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最新更新日：2007.06.27 ・ブレーキの発熱量 最近、とんとMTBに乗っていないのでいわゆる計算ネタであります。といいつつも、ここんとこ、こういう計算ネタしか書いていないような気もしますがご容赦ください。乗っていないと話題が無いんであります・・・(^^;。 ますはブレーキの発熱量を計算してみました。 |
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１）ブレーキはどんなけ発熱するか？？ エネルギー的にいうとブレーキは速度エネルギーを熱エネルギーに変換するものであります。学校で習った物理の実験そのものですね。（実験の名前は知りませんが・・・） 意外と発熱するものなんです。それを説明していこうと思います。 たとえばあなたが１０ｍの丘の上にMTBに乗っているとします。あなたの体重とMTBの重量とその他モロモロで８０ｋｇあったとしましょう。 丘のてっぺんで下りはじめる前に時速20km/Hrでブレーキで速度調整しながら丘を下り終わるときの速度を20km/Hrとしましょう。（こんなにうまくスピード制御できるかはちょっと置いておいて） 丘の上でのエネルギー：mgh+0.5mv^2（位置エネルギーと速度エネルギーです） 差が熱エネルギーETになったことになります。速度は同じなので位置エネルギーだけの取り扱いになります。 ET = mgh - mgh’= mg (h-h’) エネルギーとしては約 2 kcalです。 kito的には意外と少ないなと思います。というのは10mというと3階まで階段で上がる高さであります。けっこうエライですよね。でもこんなもんなんです。 ちなみにマクドナルドのビックマックは１つで547kcalです。エネルギー量だけでの極端な単純計算だと80kgのものを約2900ｍ持ち上げることができます＞ビックマック。 |
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２）その発熱量って身近なものだと何と同じくらい？ 話がずれましたが計算に戻ります。 発熱量Wは分子が熱量、分母が時間であります。分母の時間を計算します。 時速20km/Hrは秒速に直すと5.6m/secです。 坂道でキツイ勾配の時は10%勾配があります。このキツイ下り坂で考えて見ます。 100m進んで10m上がるのが10%勾配です。では実際に走る坂道の距離はおいくらと言うとややこしいので約100mとして考えます。するとこの坂を走っている時間は 100/5.6＝17.8 sec です。つまり18secで1.9kcalの熱が出たことになります。 1.9kcal × 3600Hr/sec / 18sec → 380 kcal/Hr
→ 450W つまり100mの長さの坂を一本下るとブレーキの発熱は20秒弱の間ですが450W出るのです。オーブントースターや電子レンジが500Wとかなので結構多いと思います。 |
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３）リムの温度はどんなけ上がるの？ リムが1本420gで前後で840gで比熱はアルミの0.22cal/g/℃で代用すると 1900 / 840 / 0.22 = 10.1→10 ℃ つまり勾配が10%の長さ100mの坂を一本下るとリムの温度10℃近く上昇するという計算なのであります。実際は空気への放熱とタイヤやチューブへの伝熱があるのでそんなにあがらないのでしょうけども。 長い下り坂でリムの温度がとても高くなるのがわかっていただけたでしょうか？ でもkitoはリム制動のVブレーキが好きですね。（くどいようですが・・・・(^^;） ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ またブレーキディスクだとどうなるかというのも計算してみました。 ディスクロータを150gとしてステンレスの比熱0.12
cal/g/℃とすると前後2枚のロータがあるので 1900 /(150g ×２) / 0.12 = 52.7 ℃ けっこう温度が上がるなぁ･･･。というのが正直な印象です。このため放熱の穴をたくさん開けているのであります。リムと違って穴を開けれるのはディスクロータのポイントですね。 またこの関係でwebを見ていたらブレーキの効きを良くするためにブレーキの厚みを厚くするというのも見ました。これは質量を増して熱容量を稼いで温度上昇を抑えるんだと思いました。（想像ですけど・・・・） |
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