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YOUTUBEにて、興味深い動画を発見しました。

SR20DETエンジンに、Garrett社1世代前の GTX3071R Gen 2と、最新のG25-550を搭載してダイナパックデータを比較するというものです。



まずは、ターボチャージャーのスペックの比較

■G25-550
Compressor 　　　　　　　　　　Turbine
Inducer Exducer Trim A/R 　　　Inducer Exducer Trim
48mm 60mm 　65 　0.70　 　　54mm 49mm 　84


■GTX3071R Gen 2
Compressor 　　　　　　　　　　Turbine
Inducer Exducer Trim A/R　　　 Inducer Exducer Trim
54mm 71mm 　58 　0.60 　　　60mm 55mm 　84



スペックからして、G25-550はインペラが小さくなり低回転域からブーストが立ち上がりそうですが、サージングラインも改善しており、極低回転域からハイブーストをかけてトルクを稼ぐことができるようになっています。

動画を見て(9:40前後)いただくと、低回転域(3800rpm以下)で劇的にパワーアップしており、その代わり中高回転はあまり変わらないという結果になっています。
低回転域の改善は、サージングラインの改善によりブーストが掛かるようになった結果と考えることができます。

ではなぜ中高回転域で変化がないのか？
同じブースト圧しかかけていないから？エキゾースト側が糞詰まっているから？

ダイナパックで400PSということは、大凡44[lbs/min]程度の風量を送っているはずです。コンプレッサーマップで見ると、どちらもチョークラインには達しておらず、タービンの限界風量を使い切っている訳ではなさそうです。

ということは、おそらく同じブースト・同じエキゾーストハウジングを使用しているため、一定程度風量が増えたあとの性能曲線が同じになったと考えられます。



さて、この動画から分かることをまとめると、
・従来の同等性能タービンよりかなり小さなコンプレッサーを持つG25-550だが、スペック通りの風量を持っていそう
・コンプレッサーが小さくなり、サージングラインが改善した効果で低回転域のパワーがかなり向上する

ということが分かりました。
高回転域の出力を落とすことなく、低回転域のパワーアップが狙える、まさしく新世代のタービンになっているようですね。

海外フォーラムでは、GシリーズでGarrettはBorg Warnerに追いついたと書かれていますので、BW社のタービンも見ていきたいですね。

今の所、Gシリーズで最小サイズがこのG25-550なので、ツインターボでRB26へ搭載するには少し大きすぎますね。（700PSオーバーを狙うなら良いが）
ワンサイズダウンして、600PSくらいを狙えるものがあると、ポン付け狙いとしては嬉しい限りです。

中国からこんにちは。
2週間の強制隔離中のマニアです。



昨年に続き2度目の渡航ですが、相変わらずPCR検査が苦痛です。。。



余談はさておき、今回のテーマはターボチャージャー。
今後のエンジンチューニングどうしようかなと妄想していると、RB26の場合はターボの交換に必ず行き着くと思います。

RBのチューニングは、最新技術を取り入れてパフォーマンスを高めることが流行りですが、ターボの性能はどうなっているのか？どうみたら分かるのか？
いまいち分かっていなかったので、自分の頭の整理がてら記事にまとめてみたいと思います。


■コンプレッサーマップを入手しよう
ターボチャージャーの性能を知る上では、コンプレッサーマップを見て特性を探ることになります。



チューニング界隈でよく使われるギャレット社では、全ての製品のコンプレッサーマップが公開されています。



製品をクリックし、下の方へスクロールするとコンプレッサーマップへアクセスできます。




このグラフでは、
・ブースト圧と風量、断熱圧縮効率の関係性
・サージングライン　（風量が少なすぎてブースト圧が上がらなくなるライン）
・チョーキングライン　（コンプレッサーの最大風量に達するライン）

を読み取ることができます。


■コンプレッサーマップを理解しよう
グラフの縦軸は圧力比と書いてあります。つまり、コンプレッサー入口と出口で圧力がどれだけ高まったのかの比率です。
簡単に書くと、ブースト計が2kを指しているときは200kPaG+101.33kPa(大気圧)ですから、圧力比は301.33÷101.33≒3になります。ブースト1.5kなら圧力比2.5です。
※正確には、入口側は負圧に、インタークーラーなど各部圧損によりタービン出口は測定値より高圧になっているはずなので、圧力比は上記式より大きな値になっている可能性があります

横軸は補正空気流量で、コンプレッサーが送り込んだ空気量になります。
大まかな計算式は、
補正空気流量［kg/min］ = (排気量[L]×回転数[rpm]÷2×充填効率[%]×圧力比÷1000)×1.293[kg/m3]
ポンド換算すると、
補正空気流量［lbs/min］ =補正空気流量［kg/min］÷ 0.454 [kg/lb]
となります。
実際にRB26エンジンで、7000rpm/ブースト1.5k/スロットル開度100%を例に計算してみましょう。
補正空気流量［kg/min］ =排気量2.568[L]×回転数7000[rpm]÷2×75%÷1000×2.5×1.293 ≒ 21.79 [kg/min] ≒ 48.0 [lbs/min]
※体積効率はバルブタイミング等により変わります。実際の値は測定してみないと分かりません

これで、エンジン回転数とブースト圧設定値より、性能曲線のどこらへんを使っているのかが分かるようになりましたね。
では、冒頭に出したグラフ、Garrett GTX2860R GENⅡをツインターボでRB26へ搭載した場合をトレースしてみます。

※1:アクセル全開/ブースト1.2k/rev8000rpm/4000rpm/でフルブーストと仮定

ブーストの立ち上がりは、グラフのつながり的に想定で記入しています。
サージングラインより左側にラインが来ていますので、実際はサージングラインぎりぎりを狙ってブーストを制御していくことになります。
コンプレッサーの風量的には余裕がかなりある状況ですね。
高回転域以外は、断熱圧縮効率が低いエリアを使用しているので、排気エネルギーのほとんどが熱に変わってしまい、パワーやレスポンスが良くない状態です。

では、ブースト1.8kで、それ以外同条件の場合。


最高回転数時にコンプレッサーの最高効率、立上りもサージングラインぎりぎりに近く、先程よりは効率の良いエリアを使えている印象です。
ただし、風量にもまだまだ余裕があるため、この程度のパワーならば」ワンサイズダウンしてブーストをもう少し上げたほうがマッチングが良さそうです。
つまり、このタービンを使用するならば、ブースト1.8k(もしくはそれ以上)かけないと、本来の性能を発揮することはできないということになります。

では、その時の馬力はどれくらいになるのか？
空気吸入量から空燃比を用いてガソリン使用量を算出すると、大まかに計算できます。

理論空燃比は14.7ですが、負荷のかかるゾーンはだいたい11前後を狙っていることが多いと思います。
この時、R26のインジェクター容量(***cc/min)が対応する馬力になる、という経験からの法則に従うと、1000馬力に必要なガソリン量は、
1000[cc/min]×6[本]×0.75[g/cc] = 4500[g/min]
空燃比から必要となる空気量は、
4500[g/min]×11 = 49500[g/min] = 49.5[kg/min] ≒ 109[lbs/min]

となります。あとは単純に割り算で、600馬力なら
109[lbs/min]×0.6 = 65.4[lbs/min]
となります。
先程のGTX2860R GENⅡをブースト1.8kで使用した場合は、
(30.7[lbs/min]×2)÷109[lbs/min]×1000[ps] = 563[PS]
が得られる想定となるわけです。
※充填効率75%と低めに見ているので、カムシャフト・バルブタイミングの設定で更に高回転域で馬力が伸びます

ただし、これはコンプレッサー側だけの話で、エキゾーストハウジングによって実際の特性は変わります。(排圧によって、吸気できる空気量が変わるため)
そこまで考えると話が長くなるので、そこはまたの機会に。

■タービンの選び方
ここまでで、大まかにコンプレッサーマップの中身が分かってきました。
エンジンと組み合わせた時にマッチングするかどうかも、データ上では検証できるでしょう。
では、タービン自体の性能を比較するときはどこを見ればよいのか？
Garrettの新旧タービンのコンプレッサーマップを見てみましょう。
入口径の大きさが近いタービンを選んでみました。

左：G25-550(入口径48mm)　　右：GT2860RS(入口径47mm)

縦軸と横軸のスケールを合わせたら、悲しいくらいGT2860RSのグラフが小さくなってしまいました。

このグラフからタービンの性能差を読み解くと、
・G25-550は許容ブーストが2.9kまでかけられる。断熱圧縮効率を考慮しても、2.5kまでは常用範囲。
・最大風量が大幅に向上。断熱圧縮効率75%のエリアで比べると、28[lbs/min]→45[lbs/min]へ。
・最大断熱圧縮効率が4%向上
・サージングポイントが若干広がっており、低流量からハイブーストをかけることが可能

全体的に、低流量・低ブースト時の特性は変えずに、ハイブーストにも対応させ、出力をさらに向上させている事がわかります。
言い換えれば、同じ出力で良ければ古いタービンより小さいタービンでも良くなっている、ということです。

では、タービンのサイズを大きくしていくと、どの様に特性が変化していくのでしょうか。

左：G25-550(入口径48mm)　　右：G30-900(入口径62mm)※TO4Z相当


・G30-900はサージングラインがかなり右よりになる。(低風量域でサージングが起きやすい)
・(当然ながら)大きなタービンは風量が大きく、効率の良いエリアも風量が多い時で、はいパワーマシン向きである。



以上、コンプレッサーマップを中心に、タービンの性能の見方を考えてみました。
色々と資料をあたっていく中で、タービンの性能進化が凄まじく、特にGarrett内であればGシリーズはカルチャーショックを受けるレベルで進化してます。
例えば、シングルタービンで名を馳せたTO4Zは、入口径66.7mmで最大風量70[lbs/min]でしたが、G30-770(入口径58mm)で同等の風量を得ることができます。
コンプレッサーが小さいということは、レスポンスアップ・軽量化に繋がります。

GT2530やT517などの世代を使っているのであれば、最新タービンでリセッティングすればまるで別の車に生まれ変わる可能性を秘めているでしょう。
ただし、基本的に新世代タービンはハイブースト領域を使うことで高性能を得ていますので、エンジン本体の強化が必須でしょうね。
それでも、HKSやTrustがコンプレッサーマップを公開しないのは、比べられてしまうからなのか...(闇)

今年一年、世界は目まぐるしく変化しました。
私自身も、例年以上に様々なイベントがありました。

夏頃、本当はもう少し早く行うはずだった婚約を済ませ。



今年はできないんじゃないかと、世間の流れから危ぶんでいましたが、
なんとかこぎつけました。

そしてそのまま入籍かと思いきや、、、
海外出張強行が決定。



中国通の方は写真を見たただけで場所がわかってしまうと思いますが、
南の方の島で2ヶ月ほど生活してました。
後述しますが、隔離があるので短期出張が成り立たないため、ビザ限界ギリギリを攻めた長期出張の繰り返し。。。

今の情勢での海外出張は、非常に会社・出張者ともに負担がかかります。
中国入国時に3回のPCR検査（鼻）、さらに抗体検査（採血）、3週間の隔離が求められます。無論拒否権はありません。
鼻の検査は本当に苦痛で、精神に深いトラウマを負わされました。。。

日本についてからも、2週間の隔離が必要ということで、陸の孤島成田でホテル暮らし。
空港の近くだったので、コンビニとすき家以外食べるところなしの状態で、
こちらも非常にストレスでした。
よその会社はお弁当支給とかしてるみたいでしたが、私のところはそんな気の利いたことしてくれません。。
今成田のホテルは隔離中の人でいっぱいで、私のいたところもそう。
こんな環境で外に食事しに行けと言う会社は、隔離中の感染リスクなんてまるで考えてないんでしょうね、、


そして先日、なんとか帰宅してきました。
が、もう次の出張日程も目と鼻の先。

来年もまともに日本に留まれないことがわかりきっているので、車事情の整理をしました。

1号機は、一時抹消。
2号機は、車検通さず塩漬け。

大好きなR32に自分から乗れなくするのは正直すごく抵抗感がありましたし、
このまま車から気持ちが遠ざかってしまいそうな不安もあります。
でも、乗れない車に余計なお金を払うのが嫌な気持ちもまたあるわけです。。


暗い話ばかりではなく、入籍するつもりだったので新生活用の車を準備してました。
こちらは出国日に車が店に到着するという、タイミングのミスマッチで3ヶ月ほど
車屋に放置プレイをかましていました。
帰国に合わせ、登録整備の準備をしてもらっています。早く乗れるのが楽しみです！
車がきても、出張が続く限り、新生活始められないんですけどね！！



終わりよければ全て良しなんて言いますけど、気持ちよく年の瀬を過ごして
来年を笑って過ごせるようになるといいですよね。

それでは、良い年をお過ごしください。

普段から非常に燃費の悪い車に乗っている事もあって、買い物に出るときなど少しでもガソリンの消費を抑えたいときに低燃費運転を心がけるようになりました。

サードカー選びでいろんなサイトで燃費関係の記事を読んでいると、結構勘違いしていると思われる記載が多かったので簡単に渡しの考えをまとめます（自分用）

■自動車全般で気をつけること
・無駄な加減速はしない。アクセルはON/OFFではなく開度を適切に調整して定速走行に務める。
・車体を軽くする。余計な荷物は下ろす。
・タイヤの空気圧を適正に保つ。
・減速時は早めにアクセルを離す。エンジンブレーキ（燃料カット）を効かせる時間を長く取る。


上記ができている前提で、
■ハイブリッド車で気をつけること
・低負荷走行時はEV走行に切り替える。エンジンの燃焼効率が悪い領域を使わない。
・減速するときは、回生効率を意識して弱めのブレーキで止める。
・アイドリング中のエンジン始動が起きないようにバッテリー残量を管理する。




市街地を走行する上で、最も効率が悪いのが加減速の繰り返しです。
ハイブリッド車は回生ブレーキがあるので、適度に減速を入れたほうがいいと
考える方もいますが、回生効率は100%ではないので減速すればエネルギーロスが
発生します。

よって、信号や渋滞の少ない道をチョイスするのが自動車に乗る上で燃費向上に
最も有効なわけですが、普通の市街地で特にHV車の燃費を高めるためにはいかに
効率的にエンジンを使うかであると思われます。

トヨタ自動車のハイブリッドシステム開発部のテキストを参照すると、
様々な機能の組み合わせで燃費改善を行っていますが、エンジン効率の部分が
特に目を引きます。



つまり、低速域の定速走行などエンジンの出力をほとんど使わない領域は、
出力に対してガソリンの使用量が非常に多く効率が悪いため、EV走行に切り替えて
走ることが低燃費への一番の近道であると考えられるわけです。

e-Powerなどシリーズハイブリッド方式では自動的にエンジンが停止するため、
エンジンの稼働状況を意識する必要はありませんが、トヨタのTHS2など
パラレルハイブリッド系のシステムでは負荷状況(要求トルク量)でエンジンの
入切が決まってきます。
THS2の低燃費テクニックで、一度アクセルオフするとEV走行に切り替わる
というものがありますが、これを利用してうまくエンジンのON/OFFをコントロール
すると良い燃費が得られます。

条件分けすると、
①上り坂や加速が必要なシーン
負荷が高くエンジンの効率が高い状況です。遠慮なく踏み込んでエンジンを稼働させます。またこの時エンジンの余剰トルクでバッテリーの充電が行われます。
②(低速域)一定速度走行
必要トルクが少ない状況なので、EV走行に切り替えます。
この時、道路状況からすぐにエンジン稼働が必要になる場合はあえてEVにしない
方が良い場合もあります。
エンジン始動に必要な電気、また触媒の加熱のために燃料を多く吹くためです。
③減速
ブレーキを踏むシチュエーションでは基本的にエンジンは停止します。



トヨタ系ハイブリッドシステムで燃費が伸びない人は、アクセルをスイッチのように
ON/OFFを繰り返して頻繁にエンジンを止めたり動かしたりしている可能性があります。
低負荷領域ではエンジンは動かさない、出力が必要なときはエンジンを動かして
バッテリーも充電する、この考え方が大切な気がします。

みなさまいかがお過ごしでしょうか。

私生活も仕事も、大いに今までとは異なり、一層の変化に対する順応性と先読み力を求められるようになりました。

そんな中、”くるま”という変わらない価値が私にあるからそこ、様々なことを乗り越えて行けているのかなと思う次第です。

相変わらず手のかかるBNR32ですが、環境が許す限りかわいがってあげたいと思います。



未だ先行きが見えないコロナ禍ですが、思い返してみれば2019年12月に中国出張した際、出張者間で発熱と咳がかなり流行っていたので、あれが流行の最先端だったのではと今更思い返しています。何の確証もない話なんですけどね。

現在では一度コロナウイルス感染状態と診断されると、生命保険他に加入できなくなるという非常に大きなリスクがあるため、症状による体調云々ではなく今後の生活のために防止対策をしなければならない状態ですね。


そして徐々に再開しだした世界経済ですが、流れに乗って私の海外出張も再開することになりました。
入国と同時に隔離されたり、日本に帰ってきても隔離されたりでこれまでどおりの業務はできませんが、新しい生き方・暮らし方に慣れるしかありません。

外国での感染リスクや、世界的な流行嬢による帰国不能になるリスクもあるので正直行きたくないのが本音ですが、社運をかけたプロジェクトで社長からGOサインが出てしまったので行くしかありません。


新しい生活といえば、私の生活スタイルも徐々に変わってきました。
車中心から、人を中心に。
車の中から家の中へ。
それでも32は僕にとって大切なものになったので、とっておきますが。

まずは真夏の日中に普通にエアコンつけて乗れる車が必要かな。
出張から帰国するまでには良いのが見つかりますように。