バイク用レギュレーターの考査について・No.1

【考査内容】
・オープン方式レギュレーターの考査

【考査日時】
・平成30年4月6日・10:00～12:00

【考査の経緯】
・最近オープン方式レギュレーターの情報を得ました。
そこで、一般的なショート方式のレギュレーターとの比較や実際に使用した場合の効果について考査してみる事に！

【考査に使用した部品】
①オープン 方式レギュレーター

・スズキのTL1000に使用している三相オープン方式全波整流レギュレーターです。

②ショート方式レギュレーター

・各メーカーが使用しているFET式ショート方式三相全波整流レギュレーター
※（サイリスタ式より高効率なＦＥＴ素子を使用したレギュレーターです）

【考査の状況】
・考査に使用したCBR1000です。

・省電力化の比較がしやすいよう負荷電力を「エンジン関係」のみにしました。
※（ヘッドライト等を取り外した「レース仕様」に変更しています）

【測定結果】
①ＦＥＴ式ショート方式レギュレーター
1.ジェネレーター出力電流
・2000rpm＝19A
・5000rpm＝21A
・8000rpm＝23A
2.レギュレーター出力電力
・2000rpm＝11A・14.7V
・5000rpm＝11A・14.8V
・8000rpm＝11A・14.8V

②オープン方式レギュレーター
1.ジェネレーター出力電流
・2000rpm＝11A
・5000rpm＝11A
・8000rpm＝11A
2.レギュレーター出力電力
・2000rpm＝12A・14.9V
・5000rpm＝12A・14.8V
・8000rpm＝12A・14.8V

【事前情報】
1.ジェネレーター出力電流について
・ジェネレーターに流れる電流は、一般的にエンジンの回転エネルギーを電力に変換した際に流れた電流で、エンジンからエネルギーを取り出した値の目安で、充電に必要な出力電圧（DC14.8V)に近づくとジェネレーター電圧を一定の電圧（AC8～10V)となるとうに電流を制御（発電機側をショート状態）されます。

2.レギュレーター出力電力について
・ジェネレーター出力電力は、エンジンに装備されている負荷設備（燃料ポンプ・点火系・インジェクション・バッテリーなど）に消費された電力となります。

3.ショート方式レギュレーターについて
・ショート方式のレギュレーターは、バイクの電装に必要な電圧を調整する際に、「発電機」ジェネレーター側をショート（短絡）させる事で調整する方式です。

4.オープン方式レギュレーターについて
・オープン方式のレギュレーターは、バイクの電装に必要な電圧を調整する際に、「発電機」ジェネレーター側をオープン（解放）させる事で調整する方式です。

【考査結果】
1.ジェネレーターの発電エネルギーは、エンジンからの回転エネルギーから得ているため、ジェネレーター出力電流の数値に比例して取り出しています。
また、ショート方式のレギュレーターは、たとえ電装が消費していなくてもジェネレーター側はショート状態となっているため絶えず最大値に近い電力を消費をしている状況になっていました。
よって、エンジンのエネルギーはその分ロスとして余分に消費していて、その数値は「約１～３馬力程度」となります。

2.ショート方式からオープン方式へ変更した場合の効果について
・今回のCBR1000（レース仕様）で実験した場合、オープン方式へと変更した事で得られた「余剰馬力」です。
この、「余剰馬力」の根拠は、従来のショート方式ではジェネレーター側をショートさせて電圧調整を行っていて、ジェネレーターが常に最大発電状態となっているため、その分エンジン抵抗として負荷となっています。
そのエンジン抵抗としての負荷は、ジェネレーターの発電能力に比例していて、CBR1000の発電能力は［約400W／3000rpm］で、エンジンの回転に比例した負荷として常時エンジン側に負担となっています。
その、エンジンに掛かっている負荷を少なくさせるため、車体が必要とする電力以外の余剰電力（余剰電力＝最大発電電力－必要電力）をエンジン側に負担させなければ使用できる馬力についても増える事になります。
その余剰電力は、CBR1000（レース仕様）の場合［約150～250W程度］で、発電ロスとしては約50％もの改善となりました。
因みに、エンジンをアイドリングの状態で、純正のショート方式レギュレーターのコネクターを抜き差しして、エンジン回転数を見ると、約300rpmもの低下を招いていました。
これは、上記のとおりジェネレーターの負荷電流が［０→最大値］となったための影響です。
よって、オープン方式へ変更した場合は最終的に［1～2馬力程度］エンジンの馬力を増やした事になります。

【加筆修正履歴】
１平成30年4月13日＝考査結果について一部修正