油圧とエンジン出力

今日はオイルポンプ仕事を計算してみます。

オイルポンプのする仕事率Ｌは下式で求めることができます。

Ｌ＝Ｐ×Ｑ　（Ｗ）

ここでＰはオイルポンプ出口の吐出圧力（Ｐａ）、Ｑはオイルポンプ吐出流量（ｍ３／ｓｅｃ）です。

吐出圧力Ｐは先日の測定で５～６ｋｇｆ／ｃｍ２＝５００～６００ｋＰａ

吐出流量はサービスマニュアルなどを見ても載っていないので、ここではニサーンスカイラインＧＴ－ＲのＲＢ２６のオイルポンプ流量で計算してみます。
ＲＢ２６は鋳鉄ブロックの６気筒で、Ｓ２０００のＦ２０Ｃはアルミブロックの４気筒という違いはあるものの、アルミの方が熱間時のオイルクリアランスが大きくオイル洩れ量が多くなるので、気筒数分の影響はちょうど相殺されると考えられます。

ＧＴ－Ｒレース仕様車の技術開発（グランリ出版）によれば、量産車のオイルポンプ吐出量ｑは１１．５ｃｃ／ｒｅｖとのことです。
ＲＢ２６の場合、オイルポンプのロータはクランクシャフト前端に付けられているので、エンジン回転数とオイルポンプ回転数は同じです。
エンジン回転数をＮ（ｒｅｖ／ｍｉｎ）としたときのポンプ吐出量Ｑは

Ｑ＝ｑ×１０＾（－６）×Ｎ／６０

この式から各エンジン回転数に対するオイルポンプ仕事を計算したものがこちらのグラフです。


油圧が６００ｋＰａのとき、９０００ｒｐｍでは約１０００Ｗくらいの仕事率になっています。
１馬力は７３５Ｗなので、１０００／７３５＝１．３６馬力
つまりオイルポンプは１馬力前後のパワーを使っています。

ここで油圧違いを見てみると、５００ｋＰａと６００ｋＰａでは９０００ｒｐｍ時で約１７０Ｗの差があります。
馬力換算では０．２３馬力
Ｓ２０００は公称馬力が２５０馬力ですから、約０．１％の差に相当します。

オイル粘度が高くなると
１、各しゅう動部のオイルのせん断抵抗が増える
２、吐出圧力変化に伴うオイルポンプ仕事が増える

という二つの変化があるわけですが、２のオイルポンプ仕事については計算上も無視できるくらいの変化しかないということがわかります。