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2011年01月19日 イイね!

素人チューナのつぶやき【マツダ SKY-ACTIVE編 その3 】

SKY-Dエンジンの開発のストーリ的な意味で大きな山だったと思うのは
①最も膨張比を大きく出来る噴射タイミングの設定
②①の達成と最適な圧縮比の設定(メカロスとのバランス含む)
③ばらつかない燃焼速度の制御(回転数別の)

といずれもシミュレーションでしらみつぶしに当たるには膨大な複合因子と相互作用が起きて結果、膨大なコストと時間が掛る事は容易に想像でします。コンピュータでの解析も進んでいますが、化学反応と機械的な熱損失、フロー解析などを複合して精度よく解析するのはまだ無理だと思います。 これを解決するには「品質工学」的アプローチで解析しただろう、というのが私の勝手な推論の根拠です。

発表されたマツダの技術者の言い回しにその匂いが含まれています。プリ噴射、メイン、アフターとこまめに噴射制御するインジェクタを使って、何処まで「異常燃焼」を防いで低圧縮化できるか、その際、癌となるすす、黒鉛の発生を抑え、大量のEGRを加えてその最適化を求めつつ、フリクションのマイナス要素を勘案して設定されたのが14という極めて低い圧縮比です。(ガソリンも同じく14の圧縮比ですが、これは極めて高い値です)

【マツダ技報】
http://www.mazda.co.jp/philosophy/gihou/pdf/2010_No008.pdf

【エンジンの特徴】
大小のツインターボ構成というのもこのディーゼルの性能にわくわくするポイントです。昨今、可変ノズルターボや、ツインスクロールなど、ターボの守備範囲は広くなり、1個でもいいわけです。7000回転まで使うようなガソリンエンジンでもこのようなわけですから、5000回転ぐらいまでのディーゼルで贅沢にツインターボにしているのは、おそらくアイドリングから極わずか回れば即正圧化していると思います。従ってターボラグは感じないはずです。ガソリンと違ってディーゼルではスロットルバルブが無いのでアイドリング状態でも、ポンピングロスはほとんど無く、過給すればさらに減りますし、排圧もそれほど高くならずに済むでしょう。最大過給圧は軽く2barを超えているでしょう(過過給の心配ないディーゼルでは)し、EGRも大量に詰め込んでも酸素不足にならずに済みます。 つまり、エンジンを常に過給状態で燃焼制御するような構成だと思われます。そして2ステージ化していることで、どこかで美味しい領域が待っていると思われます。(ホントに、ガソリンのように楽しめるかも)

ガソリンの火花点火とちがい、インジェクターの噴射、酸素との混合、そして自然着火する時間をいかに制御できるかによって、ほぼ上死点付近から気持ちは「じわっと」燃焼させる。ディーゼルでは均一な混合気が得にくいので噴射を細かく分けることで、燃焼の伝播を制御してるとは言え、カンカン音はどうしても付き物でした。このSKY-Dがどの程度の静粛性なのか、気になります、、し、ぜひスバルの水平対向ディーゼルに織り込んでもらいたいと思います。そうすれば鬼に金棒。 HV技術とバーターするだろうマツダとトヨタですから、トヨタ経由でスバルにも分けてね(笑)。

そして、これだけの低圧縮ディーゼルを実現するために必要だったのが、排気VVL機構です。 通常はハイパワー化のために吸気バルブのリフト可変に使いますが、このエンジンでは排気ガスを吸気ガスに混ぜて給気温度が、着火制御できる範囲に留める為に使っています。これでアイドリングで失火する事を回避しています。 このVVLはそれ以外にも何か使っている気もしますが今のとこ情報がありませんね。

後は、ロングストローク(公表されていませんが)の4気筒エンジンの振動対策ですが、BMWみたいにバランサーは組み込まれていないようですが、不要と判断したのでしょうか、それともそれだけ自信があると?。


ヨーロッパでは新車の55%がディーゼルらしいですが、日本ではトラックの黒い排ガスのイメージで復権はまだまだというか、HVに染まりそうですね。 HVは正直今のところ渋滞の東京ならわかるけど、北陸の雪が多い地方では、払ったコストを取り返すには相当な多走行である必要があります。けれどもプラグインハイブリッドになって、30KmぐらいはEV走行となれば恐らく、土日以外はエンジンはお休みとおもわれ、劇的に維持費が安くなるでしょう。問題は、ヒータやエアコンは効くのか?、ってことですね。

なお、今回のつぶやきをきっかけに「燃焼」を詳しく知りたくなったら、
以下に詳しく解説されているサイトを紹介しますね。
名古屋工業大学の太田教授の、とても勉強になる解説です。
ttp://www.geocities.jp/bequemereise/great_trials.html



さて、つまらない車が多いとお嘆きの諸氏、スバル版FT86や、このマツダのスカイアクティブ技術。それに発表された「しなり」デザインは期待してます。 恐らく2年後が買い換え?と思っている当方にはどちらも楽しみな車です。 しかし、もはやエンジンを素人でいじれる時代では無くなりましたね。BMの135iぐらいが、
最後の世代かもですね。
Posted at 2011/01/19 23:50:11 | コメント(0) | トラックバック(0) | エンジン | 日記
2011年01月16日 イイね!

素人チューナのつぶやき【マツダ SKY-ACTIVE編 その2 】

前回、従来技術とは違う「化学」の分野から出直ししたエンジンと書きました。
ガソリンエンジンでは「もっとノッキングが起きないエンジンにすれば、圧縮をあげられる、し、希薄燃焼も出来る」
ディーゼルエンジンでは「着火遅れによる爆発的燃焼が無ければ、もっと早くから燃やし始めて効率が上げられるし、もっと圧縮比を下げられれば強度を下げて軽くなるし、もっと高回転も楽に回る」

そういうわけで、原理的にポンピングロスが少ないディーゼルエンジンで、ガソリンエンジンに近いフリクションで回せて、軽く作れれば、私の乗り方では理想のエンジンとなります。

マツダが発表しているSKY-Dのびっくりポイント
・従来比20%の燃費向上(ディーゼル比ですよ!!)
・EG単体で25kgの軽量化
・ユーロ6、ポスト新長期排ガスクリア
・2.2ℓで40Nmのトルクで、5200rpmまで回る!
ガソリンと違い、トルクバンドは極めて広いと思われる。
(これは推測:多分コストも従来同等か、より安い??)

今のEZ30Rは、滑らかさの極致で気持ちよく乗っていますが現実アイドリングから2000rpmで使っています。ちょっと飛ばしても3000rpmどまり。但し、峠で飛ばす時は別です。 
かように現実の乗り方では全負荷とは程遠い領域(ガソリンEGの効率の悪い領域)で過ごしているわけです。
これがディーゼルになればアイドル時の燃費はすごい良いし、せいぜい2000rpmも回せば、マツダの発表では2.2リッターながらツインターボで40Nmのトルクですから、今よりよっぽどパワフルです。そして燃費が25km/ℓだから、ま、実態18km/ℓぐらい行くとすればアクセル気にせず踏めますね(笑)。そして今の私の運行パターンだと初回車検の3年で40万円以上浮く計算です。 いや~、私の次期FX、スバル版86危うしデス。(私の車美学ではトルクウエイトレシオがノンターボで50kg/kgmを切らないと駄目。かつ絶対車重が1.5トン以下。ただしディーゼルの場合はターボ可)

リンク:マツダの新戦略エンジンをアウトバーンで乗る(SYE) SKY-D SKY-G
ttp://www.youtube.com/watch?v=KdpfYvvdPbM


【品質工学の威力】
ここからは、私の勝手な想像なので根拠となるソースは有りませんで、勝手につぶやきます。

マツダがこのようなエンジンを開発できた要因として2つ有ると思います。

1.フォードにハイブリットの開発を止められたこと。
フォードは本国でハイブリットの開発を進めており、日本で重複する開発は無駄だと考えていたようです。
そしてフォードの開発後、移植すれば良いと。ま、合理的な決定だと思います。
そうなれば、マツダのエンジニアは「何すりゃいいんだ!、リストラか!」となるわけで、逆に生き残りをかけて徹底して従来エンジンを極限まで突き詰めようとなったのでしょう。(自治労、公務員合理化に何も出来ないまま、増税まっしぐらな政権連中はつめの垢でも飲め!)

2.品質工学による迅速な最適化開発
品質工学はまだまだ新しい技術として、取り組んでいる企業はまだ少数派でしょう。従来から技術に強いと言われていた企業ほど、導入は遅れるでしょう。それは技術畑に科学的、学術的な権威を多く抱える歴史の古いところでは、なぜそうなるかの理論の裏付けが無いため、受け入れ難いからです。

品質工学は海外では「田口メソッド」として知られています。その概念は多きすぎるので、ここではエンジン開発で先導的役割を果たしたであろう、ことのみ勝手に書きます。例えばSKY-Dの開発で思うのは、理論よりも実験ありきで開発したと思われるパラメータ設計が想像できるからです。

私は現場育ちなので、品質工学に違和感はありませんでした。それは学術的に証明できる最適化など、神様と言われるような職人の「これでよい」という手わざに遠く及ばないからです。もちろん気の遠くなるような時間をかけて何千もの論文でも積み上げれば同等以上の領域までたどり着くでしょうが、市場の速度には全く無意味です。とは言え、理論に裏打ちされた技術でないと水平展開は難しく、何か開発するたびに毎回形状決定の証明を説いて行かねばなりません。

ですから、「なぜそうなるか?」の原因にはまったく拘らず、あくまで「制御因子」と思われるパラメータを集めて機能性評価を行い、実験で得たSN比を使って、不確定な環境変化に対して強固な設計の最適化を行うことは、極めて「工学的」であり職人的で肌に合います。 
単なる統計屋では勤まらず、原因には立ち入らないが、制御因子となるパラメータを見つけるのは極めて人間臭い作業だと思います。しらみつぶしなら誰でも良いでしょうが、やはり迅速で効率的なパラメータを見つける方が、格段に早く正確に結論に近づきます。

ホンダもオヤジさんの現場主義がDNAとして生きているようなので、手法は別として似たようなアプローチをしていたと思います。元社長の久米さんの著書「ひらめきの設計図」を読むと、ホンダとは相性が良かったと思います。とは言え、現在社内でどんな形で導入されているかは全く知りませんが。

つづく
Posted at 2011/01/16 16:32:44 | コメント(0) | トラックバック(0) | エンジン | 日記
2011年01月15日 イイね!

素人チューナのつぶやき【マツダ SKY-ACTIVE編 その1 】

 なつかしい話ですが、市販の国産車に200キロの壁があった時代、貧乏人は色々と
あそこを「削ったり」、あれを「交換」したり、密かにアレを取り付けたりして馬力を上げることに
夢中になったもんです。

そもそも、人間の右足一つで200馬力や300馬力のパワーが湧き出す事に興奮したのでしょう。
しかし、その代償として汗で稼いだ給料は、ガソリンと、オイルと、部品代に消えて行きました。
もちろん、残ったものもある。それは奇妙な「自信」だったり、まとも?な「分別」だったり。

 少し、情報としては古新聞になるがハイブリットやEV情報が全盛の時代に、革命児「ロータリー」を
引っさげて業界を「あわてさせ」そして「安心させ」それから、忘れ去られようとしているマツダ。
そう言っては失礼なのかもしれませんが、「執念の工学魂」に敬意を抱いている者である。
(あのドイツ人もマツダを評価しているのは、実用化できなかったエンジンで、ルマンで負けたプライド
故でしょうか)

分解して4畳一間の寮生活の中で、分解し、磨いて、削って、回して楽しませてもらいました。けっして多いとはいえない構成部品。しかしそれゆえなぜ?なぜ?、と大いに勉強させてもらいました。

 そのマツダから、まるでレシプロエンジンの「ルネッサンス」というようなエンジン技術が発表されました。
プロジェクトとなったスカイアクティブ技術は、「自動車」としての構成要素を統合的に飛躍させるため、練られたものですが、その中核にあるエンジン技術は、ある意味エンジン屋達の「夢のエンジン」だと思います。
ユーノス800に搭載されたミラーサイクルエンジンもそうでしたが、ロータリーの意地を感じるのです。

「おい、レシプロ屋、ロータリー屋が作ったら、こんなの出来たぜ。おまえら何年ピストンエンジンやってんだ!」

そこには、孤独な技術の分野に、一人で切り歯役となり岩盤を削り進むようにやって来たロータリーの「工学魂」がレシプロを変えたのだと思えるからです。
 前置きが長くなりましたが、市場でいかほど評価されるのかは未知数ですが注ぎ込まれた技術についてここではつぶやいてみようと思います。


【素人チューナの守備範囲】
 若かりし頃、のパワー競争から冷めたのは、ターボチャージャの登場により、いわば「部品購入競争」になったチューニングが面白くなくなったからです。とは言え、その業界もインジェクション化からECUの発達によってプログラミングによるソフトパワー競争は、ある意味知恵比べであり、面白かっただろうなとは思います。 色んなアイデアを試してパワーをあげる知恵比べをしていましたが、要約すれば
①良い混合気をどれだけ吸って、
②良い火花を良いタイミングで点けて
③そして低フリクションで回す事
大体やれることはこれだけなんですよね。ま、ドーピング手段もありますけれども。

今回、SKY技術に感銘を受けたのは化学の領域に大きく手を入れたことです。
エンジンの馬力を上げるとき、ガソリンEGの敵は過早着火、ディーゼルEGの場合は着火遅れに行き着きます。従って全てはこの領域はあきらめて、この川下ばかりいじって来たわけです。

エンジン技術は金属材料を含めメカニカルな部分での技術発展が性能向上に直結していたものが、
排ガス対策のために、燃焼の化学的解明が進められ、それに答えるエンジンが開発されてきました。そして排ガスが一段落すると、再び燃費に向けてメカ技術に磨きが掛けられてきました。

そしてパワーも含め、緩やかながら右肩上がりに燃費は向上してきました。しかし、更なる上積みが難しいことが見えてきた、、というのはハイブリットなどの手段によるデジタル的な燃費向上が世に出回ったからです。 そこで、再びマツダのエンジニアは原点回帰しました。

「そもそも原理的な限界と乖離している現状の燃焼効率を検証しよう」ということになったのだと思います。ガソリンは自然着火(ノッキング現象の解明)、ディーゼルも燃焼遅れの解明。いずれも燃料の「燃焼」という化学現象の解明に愚直に取り組んだ成果だと思います。 エンジン屋とは基本メカ屋なんですが、化学屋の理想を実現するメカニズム、、という、、ま考えれば当たり前のことですがそこに立ち返ったのでしょう。
そのことが、私にこのSKY技術に惹かれる所です。

まさにここが素人チューナには手の出せない領域であり、今回「目からうろこ」だったポイントです。
特に、SKY-Dと呼ばれるディーゼルエンジンは素晴らしいと思えます。
ディーゼルは今でこそ、排ガスの問題を克服してきましたが、日本から消えてしまったように「過去のエンジン」となりかけていた時期がありました。 

わたしもディーゼルの将来は噴射で燃焼を細かく制御できない限り、将来は無い、、と考えていました。しかし高レスポンスなインジェクタとコモンレール技術によって、マルチ噴射が可能になると、大きく未来が開けてきました。 今回はより思想に近づいたスカイディーゼル技術について進めたいと思います。 

つづく
Posted at 2011/01/15 21:34:40 | コメント(0) | トラックバック(0) | エンジン | 趣味
2011年01月08日 イイね!

カワセミ by α55

カワセミ by α55すねかじり息子が贅沢にも「一眼がいる!」とかのたまって写真を撮りたいというので、まぁお年玉ということでα55を買いました。

後々のこともあるのでNikonにしろ、と言ったのだがおこぼれレンズがあるのと、連射が効くのでα、というのでまぁ、自分もα55はサブにあってもいいか、と思っていたので・・・。

息子はデジカメの背面液晶しか知らないので、EVFは全く違和感ないようで。

せっかくなので、ちょっと貸せ、といつもの鳥さん撮影場所に行って偶然にもカワセミちゃんが居たので良いテストが出来ました。

【連射性能】秒7コマの威力はさすがで、α7Dでは飛び出す1コマしか写らないのだが、α55では4コマを捕らえる事が出来ました。

確かに、EVFで連射するとその瞬間ミラーアップのような細切れ映像となり、ファインダー内に捕らえて追うのは大変です。しかし、大体こんな軌跡だろうとカメラを向ければ、写っている可能性があるのです。私のセブンではシャッター自体が切れないので写る可能性はゼロ。

ホワイトバランスや、露出補正具合がリアルタイムで確認できるのもやはりメリットです。 フォーカスはもはやマニュアルは除外するんでしょうねぇ、オートで大半は捕らえてくれます。しかし枝に隠れた鳥さんはやはりマニュアルで無いと無理です。でも暗いレンズでもファインダで明るくピント合わせが出来るのはメリットですね。

1600万画素は、トリミング(写真はトリミングしたもの)もかなり使えてこれ以上大きなレンズでなくとも撮らせてくれます。(今の600万画素では無理なので)
写真は200mmF2.8+×2テレコン+APS-Cということで、実質600mmF5.6です。 レンズと撮像素子の限界??

α55でやはり気になったのは
①フォーカスモードがダイレクトに変更できない。
 コンテニュアスモードが使えるだけに、これはほしかったですね。私のセブンでは使い物にならないので、ほとんどSモード固定ですが。

②露出補正へのダイレクトアクセス(リアダイヤル)が出来ない。
ボタン押して、ダイヤル回す操作が不便。特にファインダーから眼が離せない時。

あとは、まあ何とかなるなぁと言う感じでした。

今年春?、とも言われているα77には期待が膨らみます。
Posted at 2011/01/08 16:31:22 | コメント(1) | トラックバック(0) | 鳥さん | 日記

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「もう、冬タイヤ交換w http://cvw.jp/b/119241/43468073/
何シテル?   11/17 23:09
結構おやじですが、若いつもりです。 バイクとクルマの二股恋愛です。 交流のある方は、基本「見たよ」代わりにイイネ押します。 その他は、文字通り、イイネ...

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