かれんこパパのブログ一覧

もちろん、エンジンだろうと誰もが思う～かな？（笑）
とはいえ、昨今普及し始めている電気自動車の主役は、バッテリー、インバータやモーターなど、ちょっと違うかもしれないが・・・（笑）

先月の定例ミーティングの際にちょっと試してみたエンジンカバー取り外し・・・今回は、マイクロフィルターの交換も兼ねて、再度バラシして、折角なので汚れた個所を清掃しながら、エンジン周辺含むパーツを色々とチェックしてみた。。。

そういえば、愛車を購入した当時、Dラー担当から「ボンネットは特に開ける必要が無い」などと教えられた記憶が蘇ってきたｗｗ 確かに、自動車教習所で教わった、エンジンオイルの定期点検にしても、E90はiDirveからの確認が出来たので、まぁ、開けなくてもイイと言うのは間違いではないのだろうが。。。

余談はさておき、普段ボンネットは開けてもエンジンカバーはめったに開けない（開けれないが正しいｗｗ）ので、この際、じろじろと各パーツを眺め写真に収めながら分からない箇所はウェブで調べながら分かる範囲で調査し、掲載してみる事にｗｗ

レシプロエンジンが実用化になっておよそ150年だろうか・・・今でも基本的な動作概念は変わってないように見えるが、パワーや燃費、はたまた、有害物質削減効率を図るためなどに様々な技術を導入してきた集大成が改めてエンジンを調べる事により見えて来るような気がする。そのメカニズムの複雑さは、電気モータを使用するよりも遥かに巧妙（主観ですｗｗ）で、BMWにとっては、その歴史を代表するメーカーでもある事から、主力であるエンジン部分各々の機能を自分なりに調べる事で何とも言えない、「駆け抜ける歓び」にも繋がる、ワクワク感が生まれる様な気がする。。。

それでは、早速スタ～トとしよう♪（笑）


【シルキーシックスの所以】
BMWが直列6気筒にこだわるのは、各シリンダーをクランク角120度ごとに点火させ、吸排気時間をすべてのシリンダーで同等に保つことによって理論的にゼロ振動を可能にでき、バランスが良くスムーズに回せるのが理由とのことだ。この滑らかさがシルキー（絹のよう）と呼ばれることから「シルキーシックス」と呼ばれた所以の様だ。


【バルブトロニック】
従来のエンジン出力調整は、アクセルペダルに連動するスロットルバルブで行っていたが、アクセルワークにより発生するポンピングロスを無くす為と言ったらいいのか、それを解消したのが、インテークバルブの開度を変化させて出力の調整をする「バルブトロニック」（略してバルトロ）である。写真右から3番目のイグニッションコイル横の筒状のものがその電動モータで、揺動カムなどを介してバルブ開度を調整している。ちなみに、イグニッションコイルは、OKADAプロジェクトの「プラズマダイレクト」に換装されてある。ｗ
LCIで導入されたN53エンジンからはリーンバーン型の直噴エンジンとなったためバルトロ導入は停止となっている様だ。そのため、エンジン性能にはかなり差があると考えられる。
また、後にデビューしたN54エンジンは、直噴ターボにバルトロを兼ね備えた最強のエンジンである。排ガス規制なども有り、過去に投入されたあらゆる技術を駆使したものになっている様だ。

【VANOS】
排気バルブと吸気バルブの開閉タイミングを可変させることにより低回転から高回転時のトルク、燃費や出力をベストな位置に持ってくるものだ。オーバーラップ(排気バルブが閉じる前に吸気バルブが開く)が少ない方がトルクや燃費がよくなり、高回転域では、多くした方が出力を出しやすくなるようだ。90年代後半には、コールドスタート時なども考慮された、ダブルVANOSという、吸排気両方（従来は吸気のみを可変？）のバルブを可変するタイプが生まれたようだ。写真ではイグニッションコイル右側のシリンダーヘッド部にVANOSアクチュエーターなどの機構が入っている。


【インテークマニフォールド】
エンジンの造形を上部からイメージするのに一番寄与するのがこのインテークマニフォールドだ。特に直6ともなればインテーク部も6本になりかなり迫力がある。特筆するものは無いが、バルトロの導入からスロットルバルブではあった負圧が発生しないためブレーキなどはバキュームポンプがそれを担ってくれるようだ。ちょっと主題から外れるが、このバキュームポンプのオイル漏れ問題が結構発生するらしい・・・（汗）


【インジェクション】
シルバーで細長い四角柱のパーツは、インジェクターへガソリンを送り込むインジェクションパイプ。バルトロ型は、直噴型とは違ってインジェクターはたぶん、バルブから吸気ポートよりに配置されてるのだろう。


【オイルトラップ】
写真右側に見えている太いホースが、オイルタンク側とオイルトラップを繋ぐベンチレーションライン。かなりヒビが入っている様だがたぶん被覆なので良しとしようｗｗ オイルトラップ自体は、ベンチレーションライン左側先端の奥側にあるのでこの位置からは見えない。そして、またまた余談だが、このオイルトラップ、クランケース内に溜まったブローバイガスをオイルとガスに分離するものらしいが、これも結構壊れやすいので要注意であるｗｗ


【エンジンカバー】
これ、「イグニッションコイルカバー」が正式名称の様だｗｗ エンジンには「パネルフォルダー」という固定用ブラケットをつけてその上にカバーをなんちゃってトルクスT45で「カチッ」と90度（？）回して固定する。このカバーがあってエンジンが様になるのだｗｗ
前期型はシルバーカバーであるが、2007年頃からの前期（中期？）型は、シリンダヘッドカバーがブラックカラータイプとなり、そのエンジンカバーもブラックで取り付けもパネルフォルダーを介さない直付けタイプに変更となっている。

【最後に】
2005年5月製造の愛車も今月で丸11年・・・そして、走行距離は8万5千キロ。。。ここ最近年間の走行距離数が落ちてきいるが、あと2年強ほどで10万キロ突破するであろうか。。。今まで軽視していたエンジン周りの機能・・・これから、パーツ劣化がどんどん進んでくる中で、問題発生の際にいつでもピンとくる様な、オーナー目線での診断が必要になって来ると思うので、今回の調査はいいチャンスでもあったのだｗｗ

先日のお庭オフ会で、みん友の1087さんが、Dラーにてパフォーマンスブレーキを導入の際、コーディングを施工されたと聞いたので気になっていた。ブレーキ自体に本体から接続されているものは基本ブレーキホースしかなく、いったい何処に対して、はたまた、本当に必要なのかそもそも疑問に思っていたのである。

そこで、ウェブで色々調べていた所、“Original BMW Accessories. Installation Instructions.”なるものを見つける事が出来、そこには、パフォーマンスブレーキの取り付け方法がイラスト付きで記載されていた。ブレーキを交換後に「ソフトウェアサービスステーション（SSS）を介して、“スポーツブレーキ”にエンコーディング（コーディング）せよ。」という内容である。そして、正規Dラーでコーディング後には、その証明書を出してくれるらしい。（画像参照）



実際にコーディングが必要な理由は詳細には見つけられなかったのであるが、一部のスレッドでは、通常、コーディングに使用するBMW Standard Tool内のWinKFPでも変更可能な事が書かれてある。変更箇所は、ECUモジュール内にあるVO (Vehicle Order)をアップデートする事でスポーツブレーキのタイプが追加されたと言う事が認識される模様。そして、どんなタイプのブレーキが装着されたかにより、ABS、DSCまたはDTCへの制御方法も変わってくるのではというのが想定である。



では、社外品のキャリパーやローターへの変更はどうであろう。たぶんそんな、社外品へ対応した設定テーブルなどは用意してないのだろうから、そもそも社外品への考慮は必要ない事も考えられる。たぶんではあるが、純正品のみだけが、コーディングにより微妙な最適値をABS、DSC/DTC機能へ与える事が出来、最良なパフォーマンスを発揮できるのであろう。とはいえ、社外品を導入したとしても、常にABS、DSC/DTC機能の効いた状況で走行しない限り、特別不自由になる事も無い。

一方で、上記機能が働く状況下においてもコーディングをしない制御バランスさえ取得出来れば、それを操れるようになり特に問題にならないのではと思うのが結論である。これからは、従来の様に社外品の高性能なブレーキシステムを単に導入するだけでは済まず、スリップ時などに働くブレーキング制御機能なども検討課題として考慮しなければならないかもしれない。

パフォーマンスブレーキを正規Dラーで施工されてない方、はたまた、社外品を装着されている方々・・・さてさて、皆さんはどう思われますか？

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DSC (Dynamic Stability Control)： システムは、タイヤスリップ、ステアリングフィールや車両方向を常にモニターしており、ドライバーが意図している方向を保つうえで、コントロールを失うのを防いでくれる。

DTC (Dynamic Traction Control)： DSC機能の一つで、雪上や荒地などで一定のスピンを許容しながらもトラクションを得る機能。

最近分かって来たのだが、冬場になると、動作しなくなる愛車のウェルカムライト。。。そう、愛車は2，3年前からコーディングでこのウェルカムライトを活性化しているのだが、どういう訳か、キーによる開錠時にウェルカムライトが動作する場合としない場合がある様だ。。。

実は当時、このウェルカムライトを活性化してから約3か月後ぐらいに、かなりの頻度で動作しない事があり、7年も交換していないバッテリーを疑いショップさんで新品へ交換した経緯があるのだ。その後、この機能は何事も無く復活を遂げたので、すっかりバッテリーの劣化だと信じていた。

しかし、バッテリー交換後から3年目の昨年冬頃からだったか、またウェルカムライトの動作しない事象が始まって来たのだ。きっと寒いからだろうと軽い考えでいたのだが、それ以降、一向に動作する兆しがなくなっていたことに気づき、これではいかんと思いバッテリーについて色々とネットで情報収集してみる事にした。。。考えられるのは、気温、バッテリーの寿命や充電状況かなと。。。

調べてゆくと、BMWも含め最近のクルマはIBS（Intelligent Battery Sensor）というECUによるバッテリー監視を行ってるらしく、ウェルカムライトなどバッテリーに負荷のかかる機能はある条件に達すると誤動作を防ぐために、幾つかの機能は止めてしまうらしい。たぶんこの機能もその一つかと。。。

少し話は逸れるが、BMWを例に取っても、バッテリー交換時、基本同じ容量のものを選ぶ事が原則とされている。どうしても容量アップしたい場合などは、コーディングによって、容量の設定値を変更しなければならない。たぶん変更しなくても一見、問題なく動作するのかもしれないが、上記、IBSが持っている設定容量毎の参照テーブルに間違いが生じ、動作範囲にも影響をきたす事が懸念されるであろう。また、これに加え、バッテリーのレジストレーションも交換後、ツールにより実施する必要がある。



そんな中、先週末、久しぶりに、伊豆の方面まで遠出した休憩先で開錠した際、久しぶりにウェルカムライトが動作したのだ。



んんんーっ、なんとなくわかってきた気がする・・・これは、充電不足かと。。。そこで、バッテリー上がりの原因や寿命を短くする要因などをネットで調べてみると、以下の様な表が有ったので参考に載せてみた。



また、バッテリーの特性について以下のような事も書かれていた。
■近年主流のカルシウムバッテリーは、従来品よりもハイパワー、長寿命である一方、満寿命時に突然性能が劣化したように感じる。そのため、3～4年以上使用しているバッテリーには注意が必要。
■バッテリーの化学反応は温度に影響を受けるため、高温にも低温にも弱い特性がある。
■高温では必要以上に劣化を促進させ、低温では本来の性能を発揮できない。



これらを考慮すると、とにかく、バッテリー自身の寿命はともかく、外気温にはかなり影響を受けてしまう事が良くわかる。1℃気温が下がる毎に1％性能が低下するとも言われている。。。

では、どの様にして、バッテリーの状態をモニター、早期劣化の検知をすれば良いのか？・・・BMWのバッテリー問題でよく耳にするのは、バッテリーの突然死。。。前記したように、カルシウムバッテリーは満寿命時に突然性能が劣化する。そのためIBSがそれを検知し、異常と判断して、セル始動すらさせなくさせてしまうのかも知れない。。。「誤動作させるよりも動かなくさせてしまえ！」なのだろうか・・・（汗）

一般的にバッテリーの充電状況を知る方法として、電解液の比重を確認する方法が有るのだが、カルシウムバッテリー含め最近のはメンテフリーとなっているので、電解液の比重など直接測る事すらできない。たぶんそれを信号で取り込んでいるのがIBSなのかも知れないが。。。

最近では、バッテリーの状態を正確に把握するのに、CCAテスター、負荷電圧テスター等、専用の測定機器による診断というものがある様だが、これも直接バッテリーにあてて測定する手間などやテスター自体も結構なお値段のため中々購入に踏み込めないのも現状である。

以下に、バッテリーの充電状況と電解液の比重について書いてあったのでウェブより拝借してみた。



前記した状況からバッテリーの劣化は、2，3年のペースで寿命と考え交換するのがベストと考えるがそれ以外によるバッテリー問題は、ほぼほぼ、充電不足によるものではと考えると、やはり電解液の比重などを簡単に測定できるものが有れば少しは安心できるかもしれない。

そこで、ちょっと強引でもあるが、可能性としては、バッテリーオープン時（無負荷時）の電圧測定だ。そのバッテリーのオープン電圧と電解液比重の関係は、以下の計算式からなるとされている。

・１２Ｖバッテリーのオープン電圧＝（比重値＋０．８４）Ｘ６セル

オープン電圧　（計算例）
・完全充電されたバッテリーのオープン電圧
　（１．２８０＋０．８４）Ｘ６＝１２．７２Ｖ
・完全放電されたバッテリーのオープン電圧
　（１．１００＋０．８４）Ｘ６＝１１．６４Ｖ

私の愛車はTPチェッカーという４輪の空気圧をそれぞれ常時監視している他、バッテリー電圧モニターもついている。これをエンジン動作状態でモニターするとオルタネータによる発電でフローティング状態から電圧が１４V以上になるので、モニターはあまり意味をなさない。。。



そこで、エンジンを始動する前に、イグニッションをブレーキを踏まずONにするとエンジンが掛からない状態でACC電源が入り、オープン時に近い電圧が計測できると思う。下の写真は、愛車のウェルカムライトが点かない状況での電圧が表示された状態だ。１１．３Vとは、上記式から計算すると比重は、１．０４程度・・・まさに、完全放電状態ではないか・・・（汗）



確かに、先日、伊豆に行った先で、ウェルカムライトが復活した際、この方法で電圧を測ったのだが、１２Vが出ていたと思う。。。

さぁ、そろそろ、少し強引な纏めに入りたいと思う・・・（笑）
バッテリー問題での不安を払拭するための日頃のチェック方法だが、TPチェッカーなどを使ったオープン時の電圧を定期的に確認し、また、ウェルカムライトなども併用すればより身近なバッテリー点検にもなるのではと言うのが私からのメッセージであるｗｗ

気になった時に、サッとドライビングシートから確認できる・・・そんな、日頃の習慣で突然のバッテリー問題を防ぐ事が出来ればいいのだが。。。

でも、一番は、「週末の長距離ドライブを心がける」かもしれない。。。
さてさて、どんなもんか？・・・（汗）

電気自動車が普及し始めた昨今、諸元等をチェックし始め大きな違和感を持ち始めておりました・・・なっなんと、駆動装置系の記述があまりにもシンプル・・・なぜかというと、電気自動車の諸元には、トランスミッション方式の記述が無いんですよね。。。調べてみて気づいたのですが、実は、電気自動車には、変速機が基本、不要なんです・・・（汗）

変速機が不要な電気自動車・・・それは、内燃機関に代わるモーターの特徴にあるのだと気づいたんですが、モーターは、低速からのトルクも大きく、基本ギヤ比を駆使して回転数を上げる苦労もなく、いたってシンプルな構造になる事がわかります。。。


＜Webより拝借＞

上記、グラフはあくまでも一例ですが、モーターと内燃機関の違いを簡単に示しているのでわかりやすいですね。。。エンジンの性能を示す馬力は、トルクと回転数の関係からの結果ですが、モーターの特徴を見てみると、馬力は、ギヤ比を気にせず回転数と共にほぼほぼフラットに保たれることが想像出来ます。。。

そして、その電気モーターの普及により何が起こるかというと、変速機が不要となり、その結果、駆動構造のシンプル化、軽量化、そして、ドライバー側への変化としては、マニュアル、オートマの区別がなくなり、シフトアップ、シフトダウンと言ったドライバーからのレスポンスが不要になるのでしょうね。。。

と言う事は、マニュアル車を好む方にとっては、シフトチェンジによるクラッチやシフト操作に対するアクセルワーク、そして、トルコンATやDCTなどで定番のパドルシフトの存在も不要になってしまうんですね。。。（涙）



んんんっ、時代の遷移とはいえ、クルマ業界へのパラダイムシフトは、クルマに対する向き合い方、実用性や遊び方・・・BMWが唱える「駆け抜ける歓び」をも変化させてしまうのでしょうか。。。

それにしても、最近導入できた、Dからパドル操作でマニュアルに入れる事が出来るアクティブシフターは、大変重宝しております・・・エンジンブレーキが要求される山道では、フレーキシステムへの負荷を減らす上でもすごく有効ですね～☆そんな、内燃機関に対する機能／特徴を楽しめるうちは楽しみたいですね！

シュナウザーさん、改めて、アクティブシフター、お譲り頂きありがとうございました！

温暖化が騒がれる昨今ですが、クールダウン手法として、日本には古くから「打ち水」という、道や庭先に水をまく習慣がありますね。これは、熱くなった庭先の路面を水を撒くことによって発生する気化熱によって周辺の熱を奪ってくれる効果を利用している様です。

最近、1シリーズのプロトタイプで発表された1.5リッター直列3気筒ターボエンジンは、なんと最高出力が221ps・・・これは、i8のエンジンの231psにかなり近い数値です。その1シリーズに導入された技術はDWI（ダイレクトウォーターインジェクション）。2015年ロードレース選手権（MotoGP）のセーフィティーカーにも搭載されて話題になったようですね。

ウォーターインジェクションとは、シリンダー内に直接水を噴射する事で気化熱による冷却効果と高圧蒸気がピストンを押す効果があり、レーシングカーやWRC（World Rally Competition）では一般的に使われている技術の様です。今回採用されたのは、エンジン燃焼室の温度が上がった時、水を噴射して吸気温度を下げるメカニズムです。

以下が、ウェブで掲載されているDWIのイメージ動画です！


主な利点としては、燃費の向上と排出ガスの削減、点火のタイミングが早められ、圧縮率が高まるなどなど・・・。そして、ターボエンジンでは、ブースト圧が高まることで出力の増大も見込めるとの事。。。BMWによれば最大で10％の出力向上と8％の実燃費改善が期待できるという。さらに、燃焼室で起きる自然発火が抑えられることでノッキングを抑制できるため、エンジンの摩耗も軽減し、より低いオクタン価の燃料でも有効に活用することができるとメリット満載のようですねｗｗ

ところが、これは、メーカー目線のコメントであって、ユーザー目線では、色々と心配事があるようです・・・（＾＾；

たとえば、このシステム、水を噴射する事でオイルが劣化したりする等、こまめなエンジンメンテナンスが必要になるため市販車には用いられず、毎回オーバーホールが出来るレーシングカーに限られていた様です。また調べによると、船舶のエンジンにも導入された実績があり、水の配分量によっては燃費の低下やSOx（硫黄酸化物）やCO2（二酸化炭素）の増加もある様ですね。

それと、噴水するための水を入れるタンクの設置が必要なので車体全体の重量は増える様ですがプロトタイプではクルマの電源が切られた時にエアコンから水を補給するシステムを装備しているので、ドライバーがタンクに注水する手間はないなどは既に対処している様です。

メリット：
・冷却効果がある
・高圧蒸気によるピストン押し下げ効果
・10%出力向上、8%燃費向上
・自然発火抑制（ノッキング抑制）
・低オクタン価燃料使用可能
・NOｘ（窒素酸化物）減少

デメリット：
・オイル劣化が早い
・こまめなエンジンメンテ（オーバーホールは？）
・冷却用水タンク設置 → スペース確保、重量増
・SOｘ（硫黄酸化物）、CO2（二酸化炭素）増加？

これらを考慮すると、購入者側も色々と検討する必要があるようですね！