YBR250 | 5MTのギヤ比と加速・最高速 [113km/h PCNLD型 2014年]

このページでは、YBR250 [2014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

ヤマハ [YBR250]
PCNLD型 249cc [21PS/2.1kgm]
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2.571
[23.247]
-2009037.3
[ - ]
2速1.684
[15.227]
49101316057.0
[+19.7]
3速1.273
[11.510]
5670995075.4
[+18.4]
4速1.040
[9.404]
6130813092.3
[+16.9]
5速0.852
[7.704]
61406660112.7
[+20.4]
Fin9.042タイヤ外径614mm
レシオカバレッジ3.018

さて、PCNLD型YBR250の変速機にはレシオカバレッジ3.018という、加速の力強さと最高速の伸びのバランス加減がほどよい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(2.571)の最高速37.3km/hから、最も高い5速ギヤ(0.852)の最高速112.7km/hまでの速度間(速度差は75.4km/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3.083および二次減速比2.933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(0.655)から考えると7500rpmから4910rpm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0.852での速度は112.7km/h、時速100kmでの回転数は6660rpmになります。

排気量的には高速道路を走行でき、ギヤ比と回転数から見た最高速も時速100kmは出ることから、時速80kmあたりでトコトコ走るぶんには何とかなりそうな雰囲気です。が、余力に乏しいので「俺について来い!」とばかりに流れをリードするのは…です。

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44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32.437.341.344.848.8
2速49.457.063.168.474.5
3速65.475.483.490.598.5
4速80.092.3102.1110.8120.6
5速97.6112.7124.7135.2147.2
PS12.614.516.017.418.9

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14.5m/sから回転数が増すごとに速くなり、9800rpmでは18.9m/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803012050160702009024100
2速52607890105301316015790
3速398059707960995011930
4速32504880650081309750
5速26603990533066607990

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2660rpm、60km/hでは3990rpm、高速道路によくある80km/hでは5330rpm、100km/hでは6660rpm、制限速度が120km/hになると7990rpm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11980rpm、さらに車種は限られますが300km/hでは19970rpm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2.1kgm|車両重量154kg
ギヤ6500rpm
駆動力とTWR
7500rpm
駆動力とTWR
差分
1速159.0kgm
[0.97kg/kgm]
151.5kgm
[1.02kg/kgm]
-7.5
[+0.05]
2速104.2kgm
[1.48kg/kgm]
99.2kgm
[1.55kg/kgm]
-5.0
[+0.07]
3速78.7kgm
[1.96kg/kgm]
75.0kgm
[2.05kg/kgm]
-3.7
[+0.09]
4速64.3kgm
[2.40kg/kgm]
61.3kgm
[2.51kg/kgm]
-3.0
[+0.11]
5速52.7kgm
[2.92kg/kgm]
50.2kgm
[3.07kg/kgm]
-2.5
[+0.15]
PWR8.06kg/PS7.33kg/PS-0.73

エンジンから発生する最大トルク2.1kgm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2.1kgmが1速ギヤを介して2.571倍に、さらに一次減速比と二次減速比で9.042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159.0kgmになるという寸法です。

このエンジンは7500rpmで21PSを発生しますから、その時点での軸トルクは2.0kgm、同じ要領で計算すると最終的には151.5kgm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(2.1kgm/6500rpm)での各ギヤの駆動力を、車両重量の154kgで割ったトルクウェイトレシオで、最小は1速ギヤの0.97kg/kgmとなっています。

この0.97kg/kgmという数値はバイクの中では平均的なスペックですが、その気になれば思わず息を呑むほどの痛快なスタートダッシュを決めることができそうです。

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、(少なくとも1速ギヤが吹け切るまでは)並大抵の自動車では太刀打ちできないものと思われます。


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44丁832090.1198.8
13丁768097.6183.5
14丁7130105.1170.4
15丁6660112.7159.0
16丁6240120.2149.1
17丁5870127.7140.3
18丁5550135.2132.5
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34.837.339.842.3
2速53.257.060.864.6
3速70.475.480.485.5
4速86.192.398.4104.6
5速105.1112.7120.2127.7

PCNLD型YBR250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6660rpm、7500rpmでの速度が112.7km/h、最大駆動力が159.0kgm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8320rpmまで上昇、速度は90.1km/hまで低下、最大駆動力は198.8kgm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5550rpmに低下、速度は135.2km/hに上昇、最大駆動力は132.5kgm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(44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41丁6200120.9148.2
42丁6350118.0151.8
43丁6510115.3155.4
44丁6660112.7159.0
45丁6810110.1162.7
46丁6960107.7166.3
47丁7110105.5169.9
後スプロケ歯数と各ギヤの最高速度
ギヤ42丁43丁44丁45丁46丁
1速39.138.237.336.535.7
2速59.758.357.055.754.5
3速79.077.175.473.772.1
4速96.794.492.390.288.3
5速118.0115.3112.7110.1107.7

続いてリヤスプロケットの歯数を純正の44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。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。


PCNLD型YBR250 2014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