さんちゃん？のブログ一覧

大きな空力パーツの装着はしていないものの、空力については真面目にしっかりと考え抜いた対策を行っているのがAir Repair iQです。





ただこの場合はiQ専用だからという事ではなく、空力的に不利なiQに対策を施す事でどの程度の効果が現れるのかを実証するための挑戦的意味合いを持って行っています。装着する条件は車体デザインやハード面でのセッティングなど様々な内容が絡んできますので・・・

2017年6月に装着して実験を行ってきたので４年少々の実績ですか・・・
元々何故、空力について考える必要性があったのか？

それは車体デザインの問題から発生する、車体後部の後方渦による負圧の発生による最高速度の伸び悩みなんです。それは速道路で感じたのではありませんよ💦
それは鈴鹿サーキット国際レーシングコースにおいてです。

2013年頃ですか・・・

まだまだチューニングの方向性を決めるための試験走行での出来事です。まだまだ純正オプション程度の仕上がり時期。

最終コーナーからストレートにかけてなんです。順調に車速が乗り、コントロールライン手前で順調に160Km/hを超えてそのままスピードリミッターの効く180Km/hオーバー？という車速の乗り・・・の予定だったのが165Km/hを境にビタッと車速が伸びなくなりそのまま巡行状態に(´;ω;｀)

ドライビングをしていた私の感覚では車体が何かに後ろへ引っ張られている感じ・・・

これはEvo9競技車両のリヤウイングのテストをしていた時に感じた感覚と同じだったんですよ（Evo9のテストはリヤウイングのチューニングを施して60Km/h近辺からダウンフォースを得るようにしたんですがダウンフォースを得る代わりに捨てたのが最高速。要するにダウンフォースの効果を得たために空気抵抗が増えるというもの）。

iQに関しては当初は空力パーツ（リヤアンダースポイラー等）を考えたのですが、既に机上でのシュミレーションで大幅に車検上の寸法をオーバーする事が判明していたんです。アタック専用車両としてのAir Repair iQじゃないのでそれでは話になりませんよね。そこから検証がスタートしたのです。

私が悩んでいた頃、某大手自動車メーカーさんがアルミテープチューニングの事を発表されました。これをみて”なるほど♪”と思ったんですね。早速、仕入れて試してみましたよ。

貼った場所はフロントリップスポイラーのセンター部裏とリヤアンダースポイラーのセンター部裏。結果は？

それほど画期的な変化はなかったものの若干車速の伸び感を感じるようになりました。ただしサーキット走行後に確認するとリヤハッチ部に付着する巻き上げた埃の付着具合がかなり減っていました。

そして次に考えたのが、Tubulatorです。これもヒントは某大手自動車メーカーさんのエアロスタビリ～なるもの。ただし、航空機に関して勉強してきた私からしてデザイン重視と思われるそれは少々疑問な形でした（仕方がないですけどね）。まあ、車体を安定させるという効果からすれば必要にして充分なものかと思います。

Air Repair iQの場合は最高速、走行安定性、巡行時の快適性など全てにおいて効果がなければ意味がないので、そのあたりを考慮しながらの考察と試験でした。

Turbulatorは本来、航空機の翼において抗力を抑えながら揚力を確保するために考えられた”あえて乱流を起こす翼”なのです。

翼の上下を空気が分かれて流れ、その速度差（翼の上側が下側より速いので上側の気圧が下がる）により圧力の差が生まれそれが揚力になるのですが、翼の後半に空気の特性により反転流が生まれ、それが渦になり負圧が発生して翼の効果的揚力発生の妨げになるのです。





これを抑えるために翼の前の上に三角の小さな突起を設けてあえて渦を発生させるのです。この突起がTurbulator（乱流翼：ヴォルテックスジェネレーター）なのです。この渦は進行方向に巻く渦ではなく進行方向に対してはネジを巻くような感じで細長い渦となります（渦のサイズやピッチはTurbulatorのサイズや取り付けピッチによる）。



実際の写真がWEB上にあったので載せておきます。



※翼の上に見える白い帯がTurbulatorによって作られた意図的な渦。この渦の層の上を高速な層流が流れるようになるのです。

形状ですが、自動車用品メーカーで発表されている空力効果の高いティアドロップ型では効果はあったとしても充分ではないと考えられます（自動車はデザインも重要ですもんね）。あえて乱流を起こさなければならないのでせめてティアドロップの反転状態じゃないと、と考えます。

自動車メーカーさんの中できちんと考えた形をしていたのは三菱さんでしょうね（Evo8のオプションだったルーフスポイラー）。あれはルーフ上面の気流を渦にしてリヤウイングに効率よく走行気流を当てるためなんですね（設計者の方から直にお聞きした話）。



さて、iQですが実は装着部に関しては既にヒントが車両にあったんですね。リヤハッチのクウォータ部のスポイラーのようなフィンのような部品。それとテールレンズの平面で少し突起になっている部分。あの形状は原始的なTurbulatorなのです。



そこの部分に対して、より効果を上げるために素材や取り付け位置をを吟味して装着したのがAir Repair iQのTurbulatorなのです。

テストの初期段階は高圧洗車機の高圧水を当ててスプレーの渦の発生具合をみながらその形状を観察するところから始めました（翼のTurbulenceの写真のように現れます）。

何回か続けていく事によってノウハウというか私自身の経験として記憶していきます。

さて、効果はいかに・・・

私的（選手目線でみても）には満足のいく結果となりました。とあるコースのコーナーを3速で立ち上がり4速にシフトアップするタイミングが20ｍほど早くなりましたからね。むろん最高速も伸びますし直進安定性もでてきます。ここで得た効果はエレスタビコートシリーズにも生きてくるようになるのです。それの相関関係はまたの機会に(^_-)-☆

これは速い！
やっぱEvoは偉い♪
選手目線で選ぶ箱車ならCT9A以降のEvoだな～

エアスムーサーは一種のサクションBOXです。容量の大きなエアクリーナーケースの中の空気を邪魔するものなく一気に吸い込める事でトルクレスポンスの良いパワー特性が得る事ができます。また、オープンタイプと違いエンジンルーム内の熱気の影響を受ける事が極小なので吸気温度による補正値エラーが発生しにくいのです。

エアフィルターは純正と同じ位置に付きますが、フィルター以降の空気を均一化して吸い込むために吸気抵抗となる吸入空気速度（吸入負圧）が均一化される（＝分散化）ために低くなり空気の濾過抵抗（圧力損失）が小さくなるのです（エレスタビエアフィルターにすればより効果的）。



このファンネル、大まかの形は私の設計図面をベースに協力加工工場で製作して頂いています。しかし、私の設計図面通りの製作は不可能であるために、最後は私の手作業によって削りこまれ、磨き上げられて写真のようになるのです。

そして、これを接着剤を使わない熱嵌合方式でエアクリーナーケースに装着して、エアスムーサーとなるのです。



他社様の事は存じませんが、エアファンネルは空力の基礎、流体力学の基礎を理解してなければ設計できません。

ファンネル（funnel）の意味は”漏斗”。ものを集めるものですよね。エアファンネルとは空気を集めるもの。

この吸い込み口の形状と口径、ファンネルの曲率は欲しいとする目的によって変わります。詳しく書くことはできませんのでお許しくださいね。

とりあえず明かせる事としては、エアスムーサーの計算は最大トルク発生回転数付近で約１秒間スロットル全開にした時にノーマルの二倍の空気量を得る事を想定し計算して設計しました。

設計するにあたり基本的な事として
・体積流量（m3/s）＝断面積×平均流速
・質量流量（kg/s）＝密度×体積流量
を知っておかなければなりません。

自動計算させるWEBページもありますが、口径を導き出すためには自動計算ソフトを使ってはできないので自分自身で公式を変形させる必要があります。
また、流体は仕上がりがスムーズであればあるほど壁面に沿うように動く特性があります（最小値での壁面は速度0、これが原因で反転流→渦→剥離乱流生成）。
この悪癖を抑えるパーツがturburator（ボルテックスジェネレーター）であり静電気除去なのです。

曲率は私の完全な計算ではなく、NACA翼型モデルのいくつかから条件にあう翼型の上弦の形状を引用しました。

エアファンネルは吸気を乱流から層流にする役目があります。吸気を加速するんですね。



この境界層σは層流境界層で層流となった流れの事です。ちなみにFORTEで静電気除去を行うと境界層の壁面に近い部分の速度が増すために有益な流路面積を得る事ができるのです。またその事で助走区間が短くできるので空気流量を増やす事ができるのです。

層流に対して乱流の場合の非効率さを表したイメージ図がこちら・・・






エアファンネルと燃料噴射装置の動画



1996年式アルファロメオ155V6TI　DTMレーシングカーの2.5L　V6レーシングエンジン

高回転仕様に合わせたファンネルの長さとレース専用燃料噴射装置の位置関係が解りますよね♪

エアファンネルの形はそんなに複雑ではない部品なのですが、実はエンジンの出力や特性に大きな影響を及ぼします。サクションBOXとなった場合にはBOX容量も重要となります。

エアファンネルは単純な形だけのものではない事をご理解頂けたと思います。

以前にも書きましたがturburatorについては再度機会をみて書きたいと思います。

1月のラリーモンテカルロに向けての最終テストのオジェ選手とRALLY1 YARIS。
ボディデザインはGRヤリスベースだというのが解る動画です。そしてHVシステムの冷却についても解る動画ですよ♪

STARDのフルEVラリークロス＆EVラリー車がシステム冷却に対してかなりの苦心をしていたのを裏付けるかのような冷却システム。やはり競技用の出力が高くてコントロールが忙しいシステムはかなりの発熱があるようですね。この動画からはそれを見てとれます。



そして、走り・・・



これは速い！凄くコントローラブルでしっかりとパワーがスピードに結びついています❤
今年までのアクティブセンターデフではなくなるRALLY1車両なのですが綺麗に自然に動くように前後のトルク配分がなされていて、前後の左右LSDの効き方もスムーズでラグが無い（引っかかり感がない）♪

この違い、私がGC8RA-STI（A車両）からEvo9MR‐RS（N車両）と似たような感じに思えました。
GC8RA-STIは前後メカニカルLSD（前1.5WAY12～14Kg　後1WAY25Kg）そしてセンターデフのDCCDはロックから１段落としのメモリ内での最強でした。
これだと中途半端な車速や荷重移動でのサイドターンやコーナリングは引っかかり感がでて曲げられない。でも、攻めの走り方をすると前後搔きながら回り込んでいく感じのコーナリングができましたねよね。ただ、やっぱり無理感があった。

Evo9MR‐RSのセンターデフはご存じの通りACD（アクティブコントロールデフ）。ステアリングの舵角＆転舵速度、制動G、スロットル開度をACD制御ユニットが同時に演算してセンターデフの差動制限を随時変えるというやつ。GC8から乗り換えた時に相当苦労しました(笑)
人間の感覚だけで曲げていたのがECUとの対話をしながらの操作になったんですからね。

このYARIS RALLY1の動きと2021YARIS WRCとの動きの違いをみて私の競技車両の違いを思い出したんですね。

ちなみにAir Repair iQは私の専門知識にプラスして上記２台の経験値が盛り込まれています。出力関係にはGC8A車両時代の考え方を、駆動系（S-VSCも関係ある）とブレーキ特性やLSDの過渡特性（オイル開発にも関係）、車体構成に関してはEvo9MR N車両の考え方を・・・

R888R投入直後テストのオンボード・・・


コロナのせいで様々な事が変わりタクシー乗務を兼業で始めなければならなくなった・・・
テストする時間が激減した。
悩ましい・・・

これはいい♪
旧FIAT　PANDAのR5ラリー者化！
6R4を彷彿とさせる(笑)
こういう真面目なスワップは好き❤





フォードのWRCファクトリーチームであるMスポーツが造るとスワップマシンもサラブレッド。