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Ernie_Legのブログ一覧

2008年01月18日 イイね!

電気回路図(続々・「アーシング」の効果)

電気回路図(続々・「アーシング」の効果)昨日書いたアース・ラインの電流測定結果に基づいて、簡略化した電気回路図を作成した。

図1は、バッテリーが充電中の状態における、電流の方向を示したものである。赤いラインがホット(プラス側)、黒いラインがコールド(マイナス側)の既設ラインであり、青いラインが今回増設したアース・ラインに対応する。これをみれば、青いラインがバッテリーからエンジンへ環流する電流をサポートしている様子がおわかりいただけるであろう。

一方、図2はオルタネータが停止している状態、すなわち全電力をバッテリーがまかなっている場合の電流を示したものである。これをみれば、既設のエンジンからバッテリーへ伸びる黒い太い線はエンジンスタータを回す際に莫大な電流を必要とするためのものであることが容易に想像付く。よって、ヘタに青いラインを増設して、そちらの方に大電流が流れてしまった場合、最悪の事態として「アーシングが燃える」などの災害に見舞われる危険がある。素人は滅多なことは出来ないものである。(笑)

オルタネータ停止状態というのは必ずしもエンジン停止状態とイコールではない。オルタネータは他励式といって、バッテリーや自分が発電している電気などから電力供給を受けて電磁石を作動させ、その強度の調整によって発電量を変化させることができるので、最新のオルタネータであれば、内蔵の専用制御素子の力でかなり自由に動作状態を制御できるのである。最新のものでなくとも、ほとんどのものはスイッチ式に発電をオン・オフする制御は可能であるから、バッテリーの電圧が下がってきたらオン、満充電電圧になったらオフ、といった制御は以前からされている。よって、オフ状態での電流回路はエンジン作動中でもあり得るのだ。

ところで、図2のBのところを見ていただこう。矢印は一応、エンジンからボデーへと書いてあるが、実は、ボデーへの電装系の配線の仕方やエンジンとボデー間の接続の位置によっては、この向きは逆転する可能性がある。もし逆転している場合は、本来バッテリーに環流すべき電流が無駄にエンジン筐体を経由して流れることになり、電流ロスにつながると考えられる。従って、エンジンとボデーを直接接続する導線は、その位置や太さの選択が非常に重要であることが解る。私の場合は、既設のBラインのすぐ側に青いラインを増設したため、この状態での電流は恐らくBの図の方向に流れるものと思うが、昨日書いたようにクランプメータがその場所に入らないため、確認は出来ていない。

さて、図1はオルタネータだけで電力がまかなわれ、図2はオルタネータが全くあるいはほとんど機能していない状態を表しているが、理論的には図1と図2の間の状態というのが存在しうる。図1に戻ってAの部分に注目していただきたい。実は、Aの矢印を逆転させてもこの回路は成立するのである。いわば、オルタネータとバッテリーが協調して電流を供給している状態である。そのような場合は、オルタネータが供給する電流相当分がバッテリーの負極からオルタネータ負極=エンジンへと流れることになる。そういった状態が実際に存在するかどうかよくわからないが、瞬間的に大電流が流れるなどしてAの矢印が反転する状態というのは割合よくあるのではないだろうか。その時に青の増設ラインが存在すれば、エンジン各部位の電圧低下が軽減され、スムーズな動作をキープできるという可能性はあり得る。

巷の「アーシング」の効果に関する説明をみると、図2のような状況を想定したものが割と多い気がするが、上にも書いたように、最近のクルマならオルタネータの出力をかなり自由に制御できるので、エンジン運転中の電力は定常的にはほぼオルタネータがまかなっていると考えてもよい。よって、回路的にはほぼ図1のような状態を念頭におかなければならない。それを前提とした上で、「アーシング」を施工する場合の“効果的な”ポイント選びに関するサジェスチョンとしては、以下のようなことになろうか。

1)電装系、特に古いクルマのヘッドライトを明るくしたり、オーディオの音質を改善したい場合は、その電装系のアースポイントのなるべく近くからバッテリーへのアース・ラインを増設する。このとき、エンジン(オルタネータ)を経由して配線しない。バッテリーとエンジンを結ぶ導線が老朽化している場合は、その線と同等かそれ以上の太さの導線によって結合を増設してやることが効果的かもしれない。
2)エンジンの電装系を安定動作させたい場合は、バッテリーとエンジン筐体の間のアース・ラインを増設する。ただし、エンジンスタータに流れる大電流を拾うようなポイントにむやみに増設してはいけない(危険なので)。
3)ボデー・エンジン間の既設アース付近にバッテリーからのアース・ラインを増設すると、バッテリー動作時の不必要な電流の環流を防止することができる。結果としてセルモータの動きが良くなり、エンジンのかかりが少し良くなるかもしれない。

なお、ここに書かれたことは私の個人的調査と見解に基づいた情報提供であり、実際の効果を保証するものではない。また、これらのことを参考にされご自分で「アーシング」を施工される場合でも、それがもたらす全ての結果について、私はその責任の一切を負わない。あくまでも自己責任で行っていただきたい。

もし、これまで書いたことに間違いや勘違いなどがあれば、お知らせ頂ければ幸いである。
Posted at 2008/01/18 22:42:54 | コメント(0) | トラックバック(0) | パーツ | クルマ
2008年01月18日 イイね!

アース・ラインの電流測定

増設したアース・ラインにどれくらいの電流が流れているのかをチェックしてみた。よくある方法だが、DC電流に対応しているクランプメータを使って、標準および増設したアース・ラインの電流量と方向を調べたところ、大変興味深いことが判明した。なお測定はアイドリング状態で行い、エンジンのみ回している場合と、エアコン・前照灯の負荷を掛けた場合とを行った。

まず、電流の方向について。

1)ボデーとバッテリーの負極を結んだライン(標準・増設各1本)は、いずれも ボデー→バッテリ負極 の方向。
2)バッテリー負極とエンジン周辺を結んだライン(標準1本、増設3本)は、いずれも バッテリー負極→エンジン の方向。
3)残念ながら、標準のボデーとエンジンを結んだラインは手が入らずに測定できなかった。しかし回路的に考えると、このラインについては ボデー→エンジン の方向で流れていると考えられる。(もし逆方向なら、アース電位のなかで電流がぐるっと回ってしまうことになる。)

ちなみにレガシィの場合、オルタネータはエンジンとボルト・金具で直接結合されているので、エンジン筐体とオルタネータ筐体は電気的にほぼ等電位と考えて良い。

そして電流量について。

4)アイドリングのみ・負荷時の双方で、どの線も概ね2倍程度の差異がみられた。全体では、3.3A→6.4Aという変化になった。
5)いずれの状態でも、バッテリーへのラインは充電中の状態。ただし、負荷時はオルタネータの発電量が負荷に食われるために、バッテリへの充電電流が減少する(1.5A→0.9A)。

こうしてみると、エンジンが掛かっている状態では、クルマの電力はほとんど全てがオルタネータの発電でまかなわれ、さらに余った電力でバッテリーへ充電が行われている状態であることが明らかである。

つまり、バッテリ負極とエンジンルームのあちこちを導線で結ぶ「アーシング」という行為は、ボデーへの接続とエンジン(オルタネータ)への接続とでは異なる意味をもつことになる。私のつたない電気の知識で考えると、おそらくは以下のようである。

A) ボデーへの接続増設は、クルマに接続された各種の負荷の負極からバッテリーへ環流する電流を、新たに接続した導線に分散させる効果がある。その結果、電流容量の増強を図れるとともに、銅線に比べると良導体とはいえない鋼鉄製のボデーでもしかしたら拾ってしまうかもしれないノイズや、容量性・誘導性の負荷(インピーダンス)をいくらか低減させるかもしれない。
B)エンジン・オルタネータへの接続は、バッテリー負極へ環流してきた負荷電流をオルタネータへ戻すための、電流容量を増強し分散させる効果がある。もし、増設したポイントに負荷の負極が存在する場合、オルタネータ動作の変位や瞬間的な大電流負荷による電流の不足を、バッテリーから安定して補うことができるかもしれない。

以上のことは、「アーシング」行為を好意的に捉えた場合に考えうる“最大限の電気的な効果”であり、実際にそうなるという保証は一切ない。そして、このような電気的な効果が実際に「体感」できるような違いとなって現れるかどうかは、いまのところ全く不明である。

ただ、低速時のアクセル・ワークが改善したような気がするのは、もしかしたら、電子制御スロットルのせいではないかと思う。というのは、電制スロットルはスロットルの開閉をモーターで行っているので、ごくわずかに開閉する場合はモーターを微妙にコントロールしなければならず、アース・ラインを直接バッテリーから引いてやることで結果として負荷電圧が安定し、制御し易くなるのでは?ということなのだが、考えすぎだろうか。(笑)もしこの仮説が正しければ、伝統的なワイヤー式のスロットルには、アース・ライン増設の効果は全く無いものと思われるが・・。

同様の電圧安定性は、他に増設した2点にも期待できる。DI方式のEJ20エンジンの場合は、スパークプラグ周辺へのアース・ライン増設はそのままバッテリー負極との等電位性の強化につながるから、スロットル開度が小さい低回転域での、スパークが飛びにくくなる希薄な条件下でもより安定したスパークが出せるようになる・・・という可能性はある。特にレガシィの場合、2.0R/3.0Rやターボ車には熱価が高めのプラグが採用されているので、低回転での温度が低い領域は相対的に不得手な筈だ。まぁそんなことも、「体感」出来るほどの差異が現れるかどうかは、よくわからないが。

なんにせよ、「アーシング」施工した結果が電気回路的に解析出来てなんとなく落ち着いた。見様見真似でポイントを決めてしまったが、とんでもなく悪いことにはなっていないようだし、さらなる強化は当面必要なさそうだ。強いて言うなら、運転席側のボデーからの線を増強してヘッドランプなど電装系向けのアース・ラインを強化してもいいが、クルマがあたらしいうちは当面必要ないだろうと思う。「どうにも運転席側のライトが暗い・・・」などと将来感じるようになったとしても、今回の解析で、どこに何を施せばいいのか解ったから安心である。(笑)
Posted at 2008/01/18 03:23:02 | コメント(0) | トラックバック(0) | パーツ | クルマ
2008年01月16日 イイね!

続・「アーシング」の効果

「アーシング」を施工して、体感上の“効果”があったことをとりあえず喜んでいた訳だが、それが「気のせい」ではないことを客観的かつ科学的(?)に検証したいと思っている。しかし、なかなかいい方法が思いつかない。

さしあたりは、体感上の“効果”が再現性のあるものかどうかを調べるべきだと思うので、一旦施工を元にもどして比べたいところである。しかし完全に元に戻すのは大変だ。そこでとりあえず、バッテリーターミナルの部分だけを取り外し(半戻し状態)乗り比べてみた。標準状態との違いは、単純に「エンジン周辺3カ所からフレームへのアース・ラインが増えている」という形になる。

私が「差がある」と感じるのは1000~1500rpm付近のアクセルに対する回転応答性だけで、それ以外の差はほぼ無いと断言してよい。よって、その点にのみ注目してみた。するとやはり、1500rpmあたりのもたつき感に若干差があるように感じた。ただ、施工前の状態よりは“半戻し”の方がいくらかマシな感じがして、結局は「気のせい」ではないことを否定するだけの明確な感覚をを得ることは出来なかった。

やはり、「アーシング」が本物の技術であることを明らかにするには、明確な“理論”と、それに対応する実践例が必要だと思う。もっともそれ以前の問題として、低回転時のアクセル・コントロール性にそこまでこだわって何になる?という批判はあってしかるべきで、費用対効果、時間対効果の問題も考えなければなるまい。その辺のことを加味しつつも、クルマ趣味として引き続き「アーシング」の検証を行ってみようと思う。
Posted at 2008/01/16 22:42:14 | コメント(0) | トラックバック(0) | パーツ | クルマ
2008年01月14日 イイね!

「アーシング」の効果

「アーシング」の効果「アーシング」とは、バッテリーのマイナス端子からエンジンルームのあちらこちらのポイントに向けて太い銅線を直接配線することである。もともとは、カーレースの世界や、高級カーオーディオの世界でよくやられていた電源周りの改善策らしい。

そもそもアースとは、日本語で言えば「接地」であり、地面=地球(Earth)を共通の基準電位(電線)として電気回路を組むことを反映した言葉だ。電気回路の世界では、そのような基準電位のラインのことをアースと呼び、実際にそのラインを地面に電気的に接続することもあるし、地面とは電気的に絶縁されている場合もあるが、いずれにせよアースは「マイナス」の線ではなく、あくまでも「基準」となるゼロ電位のラインであることを確認しておきたい。

車の電気回路の場合は、車の骨格や外装板などのほぼ全体が金属の導体で出来ているから、これを基準のラインとするのが最も合理的である。そして、回路は全てオルタネータとバッテリーが発生する電圧約12Vの直流電源によって駆動される。よって、バッテリーの負極(マイナス端子)を基準電位ラインに接続し正極からの電流を回路に流して、各回路からの帰還電流を車の金属部分に流してやれば、電流の回路が閉じて正しく動作する、ということになる。いわば、車本体が地面のような役割をしているので「アース」=車自身ということになる訳だ。

では何故、「アーシング」をする必要があるのだろうか。結論的に言ってしまえば、基準となる車のボデーのラインが本当にどこでも常に「ゼロ電位」であれば、こんなことをする必要は全く無いのである。実際、マルチメータのような安物の電圧計でバッテリーのマイナス端子とボデーのあちこちの間の電圧を測っても、ほぼゼロを示す筈である。安物故にうっかりゼロでない数値を示す場合もあるかもしれないが、おそらくは測定誤差、ゼロ点のズレ、接点抵抗などが原因でそうなるだけで、正しい数値を示している訳ではないだろう。

それでは、何のために「アーシング」などということをするのか?「アーシング」をすることで、何がどう変わり、どういう効果が得られるのか。巷の“謳い文句”は沢山見かけるが、残念ながら私は、「アーシング」に関するまともな理論を見たことがない。施工している人の大多数は、ほとんどが「気分的なもの」でやっていて、その効果を体感したり、シャシ・ダイナモなどの測定器に掛けて定量的に効果を測ったりはしていないだろう。私も所詮はその一人である。

では何故、人々は「アーシング」に駆り立てられるのか。要するに、「アーシング」には“パワーアップ”とか“トルク増大”とかいった、車好き・メカ好きな人には美味しい話の匂いがするからだろう。

高級オーディオや音響の世界では、たった1mの無酸素銅線に何千円も掛けたり、光の反射で読み出す筈のCDを“消磁”してみたり、といった怪しげな処置によって音が変わったとか変わらないとかいう議論をしている向きもある。しかし「いい音」というのは基本的には個人的な好みの問題に帰着されるから、たとえその効果が「気のせい」であっても(金銭的な浪費をいとわなければ)大した罪はない。

ところが、クルマの世界は「いい音」ではなく、絶対的な「パワー」や「トルク」といった測定・数値化できるものの変化(向上)が“効果”の対象である。となれば、そういったチューニングの効果をきちんと検証し、是非を明らかにする事例がもっと沢山出てきてもいいような気がするが、残念ながらそういった例はごく僅かしかないのが現状である。これでは、よくあるテレビ通販などの「商品による効果は、個人差があります」といったエクスキューズと、何ら変わらないではないか。

こういった「アーシング業界」の現状に対して、自動車ジャーナリストの国沢氏のコラムの記事(下の関連URL参照)は「アーシング」の現実を端的に表している。“絶対的な出力の差は無いけれど体感できる”という表現は、恐らく本質を突いたものだと私は思う。つまり、我々が体感する“何か”を、測定する装置あるいは方法が確立されていないのだろう。その“何か”も、もしかしたら施工を希望する人それぞれに期待が異なるのかもしれない。そのために、「効果あり」「いや、効果なし」といった不毛な議論が延々と繰り返されつつ、「どっちでもいいじゃないか、気分がよければ」と割り切りとりあえず施工しておこうという人が大勢現れ、それがある種の流行のようになっているだけ、という気がする。

という訳で、前車に引き続きレガシィも「アーシング」をするかどうかは、実は結構悩んでいた。しかし、我がレガシィを乗り込むうちに、EJ20エンジンが低回転域でもたつく感じがあるのをなんとかしたい、という思いに駆られるようになり、以前に某自動車雑誌の記事で読んだ比較検証記事(アーシングをすると、トルクバンドが低回転側にシフトしたような感じになり、かつ、トルクのピークやトップパワーが数%伸びる、という実証結果だった)を信じて施工を決行することにした。まぁ、いわゆる「ダメもと」のつもりである。

“最小限の費用で最小限の施工を、そして最大限の効果を”をモットーにパーツを選定し、1時間ほど掛けて、冬空の下、鼻をすすりながら(笑)作業した。まぁ、気休めだから・・・と大して期待もせずにクルマを動かしたところ・・・・“ん?発進時のアクセル応答が妙に素直になったぞ?”とすぐに感じたのだ!施工以前は、700~1200回転あたりからジワッと加速に入ると(この時のアクセル踏み込み量は、感覚的には5~10mmといったところだろう)1500rpmあたりでモタモタと引っかかりながら回転が上がっていく感じがあったのに、施工後はスルッと2000rpmあたりまで吹き上がって、トルコンへスムーズにパワーが伝わっていく感覚が出てきた。何故?全くもって不思議である。その後も、キツい坂道を時速15kmほどでダラダラと上がってみたり、狭い駐車場内を低速ギリギリのところでコントロールしてみたりしたところ、施工以前より凄く扱いやすい!なんだかビックリな結果であった。

今回は配線を外していないからECUのリセットは掛かっていない筈(車内時計も狂わなかった)だし、クルマはまだ新しいから配線の錆びなどは皆無で、純正オイルも昨日換えたばかりの新品同様である。理屈はよくわからないが、何にせよ期待通りの成果を得たのは結構なことだ。しばらくこの状態で「通常運行」を続け、施工以前との比較をし、この効果が「気のせい」ではないことを確かめてみたい。
Posted at 2008/01/14 22:26:26 | コメント(0) | トラックバック(0) | パーツ | クルマ
2008年01月13日 イイね!

バルブの色温度

バルブの色温度1ヶ月点検のため、先週に引き続きディーラーへ行ってきた。New FORESTERは興味を持って来るお客さんが結構いるようだ。しかしモデルチェンジで競合他車と真正面から競合するようになったため、成約にはすぐに結びつかない面もあるようだ。スバルには是非、いいところをアピールして頑張ってもらいたいものである。今回も、またまた販促グッズを戴いてしまった。サイズは小さいが、これでちゃんとしたラジコン・カーである。販促に、結構お金掛けてますなぁ。

ディーラーで点検ついでに、運転席のウインドウを純正キーレスでリモコン操作できるように設定を変えて貰った。キーを長押しすると、unlockでウインドウがダウン、lockでアップするようになった。冬はあまり使わないかもしれないが、夏は乗りこむ際に役立ちそうだ。以前、外国車でキーunlock時に自動でウインドウが下がり、lockかエンジンスタートで自動的にウインドウが上がる車をみたことがあって(もちろんサッシュレスの車だ)、雨が降ってなければこれも便利だなぁと思ったので、こちらは手動だけど使ってみようと思っている。

その後、昨日買い込んだブツの一部を装着してみた。詳しくはパーツ・レビュー(,,)を参照していただければと思うが、ランプ周りを一通り交換した、というところである。全部点灯した状態はこんな感じになる。視覚性の向上とファッション性の兼ね合いで、結構悩んだ末にこういうところに落ち着いたが、暫く使ってみて、またなにか気づいたことがあったらブログに記したいと思う。

表題にあるように、HIDの色温度が結構強烈な青白さなので(純正のHIDバルブは4200Kあたりだという話なのだが、私の目にはもう少し高い色温度にみえる)、白色LEDの色は結構マッチしているがハイビームの4700Kはまだ青みが足りないくらいである。まぁ、希少品なのに安かったからいいんだけど・・。(笑)取り外したバルブ類は切れた時の予備球として持ち歩くつもりだが、走行中にバルブが切れていることに気がつくという経験はこれまでにブレーキランプで1回あっただけで、バルブの寿命は本当に、よくこんなに長いものだと思う。もっとも、切れたまま走っている車をよく見かけるから、運が悪いといきなりパチンと切れてそれっきり、ということなのだろうけれど。

それにしても、HIDプロジェクターランプはモノが良く見える。自分の側できちんとモノが見えるので、対向車のヘッドライトがあまりまぶしく感じなくなるという"副作用"もある。一度コレに慣れてしまったら、伝統的なハロゲンランプの車は運転するのが怖くなるかもしれない。
Posted at 2008/01/13 23:58:23 | コメント(0) | トラックバック(0) | 雑談 | クルマ

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