気動車の変速機について教えてください

質問

よく、ＤＣの変速機で変速・直結といったものがありますが、あれは何を意味しているのでしょうか。
変速段は、一定の加速度を維持するためにエンジンは全開にしてギアを徐々に変えていき、一定速度に達したら
直結させてあとはエンジンの特性にまかせて加速度が落ちていくといった印象があるのですが、これって壮絶に間違っています？(^^;
（電車の定トルク制御と定電力制御に似ているんじゃないかと思っているのですが）

また、"直結"なのに段数があるのもわかりません。
エンジン回転数や軸出力もからめて教えていただけたら嬉しいです。

回答No.2

nyaochan0221 · ベストアンサー

単純に言えば、いわゆる自動車の「ギア」と同じ理屈のものです。
自動車教習所に行ってマニュアル車（オートマじゃないやつ）に乗る場合、１速・２速は加速用に、３・４速は走行用に、といった感じで使い分けます。一般に加速用ギアは低速時に重量のあるものを確実に動かすために牽引力を重視し、走行用ギアは速度を維持することが重要であるので、あまり力を必要としません。自動車で急な坂を上るときにギアを落とすのは、走行用ギアでは坂を駆け上る力が十分でないためです。
ところで、国鉄時代の気動車は特急用などの一部を除いてギアが「変速・直結」の２段しかなく、勾配に対応するギアが「変速」１段のみであったため、気動車が坂を上るときはまさしく「あえぎながら」登る感覚がありました。JR以降の気動車は変速や直結の段が複数に増えたことから、登坂性能が格段に向上したといえます。参考に25パーミル(1000分の25)の坂に対する均衡速度をあげておきますので、参考にして下さい（国鉄キハ40型・220PSで29km/h、JR東日本キハ110型・420PSで56km/h）。
国鉄の気動車の性能がよくなかったのは、こういった変速機側の事情もあったようです。「変速・直結」の呼び方は、その名残でしょうね。

お礼

ありがとうございます。
ということは、昔はギアをかませた力行用の変速段と、巡航用の直結段（名前の通りギア比1:1？）の２つだったんですね。
現在の気動車における変速・直結はそのままの意味ではなくてそれぞれに変速比を持たせたギアで、動作は自動車と同じと考えていいんでしょうか。
（と言いますのは、自動車みたいな低回転→高回転→ギアチェンジ→低回転というエンジン音ではなく、エンジンをフルパワーにして発車し、その回転数を維持したまま加速していくような感じがして気になったもので・・・。）

回答No.3

tnt

私も鉄の人ではないのですが、resが少ないようなので書き込みます。

まず、直結２段というのは、直結段が２つあることを意味します。
たとえば、最高回転4000回転のエンジンがあるとします。
まず、
トルコンありの状態で廻します。で、4000回転でたとえば５０ｋｍ/h
ここまではトルク補強効果もあります。
次に、回転数を下げながら直結を行います。
これは、トルコンの変わりに歯車があると思ってください。
で、エンジンを廻せばさらに速度が増えます。
で、また、この歯車を一旦放します。（実際はクラッチを開放）
そして、別の歯車を捕まえます（実際はそちらのクラッチを接続）
この時、エンジン回転数はゆっくりと下がり、
で、回転数が歯車の設定に合ったところでクラッチをつなげるようにします。
で、もう一度力行。

車でいうと、ギアが別にあって、ここに段数があるのではなく、
ロックアップ機構のところに２種類のロックアップギア（直結）があり
それぞれにクラッチがつながっていると考えたほうが
良いとおもいます。

私の話だけでは自信無しになってしまうので
鉄の人のＵＲＬを参考に貼っておきます。

参考URL：

http://www11.tok2.com/home/turbosound/85shock.htm

お礼

ありがとうございます。直結についてはよく理解できました。変速段の特性はなんだかカーブを描きますが、これはもうエンジン＋トルコンの性質と割り切るしかなさそうですね。URLもとても参考になりました！

回答No.1

Big_rice_field

私はいわゆるマニアの人でないので、詳細は次の人へ振ります。
気動車の変速機は油圧変速機(トルコン)で、エンジン出力を軸出力と熱へ振り分けます。
停止→発進→一定速までを掌ります。
その後効率的な運転のために直結状態にするのだと思いました。

段数についてですが、変速機の段数ではなく
エンジン出力の段数(プランジャポンプの開角度)だったと記憶していますが。

壮絶に間違っていたら申し訳ない。

お礼

ありがとうございます。液体変速機の原理はなんとなくわかるのですが、発車から一定速まで一定出力での加速を司るATミッションのようなものと解釈してもいいのでしょうか。
その次が、直結（液体を経由せず機械的に繋がる）のマニュアルミッション数段（敢えて言うならオーバードライブ？）と考えると考えが合うのですが・・・。(^^;