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今の職場に異動してから約３年が経ちました。
通勤では東北新幹線、埼京線、武蔵野線を使っています。

異動後は新型コロナの影響で在宅勤務の日が多かったのですが、昨年GW明けからは出社が多くなり気が付いたことがあります。

埼京線、武蔵野線ではたびたび「体調不良の乗客救護のため遅延が発生しています」という案内があります。

夏は”こんだけ暑かったら体調も悪くなるよなぁ”とか思ってたのですが、実際はあまり季節に関係なく体調が悪い人がいるようで、月に2～3回は遅延が発生してる気がします。

で、ふと思ったのですが、学生～社会人４年目まで電車で通学、通勤をしていた9年間で乗客救護の案内を聞いた記憶がないのです。

学生時代は総武線、京葉線、内房線を使っていて、京葉線は強風、内房線は踏切事故が発生して遅延してましたが、総武線、京葉線含めて乗客救護で遅延があった記憶がありません。

埼京線、武蔵野線の沿線は激務の人が多いのか？とかコロナワクチンのせいなのか？とか、昔は体調不良で倒れてる人がいても無視してたのか？とかいろいろ気になってきました。

なにか理由知ってる人いたら教えてください。

さて、本日の本題です。

今年は暖冬っぽい日が続いてますが、朝はかなり寒くなってきました。
宇都宮は最低気温が-2℃くらいまで気温が下がります。

気温が下がるとS2000のエンジンスターターの回りが悪くなるという問題が発生します。

特に電車通勤するようになってからはほとんどS2000に乗らないのでバッテリーも上がり気味で、先日はエンジンかかる前にバッテリーが上がってしまいました。

で、またふと思ったのです。
スターターの回りが悪い原因はなんだろうか？
①エンジンが冷えていて、メインジャーナルオイルクリアランスが小さく、クランクシャフトの回転摩擦抵抗が大きい。
②カストロールRS 10W-50が冷えていて粘度が激高くクランクシャフトの回転摩擦抵抗が大きい。
③バッテリーが上がり気味で元気がない。
④バッテリーが冷えていて元気がない。
⑤スターターモータが劣化していて元気がない。

予備のバッテリーを家から持ってきてつないだらそこそこ元気良く回ったのでたぶん③と④なのですが、①の影響を計算してみることにしました。

摩擦は直接計算できないので、オイルクリアランスの変化を計算します。

計算はシリンダブロック、ベアリングキャップ、メインベアリングの寸法および線膨張係数を下記の値として、温度別に寸法変化と常温時のオイルクリアランスから計算しました。

実際の形状やベアリングキャップボルトの影響等も考慮すべきですが、おおまかな値を知りたいだけなので今回は考慮していません。

線膨張係数
・シリンダブロック（アルミ）：2.1×10^(-5)
・ベアリングキャップ(鋳鉄)：1.1×10^(-5)
・メインベアリング（スチール）：1.1×10^(-5)
・クランクシャフト（スチール）：1.1×10^(-5)

寸法
・メインジャーナル径：Φ55
・シリダブロックジャーナル内径：Φ60
・メインベアリング肉厚：t2.5

常温(20℃)オイルクリアランス(サービスマニュアル記載値)
・17～41μm（中央29μm)

計算結果


僕のS2000の常温オイルクリアランスがいくつかわからないので、ここでは中央値と仮定すると、20℃では29μmです。(グラフの①)
エンジン始動時のエンジン温度が0℃だとすると、このときのオイルクリアランスは24μmという計算結果になりました。(グラフの②)

オイルクリアランス24μmは大きいのか小さいのか感覚的にわからないので、オイルクリアランス設定の最小値と比較します。

すると、常温の設定最小値は17μmになっているので、24μmはそんなに小さい値ではないということがわかりました。

今回の計算はあまり正確とは言えないのですが、ついでに-20℃のときを見てみます。
宇都宮では-20℃になるときはないものの、日本でも北海道では普通にありえる気温なので、-20℃でエンジン始動できないと困るはずです。

オイルクリアランス最小設定時の-20℃オイルクリアランスは7μmでした。

7μmでエンジンかかるなら、24μmだったら余裕で回ると思われます。

なので、0℃くらいであればエンジン始動時のスターターの回りが悪い原因はメインジャーナルのオイルクリアランスが小さいことが主たる理由ではなさそうだ といことが今回の計算でわかりました。

ということで、予備バッテリーを家で充電して交換したいと思います。