iQの過給機チューニングを考えた際によくよく考えるとはやはりターボチャージャーが一番ということになるんですよね。
熱エネルギーをいかに生かすか?が原動機の出力においては重要というのが基本です。
ターボチャージャー
加給だけという単純なものではなく、排気側コンプレッサーを回すのに捨てている熱エネルギー、音エネルギーを回収して加給側コンプレッサーを回して混合気をシリンダーに押し込むというエネルギー還元装置というのが基本原理。詰めていくと排気温度のコントロールが細かく必要になるので難しい。タービンのA/R比もかなり重要。高負荷になればなるほど排気温度が上昇するので加給能力は上がるけれど、各部品の強度と耐久性に不安がでてくる。
スーパーチャージャー
負圧で動く原動機に大気圧以上の混合気を送り込み原動機のトルクを向上させるもの。効率云々は関係なく、軸出力から駆動で過給機を駆動させるのでレスポンスは良いけれど過給機の稼働限界がタービン単体よりも低いので高過給圧が難しい。
速度上昇していくと高ギヤによって増えてくる空気抵抗、路面抵抗に対して損失が出てくるので高速域になるほど効率が下がる。
次に代表的なコンプレッサーの例を二点ほど・・・
タービン型コンプレッサー(遠心式)/ターボチャージャー、ROTREX
タービンがありハウジングが周囲を囲い中心部から吸った気体を遠心力によってハウジングに押し付け気体を圧縮しそれが圧送される。
効率が一番良いコンプレッサー形式ですが大切なのは送る空気量と圧力の関係。
出力を増やすのは圧力ではなく絶対的酸素量。ここでよく考えなければいけないのが空気は音速以上の速度が出ないという前提。タービンサイズの選定はここで決まる。
スーパーチャージャーとして使った場合、スーパーチャージャーの特性を生かそうとすると自ずと圧送速度と量の観点からサイズの限界が出てきてA/R比の大きなタービンサイズが使えない→エンジンの高回転化が難しい
ルーツ式コンプレッサー/身近な例でEN07エンジン
機械的に繭のような断面積のものを複数組み合わせて回して流体を圧送するしくみ。空気の場合、音速を超える条件まで流速は上がらない→機械的能力の限界
コンプレッサーの種類
それぞれの解説はめっちゃ時間がかかるのでご勘弁を(笑)
いつしか自動車趣味界で言われるようになった過給機付き状態出力での排気量換算馬力。正確にいうとそれは間違いで、排気量換算馬力はエンジン単体の馬力で比較するものなのです。パワーウェイトレシオも同じでエンジン単体重量と馬力との関係なのです。
船、航空機は、いくつものメーカーの原動機のどれを使うかで機体設計を行うのでその選定の際にエンジンの諸元をもとに選ぶのです。重量、出力、燃料消費率&量。
過給機を回す能力はエンジンそのものが持っているので、エンジンの能力が低いと過給機も回せません。だから、補器である過給機を除いた状態での比出力比較が重要なのです。
自然吸気状態での出力が高いエンジンだと過給機を装着した場合のパワー上昇率が大きいんですね。
私が過去に乗ったエンジンの18RGは最初は2.2L メカチューンで145Hpから250HP。その後、ツインターボ化で350Hpに・・・
エンジン出力は単位時間当たりの運動量なので、1行程の能力(トルク)×単位時間。ピストンスピードとでも言いましょうか。
出力を担うカギはエンジン回りの運動法則、内部の流体関係の法則、熱力学にかかわることなど多岐にわたります。
信用できるアフターパーツメーカーがあるならば、それを使うのが無難なのはそういったところからなんですね。あとはそこからどうやって詰めて能力をあげていくか・・・
Gr-Bの4WDターボ勢(S4はツインチャージャー)は1.8L少々で450Hp~600Hp、4WD自然吸気のメトロ6R4は3Lで450Hp。
このレギュレーションを含めたことで考えられた排気量差がターボチャージャーの高効率さを理解するのに役立ちます。
トルクが増大すると駆動系のストレスも大きくなるのでそこも実践的には悩ましい部分になりますよね。
私が1.3L iQで自然吸気を選んでいるのは駆動系の耐久性に不安が残るからなんですね。
ただ、ナンバーなしでドラシャを含めた駆動系の対策ができるならば、ターボ化もしてみたいです。ただし、やるならば自然吸気の2.3L以上の2WDのライバル車に勝つだけのパフォーマンスを付けないとです。じゃないと排気量換算の1.6倍にやられる・・・
現実的にやるならば自然吸気で排気量も吸排気も今のままでピストン、コンロッド、クランクの特注(とりあえずは米国某メーカーに打診済み、ノーマル現物が必要なのが辛い)でバルブスプリングを変えて高回転化。7500rpm回せれば150~160Hpが可能なので・・・
理想的なターボチューンドゴルフ2・・・
観ていて気持ちいいです。
音のまとまりも車速も・・・・
考え出すとキリがない・・・
単なる夢物語ではなく、資金さえあれば可能な事で考えていてもまだまだ詰められる場所があるのですよ・・・
Posted at 2021/07/03 09:55:11 | |
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