YZF-R15 | 6MTのギヤ比と加速・最高速 [123km/h 1CK1型 2013年]

このページでは、YZF-R15 [2013モデル]が搭載している6MT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 [YZF-R15]
1CK1型 149cc [17PS/1.5kgm]
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
8500rpm
での速度
[速度差]
1速2.833
[27.001]
-2333036.4
[ - ]
2速1.875
[17.871]
56301544055.0
[+18.6]
3速1.364
[13.000]
61801123075.7
[+20.7]
4速1.143
[10.894]
7120941090.3
[+14.6]
5速0.957
[9.121]
71107880107.9
[+17.6]
6速0.840
[8.006]
74606920122.9
[+15.0]
Fin9.531タイヤ外径614mm
レシオカバレッジ3.373

さて、1CK1型YZF-R15の変速機にはレシオカバレッジ3.373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6MT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(2.833)の最高速36.4km/hから、最も高い6速ギヤ(0.840)の最高速122.9km/hまでの速度間(速度差は86.5km/h)を、4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3.042および二次減速比3.133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8500rpm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(0.662)から考えると8500rpmから5630rpm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、8500rpm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8500rpmにおいて、最も高い6速ギヤのギヤ比0.840での速度は122.9km/h、時速100kmでの回転数は6920rpm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47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|8500rpm以降の速度


7500
rpm
8500
rpm
9400
rpm
10200
rpm
11100
rpm
1速32.136.440.343.747.6
2速48.655.060.966.171.9
3速66.875.783.790.898.8
4速79.790.399.9108.4117.9
5速95.2107.9119.3129.4140.8
6速108.4122.9135.9147.5160.5
PS14.716.618.420.021.7

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8500rpmを基準として、1割増の9400rpm、2割増の10200rpm、3割増の11100rpm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。(7500rpm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8500rpm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8500rpmをピークとして以降は低下する一方ですので、8500rpm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、8500rpmでの16.6m/sから回転数が増すごとに速くなり、11100rpmでは21.7m/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933014000186602333028000
2速61809260123501544018530
3速4490674089901123013480
4速377056507530941011300
5速31504730630078809460
6速27704150553069208300

ここでは1速から6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。

6速ギヤの場合、40km/hでは2770rpm、60km/hでは4150rpm、高速道路によくある80km/hでは5530rpm、100km/hでは6920rpm、制限速度が120km/hになると8300rpm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12450rpm、さらに車種は限られますが300km/hでは20750rpmまで回ります。


7500rpmと8500rpmの駆動力とトルクウェイトレシオ

最大トルク1.5kgm|車両重量134kg
ギヤ7500rpm
駆動力とTWR
8500rpm
駆動力とTWR
差分
1速131.9kgm
[1.02kg/kgm]
123.1kgm
[1.09kg/kgm]
-8.8
[+0.07]
2速87.3kgm
[1.53kg/kgm]
81.5kgm
[1.64kg/kgm]
-5.8
[+0.11]
3速63.5kgm
[2.11kg/kgm]
59.3kgm
[2.26kg/kgm]
-4.2
[+0.15]
4速53.2kgm
[2.52kg/kgm]
49.7kgm
[2.70kg/kgm]
-3.5
[+0.18]
5速44.6kgm
[3.00kg/kgm]
41.6kgm
[3.22kg/kgm]
-3.0
[+0.22]
6速39.1kgm
[3.43kg/kgm]
36.5kgm
[3.67kg/kgm]
-2.6
[+0.24]
PWR8.54kg/PS7.88kg/PS-0.66

エンジンから発生する最大トルク1.5kgm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1.5kgmが1速ギヤを介して2.833倍に、さらに一次減速比と二次減速比で9.531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131.9kgmになるという寸法です。

このエンジンは8500rpmで17PSを発生しますから、その時点での軸トルクは1.4kgm、同じ要領で計算すると最終的には123.1kgm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、7500rpmと8500rpm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(1.5kgm/7500rpm)での各ギヤの駆動力を、車両重量の134kgで割ったトルクウェイトレシオで、最小は1速ギヤの1.02kg/kgmとなっています。

この1.02kg/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、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8500rpm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]
8500rpm
最高速
[km/h]
1速最大
駆動力
[kgm]
12丁47丁865098.3164.9
13丁7980106.5152.2
14丁7410114.7141.4
15丁6920122.9131.9
16丁6490131.0123.7
17丁6100139.2116.4
18丁5760147.4109.9
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34.036.438.941.3
2速51.455.058.762.4
3速70.675.780.785.7
4速84.390.396.3102.3
5速100.7107.9115.0122.2
6速114.7122.9131.0139.2

1CK1型YZF-R15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6920rpm、8500rpmでの速度が122.9km/h、最大駆動力が131.9kgm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8650rpmまで上昇、速度は98.3km/hまで低下、最大駆動力は164.9kgm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5760rpmに低下、速度は147.4km/hに上昇、最大駆動力は109.9kgm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(47丁)の歯数を変更

歯数

歯数
100kmh
回転数
[rpm]
8500rpm
最高速
[km/h]
1速最大
駆動力
[kgm]
15丁44丁6480131.3123.5
45丁6620128.3126.3
46丁6770125.5129.1
47丁6920122.9131.9
48丁7070120.3134.7
49丁7210117.8137.6
50丁7360115.5140.3
後スプロケ歯数と各ギヤの最高速度
ギヤ45丁46丁47丁48丁49丁
1速38.037.236.435.734.9
2速57.556.255.053.952.8
3速79.077.375.774.172.6
4速94.392.290.388.486.6
5速112.6110.2107.9105.6103.4
6速128.3125.5122.9120.3117.8

続いてリヤスプロケットの歯数を純正の47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。


1CK1型YZF-R15 2013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