/h加速の違いを計算する!

こん○○は!
今日も【超クルマネタ】コーナーです。
このコーナーは少しマニアックなクルマネタを取り上げて、あーでもない、こーでもないと考えてみるクルマ好き☆必見★の楽しいコーナーです。

 

今回はタイトル通り、タイヤサイズ(外径)や気温にで0-100km/h加速がどのくらい違ってくるのかを計算してみる、クルマ好きな方に大人気のコーナー!

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残念ながら人気ありませんが、気にせず進めます..A^^;

 

今回は、RX-8に245/40R18と255/40R18と265/35R18を履いた場合の加速差、255/40R18タイヤを履いた時の摂氏5度と35度の加速差を机上計算してみます。


まず…おさらいとしてエイト後期のカタログ馬力は235馬力。
これをkwに変換すると172.8kW。

お台場に立っているRX-0ユニコーンのジェネレータ出力は3,480kW。

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一見凄そうですが、あれだけの巨体で5,000馬力もありません(滝汗)

今世界最大の馬力を誇るクルマは下記のサイトによるとなんと5,000馬力!!

car-me.jp

ユニコーン…クルマに出力で負けちゃうのか…orz

 

[目次]

 

タイヤ外径による0-100km/h加速の違い

気を取り直してさっそく0-100km/h加速の違いを計算していきます。。

今回も計算に使うパラメーター以下の通り。
※ざっくり近似が出来れば十分だと考え、省略しても大きな影響のない"タイヤと地面の静止摩擦力"、"転がり抵抗"、"空気抵抗"といった計算を複雑にする難しいパラメータは無視します

・最高出力:約235馬力

真冬(5℃)でほぼカタログ値を出せる想定とする

・重力加速度:9.8 m/s2

・ギア比:12 (1速3.815、2速2.260、最終減速比4.777)

1速xファイナルのギア比(18.2)、2速xファイナルのギア比(10.8)の平均14.5に私が適当に修正したシフトアップロス分の補正含んだ値 

・車重:1,450 kg (車検証重量1,350kg)

RX-8後期の重量計測実測値ベースに、ドライバとガソリンでざっくり+100kgとする

・タイヤ半径:0.331m or 0.327m

0.331 m RE-71R 255/40R18の外径662mm(カタログ値)
0.327 m RE-71R 245/40R18の外径655mm(カタログ値)
 →この違いが差でホントに加速の差に出るのかしら?

・エンジントルク:17.6 kgfm (最大トルクは22.0kgfm)

0-100km/hまでに発揮できるざっくりのトルク平均値。
低速付近のトルク細やシフトアップ時トルクがゼロになるのも考慮し、最大トルクの80%を利用できると仮定

この状態で255/40R18と245/40R18の0-100km/h加速を比べてみます。


今回も計算式はこれらを使います。

質量"m"の物体に加速度"a"を生じさせるのに必要な力"F"
F(N)=m(kg)xa(m/s2)
∴加速度a=F/m

速度vに達するために加速度aでt秒必要…というのは下記で表現できる
v=v0+at
v0は初速(今回は0-100km/h加速で初速ゼロなので無視してOK)
vは加速した後の速度
aは加速度
tは時間

∴t=v/a

このコーナー…毎回計算式ばかりで、読んでくださってる皆さんも計算見るのが面倒になってきていると思うので、計算内容が気になる方はコチラの記事をご覧いただくこととして…

slender-g.hatenablog.com

いきなり答えを…どん♪
255/40R18 → 6.44秒
245/40R18 → 6.36秒

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参考までに、255と245のタイヤ外径の違いはこの写真くらいなもんなんですが、0-100km/h加速は0.1秒の差がうまれるようです!

 

ついでに、265/35R18の場合も調べてみます。

265/35R18(RE-71Rの場合外径645mm) → 6.29秒
※RX-8の場合、このタイヤ外径で2速100km/hまで引っ張ると9,000rpmを少し超えちゃいます

245/40R18と比べた場合は誤差のレベルって言えますが、255/40R18との差0.15秒というのは意外と大きいかも。

 

気温差による0-100km/h加速の違い

次に、気温差が加速にどれくらい効いてしまうのかを計算してみたいと思います。
今回は気温が摂氏5度の時と摂氏35度の時の0-100km/h加速の差を確認してみます。

暑くなると馬力が下がりますが、馬力はざっくり言うと
回転数 × トルク
で求められますので、気温で変化あるパラメータはトルクのみです。

まずは、摂氏5度と35度を絶対温度(K)に変換します。

5℃  → 278K
35℃ → 308K

エンジンパワーに効いてくるのは空気密度です。空気密度は気温に反比例するので、絶対温度で大体の空気密度の差を表現することができる…と思うことにします。

上記より、気温35℃の時は5℃の時に比べ、308/278≒1.11→約11%空気密度が落ちる…と言えます。
コレがそのままエンジン出力の差になるわけではないのですが、夏は冬に比べざっくり10%の出力ダウンとココでは仮定します。
※実際、夏はエンジン保護が介入し、コンピュータ補正の影響で出力はもっと落ちるようです。
自分が真夏に走った感じでも、夏のエンジンはヘロヘロな感じがします。

 

タイヤはサイズ純正外径と同じ255/40R18で合わせて、0-100km/h加速を比較します。

気温5℃時  → 6.44秒
気温35℃時 → 7.16秒

結果…かなり遅くなりました。。。6秒台中盤と7秒台だと結構違います。

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夏は数字的にもクルマがヘロヘロですね💦


≪おまけ1≫ダイエットしたら加速はどうなるか?

禁断の…自身のダイエットによる加速への貢献。もし体重を10kg減量したらどうなるか?
先程の純正タイヤ外径で0-100km/hが6.44秒かかるときの計算パラメータから重量を-10kgしてみると

→6.40秒 …び、微妙…

0-100km/h加速を向上させるにはもちっとダイエットしないといかんです。
ですが…総計100kg軽量化すると約6.00秒となるので、加速に対する軽量化効果は極めて高いのは計算でも証明できます。


≪おまけ2≫エイト界最速のあの人の車両の加速は?

エイト界隈最速の某エイトリアンさんのRX-8(ポート加工+軽量化)を想定して0-100km/h加速を出してみました。

気温は5℃、最高出力は260馬力程度、車重はノーマルより100kg減、タイヤ265/35R18、ギア比は再計算面倒なので後期エイトと同じ(すいません💦)とした場合でシミュレートしてみると、なんと…

→5.32
※エイトリアンさんのエイトは前期型なのでノーマルだとギア比が多少ロングなことを考慮すると5.4秒くらいの方が適切かもしれません。

 Σ(・□・;)速っ!?
…計算間違ってない?

と思って、このサイト(↓)で5.5秒前後のクルマを見てみると…

ホンダ:S2000【5.4秒】がガチンコライバル!エイトリアンさんのRX-8は恐らくノーマルエンジンのS2000とならストレートスピードはいい勝負だったと思うので、計算はおおよそ正しそう♪
それにしても…エイトで5秒台中盤はめちゃ速ですね!

 

と言うことで、タイヤサイズや気温による加速の違いを計算してみましたが、いかがでしたでしょうか?
実際にはエンジンの低中回転での過渡特性や、シフトアップロス、ギア比、LSDの有無によるトラクション性能などによってもタイム差が出ちゃうと思いますが、近似でも数字にしてみると想像以上に差が感じられて面白いですよね。

 

という事で、気持ちよく計算結果も出てお後もよろしいようなので。
今回はこの辺で失礼します。(^^)/