葵 由埜のブログ一覧

え～、またサイクロンかよ！

と言わないで下さい(;;_ _)nn

こういう無駄なこと考えるのが好きなんです（爆


さて話が逸れましたが、サイクロンですよサイクロン。


渦の速度とか絶対難しすぎて計算できん。

と放置してましたが、なんとなく簡単な考え方を思いついたので、
このページを見た頭の良い誰かに突っ込んで頂こうかと思い意見 を晒してみたいと思います（爆


さて画像です。EXCEL形式でちょちょいと作ってみました。

あくまで考え方であり、抵抗損失だの編流だの、そういったものは考えずにいきます。


まず左下の図ですが、サイクロンの断面図だと思って下さい。
黒線がサイクロン。青線は空気の流れです。

もしサイクロンの羽が90°の角度で付いていたとしたら・・・極論ですが、空気の流れは真横（90°）へ変わります。
（いや跳ね返ってくるだろ、という突っ込みは今はなしで・・・）


この際、仮に力の損失が無ければ、100km/hで流れてきた空気は100km/hの速度で真横へと進む方向を変えますよね。

この理屈を仮定に話を進めると、羽角が違っても同じ事が言える筈・・・。


で、右上の図を見て下さい。

実際のサイクロン2は羽角が25°あります。

では先ほどの理屈で考えると・・・100km/hの空気は羽で流れが（力の向きが）25°変わります。


90°で100％とすると、25°では約27.8％力の向きが変わります。

100km/h×27.8％＝27.8km/h

これが大雑把に言ってサイクロンで発生する渦の回転速度なのではないでしょうか？


抵抗とか損失の要因は一切考慮してませんが。大体ですよ。

こうして考えると目安として知るにはこの程度で十分なのではないでしょうか？

違うかな？？




ちなみに、前回は吸気速度をNAで計算しましたが、ターボでやってみました。

左上のグラフが仮定したブーストの掛かり方です。

2000rpmから掛かりはじめて、6000rpmでMAX1.4kpaになる仮定です。
実際は曲線図になりますが、平均値＆大体ですので、こんなグラフで
十分と思います。

簡単に計算方法の説明しておきます。
過給圧＝排気量の増加として捉え、
2000ｃｃ＋（2000ｃｃ×過給圧)=排気量
として、あとは前回と同様の計算方法で算出しました。

1000rpm区切りで記載します。

↓↓↓


rpm:吸気速度m/s
1000:5.02
2000:10.04
3000:20.34
4000:34.15
5000:51.48
6000:72.33
7000:84.38
8000:96.43

m/sだとピンと来ない人も居ると思うのでkm/hに換算します↓

rpm:km/h
1000:18.08
2000:36.16
3000:73.23
4000:122.95
5000:185.34
6000:260.37
7000:303.77
8000:347.16


こんなんなりました。
合っているのだろうか・・・？
たぶん合ってると思います。

こうすると、8000rpmの際はサイクロンで96.51km/hの渦
が発生していることになりますね・・・。

分かりやすいイメージとしては・・・
高速道路を走っている（約96km/h）車のタイヤと同じ回転速度です。
8/31追記）嘘つきました。ごめんなさいm(_ _)m
　　　　　　詳しくはコメント見てね♪

まぁ、あくまで理論値ですがね？

以上雑談でした～～(^ ^)//

サイクロン2を付けてからの感想です。

とりあえず箇条書きで・・・

①発進がし易くなった。
②低速トルクが若干上がった
③ブーストの立ち上がりが早くなった
④エンジンブレーキが強くなった


こんな感じでした。

ではそれぞれの理由を考えてみます。

①②については8/24のブログで書いた通り、「渦」の効果が出たのでしょう。
概ねサイクロン2の謳い文句の効果が出た。と言っていいでしょう。


③については、8/24に時点で考えていた、「タービンまでの流れが良くなればブーストが掛かりやすくなる」という事が作用してると思われます。
※数字的に言えば、90kpaの空気を200kpaに加圧するより、100kpaの空気を200kpaに加圧する方が速いしエネルギーの消費量も少なく済みます。


また、他の要因として、サイクロン2の渦の回転方向を見て思いついたのですが、
サイクロン2は右向きの回転で、タービンの回転方向も右向きです。
実はコレがかなり効いているのではないかと・・・。

空気も質量を持っているので、静止（回転していない）している空気をタービンで回すより、すでに同じ方向に回っている空気をタービンに送ったほうが効率は良い筈です。

※タービンは遠心力で空気を圧縮（加圧）している。
※回転している空気は遠心力を持っている。
※止まっている空気を回転させる為のエネルギーを消費しなくてすむ。

もちろん、タービンを出た空気には渦がなくなりますが、タービンの負荷を軽減できることになるので、逆説を言えばちょっとタービンの性能がUPしたとも言えるかな？



さて、ここまで読んでちょっと疑問に思いませんか？
タービンに影響が出る程の渦がサイクロン2で発生してるの？と。


イメージを掴む為に吸気速度を計算してみました。
（ターボは計算が難しいのでNAエンジンの例ですが・・・）

2000ｃｃの4気筒4サイクルエンジンの場合、1回転で1000ｃｃの空気を吸い込みます。

となると、3000ｒｐｍの際は1分間に3000回転なので、1秒間で50回転します。

なので、50回転×1000ｃｃ＝50000ｃｃ

3000ｒｐｍの際は50000ｃｃ（50L）の空気を吸ってます。

量が分かれば、配管の径が分かれば速度が出せます。
今回Φ65のパイプにサイクロン2を入れたので、Φ65で計算します。

で、以下となります。

rpm : 吸気速度(m/s)
0 : 0
100 : 0.50
500 : 2.51
700 : 3.52
1000 : 5.02
1500 : 7.53
2000 : 10.05
2500 : 12.56
3000 : 15.07
3500 : 17.58
4000 : 20.09
4500 : 22.60
5000 : 25.11
5500 : 27.62
6000 : 30.14
6500 : 32.65
7000 : 35.16
7500 : 37.67
8000 : 40.18


どうでしょう？Φ65の配管の中をこんな速度で空気が流れているんです。

※ちなみに台風というのは平均最大風速が17.2m/sで台風と呼ぶそうです。
　3500ｒｐｍで台風の風速ですね。
　そして、35m/ｓでは、自動車や列車の客車が倒れることがあるそうです。

この流速に対し、サイクロン2は約25°の羽角度です。

なんとなくイメージ付いたでしょうか・・・。



さて、長くなりましたが次です。

④エンジンブレーキが強くなった。です

これはまったくの想定外でした。
というか、ナニ～？って感じです。

もしかするとスロットルを全閉にすると、渦の効果よりもサイクロン2自体の抵抗が勝ってしまうのかもしれません。
ブースト計を見ると、アイドリングで-50kpa前後。エンジンブレーキ時で-80kpaくらいになってます。
う～ん？
これに関してはイマイチ分かりません(;;- -)?


とまぁ、こんな感じですね～。

アクセル開けるとブーストがガーと立ち上がって、アクセル閉じるとズドンとエンジンブレーキが掛かる感じになりました。

ぶっちゃけ乗りづらくなりました（笑
低速トルクが上がった事以上にエンジンブレーキが利きすぎです（笑



以上でした。

是非お試しあれ？

今更な商品ですが、効果について興味があったので、ちょっと考えてみました。

画像の方ですが、つらつらと思った事を書いてます（手書きなので見づらいですが・・・）

まぁ、画像で大体言いたいこと書いてるので、内容の補足になるんですが・・・

そもそも渦にするとなぜ良いのか？ってことを考えると、

まず、渦というのは中心の圧力が低いという特性がありますよね。

周囲より圧力が低いと言うことは周囲の空気を引っ張る力が働きます。


身近な例ですと↓
例1）お風呂とかで、指でぐるぐるお湯を掻き混ぜると渦が出来て、中心が凹みますよね。
例2）台風も中心気圧は低いです。←台風の中心に向かって渦状に風が流れています


サイクロン2はこの効果を狙った物なのでしょう。

渦を発生させ、それにより吸気を引っ張ってやり、吸気効率を良くするのではないでしょうか？

また、流体が管内を流れるのは直流よりも、渦流のほうが流れやすいというデータもあります。

しかし、吸気ラインには色々なものがありますよね。
配管である以上は配管壁面による抵抗があります。
直管ではなく曲管なので曲がり部の抵抗。
スロットルバルブによる抵抗（開度で大きく変わります）
インマニ部での抵抗。
ターボ車はタービン部、インタークーラー部でも抵抗があります。

など色んな抵抗があります。

これだけあって果たしてサイクロン2による効果はあるのでしょうか？


もしサイクロン2で渦流を発生させても、渦が続くのはNAでせいぜいスロットルまで、ターボ車ならタービンまでです。

この程度でも、結果としてはその間の流れが良くなれば、吸気抵抗が減るのと同じ事なので効果はありそう・・・？

あとはサイクロン2自体が抵抗にならないか？です。
というか抵抗にはなると思うので、渦の効果がそれを超えているのか？という問題ですね。



サイクロンが効果があった人と無かった人がいるようですので、全く効果が無い訳ではないようです。

これは本人の体感差で感じる・感じない。或いは、
配管の取り回しや形状・構造による効果の変動によるのではないでしょうか？


こうして考えてみると条件次第では、効果のあるもののような気がします

まったくの眉唾物ではないのかな？



セコハンで500円で売ってたのでお試し購入です（笑
効果はどうかな？

整備手帳　サイクロン2取付け

⑤の続きです


ずいぶんと長くなりましたねぇ・・・

ようやく結論に行きます。

さすがに理屈を持ち出すと、その辺を見てくれるようです。

で、結論です。

キャニスターソレノイドの配線がステーの隙間に挟まれる形に取り回されており、これが振動等で被覆が剥けて短絡していたようです。
（写真赤線参照）



あと過電流を流したのでリレーも逝ってました。こちらも交換。
あとは被覆を補修して、取り回しを変更してOKだそうです。
燃料ポンプも問題ないそうです。


私の睨んでいた燃料ポンプではありませんでしたが、燃料系統を当たっていって結果コレに行き着いたのでしょう。そう考えれば私の調べ事も役に立った？

さすがに机上の論議ではキャニスター短絡は出ませんわ（笑

前回1ヶ月も配線系を見といて気が付かなかったのだから、もしかしたら私が燃料系見ろと言わなければまた見逃していたのではないでしょうか？



そもそもこのヒューズはイグニッション系だと言ってましたよね？

思いっきり燃料系じゃないですか・・・。

2回目の際にフューエルフィルターとかは？って聞いた時に別系統なので違いますって言ってたのに・・・。



ま、小言はコレぐらいにしときます。



※あと、短絡が原因と聞いてちょっと引っかかりを感じた人のために解説を書いておきます。


A1）短絡なら一発でヒューズが切れんじゃないか？
　　30Aがすぐ切れてなぜ60Aですぐ切れないの？
　　（短絡なら一瞬で百何十アンペアが掛かるはず。）

Q1）ここのヒューズはSBF（スローブローヒューズ）が使われており、
　　　ここに使われているSBFは定格の200％のアンペアが掛かっても最大60秒・
　　　最小2秒で切れると言う特性がある。
　　　そのため一瞬の短絡ならSBFは切れない。
　　　規格を見ると定格の600％かかっても最大1秒・最小0.04秒もつらしい。


A2）ガス欠みたいな症状はなんだった？

Q2)これもSBFが絡んでます。
　　　SBFが短絡しても切れない為、ソレノイドで短絡すると、燃料ポンプに電
　　　気が回らなくなり燃料が供給されない。短絡が戻るとポンプが引き燃料が
　　　送られる。これがガス欠症状の正体でした。
　

A3）エンジンチェックランプはなんだった？

Q3)これが実は謎なのです。ECUにエラーコードも残っていなかったそうで、
　　　短絡の電気信号を何処かで拾ったのではないか。という推測を言わ
　　　れました。





・・・と、まぁ。3月から今にかけて患ってきた病気がコレで解決したと思われます。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　まだ他に原因なんてないよね？



物凄く長くなりましたがココまで読んでくださった方、どうもお疲れ様でした。


以上となります♪

④の続きです


また入院することになったMｙインプレッサですが、

もうこれで3回目ですので、人任せだけにしません。

自分でもアクションを取ります。

整備士が技術なら、私は情報で勝負？します。

と、言うことでネットでひたすら調べました。

そしてそれをWord文書にして、スバルに持って行きました（爆
A4で3枚分になりました。

プロ相手に喧嘩売ってますね？


以下青文字がWord文書のコピーです。↓
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

 

2010/8/4　ヒューズ「SBF No5」 が飛ぶ現象

1）上り坂、左コーナー（約90度）でエンスト

　　（約30km/h 、 3速、 約1700±200rpm）

2）ヒューズを確認、飛んでいる。

3）ヒューズを再接続して飛ぶか確認。

　　（瞬時のオーバーアンペアか、継続のものか）

4）キー ONの時点で飛ぶ。

5）タイヤハウスをめくってフェンダー内を通っている配線を確認。目視問題なし。

6）ECU周りの配線も確認。目視問題なし。

7）配線を揺すってみて変化があるか見る。

8）30Aヒューズを挿してキー　ONするも飛ぶ。

9）50Aヒューズを挿して再度トライ。

　　キー ON　→　OK

　　エンジン始動　→　OK

10）これでしばらく自走可能になったが。

　　約15ｋｍ程走行後、停車→発進時に再度エンスト。

　　50Aヒューズが飛んでいる。

11）60Aヒューズで再度トライ。問題なくエンジンかかる。

12）100ｍ程走ったところでエンジンチェックランプが点いたり消えたりしている事を確認。

13）その後数百メートル走った所でエンスト。

　　エンスト前にガス欠のようなガフガフ症状あり（2速で十字路を左折中でした、そして十字路抜けてすぐエンスト）

　　今度はヒューズが切れていない。

14）ヒューズが切れていないが、エンジンかからず。

15）山形　寒河江スバルにお預け。

 

以上の現象、及び以前の点検結果を見るとヒューズ～ECUまでの配線には問題は無さそう。

となると、ヒューズが飛ぶのは配線接触ではないのか？

30Aの箇所に対し60Aでも飛ぶ事を確認。

最終的には60Aヒューズが切れていないのにエンジンがかからない。

 

これに似た事例を探してみました

↓

①BGレガシィの件

　加速しようとしたら突然エンスト。

　セルは回るがエンジンかからず。

　エンジンルームのヒューズが飛んでた。（どのヒューズかは分かりません）　

　JAFの人が持ってたヒューズを挿したらエンジンかかった。

　しかし50ｍほどでまたエンスト。

　点検の結果、燃料ポンプへ繋がる配線が劣化して断裂、ショートしてヒューズが飛んでいた。

　が、その後ノッキングが発生。

　自己診断したらエラーがある。

　そのうち勝手にエンジン停止。

　エアフロをばらして組みなおしたらチェックエンジンが消灯。

　しかしエンジンはかからず。ヒューズも飛んでない。

　なぜ？→　燃料ポンプが動いていなかったようです。

　

②GC8インプレッサ

　走行中突然エンスト

　ヒューズボックス内30A（SBF）が切れている。

　結果、燃料ポンプ系のハーネスが原因だった。

③GDB丸目インプレッサ　少し意味が違う内容ですが。

　サーキット走行中にエンストした。

　振動でSBF No5ヒューズが切れて燃料ポンプが動かなくなった。

④その他

　他社の車でも、ヒューズが飛びエンスト。

　燃料ポンプが不良で過電圧がかかったのが原因と言う例がいくつか有る。

・燃料ポンプが不良だと内部でショートしたりする事もあるようだ

 

・インプレッサはキーONで燃料ポンプをかける仕様になっているので、

　今回の症状と近いと思われる。

 

・ダイレクトイグニッションだとかプラグだとか点火系には、キー Onでは電気は行ってないはず。

 

・このヒューズからECUまでは点検して問題なしなので、配線ショートではない可能性が高い。

　（ただしターボタイマー、3連メータなどについては不明。）

 

・今回、最終的に60Aヒューズが飛ばないがエンジンかからなくなったのは、

　燃料ポンプが不良気味で、アンペアがハンチングしており、30Aを超えたり超えなかったりを繰り

　返した挙句、限界が来た（ほんの一瞬30Aを超えてもヒューズが切れない為）　又は、　30Aを大幅に

　超える電流が流れたせいで、30Aヒューズが飛んだ。

 

・その後ヒューズを高いもの（50～60A）に変えてしばらく走れたのはアンペアのハンチング幅以内に収まっていたからか？

 

・それでも60Aヒューズが飛ぶのは、根本的な燃料ポンプ等の不良が限界に達したのか？

　途中のガフガフ症状は燃料ポンプの不調による症状か？それともリレーがおかしい？

 

・60Aと言う高電流を元々30Aの所に流し続けたせいで、燃料ポンプ等が完全に壊れた　又は、配線が溶けたり

　した為、エンジンかからないのか？

 

・これまでに発生したヒューズ飛びですが、比較的低速走行の時に起こりやすい気がします。

　　 　　①雪道低速時　3月10日

　 　　　②コンビニをバックで出るとき　3月27日

　　 　　③4月の原因究明中に移動させようとしたとき（発進時でしたよね？）　4月？日

　　　　　　　④今回（登りのコーナー時＆発進時＆十字路左折時）　8月4日

　　例外として、②のコンビニに入る少し前に5速巡航時にガフガフ症状あり

　　　　　　　　　 ④十字路でのガフガフ症状あり

　　といった所でしょうか。　ギアがどれとかは関係ないようです。（1速、2速、3速、5速、バックで発生）

　　　　　　　　　　　　　　　　　振動についても①の件以外振動は絡んでないです。

・回転数や負荷に応じて燃圧をコントロールしているのなら、

　低速時に飛ぶ→その負荷時の燃圧にうまく調整が出来ていない→燃料ポンプ等の不調　なのではないか？

・エンジンチェックランプについては分かりません。

○追記です。関係無いかもしれませんが。

・3/27と8/4の件ですが、両者ともオイル交換をした直後の発生です。

　具体的には↓

　

　3/26にエンジンオイル交換　10W-30 → 10W-50

　7/30にエンジンオイル交換　10W-50 → 10W-50

　　　　　ミッションオイル（Fデフと共用） 75W-90 → 80W-140　　

Rデフオイル　75W-90 → 80W-140　　　　　　　　

・オイル交換により、オイル劣化による粘度低下していた分と、交換したオイルの粘度上昇分を考えると、

　エンジンの負荷は多少なり上がっている？

・エンジン負荷が上がるとECUでの燃調は濃くなる？（発進時なども燃調は濃くなる？）

・燃調が濃くなるということは、燃料を多く噴射する為に燃圧を上げる必要がある？

・低速時や発進時に症状が多いのは燃圧の調整がうまくいってないせいでは？

・走行中のガフガフ症状は、燃圧が足りずガス欠状態になっているのでは？

・仮にイグニッション系が過電流になっても、このようなガフガフ症状はでないのでは？

　（過電流で爆発が不安定になる事はあるのでしょうか？電流足らずなら、爆発不全になりそうですが・・・）

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・



長くなったので区切ります。




～⑥に続く～