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2009年06月04日

MHI TD04H-19T タービン性能線図

2009.05.18のブログエントリ「TD04HLA-19T」の続き。


三菱重工業 TD04H-19T コンプレッサ・パフォーマンス。
「断熱性能曲線」だとか「Compressor Flow Map」だとか呼ばれているもの。

三菱重工業も富士重工業もお願いしてもくれなかったが(断られる理由がない。特にスバルからは)、海外のサイトではあちこちで公開されまくっていた。
日本国内のサイトでは、本タービンの性能線図が公開されていないというより、タービンの性能線図について書かれているサイトすら見つけることができなかった。何故??

海外サイトからは、結構キレイなCompressor Performanceの静止画ファイル(スキャンされたもの)も入手できた。
日本語で、「三菱重工業 相模原製作所」と記入された資料。

ただし、私のブログにそのまま掲載するには見難いし、また、資料に著作権表記は存在しなかったが、著作権に抵触してもイヤなので、ダウンロードしたマップをガイドに、手編集でトレースし、見やすく再作成した。

三菱重工業 MHI TD04H-19T コンプレッサ・パフォーマンス 断熱性能曲線



断熱性能曲線の見方も、英語サイトでしか解説されていないので、苦労しながらいくつかのサイトを参考に、補足を記入した。

三菱重工業 MHI TD04H-19T コンプレッサ・パフォーマンス 断熱性能曲線


まだ中途半端な勉強、理解なのだが、現状把握している範囲は以下(誤解釈もあると思うので、有識者はビシバシとツッコミをお願いします)。



●X軸

空気流量。

この図では単位は[m3/s]となっているが、MHIは海外向けには[cfm]としているようだ。
ちなみにGarrettのコンプレッサ・フロー・マップの流量単位は[lb/min]。
10[lb/min] = 144.72[cfm]

[m3/s]も単位としてはわかりよいのだが、RomRaiderでは吸気流量(Mass Air Flow、MAF)の単位として[g/s]を用いているので、ECUとの比較には単位変換が必要。

t[℃]における空気密度ρ[kg/m3]は大気圧をP[atm]とすると

ρ=(1.293×P)÷ { 1 + (0.00367 × t )}

らしい。
このMHIの性能線図は20[℃]なので、大気圧=1[atm]とすれば

ρ=(1.293)÷{1.0734}= 1.205[kg/m3]

となるようだ。

この密度から[m3/s]→[g/s]変換したX軸を後日作成しよう(嗚呼、メンドクサイ)。



●Y軸

給気圧力比。「吸気」でなく「給気」と書いてある。

このY軸がまたクセ者。
一見、絶対ブースト圧(Manifold Absolute Pressure)と良く似た数値となっているが、圧力ではなく圧力比。

ブースト計なので表示される相対ブースト圧(Manifold Relative Pressure)は、絶対ブースト圧と大気圧の差分(差圧)だが、このマップでは引き算ではなく割り算。

ということで、Y軸も、Manifold Absolute Pressureに換算した値に変換してマップに書き込みたい(嗚呼、メンドクサイ)。



●効率

マップ内で楕円を描いているのは「Efficiency Islands」などと呼ばれる、効率を示す線。
このマップの場合、76[%]が最大効率らしい。



●コンプレッサーホイールの回転速度

マップを左右に横断している数本の線がそれぞれ、コンプレッサ・ホイールの回転速度。



●チョークライン、チョークエリア

ブースト圧や効率を無視したターボの最大許容流量?(自信ナシ)



●サージライン

左端の線。
このサージリミットを超えるとサージングが発生する(※サージングに関しては過去のブログエントリ「サージング、断熱性能曲線、サージライン」参照)。

通常、この現象はコンプレッサ・ハウジング出口から突入するバック・プレッシャーがコンプレッサ・ホイールを通過する空気の流れを混乱させることにより生じる?(あんまし自信ナシ)




本マップから欲しかった情報はサージラインなのだが、上記のように勉強不足なので、もうちょっと勉強しよう。
英語資料ばかりなのと、ここんとこ忙しいので、続きがいつになるかは不明。




●自動車技術関連関連目次はこちら
●レガシィB4(BL5A) 関連目次はこちら
ブログ一覧 | 技術論 | 日記
Posted at 2009/06/04 23:00:49

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この記事へのコメント

2009/06/05 05:26:07
着眼点がすばらしいですよね~。
タービンの特性がわかればブーストをどこまで攻めることが出来るかがわかりそうですね。
しかし・・・なんだか難しそう・・・。

タービンの効率が良いところ=パワーが出る
とも限らなそうな気もしますし・・・。
コメントへの返答
2009/06/05 07:32:45
そうなんです。
とりあえず、どこまでブーストをかけるとサージングが発生するかだけでも把握しておきたくて、です。

これらの線図は、NAにターボをボルトオンする際や、ターボを大容量化するときの選定材料としても使用されるようです。
プロのチューナーのどれだけがそれをやっているかは気になるところですが・・・
2009/06/05 09:06:45
念願叶った資料見つかりおめでとうございます^^

タービンの限界が分かるだけでもチューンには大きな効果になりますね!
幅が広がるというか。
コメントへの返答
2009/06/05 09:08:47
ありがとうございます。

実際にはサージングに至る前に別の限界が生じそうですし、何より、現状のブーストアップ仕様ではサーキットでの連続高負荷では水温上昇がヤバいです。

でも、やっぱり限界は知っておきたいですね♪
2009/06/05 11:46:12
1cfm=0.47g/sで考えていましたが、そんなに単純ではないのですね(^_^;)

最大効率の楕円内を通るような直線(ブースト圧)を描ければ一番パワーが出るということになるんですか?
コメントへの返答
2009/06/05 11:52:19
> 1cfm=0.47g/sで考えていましたが、そんなに単純ではないのですね(^_^;)

それはそれでOKだと思います。
ただ、今回使っている線図が[m3/s]なものですから。
cfmのフィートからメートル換算も手ですね。


> 効率

パワーが出るかは正直良くわかりませんが、熱効率は良いんでしょう(自信ナシ-_-;)
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