DR-Z400SM | 5MTのギヤ比と加速・最高速 [127km/h SK44A型 2008年]

このページでは、DR-Z400SM [2008/05モデル]が搭載している5MT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

スズキ [DR-Z400SM]
SK44A型 398cc [40PS/4.0kgm]
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
7500rpm
での速度
[速度差]
1速2.285
[18.486]
-1562048.0
[ - ]
2速1.733
[14.020]
56901184063.3
[+15.3]
3速1.375
[11.124]
5950940079.8
[+16.5]
4速1.090
[8.818]
59507450100.7
[+20.9]
5速0.863
[6.982]
59405900127.2
[+26.5]
Fin8.090タイヤ外径628mm
レシオカバレッジ2.648

さて、SK44A型DR-Z400SMの変速機にはレシオカバレッジ2.648という、ややクロスレシオ気味で最高速よりも加速の良さを重視した5MT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(2.285)の最高速48.0km/hから、最も高い5速ギヤ(0.863)の最高速127.2km/hまでの速度間(速度差は79.2km/h)を、3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2.960および二次減速比2.733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7500rpm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(0.758)から考えると7500rpmから5690rpm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、7500rpm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7500rpmにおいて、最も高い5速ギヤのギヤ比0.863での速度は127.2km/h、時速100kmでの回転数は5900rpmになります。

時速100kmまでの高速道路を速度制限遵守で走行するのであれば、このくらいの速度が出せるだけのギヤ比を備えていれば問題はなさそうです。ただ、長い距離を走り続けるとなると今度は回転数の高さが気になってくるかもしれません。

また、最高出力が発生する回転数よりは低い回転数で時速100kmに到達できますが、かなりレブリミットに近い回転数まで回りますので、長時間の運転は少し厳しいかもしれません。

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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15丁から増やす、もしくはリヤスプロケットの歯数を41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|7500rpm以降の速度


6500
rpm
7500
rpm
8300
rpm
9000
rpm
9800
rpm
1速41.648.053.257.662.8
2速54.963.370.176.082.7
3速69.279.888.395.8104.3
4速87.3100.7111.4120.8131.6
5速110.2127.2140.7152.6166.2
PS13.615.717.318.820.4

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7500rpmを基準として、1割増の8300rpm、2割増の9000rpm、3割増の9800rpm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。(6500rpm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7500rpm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7500rpmをピークとして以降は低下する一方ですので、7500rpm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、7500rpmでの15.7m/sから回転数が増すごとに速くなり、9800rpmでは20.4m/sになります。


巡航時によくある速度での回転数

ギヤ40kmh60kmh80kmh100kmh120kmh
1速62509370124901562018740
2速4740711094801184014210
3速376056407520940011280
4速29804470596074508940
5速23603540472059007080

ここでは1速から5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。

5速ギヤの場合、40km/hでは2360rpm、60km/hでは3540rpm、高速道路によくある80km/hでは4720rpm、100km/hでは5900rpm、制限速度が120km/hになると7080rpmまで回す必要が生じます。

ちなみに、エンジン出力と回転数、ギヤ比が深く関係するので到達できる車種は限られますが、スピードリミッターが働く180km/hでは10620rpm、さらに車種は限られますが300km/hでは17690rpmまで回ります。


6500rpmと7500rpmの駆動力とトルクウェイトレシオ

最大トルク4.0kgm|車両重量145kg
ギヤ6500rpm
駆動力とTWR
7500rpm
駆動力とTWR
差分
1速235.5kgm
[0.62kg/kgm]
223.7kgm
[0.65kg/kgm]
-11.8
[+0.03]
2速178.6kgm
[0.81kg/kgm]
169.7kgm
[0.85kg/kgm]
-8.9
[+0.04]
3速141.7kgm
[1.02kg/kgm]
134.6kgm
[1.08kg/kgm]
-7.1
[+0.06]
4速112.3kgm
[1.29kg/kgm]
106.7kgm
[1.36kg/kgm]
-5.6
[+0.07]
5速88.9kgm
[1.63kg/kgm]
84.5kgm
[1.72kg/kgm]
-4.4
[+0.09]
PWR3.99kg/PS3.62kg/PS-0.37

エンジンから発生する最大トルク4.0kgm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4.0kgmが1速ギヤを介して2.285倍に、さらに一次減速比と二次減速比で8.090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235.5kgmになるという寸法です。

このエンジンは7500rpmで40PSを発生しますから、その時点での軸トルクは3.8kgm、同じ要領で計算すると最終的には223.7kgm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、6500rpmと7500rpm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(4.0kgm/6500rpm)での各ギヤの駆動力を、車両重量の145kgで割ったトルクウェイトレシオで、最小は1速ギヤの0.62kg/kgmとなっています。

この0.62kg/kgmという数値はシグナルスタートで負けるほうが珍しいほどの加速性能に愛着は深まり、きっと「このバイクに乗っていて良かった!」と思わせてくれることでしょう。

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、その道では名の知れたスポーツカーであっても、一瞬にして点にしてしまう猛烈な加速が期待できます。


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7500rpm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(15丁)の歯数を変更

歯数

歯数
100kmh
回転数
[rpm]
7500rpm
最高速
[km/h]
1速最大
駆動力
[kgm]
12丁41丁7370101.7294.4
13丁6810110.2271.8
14丁6320118.7252.4
15丁5900127.2235.5
16丁5530135.7220.7
17丁5210144.1207.8
18丁4920152.6196.3
前スプロケ歯数と各ギヤの最高速度
ギヤ14丁15丁16丁17丁
1速44.848.051.254.4
2速59.163.367.671.8
3速74.579.885.190.4
4速93.9100.7107.4114.1
5速118.7127.2135.7144.1

SK44A型DR-Z400SMのフロントスプロケットは15丁ですので、これを3丁少ない12丁から3丁多い18丁まで変化させてみました。

ノーマルの15丁では時速100kmでの回転数が5900rpm、7500rpmでの速度が127.2km/h、最大駆動力が235.5kgmとなっています。

そこから12丁に減らすとギヤ比は低くなる方向に傾き、回転数が7370rpmまで上昇、速度は101.7km/hまで低下、最大駆動力は294.4kgm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4920rpmに低下、速度は152.6km/hに上昇、最大駆動力は196.3kgm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(41丁)の歯数を変更

歯数

歯数
100kmh
回転数
[rpm]
7500rpm
最高速
[km/h]
1速最大
駆動力
[kgm]
15丁38丁5470137.2218.2
39丁5610133.7224.0
40丁5760130.3229.8
41丁5900127.2235.5
42丁6040124.1241.3
43丁6190121.2247.0
44丁6330118.5252.7
後スプロケ歯数と各ギヤの最高速度
ギヤ39丁40丁41丁42丁43丁
1速50.549.248.046.945.8
2速66.664.963.361.860.4
3速83.981.879.877.976.1
4速105.8103.2100.798.396.0
5速133.7130.3127.2124.1121.2

続いてリヤスプロケットの歯数を純正の41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14丁にして加速重視か、16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15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。メーター誤差が過大になると車検に合格しませんし、特に最高速が伸びる方向へのスプロケ交換においては、思わぬスピード違反切符に涙を流すことにも繋がりますのでご注意ください。


SK44A型DR-Z400SM 2008/05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
【ギヤ比編】同車名または同型式の車種一覧
DR-Z400S
SK43A型
(2008/05)
40PS
4.0kgm
40.0km/L
73.5万円