キックダウンと低速ギアについて

現在AT普通自動車教習を受けているものです。
急勾配の下り坂等を下る際に、ブレーキペダルを使用するために低速ギアの1や2やL等を使用するという話を聞いたのですが、
キックダウンの説明の際も、自分でギアを低速ギアに変えずともDのままで急加速できる、と聞きました。
私は低速ギアを、その名の通りあまりスピードが出ない、DとPの間のギアだという認識をしていたので、キックダウンで何故急加速するとき低速ギアのかわりになるのか理解ができません。

そもそも低速ギアとはなんなのか？
なぜ下り坂と急加速のときに同じギアの話になるのか？
等を教えていただきたいです。

No.1 回答者： goold-rnan 回答日時： 2016/08/07 14:54

>ブレーキペダルを使用するために

違います。使用しないため（＝プレーキパッド、ブレーキシューを使用しないため＝パッドやシューが熱を持ちすぎて急にブレーキがきかなくなるフェード現象を避けるため）です。

低いギアと高いギアの差はこんな感じ
１速：トルク大、馬力小
↓
５速や6速：トルク小、馬力大
トルクは自転車でいえばペダルを回す力で馬力（パワー）はそれに時間をかけたものです。
自転車の後輪についているギアの一番大きいのが1速です。走り出すには楽ですが、スピードを出すには大変なギアです。

トルクはアクセルをオフにするとマイナス方向に働きます。
なので低いギアほどアクセルオフのときのエンジンブレーキの減速度が高くなります。なので、下り坂では低いギアの方がエンジンブレーキがよくきくんです。
キックダウンするとギアが下がります。ギアが下がればさっきよりもトルクが大きいギアに切り替わることになるので、さっきよりも大きな加速ができることになります。

こんな感じでどうでしょうか。

No.2 回答者： kaitaiya 回答日時： 2016/08/07 15:28

いろいろと用語が混ざってますね（苦笑）　ちょっと長くなりますが・・・

まず「ギア」ですが、歯数の異なる歯車を組み合わせて動力を伝達する　というものです。
車の場合ですとこの組み合わせが複数組あって状況によって最適なものを選択する、となります。

で、異なる歯数の歯車を組み合わせるとどうなるか？ですが、スピードと力（トルク）の配分が変わります。
自転車で変速付のものに乗ったことのある方だと判り易いのですが・・・・低速ギアだとスピードは出ませんが力強くタイヤを回すことができます。これは発進時に使用するギアです。
高速ギアはスピードは出るもののその分、力が入りません。よって走り出して勢いがついてからのギアになります。

歯数の例で言うとぺダル（エンジン）側の歯数とタイヤ側の歯数が同じ場合、ペダルとタイヤの回転数は同じです。回す力も同じです。
ぺダル（エンジン）側の歯数が10でタイヤ側の歯数が30の場合（ペダルを回すスピードと力が前回と同じ）ペダルを3回回すとタイヤがようやく1回転します。その代わり力は3倍となります。
ペダル側30、タイヤ側10　にすればタイヤは3倍の速さでぶんまわりますが力は1/3になります。
（実際に漕いでいる場合は低速ギアはスピードが出ないけど軽く漕げる、高速ギアはスピードが出るけど重い、と感じるわけですが）

このギアを運転者が適時切り替えるのがＭＴ（マニュアル）車です。ＡＴ（オートマチック）車はこのギアの組み合わせを車の速度やアクセルペダルの踏み加減などで自動で替えるタイプになります。
車によって違いますが、ＡＴ車の「Ｄ」レンジというのは１速～4速までを車任せで選択させるモードになります。
「Ｄ」レンジでのキックダウンですが、現在選択されているギアよりも下（低速）のギアに切り替えます。
通常は速度に応じて省燃費なギアで「流す」ように走るよう設定されていますが（巡行モード）、アクセルをガバッ！と踏み込むことにより低速ギアに切り替え、エンジンの回転数を上げ、より力強くタイヤを回すことで加速します。
キックダウンについてコメントがあったのは走行中に速度を上げる際、巡行モードの範囲で速度を上げるのではなく、加速モードに切り替えて速度を上げる必要があったからかな？と推測します。
意外と道路の勾配って速度に影響があります。アクセルペダルを一定にしていてもずーっとその速度で走っていられるものではないです。


下り坂で「Ｌ」や「２」にシフトする、というのは「エンジンブレーキ」を使用するためです。
「エンジンブレーキ」は車の機構ではなくて運転テクニックの名称です。
通常ブレーキペダルで操作するのは各車輪に組み込まれたブレーキです。これとは別にアクセルとシフト操作でスピードを落とすのが「エンジンブレーキ」というテクニックになります。
ＡＴの「Ｄ」レンジの場合、下り坂だとエンジンの負担を減らす（省エネ）ためどんどんと高速ギアに切り替えてしまいます。なのでアクセルペダルを戻しても普通にスーーーーっと勢いが落ちないまま下って行ってしまいます。
ここで「Ｌ」などの低速レンジにすると低速ギアに固定されます。車は勢い+下り坂でどんどんと走っていきますので・・・通常とは逆にタイヤがエンジンを回す格好になっちゃいます。
そうなるとエンジンが抵抗になってスピードが落ちます。これが「エンジンブレーキ」です。

下り坂などで　緩くて長時間の減速を安定して行う　のに向いているテクニックです。フットブレーキの補助や、いまどきの乗用車ではあまりありませんが、ブレーキの酷使によるオーバーヒート対策でもあります。
駆動方式によって前後のブレーキバランスが変わりますので注意してください。

No.3 回答者： 5MK9 回答日時： 2016/08/07 15:35

自動車には自転車のものと同じギヤが必須です。

最近は技術が進歩して自転車並みのギヤだけでなくトルクコンバーターとかCVTが組み込まれています。自転車であろうが自動車であろうとギヤの働きは同じです。

＞そもそも低速ギアとはなんなのか？

　自転車と同じでペダルは軽く回りスピードがでないけどタイヤを回す力は強い。⇒発進とか上り坂で使う

＞なぜ下り坂と急加速のときに同じギアの話になるのか？

　下り坂に関してはエンジンブレーキといわれます。ローギヤにするとエンジンを早く回そうとする力がブレーキとして働きます。急勾配の下り坂では必ずエンジンブレーキにしないと本来のブレーキに悪影響がでます。
　急加速はほめた話ではないですが重い自動車を発進加速するには大きな力が必要です。

質問文なかに、いささか誤解しているとおもわれる箇所があります。教習所のなかの親切な指導員にも聞いてください。

No.4 回答者： nitto3 回答日時： 2016/08/07 16:08

今はいろんなシステムがあるから車毎に結構違いますよ。

私の車はブレーキを踏むと自動的にシフトダウンします。

No.5 回答者： bathbadya 回答日時： 2016/08/07 16:29

例えば、時速２０ｋｍ/ｈで走っているとき、

１ｓｔ（低速ギヤ）なら、エンジンの回転は4,000ｒｐｍぐらい、
５ｔｈ（高速ギヤ）まら、エンジンの回転は1,000ｒｐｍぐらい、
とするなら、
パワーが出るのは、エンジン回転4,000ｒｐｍの１ｓｔギヤです。

時速２０ｋｍ/ｈから加速をするなら１ｓｔが力強いです。
時速２０ｋｍ/ｈでず～っと走り続けるなら、５ｔｈが低燃費です。

内燃機関の特性として、エンジンの回転が遅いとパワーが出ません。

No.6 回答者： oo14 回答日時： 2016/08/07 16:41

ＡＴを考えるのをやめてマニュアルで考えてください。

自転車とかほとんどのバイクはマニュアル（ＭＴ）です。
急勾配の坂を上ろうとすると2速か3速しか使えません。
そういう坂を下りようとするときは目安として上りに使用した
ギアをつかえといわれます。なぜそうするかというと、
フートブレーキを使い続けると、熱くなってブレーキオイルが沸騰すると
ブレーキが利かなくなるためです。(昔の乗用車は　ドラムブレーキといい
熱がこもりましたが最近はデスクブレーキなので、かなり大丈夫ですが、
車体がどんどん加速していかないギアに下げるほうが安心です）
ふりかえてＡＴで考えるとＡＴはあまり賢くないく、下り坂を認識しませんので、
ひとが下り坂だよって伝えてやらなければ、かってにギアダウンしてくれないのです。
急加速のときも結局、賢くないとので、運転手が今鋭く加速しないと困るってときに
ＭＴなら1速なり2速分ギアダウンするところを、トップで漫然と走ってしまうのです。
ですから、発進時、最大出力まで上げて加速したい場合は、ＭＴと同様シフトレバー
を順繰りに上げていきます。走行中に必要になったときギアダウンなんですが、
このときだけ、アクセルを大きく踏むとちょっと気を利かせてくれる仕組みを
もっているだけです。気化器も今は電子的に調整してくれますが、
急に負圧(アクセルを急にあける）になったときは加速ポンプというものが
ついたものがありましたが、そのような仕組みと考えてください。
とにかくＡＴというのは発進や停止以外は不完全なめんどくさい乗り物だと認識することです。

No.7 回答者： 銀鱗 回答日時： 2016/08/07 17:35

急勾配を下る時

　　↓
低速のギアに【切り替える】

急加速をする時
　　↓
キックダウンで低速ギアに【切り替わる】

この理由を知りたいということですね。

まず、ギアについてお話します。
ギアは低速ギアと高速ギアに別れますが、
高速ギアは低速ギアに比べエンジン回転数が低くてもタイヤを速く回すようになっています。
これはご理解していることでしょう。

次にエンジンについてお話しします。
エンジンには、回転数に対する「トルク」（回転力）と「出力」の特性があります。（下の図）

一定速度で走っている車は、「トルク」をあまり必要とせずエンジンの回転数を高くする必要はありません。
タイヤと地面の摩擦抵抗や空気抵抗に程度の力があればよいのです。そのため高速ギアで走行します。
対して急加速時には重い車体に大きな力を素早く加える必要があります。
そのため「出力」の高いところまでエンジン回転数を上げる必要がありますが、回転数を上げすぎると「トルク」が落ちてきます。
踏み込まれたアクセルに対して加速が足りないと、エンジン回転数を制御しているコンピュータは「トルクが必要なんだ」と判断して
ギアを低速側に切り替えて「トルク」の高い回転数に合わせることで車は急加速できるようになります。
※ここで低速ギアと高速ギアの比が１：２なんてふざけた状態でなければ、良い感じにトルクの高いところへ回転数を合せることができます。

そして「トルク」が高いということは、そこへ【回転数を下げる力】が強いとも言えます。
エンジンブレーキはこのようにして効いてくるんです。

・・・
間違っても急勾配を下っているときにアクセルを踏み込んでもキックダウンはしませんから、そんな無謀な運転はやめておきましょう。
（だって、速度を上げるのに「トルク」必要ないんだもん…ってエンジンの制御コンピュータが呟くぞ）
手動でギアを下げるんですよ♪

No.8 回答者： fxq11011 回答日時： 2016/08/07 19:21

まず歯車での減速の時、出力（馬力）＝回転数×トルク

エンジンは１分間で数千回転しています、タイヤの回転ははるかに遅いですね、歯車で減速しています。
大きく減速するとトルク（軸を回す力）がその分大きくなりますが減速ですから回転数は小さくなります（速度が出ません）。
減速の割合いを小さくすると回転数はそれほど小さくなりませんが、その分トルクもあまり大きくなりません。
低速ギアは回転数は小さいが大きなトルクが得られる、高速ギアは回転数は大きいがその分トルクは小さい。
そこで、高速ギアのままで加速しようとすると、トルクが小さいのでゆっくりしか加速できない、１段落として加速すると、大きなトルクで短時間で加速できる。
ただし昔の３段変速あたりでは、２速で加速してもトップで走行の速度になる前にエンジンが回転オーバーになってしまうようでは使えません、このあたりの事情でローギアの組み合わせを低速、と表現した名残？。
下がり坂ではタイヤ側からエンジンを回すことになりますギアの組み合わせの例として高速ギアの場合はタイヤ１回転でエンジン１０回転とすれば低速ギアではタイヤ１回転でエンジン１００回転になります、どちらがタイヤを回すのに大きな力が必要か？、高速ギアのほうですね。
この必要な力がブレーキとして働きます、俗にエンジンブレーキといいます。
＞ブレーキペダルを使用するために低速ギア
この認識は間違い、ブレーキペダルは使用しません、したがってパッドが摩擦で発熱しません。
長い下り坂の時フットブレーキ使用し続けるとパッドが高温になり樹脂が溶けてブレーキが利かなくなります。
エンジンブレーキを使用すればその心配がありません。

No.9 回答者： shoppunihon 回答日時： 2016/08/08 22:01

変速の基本。

【エンジンがタイヤを軽く回せる＝タイヤがエンジンを回すのは重い＝最高速度が出ない】
1速（発進、かなり急な下り等でエンジンブレーキ）
2速（滑りやすい路面で発進、急な下り等でエンジンブレーキ）
3速（８０ｋｍ/ｈぐらいまでの巡航から急加速等、坂道でアクセル踏まなくてもスピードが上がる場合）
4速（速度にのって巡航している場合）
【エンジンがタイヤを回すのが重い＝タイヤがエンジンを回すのが軽い＝最高速度が出る】

これをスピードやアクセルの加減に応じて、発進から加速、巡航速度まで自動で切り替えてくれるのがＡＴです。

加速している場合は、エンジンに負担が少なくなるようなギヤを選択します。
それがそのスピードの時に対応した軽いギヤ（エンジンが回しやすいギヤ）です。
なので、4速（オーバードライブ）で６０ｋｍ/ｈ等で走っていて、急加速する場合は、一段低い軽いギヤに切り替えて、
エンジンの回転が上がりやすく加速しやすくします。
重いギヤのままだとエンジンがタイヤを回し難い加速し難いからです。

下り坂は逆に、軽いギヤに替えるとタイヤの方からエンジンを回しにくくなり。
これを利用したのがエンジンブレーキです。

エンジンブレーキは自動では切り替えてくれないので、
スピードや下り坂にによって適時スイッチやレバーで３速２速ぐらいに切り替えます。
１速エンジンブレーキは見た目落ちそうな位、ものすごい下りとか渋滞時しか使いません。

車両によって各ギヤの速度域が決まっています。
０～２５ｋｍ/ｈまでは１速
５～４５ｋｍ/ｈまでは２速
４０ｋｍ～８０ｋｍ/ｈまでは３速
５０ｋｍ/ｈ～最高速までは４速
などです。

その速度を越えて使用すると故障の原因になったり、
保護の為、切り替わらずニュートラル状態で走行等危険になります。
何キロで走行時は何速と覚えておき、最終的には体感で切り替え出来るようにしてください。

No.10 回答者： md30 回答日時： 2016/08/08 22:57

Ｄレンジというのは１速から最高のギアまでを自動で適切に切り替えるレンジです。

低速ギアはあまりスピードが出ないギアというので合っています。スピードが出ない代わりに力が強い。だから急加速のときに使います。
加速する力が強いということは減速する力も強い、だから急勾配を下るときに使います。