タービン効率について考えてみる③

さて、いよいよ自分の車両が実際タービン効率のどの辺で使っているかです。

ここからはあまり出したくない数式を出さざるを得ません・・・。

断熱性能曲線の横軸は『補正』空気流量というくらいなので素直な空気量ではないです。
詳しい計算式の説明に興味のある方は是非このへんとかこのへんのサイトを・・・。

簡単な計算式で言うと、

補正空気流量［lbs/min］ = (排気量[L]×回転数[rpm]×容積効率[%]×圧力比)÷5660÷14.27

となります。

容積効率は大体80～90%くらいの値を使います。
これは自分がよく使うグラフ

↑コレですね。

この充填効率のグラフ。
もし容積効率が100%であれば、ブースト100kPaの時には充填効率は200%になるはずなのですが、実際にはそうはなっていませんね。150%くらいです。
これは容積効率が75%くらいしか無いと言う事です。
つまり、ブーストを掛けても熱膨張やシリンダー内での吹き抜け、あるいはフン詰まりにより効率良くエンジンに空気を取り込めていない状態なのです。

そして圧力比。
これは前日にも話した通り、タービン入り口と出口の圧力比になります。
例えば、大気圧は100kPaなので、ブースト1kの時の圧力は200kPa（およそ）となるので、200÷100で2となります。
圧力比というのがポイントで、インレットの抵抗が大きく、負圧になればこの値が大きく、インテーク戻しで正圧になれば小さくなります。


こうして計算して引いた線をタイトル画像のように乗せます。

赤と青の線がありますが・・・

赤は単純に掛かっているブースト圧から求めた線で、青はブローオフでリリースしているのを想定して実際にタービン出口に掛かっているであろう圧力を想定した線です。

見てもらうと分かる通り、もしスーパーチャージャー無しで普通にブースト圧を上げていると、思いっきりサージングしてしまいます。
ですが、ブースト圧をリリースし過ぎると、今度は逆にチョークラインに達してしまうのが分かります。

つまり、タービンというのは回転数上昇と共に少しづつブーストを上げて行かないと効率良く使えないと言う事なんです。

今使っているタービンだと、最高回転時にはブースト1.5kは掛けないと美味しくないようですね・・・。

仮に今の自分のエンジンレイアウトでチョークラインに達さないように美味しく使えるタービンをチョイスしようとしたらどうなるかというと、、、

コチラ。

これ、実は750PS級のタービンなんです（^-^;;;

ここまでサイズ上げないと、自分の車両の場合高回転を美味しく使えないと言う事です。。。

いやはや愕然としてしまう事実ですが、こうして真面目に計算すると自分のエンジンにマッチしたタービンチョイスが出来ると言う事なんですね。

よくよく考えると、今の自分のエンジンってスーパーチャージャーで過給されて、3.7Lクラスの排気量でタービンぶん回してるんです。

それってもうR35 GT-Rと変わらないんですよね。
R35 GT-Rの場合、純正タービンでもブーストアップで600PS出せるのですから、マッチングの良いタービンが750PSクラスというのも納得です。


それにしても、タービンは変えないにしても今のタービンの性能を十分に使おうとすると、もっとブースト圧、というか、タービン出口圧力を上げなければいけないというのは盲点でした・・・。

理想はこの点線のような感じでしょうか？

う～ん、この理想に近付けるためにはどうすれば良いのか・・・？
今のままのブローオフでは高回転で圧を上げるなんて器用なマネは出来ません。
(というか、そんな事したらスーチャー後の圧力がハネ上がります；)


というわけで、、、この方策について次回は考えようと思います！


またまた続く！！