ジョルカブ | 4ATのギヤ比と加速・最高速 [60km/h AF53型 1999年]

このページでは、ジョルカブ [1999/08モデル]が搭載している4ATのギヤ比(歯車比・減速比)と駆動力、エンジン回転数と最高速(トップスピード)との関係をシミュレーションしています。

ギヤ比(歯車比・減速比)と加速と最高速のステキな関係

ホンダ [ジョルカブ]
AF53型 49cc [3.9PS/0.41kgm]
純正ギヤの繋がりイメージ
ギヤギヤ比Shift-up
回転数
100kmh
回転数
7000rpm
での速度
[速度差]
1速3.181
[30.426]
-3899018.0
[ - ]
2速1.705
[16.308]
37502090033.5
[+15.5]
3速1.238
[11.841]
50801517046.1
[+12.6]
4速0.958
[9.163]
54201174059.6
[+13.5]
Fin9.565タイヤ外径414mm
レシオカバレッジ3.320

さて、AF53型ジョルカブの変速機にはレシオカバレッジ3.320という、ややロングレシオ気味で燃費と最高速と巡航回転数の低さを重視した4ATが採用されています。

これを速度の面から見てみると、1速ギヤ(3.181)の最高速18.0km/hから、最も高い4速ギヤ(0.958)の最高速59.6km/hまでの速度間(速度差は41.6km/h)を、2段のギヤで刻んで速度を上乗せしていく格好になります。

一覧表のギヤ比欄の下にある[]で囲まれた数値は、それぞれのギヤ比と一次減速比4.058および二次減速比2.357を掛けた総減速比を表記しています。

また「Shift-up回転数」は、たとえば1速ギヤで7000rpmまで回して2速ギヤにシフトアップした際に、1速ギヤと2速ギヤのステップ比(0.536)から考えると7000rpmから3750rpmまで落ちますよ、というものです。

ステップ比が大きくてシフトアップ後に回転が落ちすぎてしまい、パワーバンドを大きく外すような場合には、7000rpmより上まで回したほうが加速の雰囲気が良くなるでしょうし、逆の場合は早め早めのシフトアップが結果的に功を奏す、かもしれません。

最高出力が発生する7000rpmにおいて、最も高い4速ギヤのギヤ比0.958での速度は59.6km/h、時速100kmでの回転数は11740rpmになります。

また、最高出力が発生する回転数よりも時速100kmが出せる回転数のほうが高いので、残念ながら時速100kmへの到達は厳しい、もしくは出せてもエンジンが唸りを上げているものと思われます。

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巡航時の回転数を比較的簡単に下げる方法としては、タイヤの外径を大きくする、またはフロントスプロケットの歯数を14丁から増やす、もしくはリヤスプロケットの歯数を33丁より減らすという方法があります。


レブリミットと最高速|7000rpm以降の速度


5500
rpm
7000
rpm
7700
rpm
8400
rpm
9100
rpm
1速14.118.019.721.523.3
2速26.333.536.840.243.5
3速36.246.150.755.460.0
4速46.859.665.671.577.5
PS7.69.710.611.612.6

最高速度に大きく関係するのは最高出力ですが、ギヤ比とタイヤ径、そしてエンジン回転数を抜きにして語ることはできません。

エンジンのレブリミット(何回転まで回るのか)については、エンジンの仕様や制御方法によりけりで多種多様すぎますので、ここでは単純に最高出力が発生する7000rpmを基準として、1割増の7700rpm、2割増の8400rpm、3割増の9100rpmまで回ったとしたら、このくらいの速度になりますよ、という一覧表を作ってみました。(5500rpmは最大トルク発生回転数)

※エンジンのレブリミットは最高出力が発生する7000rpmより若干高い回転数に設定されますが、エンジンの出力は7000rpmをピークとして以降は低下する一方ですので、7000rpm以降も加速できるかどうかは未知数です。実際の最高速は走行抵抗と出力が釣り合った時点の速度になります。

オレンジ色に着色してある欄には、それぞれの回転数での平均ピストン速度を記してあります。この速度はエンジンの回転数上限を左右する要素のひとつとされ、7000rpmでの9.7m/sから回転数が増すごとに速くなり、9100rpmでは12.6m/sになります。


巡航時によくある速度での回転数

ギヤ30kmh45kmh60kmh80kmh100kmh
1速1170017550233903119038990
2速62709400125401672020900
3速4550683091001214015170
4速352052807050939011740

ここでは1速から4速までのそれぞれのギヤごとに、それぞれの速度でどのくらいエンジンが回っているのかを調べてみます。

4速ギヤの場合、制限速度の30km/hでは3520rpm、速度リミッターのかかる60km/hでは7050rpm、サーキットなど場所は限定されますが、エンジン出力と回転数、ギヤ比が許せば狙える、かもしれない80km/hでは9390rpmまで回ります。


5500rpmと7000rpmの駆動力とトルクウェイトレシオ

最大トルク0.41kgm|車両重量79kg
ギヤ5500rpm
駆動力とTWR
7000rpm
駆動力とTWR
差分
1速60.3kgm
[1.31kg/kgm]
58.8kgm
[1.34kg/kgm]
-1.5
[+0.03]
2速32.3kgm
[2.45kg/kgm]
31.5kgm
[2.51kg/kgm]
-0.8
[+0.06]
3速23.5kgm
[3.36kg/kgm]
22.9kgm
[3.45kg/kgm]
-0.6
[+0.09]
4速18.1kgm
[4.36kg/kgm]
17.7kgm
[4.46kg/kgm]
-0.4
[+0.10]
PWR25.48kg/PS20.26kg/PS-5.22

エンジンから発生する最大トルク0.41kgmは、ギヤを介して減速する(回転数を落とす)ことで、まるで倍々ゲームのごとく増大して最終的には元の何十倍、何百倍にもなります。

たとえば1速ギヤの場合、エンジンの軸トルク0.41kgmが1速ギヤを介して3.181倍に、さらに一次減速比と二次減速比で9.565倍に、そしてこれをタイヤの半径で割ると最終的な駆動力は60.3kgmになるという寸法です。

このエンジンは7000rpmで3.9PSを発生しますから、その時点での軸トルクは0.40kgm、同じ要領で計算すると最終的には58.8kgmになります。

基本的にはこの数値が大きいほど地面を蹴って進もうとする力が強く、5500rpmと7000rpmとの落差が小さいほど高回転域でのトルクの低下が少ない、つまり加速感が持続すると言えるかもしれません。

[]内の数値は、最大トルク発生時(0.41kgm/5500rpm)での各ギヤの駆動力を、車両重量の79kgで割ったトルクウェイトレシオで、最小は1速ギヤの1.31kg/kgmとなっています。

この1.31kg/kgmという数値は決して速い部類ではありませんが、いつ何時でも身の危険を感じずに済む穏やかな性格はライダーに安心と信頼を、そして安全運転の実績を授けてくれます。

ちなみに、自動車のサイトで集計した1速ギヤTWRの平均が1.60kg/kgmでしたので、巷に良くある一般的な自動車と同等か、やや上回るゼロスタート性能を持っていると言えそうです。


前後スプロケットと加速力および最高速の熱烈な関係

ここからは部品があるかどうか、装着できるかどうかは度外視して、前後のスプロケットの歯数(丁数とも)を変更することで時速100kmでの回転数や、最も高いギヤ比における7000rpmでの速度、1速ギヤでの最大駆動力がどのように変化するかを調べてみます。

フロントスプロケット(ドライブスプロケット)を変更

フロントスプロケット(14丁)の歯数を変更

歯数

歯数
100kmh
回転数
[rpm]
7000rpm
最高速
[km/h]
1速最大
駆動力
[kgm]
11丁33丁1495046.876.7
12丁1370051.170.3
13丁1264055.464.9
14丁1174059.660.3
15丁1096063.956.2
16丁1027068.152.7
17丁967072.449.6
前スプロケ歯数と各ギヤの最高速度
ギヤ13丁14丁15丁16丁
1速16.718.019.220.5
2速31.133.535.938.3
3速42.846.149.452.7
4速55.459.663.968.1

AF53型ジョルカブのフロントスプロケットは14丁ですので、これを3丁少ない11丁から3丁多い17丁まで変化させてみました。

ノーマルの14丁では時速100kmでの回転数が11740rpm、7000rpmでの速度が59.6km/h、最大駆動力が60.3kgmとなっています。

そこから11丁に減らすとギヤ比は低くなる方向に傾き、回転数が14950rpmまで上昇、速度は46.8km/hまで低下、最大駆動力は76.7kgmに向上し、最高速と引き換えに加速力を手に入れる格好になります。

3丁増やすとギヤ比は高くなる方向に傾き、回転数は9670rpmに低下、速度は72.4km/hに上昇、最大駆動力は49.6kgmに下落し、今度は加速力と引き換えに最高速を手に入れる格好になります。

この場合、巡航回転数が下がり、最高速も大きくなり、燃費も向上しそうな点がいかにも魅力的ではありますが、うっかりエンジン特性や出力に見合わぬ高いギヤ比に設定してしまうと、特にゼロ発進時においてウンともスンとも言わない激烈な鈍足マシンに豹変しかねません。


リヤスプロケット(ドリブンスプロケット)を変更

リヤスプロケット(33丁)の歯数を変更

歯数

歯数
100kmh
回転数
[rpm]
7000rpm
最高速
[km/h]
1速最大
駆動力
[kgm]
14丁30丁1068065.654.8
31丁1103063.556.6
32丁1139061.558.4
33丁1174059.660.3
34丁1210057.862.1
35丁1245056.263.9
36丁1281054.765.7
後スプロケ歯数と各ギヤの最高速度
ギヤ31丁32丁33丁34丁35丁
1速19.118.518.017.416.9
2速35.734.533.532.531.6
3速49.147.646.144.843.5
4速63.561.559.657.856.2

続いてリヤスプロケットの歯数を純正の33丁から変更した場合を見てみます。

リヤはフロントとは逆で、歯数を減らすことでギヤ比が高くなって最高速が伸び、増やすことでギヤ比が低くなって加速力が増していきます。

また、リヤはもともとの歯数が多いのでフロントの1丁ほどのインパクトはなく、1丁減らしたから、増やしたからといってもびっくりするほどには変わりません。

フロントを13丁にして加速重視か、15丁にして最高速重視かの大まかな方向性を決め、リヤの増減で微調整をする、あるいはフロントは14丁のままリヤの増減で味付けを変えるなど、スプロケット選びは考えるだけでもワクワクしてきて希望いっぱい夢いっぱいです。

※スプロケットの歯数を変更すると、車種によってはスピードメーターに誤差を生じる場合があります。車検が必要ないからとお調子に乗って弄繰り回しておりますと、メーター誤差が原因でスピード違反切符を下賜されたり、思わぬ事故にも繋がりかねませんのでご注意ください。


AF53型ジョルカブ 1999/08モデルの各種スペック詳細ページ

主要諸元
主要諸元と年間の維持費、燃費と航続距離

エンジン
エンジン性能と特性、パワーウェイトレシオ

タイヤ
タイヤサイズ変更と加速力&最高速の変化

通知表
さまざまな性能評価の数値と偏差値&順位