2016年03月の記事
全8件 (8件中 1-8件目)
1
-
その2 適正噴射量
前出のＢｌｏｇのデミオの燃料噴射学習の仕組みを想像する （その1 燃料噴射） で、続き「その2適正噴射量」に続くと書いたので、続きを書くのだが・・・。軽油を燃やすディーゼルエンジンの理論的な空燃比は14.9だが、実際の筒内爆発ではそれよりもかなり希薄な燃料混合比で燃やしている。それはガソリンに比べて軽油が気化しにくい燃料であることが原因で、気化が始まる温度は１８０度付近で沸点は２００℃～３００℃だそうです。発火点は２５０℃となっていますから、細かな霧状の燃料が筒内のピストンなどの熱を受け取って発火点に達し、続いて誘爆するというイメージのほうが正解だろう。従って、デミオのディーゼルエンジンも酸素リッチな筒内環境で霧化した燃料が発火して爆発を行い、運動エネルギーを取り出しています。しかし、酸素がたくさん余っている状況で爆発させるとその温度によってはＮｏｘが大量に生成されるので、ＭＡＺＤＡでは圧縮比を下げ、ＥＧＲからの排気を冷やして新気とともに筒内に吸い込んで、燃焼させることで燃焼温度を800度以下にすることに成功して、尿素触媒を用いずＮｏｘをほとんど出さない様にしたわけです。ですから、デミオのディーゼルエンジンは理想の空燃比よりもかなり薄い空燃比の中で爆発させているので、過剰酸素な環境という事になるから、燃料を多く噴射すれば、限り無くではないけれど、かなりパワーが出るエンジンであると言うことも出来そうです。しかしながら、燃料をたくさん噴射すれば相対的な酸素量はやはり減るし、霧化にとどまり気化混合が行われない軽油の燃焼ではすべての燃料を完全に燃やしきることは出来ず、不完全燃焼の結果であるカーボン粒子の発生はどうしても増えて、ＤＰＦに捕集されて、それを頻繁に焼き捨てる必要が出て燃費を悪化させることになりがちとなるでしょう。それにいくら低圧縮比で希薄な燃焼をさせていても、燃料噴射量を増やして行けば燃焼温度は燃料の量に比例して高まり800度を超えてしまえば、Ｎｏｘも激増してクリーンディーゼルではなくなってしまう事でしょう。実際にＴｏｒｑｕｅ Ｐｒｏを用いて排気温度を監視していると判るのですが、全開運転を行うと、およそ730度付近まで排気温度が上がります。（ＴＤＩサブコン使用時）ですから、何らかの方法で燃料を多く噴射するように出来て、パワーアップチューニングが出来たとしても排気温度が800度に達しない様にとどめるのが社会的に見て求められることだろうと考えられます。私が使っているＴＤＩのサブコンもつまりはコモンレール内の燃量圧力を高め、やや多い燃料を噴射する事だけで余分のパワーを得ていると考えられるわけです。結論として、デミオの適正な燃料噴射量と言うのは、何に対して適正なのかと言う問題となり、６ＭＴのディーゼルデミオは、ＪＣ０８モード燃費試験３０ｋｍ/Ｌのスペックに対しての適正噴射量となっているという事になると思います。従って、燃費を悪くすることを厭わないのであれば、燃料を多く噴射させてパワーを稼ぐことは比較的簡単なことと言え、可能な限りのパワーを出すという事に適正な噴射量は、ノーマルの設定に比して、２倍程度まで増やせるのかもしれません。前回のＢｌｏｇに書いた、コモンレール燃料噴射学習の機能を使ってＥＣＵを騙して、多めの噴射量を得ようという試みが成功するかどうかまだ判りませんが、ＥＣＵの燃料噴射マッピングを直接書き変えるのではなく、ＥＣＵの燃料マネジメントを学習機能を使って操作できれば誰にでもチューニングが出来るのではないかと思っているわけです。今日の結論 「ディーゼルデミオのエンジンはＴＤＩサブコンの効果でも判るように、燃費をある程度犠牲にして多めの燃料を噴射することが出来れば、トルクもパワーもまだまだ出せるエンジンだなあ」という事になりました・・・・。このエンジンはそういう意味で考えると、従前のガソリンエンジンに比して、エンジン素材としては非常に面白く、可能性に富んだエンジンという事が出来そうです。
2016.03.30
コメント(0)
-
サクションパイプ内部の流速と、或る試行
上の画像は、最近購入したＭＡＺＤＡ純正の、下部サクションパイプ（￥1,598）と、エアクリーナーカバー（￥1,771）です。購入の目的は、少し前のＢｌｏｇに書いた通り、コモンレール燃料噴射学習の学習時に普通でない状況を意識的に作って、「ＥＣＵを騙せるかもしれない」と書いたように、騙せるか実験するためにこれらを購入し、ちょっとした改造して車に取り付け、コモンレール燃料噴射学習をしてみるためです。それにしても、この下部サクションパイプのねじ取り付け部のパイプ形状は疑問が残りませんか？下の画像の、取り付けブラケット部分のパイプのへこませ方です。たぶん取り付けやすいようにパイプを変形させたために、スムーズであるほうが良いはずの内径に出っ張りができているのです。上の画像のように、内部を覗くと、取り付けのためのへこみは、内側から見れば出っ張りになって、空気の流れを乱していそうに見えます。もちろんＭＡＺＤＡの設計者が、空気の流れる部品内部の壁がスムーズであるべきことを知らないはずもなく、この形状でもほとんど影響がないことを確認してのことだとは思うが、やはりＢＥＳＴとは言えないような気がします・・・・・。この下部サクションパイプは社外品のパーツも出ているので、その辺の対策は済んでいることだろう・・・・。この、下部サクションパイプの下エンド部分は、ＥＧＲ排気ガス流路と結合するマニフォールドに繋がるはずだが、その部分は、エアクリーナーとつなげるゴムのサクションパイプ部に比べやや細くなっているが、その内径は４２φである。ちょっと思ったのだが、全開で５０００ｒｐｍ回したと想定すれば、ここを流れる空気の速度はどれくらいになるだろうか？まず５０００ｒｐｍの時の吸気量の計算は、クランク２回転で全ての気筒はそれぞれ１回の吸気動作をするから１分間に２５００回の吸気を行うことになる。毎秒に直せば1/60で、４１．６６回である。1500ｃｃだから、41.66×1500＝62500ＣＣが一秒間にこのサクションパイプを流れることになるはず・・・。しかし、5000ｒｐｍ時には私の（ＴＤＩサブコン使用）エンジンは１．８気圧のブーストがかかるから、ターボチャージャーの前の空気の量は１．８倍になり、それがこの４２φの部分を通過することになる・・・。実際はターボチャージャーで空気は加圧されていても、ピストンの早いストロークで空気は減圧状態になるかもしれないから、この計算のようにはいかないが、もし、インテークバルブの抵抗がないとしたら、計算としては６２５００ｃｃ×１．８＝１１２５００ｃｃが通過することになる。さらにＥＧＲから送り込まれる還流排気ガスの量が判らないため、さらに正確さは失われるが、もし減圧が起きず、アクセル全開時にはＥＧＲからの排気還流はないと仮定したらではあるが、毎秒あたり１１２５００ＣＣが狭い４２φの穴から出てゆくことになり、その速度は１１２５００÷（２．１×２．１×π）＝８１２２ｃｍ≒８．１２２ｍ８．１２２ｍ/ｓｅｃ つまり毎秒８．１２ｍで流れることになるわけです。Ｆ１エンジンの気筒充填率などは、インテーク管の慣性脈動などの効果もあり、実は２．４リットルエンジンの時でも３リットルエンジン並みに空気を吸い込んでいるということですから、この理論的な計算による流速もそんなに可笑しなものではないかもしれません。毎秒８ｍ以上の速度ですから、このパイプ内部のでっぱりは、少なからず乱流を作ると思われるので、基本的には良くないと思うわけですが・・・・笑。私はこの下部サクションパイプのどこかに穴を開けて、エアクリーナーカバーに取り付いているフローメーターと気圧計を欺こうとしているわけです。やり方は、フローメーターの周囲の流路を障害物を置いてやや狭くし、センサー単体では流速が高くなったようにしますが、実際には、そのフローメーターの後ろに穴をあけるので、流速は下がります。高い回転数でエンジンを回すときに、フローメーターの数値は、穴あけ前となるべく変わらない様に工夫し、多少低下する程度に出来れば、、ターボチャージャーにはエアークリーナーを通らない普段より抵抗の少ない経路を通った空気の分、多くの空気が吸い込まれていても、フローメーターとしては普段と変わらないデーターをＥＣＵに送ると思われます。しかし・・・・燃焼結果としては排気中の酸素が増えるという結果になるはずなので、ＥＣＵの噴射学習の判断としては、燃料噴射量がやや少ないと判断するのではないかという理屈です。また、それ以外の方法として考えられるのは、呼吸補助用のスプレー式の酸素ボンベからエンジンの空気取り入れ口に定量の酸素ガスを入れながらコモンレール燃料噴射学習を行う手もあります。この方が簡便ですが、酸素の追加量が正確にわかりづらい分やり過ぎてしまう可能性があり、やり過ぎはコモンレール燃料噴射学習がエラーとなり失敗と言う結果になってしまうと予想されます。つまり、失敗と判断するか正常範囲とするかは、値の狂いの大きさで線を引いているはずなので、あまり大きな変化をすれば失敗として変更はキャンセルされると思うのです。いずれも目的は、シリンダーに普段より少しだけ多い量の酸素を送り込み、燃料噴射学習中の排気ガス中の残存酸素量を増やすことが出来れば、吸入した空気量(酸素量）と定量噴射したはずの燃料が燃えて、排気された余った酸素量をカウントすることで、定量噴射した燃料のわずかな不足や過剰を判断するはずだから、酸素が計算結果から多くなれば、酸素量はフローメーターと気圧から正確に判っているはずなので、正確な管理が難しい微量な噴射量が少し狂っているとＥＣＵに思わせることが出来るかもしれないという訳です。もし、それでＥＣＵが多く燃料を噴射しろというマッピングをしてくれるなら、簡単なエンジンチューンアップができるという意味になるはずです。まあ、上手く行かないかもしれませんが、試して遊んでみようというわけです・・・・笑。
2016.03.28
コメント(0)
-
私の車のクラッチ板
先日もＢｌｏｇに書いたことだが、デミオディーゼル６ＭＴのクラッチディスクには、他の車種のクラッチディスクには殆どあるダンパースプリングが無かった。殆どと書いたが、私が知る限り初めて見るクラッチディスクの形式だった。何方か、ダンパースプリングの無いクラッチ板と言うのを知っている人が居ますでしょうか？もし知っていましたら、コメントに書いていただけませんでしょうか？実際私が見たデミオディーゼルのクラッチディスクは、センターのスプラインホールからやや厚い鉄板のディスクがフェーシングに向かって外周方向に広がって行きますが、もう少しでフェーシングに届く少し前に、ディスクは薄いバネ鋼にリベット止めされて、その薄いバネ鋼が２枚のフェーシングの隙間に入って行ってそこでフェーシングにリベットで固定されているように見えたのですが、そのフェーシングに入って行く部分は細くなっていて、これで持つのかな？と言う程華奢な感じでした。私はその初めて見た不思議なクラッチ板のことが、ずっと気になって理由を考えていましたが、ある一つの仮説に辿り着きました。仮説ですから、私の思い過ごしかもしれませんが、そのクラッチ板に着いていた薄いバネ鋼の部分は、モジュールを下げて軽量化したトランスミッションのギアを過大な突入トルクから保護する目的のヒューズの役目を持たせたデバイスではないかという事です。最大限の加速をして行く時には殆どクラッチを踏んでもアクセルをあまり緩めずシフトアップした直後もエンジンの回転は高いままクラッチをドンと繋いで、少しでもタイムが詰まるようにするのですが、その時にもかなりの突入荷重がミッションのギアにかかります。そしてもっと大きな衝撃荷重に近い入力は無理な速度差でもかまわずシフトダウンしてオーバーレブさせるような操作を行うと起きるのです。そんな時ＦＦ車では良く等速ジョイントとかドライブシャフトが壊れたりするものですが、このデミオの６ＭＴは車体重量を軽くするためミッションのギアモジュールを下げて、ＡＴに比べ５０ｋｇもの軽量化を達成しています。恐らくその小さめのギアのトルク伝達能力の安全率からエンジントルクまで下げたと考えられるわけですが、それでも使い方によっては非常に大きなトルク突入を受けるので、そうした時にトランスミッションがまず最初に壊れることになると思われるため、万一そのように使われても安価なクラッチ板が破損して、高価なトランスミッションを守るように設計されたのだと考えました。つまり、最も弱い部分を他に設けて、トランスミッションを壊さないためにそのようなヒューズの様な機能のあるクラッチ板が着いているのではないかという事なのです。たぶんですが、当たっているかもしれませんね・・・・・・ああ・・多分それに違いない。その結果、ダンパースプリングの無いクラッチ板はディーゼルエンジンの低速時の回転脈動を吸収する場所がなくなり、セカンドギアのバックラッシの中で振動を起こし、1250ｒｐｍでその振動周波数がミッションケースの固有振動数と偶々一致して共振を起こしているという事なのだと理解しました。これで私の中ですべてが繋がりました・・・セカンドギアノイズの謎解きは終わりです。(トンチンカンな勘違いという事もあり得ますが・・・笑）念のためもう一度言いますが、「あくまで私の想像に基づく仮説です。」私が気に入っているデミオディーゼル６ＭＴにはそういう個性もあるという事で、手打ちといたします・・・笑。
2016.03.15
コメント(2)
-
今日はだいぶ昔の話を聞いてください・・・。
今からおよそ30年ほど前のことなのですが、千葉県に大雪が降ったのです・・・・。 千葉の大雪なんて20センチも積もれば大雪なので、笑わないでくださいね・・・・。 道路が濡れていない状態で、朝から降り始めた雪が、解けずにどんどん積もって行き、通勤のために市川市の家を出た時は大したことが無かったのですが、八千代台市に入って、大和田の駅付近を過ぎて、鷹の台カントリークラブの脇の道を走って行ったのだが、雪が降り積もった影響でか、道の渋滞がひどく、少しも動けない状態となってしまった。その先は千葉市の千種町に繋がるのだが、花見川にかかる橋の前後が急坂になっているから、恐らくその坂を登れない車が道路を塞ぐ形となって渋滞していることがうかがえたので、私は、先ほどまで走っていた国道296号線に戻って、勝田台近くで国道16号線を使って千種町の工業団地まで行こうと決めた。そして私が花見川の上流の新川を渡り、もう少しで16号線に出られると言う所で起きた話です。そこは下市場と言う交差点で、新川を渡ってそこにやってくると道は左に緩やかにカーブし、下市場の交差点手前で少しだけ上り坂になるのですが、私がその上り坂に差し掛かったところで、下市場の交差点を左折しようとしているタンクローリーが一台、坂の頂上にもう少しと言う所で駆動輪が空転して、どうにも登り切れない状況になって、それ以降の車はその為、動けない様になってしまいました。その時、私の車と、そのタンクローリーの間には5～6台の車が在りましたが、誰も、滑って立ち往生しているタンクローリーを見ても、助けようとはしていないのです。 私はその状態を見てほぼ間髪を入れず車を飛び出して、5～6台前のタンクローリーの所へ走り、私が押すから、がんばって走ってみてと手ぶりで合図して、私一人で、でっかいタンクローリーの車体をまるでスーパーマンのように押し上げました。 本当に私一人で押したのですが、その僅かな押す力が、後ほんの少しの所でスリップしていたタンクローリーに力を与え、無事にその交差点を通過できたのです。でっかいタンクローリーを押す私の姿を、渋滞で繋がっている車の中で、皆さん見ているだけなのです・・・・。誰一人タンクローリーを押す私に力を貸してくれる人は居ませんでした・・・・。きっとこの時のその場所に居合わせた人の心には記憶が残っているはずです、多分20～30人ほどは私がタンクローリーを一人で押して道路が閉鎖状態にならないようにしたことを見たはずです。この、blogを読んでくれた人の中に、或いは一人ぐらい、そこに居合わせた人が居るかもしれません・・・・もしいたらですが、「あの時下市場の交差点で、一人でタンクローリーを押した男はこの私です」と言いたい。
2016.03.13
コメント(6)
-
ミッションノイズはオイルでは消せなかった・・・。
昨日、ＭＡＺＤＡのディーラーへＭｏｔｕｌのギアオイルとＲＥＳＰＯのギアオイル添加剤を持ち込み、まずはＭｏｔｕｌのギアオイルに交換して、試走・・・・。セカンドギア1250ｒｐｍ付近のノイズを確かめましたが、気持ち小さくなったような変わらないような感じでしたので、すぐさま次に一手を実行。ＲＥＳＰＯのＥＭＤというギアオイル添加剤を投入・・・・、8％までは入れてもよいと書いてあったので、ﾃﾞﾐｵのミッションのオイル量1.65リットルの8％、１３２ＣＣを若干過ぎるくらいに入れてみました。結論・・・・・ほぼ効果はありませんでした。残念でした！というところですが、まったくダメということではなく、ＭｏｔｕｌとＲＥＳＰＯの合わせ効果で、２割程度の音圧の低下にとどまったという感じです。ノイズの音質からあまり効果は期待できないと感じてはいたのですが、やっぱりという感じなのです。普通のギアの歯打ち音とはやや違って、ミッションケースが共振している感じだったので、難しい問題だな～…とは思っていましたが、まあ、一縷の期待をかけてやってみましたが・・・残念です。なぜミッションケースが共振するのかと考えてみると、原因としてはエンジンの圧縮行程時の回転速度低下と、その直後にやってくる爆発による加速で、エンジンは低速域では結構脈動しているわけですが、４気筒エンジンだからクランクシャフト１回転で２回の回転ムラのピークがあります。その回転ムラは、クラッチ板を経てトランスミッションのプライマリギアに伝わりますが、１トン程ある車両の重量の慣性により速度ムラなく進む車によって滑らかに回転する出力側に繋がっているカウンターシャフトのセカンドギアの歯のバックラッシの中で回転にムラのあるプライマリーシャフト側のセカンドギアがギアの両側に繰り返し当たる衝撃があり、それがトランスミッションケースに振動として伝わった時に、トランスミッションケースの固有振動数に共鳴していると考えられます。ＭＡＺＤＡはこの歯打ち共振音が出ていることを間違いなく知っているはずですが、（私のクレームに交換で応じてくれたことからも解る。）現在のところ解決策を打ち出していないようです。私は車好きが高じてＦＪフォーユラの設計に手を染め、それがきっかけとなって機械系エンジニアへの道に入った人間ですから、その辺のことはよく理解できていると自分では思っているので、この共振ノイズに対する対策もいくつかは考えていますが、基本的には、デミオディーゼルの純正クラッチ板についていないダンパースプリングを設ける方向で対処するのが一般的だと思えます。ほかには、フライホイールやクラッチカバーの重量を重くして回転ムラを軽減させる方法もありますが、それはパフォーマンスダウンにつながるのであまり選びたくない方法になりますから、まずはクラッチ板で解消できないかを試すでしょう。ほとんどのクラッチ板には着いているダンパースプリングが、なぜかデミオディーゼルのクラッチには見えません。或いは見えないだけで新しい方法でダンパー効果を維持しているのかもしれませんが、見える限りの範囲ではソリッド結合に見えます。もし完全なソリッド結合であればエンジン由来の回転ムラはモロにトランスミッションのプライマリーギアシャフトに伝わってしまいます。こんな単純な理由でこのノイズが出ているとしたらすぐに対策されたダンパースプリング付きのクラッチ板を用意するだけで解消してしまうはずです。これを作ったのはＭＡＺＤＡ自動車なのですからそんな単純なことで解決させられるならこの状態でリリースしてくることなど考えられないと判断すべきです。したがって・・・・そのほかにこの共振ノイズを消せない大きな理由が存在すると考える訳です。トランスミッションケースの剛性不足が主因であれば、想像の範囲に入ります。なぜなら、このデミオディーゼル６ＭＴは、ＭＡＺＤＡが販売戦略の中でハイブリッド車と戦ってゆくために、どうしても30ｋｍ/Ｌという燃費をカタログに乗せなければならなかったことに端を発するもので、販売サイドからの要求もおそらくハイブリッド車とカタログ燃費で「戦いのテーブルに乗せなければ始まらない」と考えたから起きたことと言えるのではないかと思います。ハイブリッド車ではないデミオディーゼルが燃費テストを行うローラー試験機の上で30ｋｍ/Ｌを達成するために、トレードオフして失ったものは幾つもありますが、オートマチックトランスミッションに比べて、この６ＭＴはなんと50ｋｇの軽量化が図られましたが、なぜそんな無理をしたのでしょう。ガソリン車用の５速ミッションは５段ギアなのにオートマチックミッションより20ｋｇほど軽いだけですし、６ＭＴは５速ミッションよりもギアの規格は１ランク下の強度に劣るモジュールサイズです。トルクの強大なディーゼルエンジンに合わせるのになぜそんな強度の低い歯車をわざわざ選んで使うのか？理由はただ一つ、軽くして燃費30ｋｍ/Ｌを達成しなくては、カタログデータでハイブリッド車と戦うテーブルには乗れないと考えたからでしょう。技術者としては到底選び得ないむちゃくちゃな判断でコンセプトデザインされている車で、ユーザーが楽しめるようにデザインされた車ではなかったという事なのですよ。結局、その軽量化と引き換えに失ったミッションケースの強度の低さや、ケースの肉厚の薄さが、このセカンドギアの共振ノイズの主因になっていると考えるのが正解かもしれません・・・・。この６ＭＴミッションケースには見慣れた鋳物のリブもありません、それは・・・それでも壊れない強度を実現したと言える半面、リブがないために楽器のように共鳴するような性質があるということを置き去りにしたと言うことでもあります。燃料タンクを必要以上に小さくして軽くし、本来は省燃費のために搭載してしかるべき、Ｉ－ＥLOOPのキャパシタも外されました。それでも、50ｋｇ軽くできるところなんてミッション以外には無かったのでしょうね・・・・。苦しくなることは予想できたけれど、ミッションには軽くできる可能性が残っていたということなんですね・・・・。デミオ６ＭＴのエンジンはトルクが、オートマチック車より低いのは何故でしょうね？答えは簡単です、トランスミッションの歯車のモジュールを１ランク下げたために伝達可能トルクの安全率から言ってデミオのディーゼルエンジンはトルクがあり過ぎただけです。だから、ＥＣＵで縛ってトルクを下げてます。なんという馬鹿げたやり方でしょう・・・・・。そんな車がデミオディーゼル６ＭＴなのです。燃費30ｋｍ/Ｌなんてカタログデータはいらないから、普通のミッション与えてください！！、トルク下げないでください！、リッター25ｋｍでもいいからパフォーマンスに振ったディーゼルスポ－ツを出していれば良かっただけですよ。そう思うと残念で残念でならない私なのです・・・・・。それでも私はＴＤＩマジックパワード・デミオディーゼル６ＭＴが気に入っていますけれどね・・・・・・笑。今後はミッションケースに何らかの付加物を付けて共振の原因とみられる固有振動数を変えられないかを考えてみますが、こうした共振はギアの回転数で周波数が変化するため、なんとか周波数帯域をずらしても、1250ｒｐｍで起きていた共振が1400ｒｐｍ付近にずれるだけ…というような現象も起きると予想されますから、固有振動数をずらすのではなく材質の異なる金属や非金属などを取り付けることで、なるべく固有周波数として特定されないような性質を与えたいと思っているところです。
2016.03.12
コメント(2)
-
デミオディーゼルの加速タイム
コモンレール燃料噴射学習を行うときに、工夫すれば、燃費は悪なってもパワーを出せるかもしれないとＢｌｏｇに書いたが、実際やってみたときに比較するためもあり、今日ちょっとデータを取ってみた。DB2に繋いだTorque ProOの画面で加速の計測をしてみた結果です。まずはＭＡＸパワーを読みだした画面ですが・・・大体こんなものでしょうか？次に加速能力を調べました。ここに出ているＭＡＸパワーの１８５．８ＰＳという表示が誤りであることは確実なので、前の画像の値もあまり信用できないというわけですが、１３１．７ＰＳはおおむね正しいのかもしれませんね。高速道路の料金所から出て、加速車線からゼロスタートして計測しました。加速テストは３度やってみましたが、百分台の数値が変わった程度で、３回ともほぼ同じでした。0～100ｋｍ/ｈのタイムは四捨五入するとすべて８．６秒になるデータでした。これだけタイムがそろうということは、この車の現状の実力ではないかと思います。0～100…８．６秒は、デミオの立ち位置を考えれば・・・やはり速いですね・・・・。ハコスカ２０００ＧＴＸよりも速いんですよ・・・・・笑。車体重量がほぼ同じでしたし、カタログ値で１３０馬力でした。あれ？ＮＤロードスターより速いのかな・・・・。走らせている自分から言えば、加速感を楽しもうという気が無い人には、不必要なトルクに思いますね、セカンド・サードでリミットまで回す気のない人には宝の持ち腐れでしょう・・・。もうちょっと何とかすれば現行のトヨタ８６に届きそう・・・・笑。0～400ではもう少しで１６秒が切れそうです・・・・恐るべしＴＤＩパワー。因みに、燃料満タン、ドラバー体重は75ｋｇ、タイヤはＤＵＮＬＯＰ ＷｉｎｔｅｒＭＡＸＸスタッドレスでした・・・。
2016.03.10
コメント(2)
-
デミオの燃料噴射学習の仕組みを想像する （その1 燃料噴射）
先日のＢｌｏｇで、コモンレール燃料噴射学習を逆手にとって、パワーアップできそうだ・・・。と書いたが、どういうアルゴリズムで噴射量を適正な量に校正しているかが解れば、本当にそういうことも可能だろうと思っている。その部分の仕組みをＭＡＺＤＡのユーザーコールセンターに電話して聞いてみようと思っているが、少し前に電話して聞いた時の感じから、その部分の解説はしてもらえない可能性が高いと感じている。そこで、私は、自分の知っている主にガソリンエンジンの知識から、どのような手法で微量な噴射量を管理できるか？また噴射量の校正を行い得るかを考えて来た。(実はディーゼルエンジンのことはあまりよく知らないのだ）ＥＣＵやディーゼルエンジンの制御や仕組みについて隅々まで知っているわけでも無いから、その道の専門家には笑われてしまうかもしれないが、ちょっと実際にここに書きながら考えて行こうと思う。先ず大雑把に考えれば、前出のＢｌｏｇにも書いた様に、超高圧に加圧された燃料だから、ごく短い時間だけインジェクターのバルブを開けないと、燃料を噴射しすぎてエンジンは燃料でビショビショに濡れて燃焼さえできないことになりかねない。そこで非常に短い時間バルブを開けるのだが、その時間は大変短く、計算してみると5000ｒｐｍの時はおよそ0.012秒の間に8回噴射するという事になって、1パルスあたりの噴射時間はデューティー比が1対1なら0.00075秒程の噴射を8回行っていることになると思う。（8回と言うのはＭＡＺＤＡのエンジン技術者にモーターショウで聞いた。）何故8回とかに分ける必要があるのか？と言えば、良い燃焼を実現するために自動車会社は日夜研究した結果であり、そこに様々な噴射パターンを組み合わせて、完全燃焼を狙っただろうし、排気ガスの低減も狙ったのだろう・・・。しかし、パルス的な噴射を行うようになった主たる要因としては、ごく短いパルスの多重噴射でなければ、燃料の噴射量を精度良く管理することが困難であったから、と言う側面も持っているように考えられる。これは私の想像でしかないが、例えばデミオの1.5Ｌエンジンで一回の強い爆発に必要な燃料の量を仮に1ｍＬだとして、それを一回で噴射して、しかも正確に計量できる技術はあるだろうか？その噴射量だけに固定するなら噴射口径などの工夫で、不可能とは言えないだろうが、ノズル口径を大きくすれば燃料の流速が下がって良い燃焼に不可欠な良好な霧化など望めなくなる。しかも強力な爆発を必要としないアイドリング時には、最大爆発を起こさせる燃料の量に比べれば１／１０以下の噴射量が求められるかもしれない。更に困難なことに、一回の噴射で必要量を噴射するとなると、噴射ノズルの開口径を一定とすれば、バルブを開けている時間を厳しく管理しなくては正確な噴射量は維持できないことは明らかだが、超高圧の燃料が、パルス的な噴射でなく、ある程度長くなると、燃料の動き出しからの速度が時間とともに加速度的に増大し、燃料の重さによる慣性力により、バルブを閉じた瞬間バルブ機構を破壊するような力（ウオーターハンマー現象など）も発生す可能性も有るし、加速度的に流量が変化する状況の中で、狙った噴射量をバルブの開いている時間だけで正確に区切ることがどれだけ困難になることかは誰にでも想像出来るのではないだろうか。つまり、最近のディーゼルエンジンの燃料噴射が１爆発の度に複数回に分けて噴射しているのは、その方がより優れているからと言うより、「それ以外の方法では実用的なエンジンとして成立させることが出来なかった」というのが本当の所ではなかったろうか？以上の様な想像から、一回の噴射時間の長さの変更を行っているとすれば、大きく変更することはせず、せいぜい最大と最小の時間差は２倍程度にとどめられているのではないだろうか？また、、コモンレール内の圧力を常に変更管理すれば、同じ時間バルブを開けても燃料の噴射量が変化するから、その方法で噴射量の制御を行っていることも確実と思われ、バルブの開時間の変更は全くせずに、圧力の変更だけで噴射量の制御をしていると考える方が妥当に思えて来る。燃料の圧力変更に使える時間は、噴射時間の変更に比べ数百倍の時間的猶予があり、エンジン回転のアクセルに対する追従速度を考えれば、0.1秒程度で殆ど違和感も無いだろうから、燃料ポンプのリリーフ弁の開度をほんのわずかに変更するだけで瞬時にコモンレール内の燃圧は変更できるだろう・・・。ただ、リリーフ弁に頼る圧力変更は可能ではあるが、高圧の軽油を小さな穴から逃がすことで調圧すればキャビテーションが簡単に起きてしまうように思え、発泡なども問題になるから、現実的ではないようにも思え、実際にはポンプの回転数などの能力可変に依るのかもしれない。もしカムシャフトにポンプが直結されていると考えれば、エンジン回転数に比例するように圧力が変化する筈だから、そういうものなのかもしれません。（そう考えると余剰燃圧を処理するための容積の可変するアキュームレーターが不可欠になってしまいそうで、そういデバイスも着いているのかもしれないが、燃料ポンプと余剰圧力の逃がし方等、そのあたりの技術にも非常に興味が沸いてくる。）（その2適正噴射量）に続く (Ｂlogの記載の内容に、私の勘違いや誤りもあるかと思いますので、気が付いた方や正しい知識をお持ちの方がいらっしゃいましたら是非コメントでお知らせください。）
2016.03.10
コメント(2)
-
デミオディーゼルのコモンレール燃料噴射学習について・・・・。
小排気量のディーゼルエンジンは最近になって珍しくなくなってきたが、以前は何が障害で小排気量のディーゼルが無かったのか？原因は3つあると思うが、先ず技術的に考えて、振動の大きなディーゼルエンジンはせめて4気筒程のマルチシリンダーでないと振動が多すぎるので、4気筒の小排気量で、１シリンダー当たりの微量な噴射量をきちんと管理するほどの精密なインジェクターを作ることができなかった。高圧縮比が必須の条件と考えられていたため、頑丈な鋳鉄シリンダブロックが必要になり、軽く安価なディーゼルエンジンは作りづらく、小さな車への搭載はコストメリットが少なく、真剣に検討されて来なかった。燃費が良く、燃料も安く、強いトルクも出せるが、振動や音、ススや窒素酸化物の多い排気ガスの問題があって、小型化しても乗用車等のエンジンとしては受け入れられるとは考えにくかった。そういった問題をほとんど解決してＭＡＺＤＡはスカイアクティブディーゼルエンジンをリリースしたのですが、スカイアクティブエンジンだけでなく、ディーゼルエンジンの燃料噴射は、非常に高圧に燃料を加圧して噴射するため、僅かにインジェクターの噴射時間が伸びてしまう様な狂いでも燃料が必要以上に多く噴射されてしまい、燃費の悪化、不完全燃焼、ノッキング、排出ガスの汚濁などの様々な悪影響が出てしまいます。その為、スカイアクティブディーゼルエンジンだけではなく多くのディーゼルエンジンは燃料噴射量の定期的な校正を必要としているのです。実際、スカイアクティブ1.5Ｌディーゼルエンジンでは最大2000気圧にも及ぶ超高圧に燃料を加圧し、５０００ｒｐｍの時では約０．００３秒間に数回の噴射を行っていますから、一回の噴射は０．０００５秒ほどで行っている計算になりそうです。よく考えるとこれは物凄い精密な作業で、電気的な信号でインジェクターを動かすソレノイド（電磁石）に非常に短いパルス電流を流してほんの一瞬燃料の流路を開放して微量の燃料を噴射しているという事です。（スカイアクティブ2.2Ｌディーゼルではピエゾ素子インジェクタ）燃料に２０００気圧もの非常に高い圧力をかける理由は、圧力が高ければ高いほど燃料の粒を小さくして噴射が出来るためで、細かな霧になればなるほど、空気とよく混ざって完全燃焼に近づくことが出来るからです。そんな短い時間で開き、そして閉まるインジェクターが、気温の変化や、バッテリーの状態、燃料の流動性と言った外乱でも安定して動くように設計されているものの、やはり少しずつ経時変化が起きて、ほんの少しだけ噴射時間が狂って来るのです。僅かにインジェクターの開く時間が長くなっても、コモンレールに蓄えられた燃料の圧力が洗車用の高圧洗浄ガン程度の２Ｍパスカル程度であればそんなに噴射量も変化しないはずですが、ディーゼル燃料の圧力はその１００倍近い圧力が在る為、ほんのわずかにバルブが開く時間が長くなったとしても、問題は非常に大きなものになるという訳です。それ故、スカイアクティブ1.5Ｌディーゼルも、一年に一度程度は、コモンレール燃料噴射学習と言う作業を行って、噴射したはずの燃料の量を、排気管の温度上昇や排気に含まれる残存酸素量を正確に測り直し、噴射すべき燃料の量が正しく計量されているかをチェックし、多すぎれば減らし、少なすぎれば増やすような微調整を行って、適正な燃料の量を噴射するようにその時だけフィードバック制御をかけている。と言うのがコモンレール燃料噴射学習という動作の中身という訳です。私のデミオが１１月になって急に燃費が悪化し始め、どうにも止まらなくなったのも、或いはこの燃料噴射計量にも狂いが生じていたのかもしれないと思いました。そんな可能性から・・・・一年に一度とは言わず、季節が変わって気温が下がったり上がったりしたときに再学習をさせるのが賢明と思った次第です・・・・。その様な考察から、サブコンを取り付けている場合は、一時的に機能を停止するか、外してコモンレール燃料噴射学習を行うのが正解と考えます。何故なら、アイドリングだけでなく回転を上げて、回転数が高い時の燃料噴射量も校正するからで、もしサブコンの機能で多めの噴射が起きれば、排気中の残存酸素が減り、排気温度が上がる為、ＥＣＵはそれを修正して、少なく噴射するようにマッピングしてしまうはずだからです。そして、私はこのスカイアクティブＤのコモンレール燃料噴射学習を利用したアイディアを思いつきました。それは、エアークリーナーカバーに大きめの穴を開けるなどしてからその穴部分をガムテープなどで塞ぎ、ＥＣＵが高回転時のアジャストを行うときに合わせて開口してエンジンの吸入抵抗を下げてコモンレール燃料噴射学習を行うというアイディアです。高回転時には通常より吸入抵抗が下がって、酸素量が基準より多く入るから、噴射量に対して排気中の残存酸素量が増えることになり、エンジンのＥＣＵは高回転時の噴射量が足りないと反応するのではないか？もし排気温度より残存酸素量を基準にしているなら高回転時の燃料はやや多く噴射するようにマッピングされ、パワフルな設定になるのではないだろうか？・・・・・もし私の予想が当たっていれば、費用を一切かけず自分でデミオのＥＣＵ・ＲＯＭの簡易的チュニングが出来るのかもしれません・・・・。そしてコモンレール燃料噴射学習が終わってから再びサブコンを取り付けるのです・・・・・フフフ。如何でしょう？？私やってみます・・・・・。注：（コモンレール燃料噴射学習で使われるフィードバックデータのアンサー要素は残存酸素量をチェックしている可能性のほうが高いと予想しているのだが、その理由は・・・燃料噴射の量が適正であるかどうか？車が自分で判断するには、どれぐらいの噴射量があったかを知る必要があり、それを知る手立ては、残存する酸素の量の他に、排気温度、過給圧の上昇、などがあるが、最も確実な変化は排気中の残存酸素量であるだろうし、複数の変数条件を考慮すると学習にはもっと時間が掛かり、短時間では不確実になるはずだからです）以下の画像はコモンレール燃料噴射学習を自分で行うための資料です。（くれぐれも自分でやるには自己責任で） ↓ ボンネットの中のヒューズボックスの位置 ↓ ジャンパーを使って5秒以内に5回、端子とボディーアース間をショートさせる。 ↓ ＭＡＺＤＡのマニュアル...その1 ↓ ＭＡＺＤＡのマニュアル...その2
2016.03.08
コメント(0)
全8件 (8件中 1-8件目)
1
-
-
- 【MOTO GP】レース雑感・速報など
- 小椋 藍 最高峰クラス３位 Moto …
- (2026-05-10 22:04:45)
-
-
-
- タクシー
- 香港的士 Toyota Comfort LPG Taxi
- (2026-05-14 04:06:06)
-
-
-
- フィットに乗ってる人集まれ～♪
- フィット シリコン洗車
- (2026-05-08 14:52:08)
-
