修理（？）の前にエンジンについての考察（覚書）

あけましておめでとうございます。
新年早々、わけのわからないブログです。

初めてのＥ／Ｇ修理。せっかくあけるんだから、とはじめたポート研磨でしたが、そうはいっても理屈がわからないと間違った知識でいじり壊してしまうのが関の山です。いろいろ調べてきましたが、わからないことだらけ。自分の中で整理をつけるためにもまた記録用として、だらだら書き連ねますので、読み飛ばしていただいて結構です。

パワーアップ！は車やバイク好きなら少なからず興味がありますよね。
まずは、給排気。マフラーやキャブの変更。それに伴うセッティング。
エンジンそのものをいじるのであれば、ボアアップ、圧縮比アップ、ハイカム投入、等々。
●ボアアップはそれこそ排気量を上げてやるわけですからわかりやすい。
●圧縮比アップ。まず圧縮する目的としては、圧縮すると気体の温度は上がる。燃焼後のガス温度、圧力が大きくなる。燃焼時間が短くなる。高回転化には燃焼時間の短縮は必須。圧縮上死点での燃焼室容積を小さくすることで、点火後の燃焼速度が早くなり、効率が上がる。ただし圧縮をあげることでロスが生じ、高回転までまわりにくくなる。そのためハイカムと併用してバランスを取る必要あり。
●ハイカムは、より多くの混合気を燃焼室へ送り込み、充填効率をあげる。高回転化の傾向あり。ただし、狙った回転域ではパワーアップが望めるが、低回転域では逆にパワーダウンの恐れも。（でボアアップとの併用も有効）
ボアアップ、圧縮比、ハイカムもそれぞれ様々な製品が存在しますので、それらを用いることで素人が加工するまでもなく目的は達せられます。ピストンや、ハイカムを一個人が製造することは不可能ですが、圧縮をあげる、充填効率を高めるためには様々な手法があり、たとえば、圧縮をあげるためにシリンダーまたは、シリンダーヘッドの面研を行う、あるいは充填効率を高めるために、ポートの拡大、形状変更を行う、ビックバルブの投入などノウハウはネット上でも公開されています。
ただ製造メーカーはすでに膨大な時間、金額を費やし、効率がよく、なおかつ壊れない製品を送り出しています。素人がむやみにその形状を変更するということはそのバランスを崩すことにもなりますので、そう簡単にはいきません。が、製造工程で生じる部品の精度、状態をより良い効率のために整える余地はありそうです。

エンジンの出力を上げるためには、１回の爆発（燃焼）の力を大きくし、なおかつ単位時間内に数多く爆発させれば（高回転化）出力は上がる。その方法として・・・
①より多くの燃料、空気を取り込むためにポート内を混合気がスムーズに流れること、またポートから燃焼室への流れもタンブル流（縦渦流）スワール流（横渦流）が生じたほうが良い。スワールは筒内直噴（ＤＩ）エンジン等で見られるように燃焼効率がよく、燃費低減が出来るようですし、タンブル流もメーカーでその車両、E/G出力特性に合った設計がなされているようです（通常タンブル。スワールはそれように設計されたＥ／Ｇ）。より多くの混合気を送り込むためにとむやみに形状変更は出来ませんが、ポート内の段差、障害となりそうな形状をなだらかにしたり、少々径拡大するくらいは出来そうですし、効果もあるようです。
②より効率の良い燃焼室形状。
（1）Ｓ／Ｖ比：混合気が圧縮され、点火、燃焼する際生じるエネルギーを100とすると、熱損失が60、フリクションによる損失が10。残りの30が出力となるようです。その損失を如何に減らし出力に変えるか。燃焼室を設計する上で、Ｓ／Ｖ比というものがあるそうです。Ｓ（燃焼室内の表面積）/Ｖ（燃焼室内の容積)の比率が小さいものほど良い燃焼室ということになり、燃焼室の表面積が大きい（多い）と冷却損失が大きく(圧縮時に外に逃げる熱量）、圧縮工程で得られた熱が逃げてしまうことになり、効率が悪い。表面積を改善するには、面粗度をあげる（鏡面加工）ことでも効果が得られるようです。
（2）マスキング効果：バルブと、燃焼室壁とのクリアランスが小さいと、入ってきた混合気が壁の部分でぶつかり、乱流が生じ流量が減少する。バルブの大径化をしてもマスキング効果で流入量が減ってしまうそうです。
（3）スキッシュエリア：シリンダヘッドを燃焼室側から見ると、燃焼室中心部の窪みと、バルブを囲うように設けられた平面の部分があります。そのボア円内にある平面の部分をスキッシュといいますが、スキッシュを設けることにより○燃焼室のコンパクト化（高圧縮化）○混合ガスの分布を中央部分に集める効果が得られる。圧縮工程終盤にシリンダ外壁周辺にある混合気を中央に寄せて上げると同時に外周部分にあるガスを冷却し、ノッキング防止にも役立つようです。ただし、スキッシュエリアが多いと、高回転域では中央部に向けたガスの流れが強すぎて、燃焼が不安定になることもあるようで、スキッシュ面積比が20％程度（25％？）にすることで、低中速域で出力の向上が望めるが、高回転型にするには邪魔になる部分でもある（ターボ化や、ドラッグレース向けの車両ではスキッシュエリアを削り取ることもあるようです。）※スキッシュの面積比についてはあまり確信が得られる内容ではありませんでした。

しつこいようですが、メーカーで設計、生産されるＥ／Ｇはすべて上記のことが研究し尽くされ、如何に高効率、高出力、低燃費にできるかを追求されていますし、なおかつ壊れない様、計算された上で世に出てくるものです。
それを変更する（しかも聞きかじりの素人が）ということは、ある意味壊しているようなものかもしれません。
チューニングを行っているショップでも、それまでの挑戦、失敗を繰り返して得られたデータを元に高出力化とあわせノッキング対策等も考慮のうえ、チューニングを行っているのだと思います。
上記内容は、ネット上で公開されているものばかりですし、間違った内容も含まれているかもしれません。

ただ、リスクは多々ありそうですが、せっかくの機会です。楽しくエンジンいじりが出来ればと思っています。
だらだらと書き連ねただけですので、読んでる方は？？？？だと思いますが、本人も？の部分が多く、間違った解釈をしているかもしれません。ココ違ってるよ！ってところがありましたら、どんどんコメントくださいｍ(＿ ＿)ｍ 。
上記のことを踏まえ、わがＳＲＸの現状を比較してみたいと思います。
（まだまだ続く・・・・・・）