なぜ車にはギアがあるのでしょうか？

説明:

レシプロ内燃機関であるエンジンは、効率的な燃焼を生成し、摩耗や損傷を最小限に抑えるために、狭い速度範囲 (通常は 1000 ～ 6000 RPM) で動作する必要があります。ただし、車輪は静止状態から時速 160 マイルを超える速度まで、はるかに広い範囲の速度で回転できる必要があります。

ギアを使用すると、車を推進するために必要なトルクを車輪に供給しながら、エンジンを最適な速度で動作させることができます。ギアのセットであるトランスミッションを使用すると、ドライバーは希望の車輪速度に応じて適切なギア比を選択できます。

たとえば、停止状態から発進する場合、ドライバーは低いギア (低いギア比) を選択して、車輪に大きなトルクを与えます。車が加速すると、ドライバーはより高いギア (より高いギア比) にシフトして、車輪速度を上げながらエンジン速度を最適範囲内に維持することができます。減速時や坂道を登るときにも同じ原理が当てはまります。低いギアを選択すると、エンジン ブレーキがかかり、利用可能なトルクが増加します。

さまざまなギア比を提供することに加えて、ギアは回転方向を逆にすることによって逆運動も可能にします。これは、リバース ギアと呼ばれるトランスミッション内の別のギアによって実現されます。

結局のところ、ギアは、エンジンを最適な動作条件に保ちながら、効率的に動作し、スムーズに加速し、坂道や負荷などの抵抗を克服できるため、車にとって不可欠です。