minerのブログ一覧

例のネタ工作ですが、mode4でちょっと不備を発見。
このもーどでは、もうスロットル開度(3倍)連動に近いんですが、アクセル抜くとソコソコ空気を吸っていてもFAN回転が落ちてしまいます。
最低でも空気流量分を回すように変更しなきゃ。これをmode5にするか！？

といっても、大したことはしておりません。
しかも実際には週末の作業だったんですが、某大作にかかりっきだったので遅ればせながら。

まず足回りは、リアの車高を8mmほど上げました。(アーチハイトでF:330mm/R336mm位)
あとはフロントのトーをわずかにアウト気味のニュートラルに調整。
でも外径の大きいタイヤ(225/50R16)なので、元気に(FANのテストで)走るとインナーフェンダーに接触してます。これを見越してリアを上げたので、成田でフロントを少し上げないといけないかも。
つぎに普段はつけていない4点式シートベルトを準備と思うとなぜか、肩ベルトが一本だけ無かったので捜索...。(何とか今日、発見しました)

あとは週末にビニルテープを買いに100円ショップに行きましたが、その時にコンパクトカメラ用のミニ三脚があったので材料用に購入。
ドライブレコーダー用にUSBカメラをつけているんですが、基本室内用なので振動に対してボールジョイントの部分がユルユルで、すぐ微妙にあっち向いてホイ状態になるのでした。このボールジョイント部分を取り去って、ミニ三脚の雲台部分(というか足をカット)にタップを立ててボルト固定にしました。
これでいつもまっすぐで撮影可能です！

ターボラグの解決方法としては、スーパーチャージャー的な物しかないと考えて
いましたが、実現するためのデバイスが、方式だけでなく費用や設置場所や
パワーソース、配管等の問題で決定できなくて長期間頓挫していたわけです。
その中には、今回の材料になった電動FANももちろんあったんですが、過給効果
が殆ど望めないことから除外してました。でもGRIDから発売されているインラ
インブロワーの記事などを見ていて閃きました。過給はかからなくてもコンプ
レッサーを予備的に回すには丁度いいのでは！ と。
(といいつつ、それから5年くらい経ってますが)

ちなみにGRIDが扱っているφ100mmのインラインブロアは、見かけが少し
おもちゃっぽい(マリン用？)ですがデータシートを見てみると
　12.0V 230CFM(6.5m^3/min)、100CMF時静圧　1.15inch,H20　約3.5A
　13.6V 250CFM(7.0m^3/min)、100CFM時静圧　1.58inch,H20　約4.5A
となっていて、結構な風量を稼ぐことができます。
たしかに計算上は2LくらいまでのNAエンジンならまかなえそうな感じです。
データシートは12Vと13.6Vで電流差が大きすぎで、データシート自身の信頼性に
クエスチョンがつきますが...

あとはファンの性能を超える風量が流れる場合には、羽が遮蔽物となるため
内径がφ100mmでモーター部の直径をφ50mmとすると面積的にはφ86相当になり、
さらにファンの羽や支柱もあり、壁面の増加もあるので最悪φ60mm相当くらいになりそうです。
空気抵抗的には無視はできないけど、取り付け箇所を工夫すれば何とかなるレベルでしょうか？

しかし2Lターボエンジンには、圧倒的に風量が不足しているわけでして...。
ちなみに最低限の要求を計算してみると
エンジンの要求空気量(1atm)は、過給圧1.0として7000rpmで(理想値)、

2L x 7000rpm x (大気圧1.0　+　過給圧1.0)　/　2(4サイクルエンジン)
=　12000L/min
=　14.0m^3/min

となります。つまり、GRIDのブロワの7m^3/minでは、ぜんぜん足りないわけです。

あと一番の問題はON/OFF制御しかできないことで...。
仮にアイドルスイッチでON/OFF制御するにしても、
少しでもちょっとアクセルを踏み込むといきなり全開でFANが回るのはちょっと...
外部でPWM制御してもいいけど、あまりにも信頼性に問題が出そうだしと。

もちろんエンジンの基本性能を底上げできるようなものではないのですが、
ターボラグを減らすための、プリ・ローテーター(?)としては何とかなりそうな
気がしてきませんか？

(つづく)

ぐる万さんのところのシリーズ物が面白いので、ちょっとまねて...


さてほぼ完成となったネタ的工作ですが、それに至る道を数回のシリーズにて
紹介してみようかと、まとめてみました。まずはベース知識編です。
-------------------------------------------------------------
排気タービン(ターボチャージャ)を装着したエンジンでは、その特性から低負荷
から高負荷への移行時に、過給がかかりだすまでのタイムラグ(俗に言うターボ
ラグ)がどうしても発生します。これはターボチャージャー自身の構造によるもの
と、装着するエンジンでは異常燃焼予防のために圧縮比が低めに設定されて
いて、過給がかからない領域では効率が悪いというのも原因のひとつになって
ます。
とにかくこのターボラグが気になるわけで、何とかしたいと常々思っていたわけ
です。もちろん排気量アップが王道だとは分かっていますが、そこを何とか少な
い予算で何とかする/したいと考えるのが面白いわけでして。


このターボラグを減らすために、ブローオフの戻りをコンプレッサーの上流に持
ってきたり、コンプレッサーの素材をセラミックやチタン等に変更することで、
回転部分の回転モーメントを減らしたり、
ターボチャージャーを１機から、より小さい２機(ツインターボ)にすることで小
さなコンプレッサーとタービンにして回転モーメントを減らしたり、さらに負荷
に対して２機(以上)のタービンを段階的に回して、低負荷域の回転モーメントを
減らすシーケンシャルターボ等が実用化されています。
それ以外にもターボーチャージャー自身の改良として、コンプレッサーやタービ
ンの羽形状を変えたり(斜流やハーフブレードなど)、排気の合流の仕方をかえた
り(ツインスクロールなど)という工夫もされていて、それぞれメリットとデメリ
ットがありますが、あまり決定的な対処法となっていないのが実情です。

また自動車用の過給器としてはスーパーチャージャーも有名ですが、主に使われ
ているルーツブロア式のものでは機械的な損失が大きく、特性的には低回転に強
く、高回転はいまいちという感じになります。ただスーパーチャージャーを回す
のが通常はエンジン回転に比例しているため、低回転と高回転を両立できないの
が原因のひとつであるので、例えばCVT等でエンジン回転に対して可変式にでき
れば面白いと思うんですが、やはり機械的な損失はなくならないのでエコな世の
中では生き残りが難しいデバイスになっったということなんでしょうか。
また一部では電気式のスーパーチャージャもあるようですが、種類も少なく高価
なので、あまり現実的な選択肢ではないようです。
とすると低回転ではスーパーチャージャーで、高回転をターボーチャージャーが
受け持つようなシステムがあれば面白いですが、実際にツインチャージャーとし
て製品されていて、これもちょっと古いですが日産のマーチR、マーチスーパー
ターボのMA09ERTがありましたが、システム的に複雑で市販車に簡単に採用できる
ものではないので、現在では採用されることもなく廃れています。
でもスーパーチャージャーのデバイスが簡単に手に入るのなら試してみたいもの
です。2Lエンジンで考えると容量的に適合するのは、しばらく前のものになるけ
どトヨタの1Gエンジン(1G-GZ)用のスーパーチャージャがあったので、これが手
に入れば何とかなりそうな気もしますが、実際にEJ20に取り付けようとするとス
ペースが無いのでどうしようもなさそうです。調べるとエスティマの2TZにも、
スーパーチャージャ付きの設定があったようです。あと小倉クラッチで作っている
みたいですね。でもサイズを見るとむりポ。

ということでスーパーチャージャの線は捨てがたいですが、自前でやるには主に
コスト面で大変なのであきらめます。でもこの路線に解決方法があると信じて...

(つづく)

さて、最近はモータースポーツとすっかりご無沙汰しておりますが年に一度くらいは(?)ということで、去年に引き続きあくろぽりすさん主催のCoupe De BHC 2010に参加したいと思います。

これはアルピーヌA110を主体とするオーナーズクラブさんの成田モータランドの貸切ミーティングですが、非常に場違いな車ながらこそっと参加させてもらいます。
非常に流麗な曲線を持つAlpine A110を多数見ることの出来る機会ですので、見逃せません！
(写真は去年のもの)

それで準備をしなきゃいけないわけですが、特に予算も無いので基本は現状のままで行きます。とはいえ冬用足回り(DMS Ｒａｌｌｙ)+スタッドレスのままでは普通にダメですので、夏用足回り(ＡＰＥＸ N1typeV)+ラジアル(AD07 NEOVA)に変更しました。(これは先週に作業？ いや先々週だっけ？)
アライメントはトーのみ大まかに合わせただけなので、明日にでも少し車高を上げて、キャンバーとトーを調整したいと思います。

実はCoupe De BHC 2010をターゲットに製作を始めたインテーク系に挿入するFANですが、暫定だった配線の取りまわしをやり直しコルゲートチューブに収めたりしてハードウェアとしては完成しました。
PICマイコンの制御プログラムは、もう少しいじる必要がありますが90%位の完成度になりました。まだ街中でのテストだけなので、当日までにくねくね道で少しテストをしてファームウェアにフィードバックしておかないとね。

FAN制御プログラムのメモ
- アイドリング域は回転数を見てFANリレーをオフ 1200rpmでON、1000rpmでOFFくらいに設定予定
現状はMode2-5ではアイドル域でも回っているので、ちょっとアイドリングが怪しい。
- Mode3(AirflowからFAN回転数を決めて、スロットル-回転数マップで補正)の補正係数をもっと過激に？
10%～20%増量程度だと誤差みたいなもの？
- Mode4(スロットル-AirflowマップからFAN回転数決定)では、もう一段スロットル開度が低い状態から効くように変更する


追記、
自転車のスポークをリムに固定/調整するニップルが一個破損しました。
ロード用ということもあり比較的スポーク数が少ないので、それだけでリムがよれよれに...。
橋本駅前の自転車屋に預けてきたので、明日取りに行かなきゃ。