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11月に入り、朝晩はすっかり寒くなり、そろそろ石油ファンヒーターを出そうかと考えている今日この頃です。

この季節になると、空気密度の変化で明確にエンジンパワーが上がり、車に乗るのが楽しみになります。

ちなみに、タイトル画像のエンジンはBMWのM5に搭載されていたV10エンジンです。

これは、エンジン技術者の中では憧れのエンジンだと思います。

実際、彼我比較として、他社製エンジンをバラして検証する機会もありましたが、やはりBMW製エンジンには見どころが多かったです。

「コストをかければできるんだけどな」が言い訳でした。。。

さて、前回、前々回と、エンジン開発に関してのプロセスと、そのプロセスそれぞれについて少し掘り下げて説明しましたが、今回はその説明の中に出てきた「テスト」の内容についてサラっとですが説明したいと思います。

前回、エンジン開発におけるテストは大きく3つに分かれていると記載しましたが、その3つとは・・・

「性能テスト」
「機能テスト」
「耐久テスト」

となります。

この3つのテストを多人数で計画を立てながら効率が良い方法で進めていきます。

ここで、各テストについて簡単に説明します。

まず、「性能テスト」は、エンジンが生み出す最高出力や最大トルクといった目標性能を達成する為の諸元検討をするテストで、エンジンテストと聞いて多くの方が想い浮かべるものではないでしょうか。

※ベンチ室内でエンジンをダイナモモータに繋いで性能測定します

エンジンベンチと呼ばれる設備で、エンジン単体に吸排気系と補器類を付けた状態で実際にエンジンに火を入れてダイナモモーターを回して性能測定をし、目標性能を達成する為の圧縮比やバルブタイミング、点火時期、または吸気、排気系といったエンジンの性能に関係する各部諸元を検討していくテストです。

各回転数で性能測定を行い、良く見るエンジン性能曲線を作っていく作業です。

続いて、「機能テスト」は、オイルによる潤滑性能や冷却水による冷却性能、点火時期、バルブスプリングのバウンス限界といった、エンジンを成り立たせる為の機能性能を目標とする性能までもっていく為のテストです。

例えば、オイル関連であれば、オイルポンプの性能検討であったり、エンジン内部のオイル経路太さや長さ等を検討して、目標とする潤滑性能を確保する為の諸元検討をします。

冷却性能であれば、ラジエターやウォーターポンプの性能検討を行い、長時間の高負荷運転でも目標とする冷却水温度に保てるか、目標とする時間までに冷却水温度を上げることが出来るか等のテストを行います。

ノッキングテストも重要な機能テストの一つで、点火時期をどこまで進めるとij異常燃焼であるノッキングが発生するのかというポイントを探るテストで、点火時期を策定する際のデータとして使います。

このノッキングテストは機能テストで一番最初に行うテストで、このテスト結果が無いと点火時期を定めることが出来ず、その他のテストを進めることができません。

※こんな感じでエンジンを目の前にして目的にあった測定機器を繋いでテストを進めます。

最後、「耐久テスト」は、字のごとく、目標とする耐久性を確保する為に行うテストです。

これは、お客様が10年、10万キロあらゆる条件で使用しても壊れないには、どのような負荷でどれだけの時間耐久テストで持てばよいという根拠があり、その根拠に則った様々な耐久テストを行い、壊れないエンジンを作っていきます。

ちなみに、試作の砂型エンジンによるテストでは、この耐久テストで良くエンジンを壊します(笑)

そして、エンジンが壊れては、エンジンを分解してその壊れた原因を探り、壊れない様にする為にどの部品をどのように変えるのか、といったテストを重ねて、目標とする耐久性を確保できるまで、何度も耐久テストを行います。

以上に記載しましたのは各テストのほんの一部であり、実際は「性能テスト」、「機能テスト」、「耐久テスト」の数は膨大且つそれぞれが綿密に関係している為、非常に時間をかけてエンジンの開発を進めていきます。

新規のエンジンの開発に要する期間は、エンジン形式や開発内容により変わりますが、大体1～2年かかります。

今回はエンジン開発に特化してお話をしましたが、実際には、排気系に関して言えば性能観点以外に、騒音規制に対応させる部門がテストをした結果をエンジンテストに反映させないといけなかったり、魅力的なサウンドの為には性能が下がる諸元が必要となり再度テストを繰り返したり。

吸気系に関しても同様です。

とエンジン開発は様々な部門との調整も必要となってくる非常に大変な開発の一つです。

しかし、同時に非常にやりがいのある開発であったことも確かです。

以上、３回に分けてエンジン開発に関して掻い摘んで書いてきました。

3回分を読んで頂くと、エンジン開発の本当に概要レベルでありますが、ご理解頂けたかと思います。

話は少し変わりますが、私はこのエンジン開発のプロジェクトリーダーとして全てのテストを統括して見ていたこともあり、エンジンに関してはおおよそのことはわかりますし、当然やってはいけないこと、エンジンにとって良くないことなど、色々知っています。

だからこそ、自動車のアフターパーツ業界やカー用品店の謳い文句に大きな疑問を感じることが多々あります。

もちろん、その業界はその方法でお金儲けをしないと生き残っていけないので仕方無いのですが。。。

話は少しそれましたが、私はエンジンという機械が大好きです。

今でも、自動車、バイクの中心はエンジンだと考えている古い人間です。

この素晴らしいエンジンが近い将来無くなると思うと寂しいですね。

次回は、短時間ですがアウディーのQ8に試乗しましたので、そのインプレッションを書こうと思います。

では。

前回のブログでは、エンジン開発プロセスの大まかな流れを書きましたが、今回はその開発プロセスについてもう少し掘り下げて書こうと思います。

さて、開発の流れを大まかに分けると、「砂型エンジンによる開発」⇒「金型エンジンによる開発」⇒「量産」と分けることができると前回書きましたが、このような順序で開発を進めるのにはもちろん訳があります。

訳の説明の前に、砂型、金型の簡単な説明をしますと、砂型とは文字通り砂で作った型に溶解した金属を注いで作るもので、金属が固まった後はその砂を砕いて金属を取り出すという工程となる為、型作成の自由度が高く、1つの試作にかかるコストも低くなります。

対して金型は、金属を削りだして型を作るものなので、容易な形状変更が難しかったり、何よりもコストがかかります。

ちなみに、通常、量産は金型により行われます。

以上の特徴を少し頭にいれておりて頂いて、開発の流れを見ますと、もうお分かりだと思いますが、はじめに砂型エンジン、パーツによる開発となるのは、開発初期はトライ＆エラーで設計変更が頻繁に行われ、形状の変更を容易且つ低コストで行う必要があるので、砂型による開発から始められるのです。

そして、この砂型エンジン、パーツで「設計」、「作成」、「テスト」、「テスト結果の設計への反映」を何度も何度も繰り返して、目標とする性能、耐久性を発揮する諸元が確定するまでテストと設計変更を重ねます。

そして、砂型エンジン、パーツによるテストで目標性能、耐久性を達成する為の諸元が確定したら、続いては、金型エンジン、パーツの作成、テストに入ります。

砂型試作品で諸元確定した後にすぐに量産にはいるのでは無く、わざわざ金型の試作エンジン、パーツを作成して、金型テストを行うのにも理由があります。

砂型から金型に代わる時点で図面の諸元は変わらない為、砂型品と金型品では同等の性能、耐久性を発揮するという考えを前提としているものの、あくまで、お客様の手元に届く量産品は金型による生産品なので、本当に金型で砂型によるときと同等の性能、耐久性が確保できているかを量産に入る前に確認する必要があるのです。

しかし、実際には同じ図面諸元にも関わらず砂型と金型で性能差が表れることは良くあり、これは砂型と金型では各パーツの表面の粗さや、ひずみ、硬度などにどうしても差が出てしまうからで、その差が性能差として表れてしまい、実際は量産前確認というよりも金型でも再度テストを繰り返し諸元を落とし込んでいくケースも多々ありました。

そして、砂型エンジン、パーツの場合と同様にテストを繰り返し、金型エンジン、パーツにより、目標とする性能、耐久性を達成し、図面へ諸元を落とし込んだら、ようやく量産へと進んで行きます。

量産行程へと進んだところで、エンジン開発としては終了となります。

実際には、金型テストが完了しても、生産を担当する工場部門で工場での量産に向けての行程が多数ありますが、それはまた別の機会に。

ということで、開発の流れをほんの少しだけ掘り下げて説明しましたが、この中に何度もテスト、テストという言葉が出てきたと思います。

ひとくくりにテストと表現しましたが、エンジン開発におけるテストの内容は大まかに3つに分かれています。

試作エンジンを多数使用して、その3つのテストを平行して進めていくのですが、その３つのテストの内容についてはまた次回に書こうと思います。

では！

先週末は愛車の1年点検の予定で代車をお借りする予定でしたが、残念ながら点検は延期。

借りる予定の代車を使用していたお客様の返却が遅れることになった為、
代車が用意できなくなったとのこと。。。

ということで、代車のインプレッションを書こうと思っていましたが、
書くネタが無くなってしまった為、唐突ですが今回は『エンジン開発』に関して書こうと思います。

エンジンの開発がどのように行われるのかなんて興味ある人は極少数だと思いますが、その極少数の方の興味を満たすことになればと考え書こうと思います。

今回書くエンジン開発に関してはあくまで私が以前勤めていた会社での開発の流れであって、他社では開発プロセスが異なるかもしれません。

（シミュレーションの活用度合いや、もしかしたら試作レスを実現している会社もあるかもしれませんが、おおよそどこも同じようなプロセスだと思いますが）

また、機密観点もありますので、非常にざっくりとした開発の流れということと、エンジン関連のみに話を絞らせて頂く点、ご容赦願います。

さて、早速ですが、エンジン開発の流れは大まかに以下の様に行われます。

①車両コンセプトや会社方針に則って、エンジン諸元（エンジン形式、排気量等）、目標性能、目標コストの策定

②目標性能を達成する為の、エンジン内部及び周辺パーツの詳細諸元の検討（これはシミュレーション等の机上計算により行っていました）

③検討結果を反映して、試作エンジン、パーツの設計

④砂型による試作エンジン、パーツの作成

⑤砂型試作エンジン、パーツによる各種テスト

⑥テスト結果を反映して、エンジン及びパーツの再設計

⑦エンジン諸元、各パーツ諸元のFix

⑧Fixした諸元を反映した金型エンジン、パーツの設計

⑨金型エンジン、金型パーツによる各種テスト

⑩量産

以上がざっくりした流れですが、上記の流れをもっと大まかに分けると、「砂型エンジンによる開発」⇒「金型エンジンによる開発」⇒「量産」　と分けることができます。

そして、砂型エンジンでの開発の次に金型エンジンでの開発というプロセスを踏むのには理由があるのですが、長くなってきましたので、今回はざっくりした開発の流れまでで、次回にもう少し掘り下げて書いて行こうと思います。

では！