クルマの心臓部！フライホイールの役割とは？
車を知りたい
先生、フライホイールは回転ムラをなくすためにあるってホントですか？
自動車研究家
そうだね！ フライホイールはエンジンの回転ムラを小さくする重要な役割を担っているよ。 ただ、完全に無くせるわけではなく、回転速度のムラを小さくするんだ。
車を知りたい
回転ムラを小さくすると、どんないいことがあるんですか？
自動車研究家
回転ムラが小さくなると、車がスムーズに静かに走れるようになるんだ。 でも、フライホイールは重たいので、加速や減速がしにくくなるというデメリットもあるんだよ。
フライホイールとは。
自動車用語の「フライホイール」は、ピストンエンジンに取り付けられた回転する部品で、エンジンの回転をスムーズにする役割を担っています。
ピストンエンジンは、爆発の力で動力を得ますが、この爆発は断続的に起こるため、回転にムラが生じます。フライホイールは、回転時の慣性力を利用して、このムラを吸収し、滑らかな回転を実現します。
特にアイドリング時の回転ムラを抑え、安定したエンジン回転を保つために重要な役割を果たしています。しかし、フライホイールが重いと、加速や減速時に車両の重量が増えたように感じられ、燃費が悪化する原因となります。そのため、可能な限り軽量化することが望ましいです。
エンジンの気筒数が多いほど、回転がスムーズになるため、フライホイールを軽くすることができます。
フライホイールは、クラッチシステムの一部としても機能し、クラッチカバーと連携して動力を伝達します。また、トルクコンバーターを搭載する車種では、トルクコンバーターがフライホイールの役割を兼ねる場合があります。
回転ムラの抑制
エンジンはピストンの上下運動を回転運動に変換して動力を生み出しています。しかし、この回転運動は、爆発行程などの影響を受けて完全に均等ではなく、どうしてもムラが生じてしまいます。フライホイールはこの回転ムラを吸収し、滑らかな回転を実現するための重要な役割を担っています。 フライホイールは、大きな質量を持つ円盤状の部品で、エンジンの回転軸に取り付けられています。回転中にムラが発生すると、フライホイールはその慣性力によって回転速度の変化を抑制しようとします。これにより、エンジン回転の安定化に繋がり、スムーズな加速や静粛性の向上に貢献しています。
アイドリングの安定化
エンジンはピストンの上下運動によって動力を得ていますが、この動きは間欠的で、どうしても回転ムラが生じてしまいます。 フライホイールは、回転する円盤のような形をしており、エンジンの回転力を一時的に蓄え、スムーズに放出する役割を担っています。 この働きによって、回転ムラが抑制され、特にエンジンの回転数が低いアイドリング時には、 エンジンストールを防ぎ、安定した状態を保つことが可能になります。
加速・減速への影響
エンジンが発生するパワーは、常に一定ではありません。爆発的なパワーを生み出す反面、回転数が低い状態ではパワーが不足しがちです。 フライホイールは、回転運動の慣性を利用して、エンジン回転のばらつきを吸収する役割を担っています。
加速時には、蓄積された回転エネルギーを駆動系に伝達することで、スムーズな加速を助けます。一方、減速時には、エンジンの回転エネルギーを吸収し、回転数の急激な低下を防ぎます。 これにより、シフトチェンジの際のショックを軽減し、スムーズな減速を可能にするのです。
フライホイールの進化
エンジン内部で活躍するフライホイールは、時代とともにその姿を変えてきました。初期のフライホイールは、単なる重い円盤で、エンジンの回転を安定させることだけに注力していました。しかし、技術の進歩とともに、素材や形状が進化。軽量化が進み、エンジンのレスポンス向上に貢献するようになりました。さらに、近年では、デュアルマスフライホイールが登場。従来のフライホイールに、振動を吸収するダンパー機構を組み込むことで、静粛性と快適性の向上を実現しています。このように、フライホイールは、時代の要求に応えながら、進化を続けているのです。