- ATSU -のブログ一覧

続きはコチラのブログで。（2018.7）

最近本分の勉強が全く進まないATSUです。


頭から離れない事は一歩「上」をいく車を作る事。つまり車の限界を上げる事。











そのために自分と全く関係ない自動車工学を自学自勉しはじめました（笑）













そこで学生の特権発動。大学図書館にHIKIKOMORI・・・・・いやヒキコモリ。



今まで踏み込んだ事のない工学書コーナーへ。あまり揃っているほうだとは思えませんがそれなりにタメになりそうな書物達。


でも数式ばっかりで文系の自分にはサッパリわかりません(爆）











でもその中で色々と考える事がありました。以下自分のメモ書きのようなものなので無視して頂いても・・・・もし分からないところは御自分で調べたり・・・ってそんな酔狂な人は聞いてもらっても答えられる範囲で答えます（笑）
てか間違ってたらツッこんで下さい(爆）


①まずはタイヤ。


勘違いしていたのがコーナーで荷重移動して外側のタイヤに面圧を掛けることでコーナリングスピードを上げていくのかと考えていました。確かにその通りなのですが実は外ばっかりに仕事させると、車全体で見たコーナリングフォースは減少していきます。
なぜならタイヤのグリップは面圧に応じて線形ではなく非線形でグリップの増加が減退していってしまうからです。

例えば静止状態で左右のタイヤにそれぞれ100kg（トータル200kg)の荷重が掛かっていて、荷重移動で外側のタイヤに150kgの荷重を乗せたとしてもタイヤのグリップは1.5倍になるわけではなく、1.3倍だったりするわけです。（尚、以降の数値は分かりやすいように適当に書いてます）
なのに内側のタイヤは荷重移動で50kgになっているのでグリップ力は減少方向だと素直に0.5倍になったりします。（そのタイヤのグリップ線形形状によります）

ので、静止状態のトータルコーナリングフォースを「２」とすると、荷重移動した場合では1.3+0.5で「１．８」の力しか得られないわけです。つまり静止状態のタイヤよりも限界が下がっている事になります。

という事は荷重移動は極力せずに曲げてあげるのが数値的には良い訳です。ただ人間の感性的に動かしやすくなるかどうかは別物です（＾＾；



②荷重移動と来ればロールセンター。

確かにロールセンターは重心に近づける、つまり一般的な車ではアーム角度補正などでロールセンターを上げる事はロールモーメントによる荷重分散を抑える事ができ、外側のタイヤばかりではなく内側のタイヤにも荷重を残しておけるので左右だけで見た車全体のトータルコーナリングフォースは挙がる事になります。

しかし、近づきすぎても今度はアームについているバネの反力の差が左右に生じてしまうので、ジャッキアップ（ジャッキング）現象が起こってしまいます。
つまりコーナリングしている場合、しかもフロントのみ考えた場合は折角ブレーキングなどで作った前荷重が、ロールする事でジャッキアップ現象によりフロント全体の荷重がリアに逃げていくことになるので、結局車全体をみるとあまりよろしくない事になります。

ここでスタビライザーの登場。トータルコーナリングフォースを上げつつも内輪のジャッキアップを押さえつける事ができれば問題解決です。ただこの場合スタビによって内輪の面圧がロールすればロールするほど奪われていくので結局バランスを考えてスタビレートを決める必要があります。






逆にロールセンターを下げた場合。世間一般的にはこちらですね。

上記とは逆に重心とロールセンターが離れて描く円の半径が大きくなるので、荷重が横方向のベクトルに分解されていきます。（尚重力加速度は横Gが大きくなればなるほど及ぼす影響が小さくなっていきます）
つまり計算式から数値だけ見るとトータルコーナリングフォースは下がります（汗）

しかし今度はジャッキダウン現象が生じてきます。これによってフロントのみ見た場合逆にフロント全体の荷重量が増えるので限界が上がります。

しかし内側の伸びが弱くなってしまうためスタビライザーは弱くするほうが内側の面圧を稼げるのではないかと考えます。



そして結局は前後のロールセンターを結ぶ、車全体のロール軸を考えます。一般的に前下がりのロール軸にする事でアンダーステアの扱いやすい特性になるといわれているようです。またロール軸を基準に考えると、前後のバネレートを変えていても左右それぞれの前後のトータルバネレートで車のロール角度は変わってくるという事に注意ですね。例えば極端に言えばF：15k　R：5k　のバネをつけている車と　F:10　R:10Kのバネをつけている車を比べると、左右それぞれの前後輪あわせたバネレートは20kなので車全体のロール角度は変わらない事になります（この場合ロール軸は前後方向に傾き０の場合）

これらを色々と考慮してバランスさせていくことが重要なわけですね。まあ重心と近づけたほうがメリットが大きそうですが。
トレッドも広げれば広げるほど荷重の移動量が減っていくので限界が上がるのでしょうね。



③意外と工学書の計算式には入っていないバネレート

これはバネをやっている方から聞いた話。バネは硬くなれば硬くなるほどタイヤへの入力が増していくらしい。
ただ上げれば良いってモンでもなく、路面追従性を考えるとこの辺もバランスなのはご存知の通り。





これら車のアーム達の動きにはどうしても質量だったり荷重移動だったり重力加速度だったりアーム取り付け角度設定などが絡んできます（汗）

現状ある程度車のバランスは整ってきたので、今後はこの辺を考えながら車をセッティングしていきますかね。主に「タイヤの限界」から「その先の限界」の間を使える様なセットがベストなんでしょうね。





これにまったく惑わされない魅力の成分が「空力」

結局そこかって感じですね・・・一度風洞実験室にいれてもらえないかなぁ？（笑）
この辺は実際に風洞に入れて実験されている方に聞くのが一番なのでしょうね。
でも自分のポリシーみたいなものですが外装はノーマルで行きたいのでGTウィングは却下です（爆）
なので車体下側で何とかできないものだろうか？
車体底面フルフラット、欲を言えば3D風洞解析したパネルをつけることが出来たらそれはそれは効きそうですね。ジムカーナの速度域で効くかどうかは甚だ疑問ですが。。。


なので少し空力も勉強してみようかなぁ？

そんな所。

足回りについての考察の続きはコチラのブログで。（2018.7）

いつもの事ながら気が付けば車に2週間乗ってないなぁ

ATSUです。





今日はオイル、特にミッションオイルについての疑問。


「どんなオイルを使えば良いのか？」


一番不明瞭な部分ではないかと思います。しかしこれも求める性能によって何が良いのかの定義が変わるので難しいですね・・・。







そこで普通オイルを選ぶ基準となるのが「粘度」と「オイル規格」になると思います。

粘度があがれば金属保護という意味では良いのかもしれないですが、抵抗が増えるので闇雲に挙げれば良いわけでもなく。さらに粘度だけでなく多くのメーカーでは公表していますが「動粘度」というものもあります。
どちらかというと高温時のこの動粘度が油膜形成には重要らしい？
詳しくはエンジンオイルの話が中心ですがこちらのHPで述べられています。頭が文系の自分でも理解できたつもりになりました（笑）


一番最後に気になる表記があります。
＞一回の冷間始動で生じる摩耗量は，雑な評価とはいえ，温間走行距離に換算して 30 km とも 150 km とも言われる

たしかに始動する時にはオイルはオイルパンに落下しており各制動部に油膜形成できているとは言い難い状況なので負荷が掛かっていそうです。
そう言われれば最近のアイドリングストップ付の車の純正指定のオイルは勿論単純に粘度を柔らかくして燃費を稼ぐためもあるかもしれませんが、始動時の対磨耗性を考えているのかもしれないですね。

また粘度表記について、wikiにも書いてありますがギアオイルのSAE J306規格で75W-90と書いてある物は、エンジンオイルで言う10W-40とほぼ同じ粘度らしいです。トリビア。
更にwikiにはオイルポンプをもたない普通のミッションの場合、ギアケースに溜められたオイルに歯車の一部が浸され、歯車の回転だけでオイルが攪拌される機構なので高粘度でないと油膜保護できないと書いてあります。トリビアトリビア。





粘度以外にオイル規格なるものがあります。
ミッションオイルであればGL表記されてますね。これもwikiによれば極圧添加剤などの配合分量で区分しています。
よくオー○バックスなどで売られている安いギアオイルでもGL-5規格だったりするのは、ベースオイルは安いが添加剤で極圧性能を上げているのかもしれないです。
ついでにLSDに使用可とか不可とか書いてあるギアオイルの違いは極圧性能にあります。LSDはプレートとプレートが凄い圧力で接しているので、この部分の油膜を保持するためにはそれ相応の性能が求められるわけです。
特にFR車のリアデフでありがちなハイポイドギアの場合は、LSDがなくてもこの性能が求められるため、純正でもGL-5指定が多いみたいです。






でもこの添加剤が問題なのです・・・・。





極圧性能が良くなることはギアを守るという意味では非常に重要です。しかしその性能を上げている添加剤はミッションのシンクロなどに使われている銅などを侵してしまい、ライフを縮めてしまうらしいです。。。
なのでFR車の場合FR専用のトランスミッションオイルなるものが用意されているわけですね。ドリフトや連続周回をしないのであればGL-5は控えた方が良さそうです。FR専用品でもGL-5規格がありますが、これはサーキット専用orシンクロの耐久性などを考えた添加剤が入っているのかもしれないです？
（しかしFF、MR車や一部の４駆のようにミッションとLSDが一緒のケースに入っている場合はLSDを優先的に考えるため、添加剤を入れざるを得ないのでしょうがないですが・・・。）

なのでGL-5規格の高い良いオイルだからといって入れてしまうとサーキット走行中などはいいですが、長い目で見たミッションの耐久性はどうかというと？？

ちなみにトヨタのFR純正指定オイルはGL-3、日産FR純正指定オイルはGL-4です。やはりメーカーは耐久性なども考えて色々考慮されているのですね。




個人的にも競技されている（LSDが入っている）FF、MR車のシンクロはよく逝くなぁと感じていたのは、もちろんそもそもの設計的なこともあるとは思いますがオイルが関係しているのかもしれないですね。
FRはFRでオイル交換する箇所が多くて出費がかさみますが（泣）


まだまだ判断基準はありますが、これらを踏まえた上でオイル選びをすると一味違うかも？？

オイルについてはコチラのブログで続きを記載してます。

やっとこさ国内B級ライセンスを取得したATSUです。


悩みが1つ。ロール剛性をどう取るか。




自分の車はピッチングセンターが変更されているので、シルビアなどに定番となっている前後バネレートバランスが当てはまりません。
それについては以前のブログで述べた通りで、フロント沈み込み量が増えています。
沈み込むのはいいんですがフロントのロールが大きくなって困っていました。


そこで先週フロントのロール剛性を上げるためにまずはスタビライザーを導入、しかも強化品を導入してみました。
確かに良くなりましたがまだ少し足りない感じがします。


なので結局バネを固めていこうかなと考えたりしましたが・・・正直前後ピッチング(沈み込み）は現在ので良い感じです・・・。
むしろもう少し柔らかくしてサイドターン時のフロント軸を作りやすくしてもいいかと考えています。でもそんなことしたらロール剛性は下がるし・・・。









てことでロールセンターに手を付けてみようかと考えています。ロアアーム角度を変えてスカッフ変化量をポジティブにできれば限界も上がるはずです。

そこでよくあるロールセンターアジャスターと呼ばれる社外ボールジョイントがありますが欠点として

・　ジョイント耐久性に疑問を感じる事
・　ロアアームのみ押し下げる事になるのでロアアームにあるタイロッドストッパーを加工ｏｒ社外タイロッドエンドにしないといけない
・　アジャスターによって下げられたロアアームがブレーキローターと干渉する可能性



という問題があります。そこで考えたのが「社外ナックル」。
さすがドリ車として名を馳せているシルビア。社外ナックルなんて存在しています。他の車種からしたらありえない社外パーツの充実振りです(^^)ｂ

いわゆる純正加工ナックルはただ単に切れ角アップしているだけなので除外します。

有名な社外品としてGPスポーツのナックルがあります。


これならアッカーマンを変更せずにロールセンターを20mm上げる事ができるらしい。
更にGPのHPにも書いてありますがロアアームとブレーキローターのクリアランスも気にせずに済みそうです。逆にこの取り付け方だとスクラブ半径が大きくなりそうですが、その辺は加工するので問題なし？
ナニハトモアレ切れ角アップはいりませんが特に不具合はなさそうです。鋳造一品物で強度もありそうですし。
唯一の欠点は値段ですかね？（汗）


これでフロントのブレーキング時の沈み込み量は変えずに、ロール剛性を上げる事が出来るのではないかと考えています。










で、ナックル色々調べてるとこんなものまで存在しています！



Driftworksという海外のメーカー。要約するとフロントは50mm、リアは45mmロールセンター補正するというスグレモノ。
でもそこまで補正されてもしょうがないんですよね（＾＾；
これだとロアアーム等をかなり加工しないと取り付けできないと考えます。
でもリアナックルは気になります！これであればロールセンターだけではなくて日産特有の車高下げたときに起こるアーム類の動きの渋さが解決できそうですし。純正形状ゴムブッシュアーム使用者にとっては目から鱗です。
更にスカイラインの2podキャリパー移植も加工なしでいけると言ってますし。

ただ海外製品の場合精度が疑問に残りますね。
輸入代理店が近所にあるみたいなので遊びに行ってみようかな～？

前言っていたブローバイについてですが、ブローバイガスはシリンダーなどの間から漏れたアツアツの生ガスとエンジン内部を漂っているオイルミストが一緒になって出てくるガスのことを指します。生ガスを含んでいるので一般車はもう一度燃焼させないと車検に通りません。


しかしオイルを燃焼室に入れたくない、アツアツの空気を吸わせたくない。


オイル燃焼させるとススの原因にもなりますしね。レーシングカーなら間違いなく大気開放で問題解決ですが、ナンバーつきの自分の車でやる訳にいかないので考察してみました！間違いあればご指摘お願いしますm(--)m



SR20エンジンは以下のようなブローバイ配管がついています。



超簡略図


エンジンとインマニが繋がっている配管（図ではB1）と、エンジンとサクションパイプに繋がっている配管（図ではB2）の2本あります。

これはSR20に限らずどんなエンジンでも基本的にはありますね。ちなみにSR20はこれ以外にもう一本エキマニの隣にありますがあれはリターンパイプなので割愛します。


世間一般的にB2の配管にオイルキャッチタンクをつけて、ミストオイルを燃焼室に入れないようにします。自分も先日つけました。
ブローバイガスはどうしても出てきてしまうもので仕方ありませんし、生ガスをGTカーみたいに大気開放にするわけにもいかないので純正はサクションに戻してもう一度燃焼させるわけですね。
B1はエンジン側からインマニ方向へしか空気が流れないようにワンウェイバルブがついています。

負圧の発生の仕方を考えると、スロットル全開時はインマニはブースト掛かっているので加圧された状態、かつサクションは空気の流れがあるのでブローバイガスは引っ張られてB2から排出されます。
逆にスロットル全閉時はインマニは負圧で、サクションはほぼ大気圧です（厳密には違いますが）
この時出てきたブローバイガスは圧が低い方に逃げようとするのでB2には流れずB1を通ってインマニに入るものと考えられます。

つまりB1にもオイルキャッチタンクをつけなければオイルはどうしても燃焼室に入ってしまう事になりますΣ(ﾟ□ﾟ;)!!

B1を殺してしまう事も考えましたが、全閉からスロットルを開けたときにB1からの空気を吸ってクランクケースの内圧を減らして低回転時のトルクを補っている可能性を考えると無下に殺す事もできず・・・。



でもブローバイガスをエンジン内部に入れたくはないので結局B1にもキャッチタンクをつけるのが一番かと考えたり？
しかもこの部分はスロットル以後なので気密性が保たれたものでなければなりません。。。

更にブローバイガスの温度は高いので、できたら一度冷却して戻してあげれば効率よくなると考えます。


以上のことからもしかしてエンジンルームにエンジンオイル用のキャッチタンク2つ付けると言う謎な展開になったり？


2019.3.21
続きのブログを書きましたのでご覧ください。

久々に高校時代の旧友宅飲みして疲れたATSUです。


先日の練習で気づいた事は、自分の腕のなさでした。というより度胸のなさでしょうか？
ブランクがあるとはいえ、外から見てみると不甲斐ないものなのですね・・・。あ、動画を撮って頂いたAbel Gonzalezさんありがとうございました！


様々な方から頂いたアドバイスは「パーシャルが長すぎ。全開にしてないでしょ？」というものでした。そのアドバイスを聞いて「よし踏むぞ！」と意気込んでアタックしたら一気に一秒短縮できたので、踏む度胸のなさが浮き彫りです（汗）




そのドライバーを治療する事はこれからゆっくり(!?)やっていきますが、踏めるようになって出てきた車側の問題があります。

先日のメンバー加工のお陰でリアの逆スキッドが付いているため、フロントの沈み込み量が増えました。つまりフロントのロールが激増しました（汗）





証拠写真。Photo presented by NTL

1速のパーシャルでコーナリング中。ロールが大きすぎですね。
リア足が伸びるようになったのでフロントの縮み量が大きくなったものと考えられます。その結果のジャッキアップ現象ですね。
リアのトラクション、スキッド角の議論は今月号(2012年6月号）のドリフト天国によく特集されてますね。時代を先取りして自分はもっとヘンテコなことしてますが（笑）

でも自分の様にドリフトでなくグリップで速く走るためには、雑誌のようにリアだけでなくフロントとのバランスを考えないといけません。(ドリでも勿論重要です!?)

単純にフロントバネレートアップが一番ですが、スプリング意外に高いし・・・。

という事でまずはスタビのレートアップを敢行してみようと思います。これも前後バランスを考えながらですから難しいですね・・・。あんまりスタビは弄りたくないのですが・・・。



次回はセッティングしつつブローバイ配管について考察してみたりしなかったり！？