車両の軽量化のためにドライブシャフトをカーボンにしたいと思っています。
しかし社外のドライブシャフトはジョイントがないため耐久性に劣るときいたりカーボンは熱に弱いので劣化が早いとも聞いたことがあります。
ですが一部の車両にはカーボン製のプロペラシャフトが純正でも採用されているのでそこまで耐久性に難があるとも思えません。
ドライブシャフトをカーボンに変えたらどういうことが起きるか教えて下さい。

質問者からの補足コメント

  • 分かりました。
    ではワンピース構造のアルミ製ではどうなるのでしょう?

      補足日時:2017/11/20 09:57

A 回答 (1件)

>ドライブシャフトをカーボンに変えたらどういうことが起きるか教えて下さい。



※まず当然ですが、プロペラシャフトが軽くなった分車重が軽くなります。

※パワートレイン系の回転慣性質量が減少し、回転のレスポンスが向上します。
 現実には、回転上昇(加速)時よりも、回転下降(減速=エンジンブレーキ)時のレスポンスの向上の方が明確に判ります。

※耐久性に関しては、ご指摘通り。
 カーボンの劣化が早いというのは軽量化メリットを追求したレース用で(GTクラスで3000~5000km程度しか持たず、ル・マンなどの24時間耐久レースには耐えられません。24時間耐久出走時には、耐久性を向上させてその分重くなった専用のプロペラシャフトが用意されます)、市販車用のプロペラシャフトでは、耐久性を重視してそこまで軽量化を追及していません。

※プロペラシャフトは、力学的な問題により高回転では曲げ共振で破壊され、低回転(曲げ共進のおよそ半分ぐらいの回転数)ではねじり共振により破断します。
 市販車ではエンジンの中間回転数を多用する為にねじり共振での強度に余裕を持たせた設計となっており、曲げ共振は設定回転数を超えて使用すると(曲げ共振と比較すると)カンタンに破断します。
 これはつまり、ターボ化などでトルクをUPする方向のエンジンチューニングには比較的余裕があり、逆にバルブタイミングの変更などの高回転化による出力UPには余裕が少ないということを意味します。
 どういう狙いで設計されているカーボンプロペラシャフトを検討されているのか判りませんが、ヤミクモに高回転化を狙うエンジンチューンは避けた方が無難かもしれません。

※ノーマルのプロペラシャフトの分割が多いのは、長いプロペラシャフトが暴れることによる振動・騒音の低減と、それにスチールのプロペラシャフトが重いために、1本を長くすると危険回転数(これ以上回すと破断する回転数)が低くなってしまうということもあります。
 カーボンのプロペラシャフトは軽量の上に高強度に作ることが出来るので危険回転数を高く設定出来、また分割を減らすと重いユニバーサルジョイントが減らせて軽量化メリットが大きくなるので、ノーマルよりも分割点を減らしています。
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