フライホイールとは、回転速度の変化に抵抗して回転エネルギーを蓄える機械です。 蓄えられたエネルギーは、回転速度の二乗に比例します。 トルクをかけて回転速度を大きくしたり小さくしたりすることで、機械の保存力を変えることができます。 機械や乗り物は、減速したり停止したりするたびに運動量が減っていきます。 フライホイールは、その失われた運動量を、蓄えられた動力から供給することで補います。
What Is Flywheel On A Car?
フライホイールとは、軸上で回転するために多くの力を必要とする重量のある車輪のことです。 車輪が高速で動いているときは、たくさんの力を加えて止めない限り、回転し続けます。
自動車のフライホイールとは何でしょうか。 専門的に説明すると、フライホイール（マニュアル車の場合）またはフレックスプレート（オートマチック車の場合）とは、エンジン後部のクランクシャフトにボルトで固定されている円盤のことを指します。
- マニュアルトランスミッション車では、クラッチの摩擦面の1つになります。
その外周には歯のついたリングがあり、スターターがこれを回してエンジンを始動させます。
また、エンジンを動かすための特定の目的を果たす役割も果たしています。
フライホイールはどのように機能するのか？
フライホイールはどのようにエネルギーを蓄えるのでしょうか？ それは、機械式電池の仕組みと比較することができます。
フライホイールは、高速で回転したり、慣性モーメントが大きかったりするほど、より多くのエネルギーを蓄えることができます。 しかし、質量を大きくするのではなく、常に速く回転させた方が効果的です。 例えば、ある車輪は、その半分の重さのものと比べて、両方を同じ速度で回転させた場合、2倍のエネルギーを生み出すことができます。 一方、軽いほうの車輪を2倍の速さで回すと、蓄積されるエネルギー量は4倍になります。
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そのため、重量のあるホイールではなく、軽量で高速なホイールを使用するのが良いでしょう。
速度を上げ続けると、フライホイールはどうなるのでしょうか？
What Are The Functions Of A Flywheel?
自動車用フライホイールの動作原理を知る前に、その機能を知ることが重要です。 フライホイールは、レーシングカー、電車、バスなど、ほとんどの自動車に使われています。 以前は、直径が大きく、スポークが付いていて、リムも金属製でかさばっていました。 しかし、最近では複合材やカーボンファイバーなどを使って、よりコンパクトになっています。 ホイールを動かすには、強く押す必要があります。
エンジン始動
フライホイールの円周に刻まれたギアの歯は、エンジンの始動をサポートしています。 エンジンのスターターモーターでは、キーを回すと小さな歯車（ベンディックスギアと呼ばれる）がフライホイールに噛み合うようになっています。 ベンディックスギアとスターターモーターの組み合わせでフライホイールを回転させ、クランクシャフトを回転させ、エンジン始動に必要な圧縮サイクルを開始します。
エンジン回転数のスムージング
エンジンが始動すると、クランクシャフトはピストンの上下運動を回転運動に変換します。 しかし、エンジンが1回転する間に、4気筒では2回、8気筒では4回しか動力が発生しないため、ギクシャクした動きになります。
エンジンバランス
ピストンがクランクシャフトの中心からずれているため、それぞれのピストンが異なる角度で発射されると、結果的にエンジンは振動し、ぐらつきます。
ドライブトレインのストレス低減
エンジンの動きを安定させ、その速度を滑らかにすることで、フライホイールは他のドライブトレイン コンポーネントの摩耗や損傷を抑制します。 エンジンとトランスミッションの軸は平行ですが、車軸とトランスミッションの取り付け部は平行ではありません。ドライブシャフトにはユニバーサルジョイントが使用されており、回転することで常に角度が変わります。
重量の操作
フライホイールの重量は、カスタムエンジンビルダーが目的に応じてエンジンの性能を調整するために使用する調整の1つです。
- フライホイールを重くすることで、エンジンが停止するような負荷をかけてもエンジンが動作するようになり、重いトレーラーを常に牽引している車にはフライホイールを大きくすることが有効です。
- レースカーのエンジンのように高速で走行するエンジンは、軽いフライホイールの方がスピードの加速が良くなりますが、エンジンをスムーズにアイドリング状態に保つのは難しく、停止状態から加速するのも難しくなります。
Top 5 Bad Flywheel Symptoms
Burning Smell
この臭いは、フライホイールの不良や経験の浅いドライバーなど、クラッチが不適切に使用されている場合に発生します。 クラッチのフェーシングには、クラッチの動作音を小さくするための素材が使われています。 クラッチのフェーシングは、不適切な使用による摩擦で大量の熱が発生し、その熱で表面が曇ってしまうのです。
クラッチのチャタリング
スムーズに噛み合うのではなく、クラッチがフライホイールに沿って「スキップ」しているような状態です。 クラッチが何度も握ったり離したりするので、クラッチを切ったときに吃音や振動のように感じられます。 どのギアでも発生する可能性がありますが、完全に停止した状態からの発進時に最も多く発生します。 フライホイールのゆがみが原因の場合もありますが、クラッチチャタリングの診断は難しく、プレッシャープレート、クラッチディスク、レリーズベアリングなどの部品の摩耗、破損、ゆがみ、エンジンやトランスミッションの漏れによるオイルの混入などが原因となることが多いようです。
クラッチの滑り
運転中にギアを変えようとすると、ギアが滑ることがよくあります。 これは一般的に、動力が車輪に伝達されていないとわかる場合に起こります。 これは多くの場合、クラッチが摩耗していることが直接の原因です。 クラッチが滑ると、最終的にはフライホイールも摩耗してしまいます。
クラッチの引きずり
これはクラッチが滑るのとは逆です。 クラッチが切れるのではなく、単にクラッチが完全には切れないのです。
クラッチドラッグは、フライホイール自体の故障ではありません。
クラッチペダルが振動する
これに伴い、クラッチを操作するたびにクラッチペダルや車のフロアから振動が発生することがあります。 この振動は、フライホイールのスプリングマウントが悪くなっていることを示しています。 ご存知のように、通常、スプリング機構は、クラッチを使用する際に発生する振動を軽減しています。