車・自動車SNSみんカラ

イイね!
2011年07月26日
リレーの応答時間と同時点火
ダイムラーのエンジンが、1/1000秒に最大で4回点火するらしい。
スッゲーと感心したものの、実際のエンジンってどうなってんの?
複数回点火って、高回転域でもできんの?
と疑問に思ったので、ちょっと整理してみました。

回転数[rpm]回転数/秒deg/mSec
600103.6アイドリング(ちょい低いか)
1500259大排気量車の実用域
30005018市販車の実用域
600010036実用車のレブリミット
900015054スポーツカーのレブリミット
18000300108F1のレブリミット


多分、1500回転以下じゃないと、とても4回も点火する余裕なんかないわw
そして、当たり前っちゃ当たり前ですが、F1エンジンってどうかしてるぜ!
これだけぶん回せば、バルブスプリングも暴れて使い物にならなくなるのも納得。
バルブサージングやバウンス対策で、不等ピッチのスプリング使って凌いでいたけれど、20年位前からニューマチックバルブが取って代わりましたね。
それだけ早い動きを要求されている事の裏返しではありますが、レブリミット制限のある今のF1ですら1/1000秒で108度もクランクが回るって、とてつもなく凄いことです。

そう言えば、アフターパーツでマルチスパークとセットで、同時点火もありますね。
中には個人で製作されておられる方もいるようで、大したものだと思います。
同時点火のメリットを考えると、
 ・未燃焼ガスを燃焼させるため、ガスがクリーンになる
 ・燃焼が回転に寄与し、パワーやトルクの向上
などが期待できると思います。
(触媒なしの直管ストレートで車検OKになったら・・・たまらなく嬉しいぞ!)

ただ、同時点火となると点火タイミングが肝。
ノーマル状態ですと、点火はトランジスタで制御することになります。
そして、同時点火するにはECUの信号を拾って、本来スパークさせていなかった任意のプラグに点火で一丁上がり。
エンジンの動きを理解していて電気工作が好きな人なら、簡単に作れます。
ただし、この信号を拾って電圧を印加するのに、リレーを使うと・・・危ないんです。

まー、点火信号なのでミニチュアリレーで問題なかろうということで、富士通のFBR210。
(手元にコレがたまたま有っただけですが・・・)
データシートを見る限り、応答時間(復帰/動作)は5mSec以下。
あるサイトでは、FBR210の応答時間グラフがありました。

条件が良くても、1mSec以下にはならない!
リレーは通電電流が大きく、ギャップが大きいものほど応答が遅れます。
つまり、大型のリレーを使うとより遅れるってことですね。

先ほどのエンジン回転を考えると、1mSecでもクランクが動きます。
高回転であればあるほど、リレーの応答速度が遅れたら遅れただけ、同時に爆発させたかった所の点火が遅れます。
遅れたことで起きるネガについては、いちいち書くまでもないでしょう。
まー、そのリレー次第ですがある回転数以下でエンジン回してる分には、問題は起きないことと思います。
あくまでも、リレーの応答速度が遅く、高回転のときにおっかないだけですので。

あー、そうそう。
同時点火を否定しているわけではないし、自作している人を叩く気がないことを明言しておきます。
ネガが出ない回転域であれば別に問題はありませんし、メリットを享受できるんじゃないかと思っていますから。
ブログ一覧 | 技術
Posted at 2011/07/26 23:10:09
イイね!
この記事へのコメント
2011/07/27 10:05:26
凄い判り易いす。

でも自作の場合、信号を受けて
電圧を印加するばあい、リレーではなくて
なに使ったらよろしいのかとおもったら思いつかない・・・・。


高回転になるほど制御が難しいのですが
18000回転はバイク以上で怖いすね・・・・・。
回転バランスも大事でしょうし。
コメントへの返答
2011/07/27 20:04:07
いや、実は係内で一二を争うプレゼン下手なんです。(恥)

ミリ秒単位でアレコレ悩まない程度に、回転数を縛れば問題は出ませんw
まー、モータースポーツに使えるとは思いませんが、フィーリング重視の人は考えたら負けと思います。

バイクと言えば、確かドカがバルブスプリングを使わない機構だったような…。
高回転まで回すように設計するのって、大変なんでしょうね。
2011/07/28 19:36:25
回転数=クランクの回転数だよな。

レシプロだと、クランク2回転で1回点火だからF1でも108/720=0.15回/mSecの点火ってことか。
(あくまでも1ピストンあたりね)

計算、合ってるかな?

4回/mSecってF1の27倍見当じゃなーい。
すげー。


同時点火って、各気筒に独立した点火コイルつけるやつだっけ?
同時とか言われると、ついつい全気筒同じタイミングで点火するのかとか思っちゃうんだよな。

ツインプラグとかにすれば1個当たりの負荷とかは小さくて済むだろうけど、プラグ交換が面倒そうだなぁ・・・・。
コメントへの返答
2011/07/29 19:57:22
計算OK。

必要があるかないかは別として、ずっと研究を重ねて市販化に漕ぎつけたんだと思います。

回転数が高いと、それだけクランク角が進んじゃうので、常に4回点火は考えにくい。。。
モノのバラツキ含めて、公差で吸収できる範囲となると、4回点火の回転数上限は決まってくるはずと睨んでおります。

同時点火もいろいろ種類があるようです。
直4だと、上死点同士か排気行程手前の気筒の2気筒を同時に・・・です。
どちらも燃えカスをもう一回点火することで、文中の効果を狙っているんだとか。

プラグもコイルも酷使されて大変そうですよね。
信頼性を上げるのにツイン化も手ですが、ご指摘の通り部品点数や作業性を考えると。。。
シンプルなのが一番です。
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