Ichiのブログ一覧

リアがマルチリンク式サスペンションになった３代目以降のレガシィを多少振り回してみると、ワンダリングなど横方向の力が掛かった場合の落ち着きのないリアの振動や、旋回時に想定よりも切れ込む「そぶり」が確認できる。

これは、縦方向だけでなく横方向の力に対してトーが変化していると想像出来る。

サスを覗き込んでみると、一番大きなロワアームは後方に位置しており、一番前方にスラストアーム、その後方少し上にスプリングストラット、一番高いところにキャンバストラットが伸びており、タイロッドはドライブシャフトと平行に細い物が付いている。

何事でもそうだから、やり過ぎも良くなくように、全ての取り付け剛性を上げれば良いという物ではなく、ある程度の不感帯と乗り心地を確保するために、スプリングストラットとスラストアームは変心を持たせて、タイロッドはたわむ事を許容している。

ここから考えられる結論は、路面との接地点において外側への力（コーナーイン側のタイヤ）がかかると、ロワアーム一人が踏ん張り、スプリングストラットとスラストアームは変心をにより縮み、タイロッドも前後方向にたわむことによって、フロントに対して逆相のトーインに動くのではないだろうか？（＋サスのバンプによるトー変化）

同様に反対側のタイヤは、路面との接地点において内側への力（コーナーアウト側のタイヤ）がかかると、ロワアーム、キャンバーストラットが踏ん張り、スプリングストラットとスラストアームは変心をにより伸び、タイロッドは引っ張り方向の力には強いので頑張るためこちらはアライメントが変化しないのではないだろうか？（＋リバンプによるトー変化でちょっとトーイン）

そうすると、轍やかまぼこ状の路面に入った際に進路は乱れないが気持ち悪さが残る挙動や、コーナー中にもう少し切れ込もうとするようなリアの動きが説明出来る。

一般的に言って、トーアウトにすると安定性が悪くなるため、パッシブステアさせるなどの思想が無ければ、トーアウトになるようには設計しない。一方で、トーインになると安定するという頭があるので、マルチリンクを使い始めた経験の無い設計者はこの罠に陥りやすいのではないだろうか？

マルチリンクは、車体側とハブ側の取り付け点によって特性が変わってしまうので難しいし、年改で見直すには大きすぎるので次のプラットフォーム変更まで待つことになると思うがそれまでに修正してくれると嬉しい。

私としては、リアは横方向の加重にはしっかりと剛性を出してシンプルにして、バンプ、リバンプのみトーインになればいい。

タイヤ店などに限らずスタンドでもタイヤへの窒素充填を勧めている。

１本５００円という微妙な値段からか試す人がいるが、２０００円を払う価値はあるのだろうか？？

この件に関して私は実験していません。また、以下の理由から窒素を入れていません。
いや、タイヤ容量の100％に乾燥窒素を入れれば、スタンドで空気を入れるよりも良いはずなのは、化学・物理特性からわかりますから１本１００円ならやってもらうかもしれません。

◎やらない理由１
窒素の量はそんなに変わらないから。
ご存じのように空気中の７８％は窒素なので、例えば240kPaのエア圧のタイヤのバルブを外して、そこに窒素を入れていくと大気圧が外から掛かるので、タイヤ内の絶対圧は340kPaとなる。
そうした場合の窒素の割合は、９３％程度になる。ここで半分くらいエアを抜いて窒素だけを入れるという作業を４回くらい繰り返せば９８％を窒素にすることが出来るが、この１５％位窒素が増えて差が出るのか疑問であるし、売り文句である窒素分子は大きくて抜けにくいと言う言葉が本当ならば、酸素が抜けて中の窒素の割合は上がるはずなので普通に空気を足していてもいずれ窒素だけになるのではないか？と思うから。

◎やらない理由２
売り文句の「内圧変化が少ない」は嘘だから。
タイヤのようにせいぜい数気圧なら、空気も窒素も昔習った理想気体として扱う事が出来る。だから、ρV＝nRTという状態式が成り立つ。
タイヤの内圧は温度によって上昇するわけだが、タイヤの内積変化など無視できるので、状態式のＴが変わるだけであり、もし窒素の比熱が空気の比熱よりも格段に大きいなら温度上昇が小さく、内圧の変化も小さいはずであるが、空気の定要モル比熱は20.796KJ（kmol･K）であり窒素は20.791kJとほとんど変わらない。
なので、内圧の変化は同じと見なせ、「乗り心地が良くなる」も当てはまらないのではないだろうか？

◎やらない理由３
売り文句の「バーストの予防（バースト時の安全性）」は説明が合理的でない。
航空機のタイヤにも窒素が用いられていると説明するが、航空機がタイヤに窒素を用いる第１の理由は上空13000mで外気温マイナス６０℃と言う条件で、タイヤ内の水分が結露、凍結しないという条件を満たすためであり、自動車のタイヤとは条件が違う。
また、バースト時の安全性であるが、航空機のタイヤは約1500kPaと自動車の７倍程度であり、航空燃料が近くにあった際には空気では酸素を供給して危険であるが、自動車にはそこまでの要求は無い。

◎やらない理由４
一番の売り文句の「ロードノイズの低減」がどんなに説明を聞いても分からない。（店員が説明出来ない）
店で窒素充填を勧める店員は、窒素ガスと空気では音の伝達速度が違うから、空気共振によるロードノイズが減ると言う。じゃあ具体的に伝達速度を教えてくれと言っても知らない始末。
そんなことは理科の教科書や理科年表にも載っているので、客に勧めるくらいなら私のような変な客にも対抗出来るくらい勉強しておいて欲しい。
各気体の音速は空気は良く知られた３３１m/s、窒素は３３７m/sだ。確かに窒素の方が音が早く伝わるが、この音速にして毎秒６メートルの差でロードノイズがどれだけ変わるのか？？ 私には、実験室で聞き比べても明確な差が分からないだろう。

◎やらない理由５
これも売り文句の「燃費の向上」との説明が納得できない。
これは、空気圧低下による抵抗増と説明するように、窒素は抜けにくいと言う話らしい。本当だろうか？　分子が大きいと言うが、O2分子直径は３．６４オングストロームでN2分子直径は３．７６オングストロームであるでわずかな差である。
確かに、ゴム材料の文献によると、通常ゴムに対する各分子の透過速度を見ると、窒素は空気の１／３であるが、やらない理由１で書いたように窒素の割合を考えると、普通にスタンドでガソリンを入れる際に２ヶ月に１度も空気圧のチェックをしてもらえば、燃費の差になるほど普通のタイヤでも空気は漏れない。タイヤ会社も、タイヤ内に空気を透過させないように、シートを張る位のことはやっている。

◎やらない理由６
タイヤ、ホイールの寿命が延びるとの説明が説得力に欠ける。
酸素によって、タイヤ内のラジアルやアルミが酸化されるのはわかるが、今までにタイヤまたはホイールが、空気を使っていたと言う理由によって交換しなければならなくなった人っているのだろうか？
タイヤは距離か紫外線、オゾンによる劣化が圧倒的理由だろうし、アルミも外的な損傷かタイヤ内の空気と接触する部分よりも、外の部分の傷みの方が圧倒的に多いのではないだろうか？

その他、空気中の水分とか乾燥窒素とか全て合理的説明がされていないので、みんなやらない理由があるのですが書くのが面倒なのでやめます(^^;

タイヤに入れる（乾燥）窒素よりも、純空気（水蒸気無し）の方が買うと圧倒的に高いです。コンプレッサーで圧縮すると、空気中の水分はほとんどがタンクの下にたまり、ドレンから排出されるのでかなり乾燥したものになっています。

う～ん、最初に１本１００円ならやると書いたけど、こうして考えると４本１００円ならやってもいいに変更します。

車に無くてはならないタイヤですが、長い車輪の歴史の中ではゴムタイヤになったのはつい最近と言える。

自動車が発明される前、馬車や自転車の頃は鉄製リムに木製の車輪というのが一般だった。そもそも、その当時はゴムが発見されていなかった。

ゴムは１８世紀の初めに南アフリカで発見され、その後馬車などの一部でソリッドゴムを巻いたタイヤが使われたが、空気を入れるタイヤはさらに１００年近くを要した。

ゴムタイヤを中空にして空気を入れるという発想は、１８４５年にロバート・トンプソンと言う英国人が設計したが、最初に製品としたのは獣医であったジョン・ダンロップであった。
後のダンロップタイヤであるが、自分の自転車の乗り心地を改善するために１８８８年に最初の空気タイヤを作った。

自動車の発明は、ゴットリープ・ダイムラとカール・ベンツが奇しくも同年にガソリンエンジンを搭載した４輪車が発表した１８８６年とされるが、車にゴムの空気タイヤが使用されたのはその１０年後．．．ベンツかと思いきや、フランスのミシュラン兄弟によってつくられ、１８９５年にルノーの自動車に装着された。

これが現在のタイヤの原型であり、初めてリムから外してゴム部を交換できるものであった。

車も年をとってくると、色々な不具合も発生してきます。
その中で、ほとんどの車で持病的に発生するものに、アイドリングの不安定があります。。

新車の頃は、650rpmなどタコメーターの針は一定だったのに、いつの頃からか小刻みに上下に震えるようになってくる．．．まだ、BP/BLは新しいから無いでしょうが、蒸発する安いオイルや変な物を入れると、５万kmくらいでこの症状が出てきます。

なぜ、このネタを書いているかというと昨日のブログのスロットルバルブと関係する原因が多く、また自分の車も７万kmくらいでそうなって治療したところだからです。

このアイドリングが不安定になる原因のほとんどは、エアフローメーターからECUに入力される流量と実際のエア流量が違うか、吸い込みたいエア量通りにバルブが調整出来ないかのどちらかです。

実はアイドリングスピードで安定した燃焼を行うのは、特に水平対向のようなボアの大きなエンジンでは難しく、以前は結構アイドリングが高かったけど、燃焼解析とエアのコントロールが進んで650rpmでアイドリング出来るようになりました。ですが、４気筒だと時々エンジンが身震いするように震えたりしますね。

最近の車のアイドリング回転数は、スロットルバルブが閉じた状態で、バルブをバイパスするように付いている、アイドルスピードコントロールバルブ（ISCB）によって制御されています。

ISCBは電磁ソレノイドによって弁を開閉させて流量をコントロールするものですが、このISCBかバイパスされるスロットルバルブがうまく働かないとアイドリングが不安定になります。

以前はこのトラブルは少なかったんですが、排ガスと環境対策が行われる中で、エンジンオイルのブローバイガスをスロットルバルブの前に戻して、燃焼させると言うことが一般化して来るにしたがって、このオイルのブローバイバスがスロットルバルブのバタフライ弁やISCBにスラッジとして付いて本来の働きを阻害すると言うことが起きるようになりました。

通常の車で５万ｋｍ、オイル管理の良い車で７万ｋｍ位でアイドリングが不安定になってきたなら、ここを清掃することで、また以前の状態に戻すことが出来ます。

修理は簡単で、必要な物はホームセンターで売られている、KUREなどのキャブクリーナーだけです。

レガシィはエンジンカバーなど外さないといけませんが、エアフィルターからインテークマニフォールドの間にスロットルボディがあるので、スロットルボディのエアフィルター側の管を外します。通常はバンドで抑えてあるだけなので、ドライバでバンドをゆるめると外せます。

そうすると、中に丸い蓋になっているのがスロットルバルブです。一見綺麗そうでも、周りに黒く油のスラッジが付いていると、アイドリング時に完全に閉まることが出来ず、計算よりも多くの空気がエンジンに入ってしまいます。

そこで、このバルブにキャブクリーナーをスプレーして油を溶かしてやります。数回やれば綺麗に溶けて奥に流れていきます。ワイヤー式のアクセルなら、ワイヤーを引いてバルブを開けて、ホコリなど入れないように慎重に周りを拭いてあげると良いでしょう。

綺麗になったら配管を繋いで、エンジンを掛けて流し込んだクリーナーを燃焼させます。配管を繋がないと、エアフローが壊れたのと同じ状態でエンジンが掛かりません。また、すぐにエンジンが掛からず、５秒で３回とかクランキングしないとエンジンが掛からないので最初は不安になるかと思いますが、大丈夫です。

油を溶かし混んだクリーナーは一部は、途中に溜まってガム状になったりますが、２０年とか同じ車に乗る場合はエンジンＯＨの際に清掃してください。１０年１０万ｋｍで乗り換えるなら気にしなくて良いです。

これだけでアイドリングがかなり安定すると思いますが、それでも不安定の場合はスロットルバルブの付近にあるISCBを外して、中にクリーナーを吹き込んでオイルスラッジを溶かしだしてください。これは、自信の無い人は整備工場などにお願いした方がいいかもしれません。

ここまでやっても、アイドリングが安定しない場合は、エアフローメーター以降でエアを吸い込んでいる可能性が高いです。もちろんエアフローメーターが正常なと言う前提ですが、エアフロ自体が壊れると、走行中もエンジンが息を付いたり、明らかにエンジン不調になります。

エアフロからスロットルボディまでは短いので、配管のに割れやゴムに穴が無いか、ブローバイなどの配管もしっかり刺さっているかを確認してもし怪しいところがあったら、ビニルテープなどを巻いてみて直るか確認します。

意外な落とし穴は、オイルのレベルゲージのＯリングの劣化や、しっかり刺さっていなかったために、レベルゲージの穴からエアを吸ってアイドリングが不安定になることもあるので確認してください。

ここにいる車好きの方にとっては当たり前の事も、ボンネットもほとんど開けたことが無いという、世の中に案外多い人達にとっては当たり前でないことが多い。

そんな中の一つにアクセルがある。スピードを出すときに踏んでいるアレである。

話をしていると、アクセルペダル（ガスペダル）を踏むと、沢山の燃料がエンジンに送られて、そしてスピードが出ると言う誤解が多い。

車（エンジン）も電車（モーター）も一定の速度で走っているのは、その動力が出しているトルクと外からの抵抗が釣り合っているからであって、加減速するのはその釣り合いを崩すから、新たに釣り合う点まで速度が変化する。

そして、アクセルであるが最近は電子制御式（by wire)で無ければ、ペダルからワイヤーが伸びていて、エアクリーナーからインテークマニフォールドの間にある円形のバタフライバルブ（スロットルバルブ）を開け閉めしているだけの役割でしかない。

燃料は炭化水素であり、空気中に約２１％存在する酸素と反応して、水と二酸化炭素になるのだが、燃料の種類によって完全燃焼する空気の比率（理論空燃比）が異なっている。
ガソリンは１：１４．１～１５．０位、軽油は１４．６、メタノールは６．４５なので、何も考えずにガソリンの量を増やしても黒鉛を吐き、次第に着火すらしなくなる。

なので、アクセルを踏むことによってスロットルバルブが開き、エンジンが吸い込む空気の量が増えるので、エアクリーナーの後ろにあるエアフローメーターで空気の量を測定して、その空気量に応じた量のガソリンを噴射して爆発させる。

当然空気（酸素）が多いと強い爆発が起こり、力が出るので回転が上がってさらに空気を吸い込もうとする、そうするとその空気量を測定して燃料を噴射して・・・と言う事を繰り返して回転が上昇して、最後にバルブが抵抗になってこれ以上空気が吸い込めないと言う状態で出せるトルクと走行抵抗（空気抵抗、駆動系の抵抗など）が釣り合った速度で定速走行となる。

このスロットルバルブによる空気抵抗がポンピングロスと呼ばれるもので、バルブ開度の小さい（抵抗になっている）アイドリング時が一番ロスが大きい。
なので、エンジンの効率はポンピングロスが減るバルブ開度が大きいほど良くなるが、回転が上がると駆動系（バルブが大きい）の抵抗やピストンの抵抗が大きくなり効率が悪くなるので、エンジンの最高効率点は3000～4000rpmあたりに存在する。

これからも増えるあろうby wireのアクセルはどうなっているかと言うと、ペダルに付いている、エンコーダーによってパルス信号に変えて、ECUにてアクセル開度の線形性や急な操作の補正をして、スロットルバルブをステッピングモータにて駆動しているだけだ。

電気的にペダルとスロットルを結ぶメリットは、途中にコンピュータを入れることによって、アクセルぺダルの踏み具合と実際のバルブの開度を自由に設定出来ることと、細かなアクセル操作を滑らかにして燃費の向上に繋げやすい。

スロットルバルブは円筒の中に蓋があって、その蓋の中心を軸にして９０度倒れて流れる空気の量を調整するわけだが、一定の角度で回していくと空気の量は急速に増えていって、最後近くは少しずつ増えると言う曲線になる。

なので、アクセルペダルの踏んだ量と比例するようにバルブを開けると、少し踏んだだけで急激に出力が上がって、半分から先はあまり変わらないと言うような典型的な国産車に多いパターンになる。
補正するのは、簡単であるが国内では発進停止が多いので、多くのユーザーがこうした特性を好むため、少しアクセルを踏んだだけで飛び出すような設定の物が多い。

レガシィの６気筒エンジンの解説パンフには、電子制御式にすることによって、アクセルペダルの踏み具合と、出力の出方がリニアになるようにしたと言う説明があったと思うが、高速での走行が多いヨーロッパではこうした設定のアクセルが多い。

まあ、どんな特性でも慣れてしまうし、小型車の場合は少し踏んだら急激に力が出た方が、街中で乗るにはキビキビ走る印象になるのでどちらが良いと一概に言えないが、一度リニアなアクセルに慣れるとトルクの大きな車はそうでなければ怖い。フーガの３．５ｌに試乗した際には、最初自分の車の感覚でアクセルを踏んだらいきなり凄い加速をして驚いた。