ベルト鳴きが加速や登坂のときだけ起きる理由

質問

ベルト鳴きが起きるのが加速・登坂のときだけな理由には何が考えられるでしょうか。

以前自分の車で発生したベルト鳴きの症状は以下のようなものでした。
・エンジンが冷えているとき鳴り、温まってくると収まる
・２速で加速・登坂しているとき起きる（３速ATの軽）
・アクセルを踏み込むと鳴り、あまり踏み込まずゆるゆる加速すると鳴らない
・ただしニュートラルではアクセルを踏み込んでも全く鳴らない
・原因はベルト。オルタネータかコンプレッサのもの。鳴き止めスプレーで一時的に止み、ベルト交換で解消した。（どちらのベルトが原因か特定はしなかったが、冬～春でエアコンはほぼ使わなかったし、コンプレッサの作動音と鳴きに関連はないようだった）

ベルトが鳴いたり鳴らなかったりするとき、ベルトに負荷がかかると鳴るということではないかと思います。エンジンの回転が上がって車の消費電力が増えてオルタネータの負荷が増える、という理由ならニュートラルでふかしても鳴るはず。エンジンの駆動軸に負荷がかかるとオルタネータ等のベルトにも負荷がかかるということでしょうか。そんなことがあるのでしょうか？
昨日始動直後に盛大にキュルキュルいっている車を見て思い出しました。

回答No.3

kouki-koureisya · ベストアンサー

お察しのとおり、オルタネータの発電量とベルト鳴きには大いに関係があります。
現象は単純です。
オルタネータのプーリ面でベルトが滑っているからです。
１． ベルトの方が速く回りすぎる。（エンジン回転の急上昇そしてオルタネータの発電量大＝オルタネータが重くなる。）
２． 逆に、オルタネータのプーリの方がベルトより速く回る。（エンジン回転の急下降そしてオルタネータは慣性で回り続けようとする）
このどちらかの状態になれば、ベルト鳴きが出やすくなります。

以下の説明ではベルト自体の劣化は少なく張りも正常であると仮定しています。

＞・エンジンが冷えているとき鳴り、温まってくると収まる

寒冷時の暖気中の場合ですね。寒冷時の始動時には大電流をスタータに供給するので、その電力を急速に補うために、オルタネータの発電量が増えるため。暖気中はエンジン回転数高いので発電量大。

＞・２速で加速・登坂しているとき起きる（３速ATの軽）

これは、エンジン負荷大でエンジンルーム内温度が高くなり、ベルトが緩むのが最大原因。
２速ではエンジン回転角速度の変動大も原因の一つです。
登坂時でもアクセルを戻すと急減速してベルト鳴き発生することもあります。

＞・アクセルを踏み込むと鳴り、あまり踏み込まずゆるゆる加速すると鳴らない

エンジン回転の急変動ないため。

・ただしニュートラルではアクセルを踏み込んでも全く鳴らない

そのときのエンジンルーム内温度やオルタネータの発電量によります。
オルタネータの発電量大であればベルト鳴きしやすいです。

ベルト鳴きを根絶するのは困難です。
構造上、設計上、どうしてもオルタネータのプーリは、エンジンの駆動側プーリより径を小さくせざるを得ません。（高回転でオルタネータを回して発電量を増やしたい）
すると、オルタネータのプーリとベルトの接触面は少なくなります。
つまり、元々、滑りやすい構造になっているのです。
これを改善するために、ベルトの構造・材質に工夫を重ね、ベルトの張りができるだけ緩まぬようなしくみにするとか、いろいろやっていますが、まだまだの感があります。
解決策の一つにクラッチ内蔵プーリがあります。
２０年以上前から実用化されていますが、これもコストアップで複雑になればなるほど故障しやすくなります。

参考：クラッチ付きプーリ
http://www.jaspa-oita.or.jp/jissen/2010/11/page1_1.html

お礼

回答ありがとうございます。

> エンジン回転角速度の変動
３気筒エンジンなら回転速度は２回転するうち３回脈動があるということですね。その変動がどの程度の大きさなのか調べてもよく分からなかった（グラフはあっても縦軸が不明）のですが、ペダルの踏み込みと鳴きの発生の反応がクイックだったので、きっとこれが主因じゃないかと思います。

補足

私の書き方のせいで誤解を招いている点がありましたので訂正・補足します。申し訳ない。
> 寒冷時の暖気中の場合
暖気中に鳴きが発生したことはありません。

> 登坂時でもアクセルを戻すと急減速して
エンジン回転数（タコメータで分かるような平均的な回転数）や車速が急減速するような局面で鳴きが発生したことはありません。

> 走行中鳴りだしてアクセルを戻すと止んだのでまた踏むと鳴ってしまうという現象や、登坂で回転が上がらない状況でも鳴きつづけるといった現象
このとき、アクセルの踏み込み量は微妙に変えているだけかほぼ一定です。車速は平地なら加速で坂道では一定か緩やかに変化している状況です。

回答No.5

kouki-koureisya

＃３です。
私の早とちりでピント外れの回答をしていました。
申し訳ございません。
私は、ベルト鳴きの一般論を述べたのですが、そうではなく、質問者様の車（３速ATの軽）で起きている現象について考えねばならなかったのですね。

状況を確認しますと、
「走行中鳴りだしてアクセルを戻すと止んだのでまた踏むと鳴ってしまうという現象や、登坂で回転が上がらない状況でも鳴きつづけるといった現象」
「このとき、アクセルの踏み込み量は微妙に変えているだけかほぼ一定です。車速は平地なら加速で坂道では一定か緩やかに変化している状況」　ですね。

正直なところ、ずばりの解決策は見つかりません。
ベルト鳴きは、ベルトの滑りで起きるという原則で考えれば、まずベルトの張力を許容値のMAXにすれば、少しは良くなるでしょう。
精度の高い張力計が要ります。
強く張りすぎるとオルタネータのベアリングに無理な力がかかり、ベアリング寿命が短くなります。

質問者様の車の症状は、多分、長年の使用による回転角速度の変動（点火・爆発の都度変動）に起因している可能性大ですが、そうであれば、ベルトを替える以外に、手の打ちようがありません。
替えても効果は一時的かもしれません。

ベルトが、どんなときに、どの程度滑っているのか、これは、エンジン回転数とオルタネータ回転数を1/10秒単位くらいで記録すれば、すぐ分かりますが、ディーラーにそこまで要求できません。
技術と計測器も必要です。
余談ですが、この滑りを検知して、限界を超えれば、メーターパネルに表示していた車も昔、ありました。

お礼

> ベルト鳴きの一般論
も大歓迎でした。

伝わらなかった部分は一応補足しておき、それで締め切ろうと思っていたのですが、お礼を書いて安心したせいかうっかり忘れておりました。重ねての回答ありがとうございます。

回答No.4

kiha181-tubasa

どんな車か記載されてないので推測や憶測になります。

空ぶかしの時は鳴らずに高負荷の時に鳴るという現象ですね。
駆動力がかかると，その反力でエンジンが（トランスミッションも含めて全体が）ねじれる動きをします。エンジンマウントや（横置きエンジンの場合はさらにステーで上部を支えている場合もある）が劣化していたり，ステーのブッシュが劣化していたりすると，このねじれの動きが大きく出てくることになります。
この大きい動きで回転するベルトがどこかに軽く接触する動きがあるのかもしれません。

マウント等の劣化は，エンジンが止まって冷えているときに手で揺すってみるとわかります。正常ならびくともしませんので。試してみてください。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.2

mienaikuuki

ベルトは布の類いとゴムでできていると思います。
古くなると布の部分が緩んで伸びやすくなり張りが緩くなります。
張りが緩ければプーリに押しつける力も弱くなり滑りやすくなります。
また、古くなれば摩耗が進み弾性があっても表面が滑りやすくもなります。
また、ゴムの劣化で硬くなりもします。硬くなれば食いつきが悪くなります。
さらに冷えているほど硬くなります。
回転数を高くすれば相手側の抵抗により引かれる側は突っ張られるが相手側に戻る側はその分たるむことになり食いつきは悪くなります。
負荷のバランスが悪くなると食いつきが悪くなります。
このような状態で食いつこうとしながら滑るから鳴くことになります。
鳴き防止スプレーはおそらくベルトの材質を痛めないことになっていると思われる油分でトルクが大きくなったときに滑りやすくしているだけと思います。

エンジンの回転を上げる過程では抵抗力に上乗せして加速トルクが生じています。ベルトの部分にも同じようにトルクが生じるのでその分のトルクが伝わらず滑るから回転数を上げようとしているときだけ生じることになると思います。

お礼

回答ありがとうございます。

エンジンの回転を上げる過程で生ずる加速トルクについては、本件の鳴きの理由ではないようです。
ニュートラルでふかしたときのほうが回転の上がり方が急なのでより大きくかかりそうですが、一度も鳴きは出ませんでした。なお、ニュートラルでは道路上で加速する程度のゆっくりとした回転の上げかたでも全く鳴きませんでした。一方、走行中鳴りだしてアクセルを戻すと止んだのでまた踏むと鳴ってしまうという現象や、登坂で回転が上がらない状況でも鳴きつづけるといった現象も見られました。
このような現象を説明できる理由に思い当たるものがあれば教えてください。

鳴き止めスプレーの滑っていても鳴かないようにする効果については使用感からは分かりませんでした。
私が使ったのは呉のもので滑り止め効果は謳われています。乾いた後は油というよりは松脂のような感触でした。べたべたする感じではあるものの触ってもほとんど手についてこないのでほぼ固体でした。

回答No.1

okvaio

ベルトとプーリーの接触抵抗が低くなっているからだと思います。
その原因は、主にベルトの張りが甘い、ベルトの摩耗などだと思います。確認してみて下さい。

補足

本題に関しての回答をお願いします。