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マッハの貴公子 C1Runner の熱~い日記でつ(¬_,¬)b フフフ・・・

マッハの貴公子 天才タケスィが熱~く語るでつ( ̄ω ̄)ムフ~

トヨタのHVシステムはホンダシステムを見習うべき…

2020-08-15 07:10:29 | エンジン
カローラフィールダがカタログ燃費が33キロで、実燃費が19キロくらい…
カムリはカタログ燃費が28キロで、平均19キロくらい…

長距離走るとフィールダは、17~18キロだけど…
ちなみにトヨタのカスPHVは、カタログ燃費37キロでEV走行60キロで、実燃費24キロだけど、こりはケチケチ走りで、普通だと20キロ以下。
カムリの長距離燃費は、20キロ。

こうして考えると…
燃費率は…

カムリは、71%、で、フィールダは、57%くらいになるでつなぁ~
参考にトヨタのカスPHVは、54%になるでつ。
こりはやっぱりパワーの差だと思うでつ。

フィールダは1.5Lのエンジンに重いバッテリーを積んでるから高速域ではほぼフルスロットル。
パワー全開にしないと走れない…

そこへいくとカムリは2.5Lのエンジンにハイパワーだから高速域でも余裕の走りができるでつ。
つまりエンジンだけだと排気量が小さい方が燃費は有利だけど、HVは重い電池を積む分大排気量が有利。
坂の多い場所では、モロに出てくるでつ。

普通に走ってても余裕があるカムリと常にフル回転のフィールダ。
カムリにしたら燃費が半分だと14キロくらいと思ってたけど、こりが以外だったでつなぁ~

ただトヨタのHVのEVモードって必要かなぁ~
2キロしか走れないならあまりというか全く無駄。
エンジンを入切する無駄も実燃費が悪くなる要因。

エンジンも痛めやすいしC~
まぁ~トヨタのカスPHVもEVモードでもカタログ値の1/3以下だからわざわざPHVにするメリットがない…
むしろホンダのHVと同じようにエンジンは充電用にして、いざという時にエンジンだけで走る方がいいでつなぁ~

そりよかターボのごとく常にモータをエンジンのアシストにしてもいいでつなぁ~
まぁ~すべてホンダのシステムだけど…
トヨタのHVはシステム的には、いろいろと改善する余地がありすぎますなぁ~

まぁ~HVのパイオニアって自負があるかもでつが、ここは謙虚に学ばないと…

ロータリーエンジン搭載車復活への道

2020-08-02 07:10:29 | エンジン
マツダが100周年を迎えた2020年だが、ロータリーエンジンの復活を待ち望む声はとても多いでつ。
復活したからと購入する人ばかりではないでつが、マツダにとってロータリーエンジンの
存在がいかに大きなものであるかは感じるでつ。

現在のところ、レンジエクステンダーでの復活が最も有力なロータリーエンジン。
なぜここまで愛されるエンジンかと…

世界に衝撃を与えたマツダが生み出したロータリーエンジン。

マツダの100年の歴史のうち、多くのメーカーが開発に着手したなかで、マツダだけがものにしたと
いえる「ロータリーエンジン」を搭載したクルマをラインアップしていた期間は約45年と半分近くに
およぶでつ。

1967年に登場した「コスモスポーツ」は、その独特のスタイリングとドライブフィールが世に
衝撃を与えたでつ。

世界初の実用・量産ロータリーエンジンを搭載して、1967年に登場した「コスモスポーツ」。

翌1968年から「ファミリア」「ルーチェ」「カペラ」「サバンナ」などの量販モデルはもとより
マツダは昭和40年代ロータリーのフルラインアップ化を進め、はてはトヨタや日産と並ぶことを
念頭に自社開発できない大型セダンを、豪GM系のホールデンから調達した「ロードペーサー」まで、
あるいは44台のみ生産されたマイクロバスの「パークウェイ」まで、とにかくあらゆる車種に排気量や
仕様を差別化してロータリーを順次搭載したでつ。

その加速フィールは多くの人を魅了し、日本だけでなく、サーマルリアクターなどで当時の厳しい
排ガス規制に対応すべく改善を図った上で導入された北米でも高く支持され、急速に販売を
伸ばしたでつ。

おにぎり型のローターの回転運動だけで、パワーを生み出すロータリーエンジン。
日産、ダイムラーなども研究したが、4輪向けに大規模な量産ができたのはマツダだけ。

その後は、6ポート化やインジェクション化などの変更があったなかでも、もっとも大きな転機と
いえるのがターボチャージャーの搭載。

ロータリーとターボの相性はよく、もともと持ち合わせていたスムーズな回転感に加えて、
より圧倒的な加速力を身につけたことが走りを求める層を虜にしたでつ。

だけど、問題も…
レシプロのように普及することなく、最終的にはスポーツカーに特化したユニットとし生き永らえさせることが選ばれたのは周知のとおり。

その理由は燃費だけではないでつ。
性能的には高く評価されたいっぽうで、もうひとつ寿命の短さという大きなネガがあったでつ。
いずれも量販車にとってはいただけない要素。

かたやスポーツカーにとってはよい面がいくつもあるでつ。
爆発力で生じた回転をそのまま直接的に回転に置き換えるロータリーは、生来的に回転することが
大得意なので、高回転を多用するスポーツドライビングに向いているでつ。

さらには、性能面でも簡単なチューニングで大幅なパワーアップが望めたのも魅力のひとつ。
チューニングの盛んだった1980~90年代には多くのショップがそれを目当てにRX-7を手がけ、
当時すでに400psオーバーを引き出した車両がざらにあったでつ。

1985年に登場したFC3S型 サバンナRX-7。多くのショップがチューニングカーを制作。

また、アクセルレスポンスがよろしくないとされがちなロータリーだけど、それは実用域での話。
攻めた走りで上まで回してそこからさらに加速したい時のパワーが、瞬時についてくるパンチの
効いた加速感はレシプロの比ではないでつ。

さらにユニット自体がコンパクトなおかげで、それゆえ搭載位置をレシプロでは不可能なほど
後方によせるフロントミッドシップが可能となり、軽量なうえに前後重量配分も重心も低くなるでつ。
歴代RX-7の切れ味鋭いハンドリングは、ロータリーを積んでいたからこそなしえたでつ。

そんなロータリー搭載車も、ユーノスコスモは1995年に生産終了となり、FD3S型 RX-7のみと
なったでつが、やがて2002年8月、日産「R34スカイラインGT-R」、トヨタ「70スープラ」、
日産「S15 シルビア」らとともに、「平成12年排出ガス規制」への対応で長いブランクが…


その後は、ロータリーに未来はないとする当時の親会社だったフォード上層部を説得して反対を
押し切り、新技術を駆使した自然吸気の「レネシス」を搭載した「RX-8」を発売。
ロータリーの強みを活かし、それまでにない9000rpmのレブリミットを実現していたのが特徴。

マツダRX-8。小型化・高性能化を進めた自然吸気の新世代ロータリーエンジン
「RENESIS(レネシス)」を搭載。

レンジエクステンダーが有力だが駆動用エンジンとしても復活も期待。
そんなロータリーが、ここへきて復活しそうな気配が濃厚となってきたが、レンジエクステンダーとして
使うにとどまるというから複雑な心境。

それでも大きな話題となり、まがりなりにも復活を喜ぶ声が小さくないのは、ロータリーひいては
マツダがそれだけ印象深いものを残してきたからでつ。

ロータリーは根本的に回し続けることに向いているエンジンであり、レースのような使い方には
向いているでつ。

1991年にル・マンを制した「787B」もレース後に分解したエンジンは、さらにもう24時間、
全開で走っても大丈夫そうなくらいキレイに残ってるでつ。

1991年のル・マン24時間レースにおいて、日本メーカーとして初の総合優勝。
この優勝はロータリーエンジン車として初、レシプロエンジン以外でも初。

逆に、回転の上げ下げを繰り返す市街地には向いていないでつ。
燃料室の形状が長方形となるロータリーは根本的に燃焼の制御が難しいでつ。

そう考えると、レンジエクステンダーという使い方には納得するものの、ロータリーが
そのまま駆動力になるわけではないでつ。

それでもアクセルワークに合わせて、あの独特のサウンドぐらいは味わえるでつが、復活すると
喜んでしまうけど…

CX-30をベースとしたプロトタイプEVの発表時に存在が明かされた、ロータリーエンジンを採用した
レンジエクステンダー。
市販化に向けて、その開発は着実に進んでいるでつ。

やはりロータリーは、スポーツユニットとして成功してこそ存在意義があるでつ。
ロータリーを搭載した市販車がない間もマツダは研究開発の手を止めることなく続けていたと
伝えられてるでつが、この先、レンジエクステンダーを世に出すことで新たに得られる知見もあるでつ。

いつの日か我々が期待し、そしてマツダ自身も本当にやりたいことが実現できるときが訪れることを
大いに願うでつ。

トヨタとの提携を活かして、セリカと兄弟車ありかなぁ~
提携のをもっと利用してほしいでつ。

やっぱり、ロータリーは、スポーツカーのエンジンでないといけないでつ。

次世代水平対向エンジン②

2020-06-15 07:10:29 | エンジン
このエンジンはシボレー・コルベットとシボレー・カマロに搭載。
クランクシャフト直上にバルブ駆動用のカムシャフトがあるでつ。

クランクシャフトからチェーンで回転をもらってこのカムシャフトが回るでつ。
これにプッシュロッドが接している。プッシュロッドの反対側はロッカーアームに接しているでつ。
プッシュロッドが押し上げられるとロッカーアームが動き、バルブを押し下げてバルブ開の状態になるでつ。

1本のカムシャフトで両バンクの吸気/排気バルブすべてを動かす仕組みでつが、カム山とバルブ動作の関係は
SOHC、DOHCと変わらないでつ。

ご覧のようにバルブは吸気/排気ともに1つ。
V8エンジンでバルブ16個。
気筒当たり4バルブではなく2バルブ。

シリンダーボア径は現行ガソリンエンジンとしては最大級の103.25mm。ビッグボア。
これに対しストロークは92.0mmのショートストローク。
1気筒当たり765.25ccだから日本の軽自動車なら1気筒だけでも規定排気量をオーバーしてしまうでつ。

100mmを超えるボアでも点火火炎をシリンダー壁面まで到達させ、現代流の素早い燃焼を行なっている点はさすが。
エンジン性能を示す指標のひとつであるBMEP(Brake Mean Effective Pressure=正味平均有効圧)は筒内直噴仕様のLT4で17.97bar、
筒内直噴とポート噴射を併用するLT5で19.8bar。

欲張ってはいないし、欲張る必要もないでつ。

これだけの排気量でバンク角90°のV8エンジンを作るとなると、DOHCではシリンダーヘッドが大きくなり過ぎるでつ。
GMには総排気量4.2LのDOHC仕様V8 があるでつが、ボア径は標準的な2L級エンジンと同じ86.0mmだ。LT4/LT5より約17mm小さい。
シリンダー直径がLT4/LT5より17mm小さいから、シリンダーヘッドをDOHCにしてもキャディラックCT-6のエンジンルームには収まるでつ。

2Lと2.5LでスタートしたC型エンジンは、排気量を2.7Lに増やしたC27A型を加える。初代レジェンドへの搭載は、
マイナーチェンジの1987年。
このエンジンを横置きに搭載。

Vバンクの間にぐるっと曲がりくねった長い吸気管を収容しているでつ。

C27Aのバルブトレイン。ご覧のようにシングルカムで直打/プッシュロッド+ロッカーアームで4弁を駆動。

2代目シティに搭載され1986年秋にデビューした1.2LのD12A型は、このようなバルブトレーン。
この形状をベースにD15BなどではSOHC-VTECへと発展。

現在なら細身のロングリーチ点火プラグを使えるからバルブ挟み角はもう少し狭くできるでつ。
V型エンジンの車両搭載性は、縦置きでも横置きでもほとんどの場合で横幅が問題になるでつ。

かつてホンダは、資本提携していたBL(ブリティッシュ・レイランド)とV6エンジンを共同開発し1985年に
初代レジェンド、翌'86年にはローバー800に搭載。

それがC型と呼ばれるV6エンジン。
Vバンクの内側(吸気側)にカムシャフトを置き、排気側はそこからプッシュロッドで真横に「押す」という変わった
バルブ駆動系を持ったSOHC4バルブ。

エンジンの横幅をできるだけ抑えるための発案。
エンジン横置きFFでも横幅を抑えることが重要。

ちなみに、いま思えばフィアット中央研究所と独・シェフラーが共同開発した
ユニエア・システム(フィアットが採用しマルチエアと呼んでいる)のルーツは、このホンダC型。

SOHC4バルブという方式はひとつの流行を作ったでつ。
まだバルブ挟み角が45°程度と大きかった時代は、吸気/排気バルブの間にカムシャフトを通し、点火プラグは斜めに差し込むことで
SOHCが成立。

カムシャフトが2本あることよりも吸気/排気バルブが2個ずつあることを重視する方式。
このジャンルでもホンダは意欲的だったでつ。

さて、将来のことを考えてみると…
水平対向エンジンの場合、シングルOHCで作ればDOHCよりはシリンダーヘッドを小型化できるでつ。

ただし現在のFA/FB型と同じバルブ挟み角の場合、吸気/排気バルブの間にカムシャフトを通すのは少々無理があるでつ。
バルブ挟み角を少し広げれば問題はなくなるでつ。
シングルOHCという方法も選択肢としては残るでつ。

そりよりバルブ挟み角を大きくしたら燃焼室表面積が増えてしまうでつ。
それにカムシャフト1本だと吸気/排気兼用であり、吸気バルブと排気バルブの開閉タイミングを別べつの可変にするのは
むつかしい。

選択肢としてSOHCにはメリットがないでつ。
エンジン横幅を少々削るということだけ達成できても意味がないでつ。

だからOHV。
カムシャフトをクランクシャフトのそばに置き、プッシュロッドとロッカーアームでバルブを動かすでつ。

バルブ1個あたりの動弁系重量は増えるでつ。
その分、わずかだがエネルギーロスがあるでつ。

だけど、吸気/排気それぞれにカム位相可変式のVVT機構を取り付けることができるでつ。
燃焼の「質」は現在のFA/FBと変わらないはず。
同時に、巻きばねを使わず板ばねを使うOHVなら、シリンダーヘッド高さ全体をさらに低くできるでつ。

MFiはこういう水平対向OHVエンジンを提案するでつ。

エンジン上側は吸気用カムシャフト。図には描いていないでつがエンジン真下に排気用カムシャフトを持つでつ。
そしてこの際、エンジンはドライサンプにするでつ。
排気用カムシャフトの場所は、ちょうどオイルパンの中。

それでも構わないでつが、エンジンブロック全体の剛性を考えて下側カムシャフト周辺をしっかり作り込んだうえで
ドライサンプ化を提案するでつ。
オンデマンドのオイルポンプを使い、必要なときに必要な場所にだけオイルを供給する方式。

ポルシェの水平対向6気筒エンジンもドライサンプ。

通常のウェットサンプの場合、運転中のエンジン内部はオイルミストで満たされるでつ。
クランクシャフトが掻き上げたオイルが四方八方に飛び散り、細かい霧状になって充満するでつ。
オイルを掻き上げるときの抵抗だけでなく、粘性のあるオイルミストもわずかだが内部抵抗になるでつ。

この抵抗を抑え込みたいでつ。

こうした設計変更には当然、エンジン生産ラインの変更が必要になるでつ。
これは投資を伴うが、エンジン一新のチャンスはできるかぎり活かしたいとこ。
実際、スバルは過去にもエンジン設計と生産ライン設計をセットで進化させてきたでつ。

ここはスバルにとってお手の物。

GMのLT4/LT5について、少しだけ述べるでつ。

筒内直噴LT4は最高出力485kW@6,400rpm、最大トルク881Nm@3,600rpm。
直噴+ポート噴射のLT5は563kW@6,400rpm、969Nm@3,600rpm。
いずれもツイストローターのスーパーチャージャーを使い総排気量6,162ccでこのスペック。

LT4と同じ燃焼をスバルの水平対向2Lエンジンで模倣できるなら、最高出力は157kW、最大トルクは286Nmになるでつ。
スバルのFB20型は直噴NA(自然吸気)で最高出力113kW@6,000rpm、最大トルク196Nm@4,000rpm。
直噴&ポート噴射のFA20は152kW@7,000rpmと212Nm@6,400〜6,800rpm。

NA対過給ではNAは不利だが、FAはBMEP25,1barであり、いかにも日本らしい小排気量高「圧力」型エンジン。

かたやLT4はシボレー・コルベットZ06に搭載され、市街地〜郊外を普通にドライブするなら2,000rpm以上のエンジン回転は不要。
低速トルクは恐ろしく太い。

それだけ排気量があるなら当たり前だけど、低中速域での扱いやすさこそがアメリカンV8の真骨頂。
アクセルペダルを踏み込めば速いに決まっているでつ。

6LクラスでいうとダイムラーにM279というV12エンジンがあるでつが、これはボア径82.6mmのスモールボアSOHCであり、
GMのビッグボアV8とはキャラクターが違うでつ。

所詮はアメリカンエンジンなどと思わずに、このエンジンを載せたコルベットZ06の気持ちよさは天下一品。
飛ばして気持ちいいのではなく、軽く流していていて気持ちがいい。

OHVがローテクなのではないし2バルブがローテクなのでもないでつ。
高回転まで回らないのではなく、回す必要がないでつ。
いまのトレンドである「ダウンスピーディング」を、OHVエンジンは昔から実践していたでつ。

エンジンを高回転まで回さないで運転できれば機械損失は減るでつ。
実際、LT4は恐ろしく精度感のあるエンジンであり、1発ごとの燃焼音は低回転域でも澄んでいるでつ。

もちろんLT4/LT5が吸気バルブ1個で済んでいる理由はスーパーチャージャーによってエンジンに大量の時間当たり空気を
「吸わせている」からであって、次世代の水平対向OHVでは低回転域でも力のある4バルブNAを成立させなければならないでつ。

当然、スバルが公言しているようにリーンバーン(希薄燃焼)にも対応するでつ。

水平対向エンジンは奥が深いでつなぁ~

初代マツダ・サバンナRX-7誕生に至るまでの試行錯誤

2020-06-05 07:10:29 | エンジン
1978年3月に発売されたSA22Cに搭載された12Aエンジンは、フェニックス計画によって大幅に燃費を向上させたもの。
エンジン総排気量は573ccx2で、9.4:1の圧縮比、4バレル・2ステージ複合キャブレターを備え、
最高出力(グロス)130ps/7000rpm、最大トルク(グ ロス)16.5kg-m/4000rpmの性能を発生。

コスモスポーツの生産が始まった翌年の1968年11月に、次世代コスモスポーツの検討を行なうX809プロジェクトがスタート。
このプロジェクトは、1970年が東洋工業(現マツダ)の創立50周年にあたることからそれを記念するモデルとして、1969年には
X810に発展。

X810は、記念モデルとしてはロータリー・エンジンのコンパクトさを生かしたリヤ・ミッドシップとしてスタートするでつが、
将来の生産モデルは必ずしもリヤ・ミッドシップには限らないとされていたでつ。
このX810は、1970年の東京モーターショーにRX500として発表。

一方で、X810プロジェクトは、引き続き生産モデルの検討をするために、X810-IIとなって、1970年前半にRS-Xプロジェクトと改称。
RS-Xは、RX500の流れを受けたリヤ・ミッドシップとフロント車軸より後方にエンジンを搭載するフロント・ミッドシップの長所短所が
検討されたでつ。

パッケージング上では、どちらもREのコンパクトさを生かすことができるでつが、レシプロエンジンではできないパッケージングが
フロント・ミッドシップであることが判明。

すなわち、12Aと同等の130psを発生するレシプロエンジン(直6)をフロント・ミッドシップにレイア ウトすると
ダッシュボード(ファイアウォール)が後退し、ホイールベースが長くなりすぎることと、ダッシュボードを同じ位置にして、
エンジンを前進させると50:50の重量配分が実現できないフロントヘビーになることにあったでつ。
また、リヤ・ミッドシップの駆動系(トランスミッション/デフ)が新設計になることなどで大幅に生産コストがかかる一方、
フロント・ミッドシップでは他車の既存コンポーネントが流用できるメリットが大きいでつ。

そこで、RS-Xはフロント・ミッドシップで開発することになったでつ。
月産300台、スポーツカーの大きな市場である米国で、5800~7000ドルで発売する計画・
大衆車のファルコンが2500ドル前後であったでつ。

エンジン・ミッションはファミリアロータリークーペ/カペラロータリークーペの10A/12A&ミッシ ョン、フロント・サスペンションは
ファミリア・ピックアップのダブルウィッシュボーン、リヤ・サスペンションはボンゴのセミ・トレーリングアーム、
ファイナルドライブ・ユニットはコスモスポーツのものを流用。

ホイールベース2400mm、トレッド1350mm~1400mm(これらは操縦安定性実験からでてきた値)、ホイールは13インチと
定められてパッケージン・レイアウトを行なったでつ。

RS-Xを検討している最中の1969年10月に、日産自動車が米国市場にダットサン240Zを3500ドルで導入、
米国スポーツカー市場を進出して成功を収めたでつ。

これを受けて、1970年8月、再度RS-Xの見直しが図られ、「大衆向けの廉価版スポーツカー」X020プロ ジェクトが発足。

X020は、アフォーダブルプライスということで、3500ドル以下を目標にパッケージングを行なったでつ。
ベーシックモデルはリヤ・サスペンションにリジッド・アクスル、上級モデルは独立懸架。
さらに、2シーターと2+2シーターモデルを設けるでつ。

1971年、クルマの安全性と排気ガス問題が大きくクローズアップされ、その課題を解決することが、自動車メーカーの責務であり、
企業を永続させることにつながるということになり、X020プロジェクトは凍結され、安全車の開発に変わったでつ。
1973年末に生じた第一次エネルギー危機で、安全車の開発も中止。

RE搭載車が、米国でガスガズラーの烙印を押されてさっばり売れなくなって、急速に悪化したマツダの経営環境の中でREの
存続にする激しい論議が繰り広げられたでつ。

マツダ経営陣は「REの存続はメーカーの社会的責任であり、すでにロータリー車を愛用していただいている顧客への信義の問題でもある。
一日も早く、ガスガズラーの汚名を返上しよう」と断を下したでつ。

マツダは、1974年に燃費40%改善のための5カ年計画を立てたでつ。
その計画は「フェニックス計画」と呼ばれたでつ。
焼かれても、その灰の中から蘇るあの不死鳥の名をとったもの。
技術者達の損得を忘れたありとあらゆる挑戦が続けられていったでつ。
いつしか技術者達の間から不屈の精神「ロータリースピリト」なる言葉が生まれていたでつ。

当時、米国はニュージェネレーションであるベビーブーマーが台頭しつつあったでつ。
そのベビーブーマー層にマスタングやカマロなどのポニーカーが受けて大ヒットしていたでつ。
それらは、大衆車であるコンパクトカーをベースに開発されており、ベース車の価格の約1.5倍で売られていたでつ。

また、ニュージェネレーションでは、ウーマンズレボリューションで台頭してきた女性層がこうしたポニーカーの購買層としての
地位を占めつつあったでつ。

米国での調査結果では、そうした女性層は、ポニーカーよりも1サイズ小さい、 キュートでセクシーなスポーツタイプの
クルマを欲していたでつ。

米国での現地調査を行なったを受けて、RE・スポーツカーをアメリカ市場に投入すべきと主張。
これは、開発本部長山本健一さんの提案とも一致。
RE・スポ ーツカーの開発が承認され、そのプロジェクトはコ ードネームX605と呼ばれたでつ。

ロータリーエンジンのコンパクトさを生かし たフロントミッドシップ。
理想的な前後輪の50:50に近い重量配分。
低いボンネットラインとすぐれた空力持性を持ったユニークなスタイル。

それがSA22Cのエンジニアリング・コンセプト。

X605(SA22C)は、新しくチーム編成されたメンバーで、X020プログラム凍結以前にまとめ上げたコンセプトや基本レイアウト、
主要訴求ポイントなどの見直しが行なわれたでつ。
その結果、605は、ほとんどX020プログラムの成果をそのまま活用できることが分かったでつ。

国内向けは2+2シーターとなったでつ。
こりは、アメリカでも、モータースポーツのホモロゲーションの関係で2+2シーター・バージョンが必要になったでつ。

2+2シーターと50:50の重量配分の実現がパッケージングの課題となったでつ。
スポーツカーは、基本的なパッケージングでスポーツカーとしての性能が決まるでつ。

優れたハンドリング性能を得るためには、国内で5ナンバークラスの車幅からトレッドは1400mm前後となることから、
ホイールベースが2400mmあたりが最適値。

50:50の重量配分とヨー慣性モーメントをできるだけ小さくするには、フロント車軸より後方にエンジンを搭載する
フロント・ミッドシップ・レイアウトは必須。
そうした条件の下で、2+2シーターのパッケージングを実現しなければならなかったでつ。

2+2の後部座席は、日本人の平均的女性(JF50%タイル)の居住空間を確保することを目標に、レイ アウトの検討が進められたでつ。

2+2シーターは、国内向けであることから、対米2シーターが米国人男性の90%をカバーする(AM90%タイル)レイアウトから
フロント・シートを日本人男性の90%をカバーする(JM90%タイル)スライド量にすれば、対米モデルから80mmの前後寸法が
生まれるでつ。

デザイナーが描いているイメージスケッチのルーフからリヤに流れるキャノピー・ラインを実現するための
リヤ・シート着座位置を検討。

そのためには、フロント・シートのAM90%タイルのヒップポイントを極力下げてルーフ高さを決めて、リヤ・シートのJF50%タイルの
ヘッドクリアランスをキャノピー・ラインから確保した着座姿勢を検討して、2+2シーターを可能。

2+2シーターのパッケージングがかたまり、レイアウトの詰めを行なっていたとき、リヤ・サスペンションをどのような配置にするか
問題になったでつ。

形式はターゲット・コストと性能からRX-3レーシングバージョン(スカイラインの50連勝を阻んだ常勝レーシングカー)の
4リンク+ワットリンクを採用することが決定。
この4リンク+ワットリンクをそのままの配置でレイアウトしたら安全性上問題が生じたでつ。

後部衝突要件でガソリンタンクから衝突時燃料漏れの恐れがあることが判明。
これをクリアするためには、ガソリンタンクの前後にクラッシュ・スペースを設ける必要があったでつ。
RX-3レース仕様のワットリンクはデフ・ケースの後部中央にピボットが溶接。

これでは、クラッシュ・スペースを稼ぐことができない上、衝突時にはピボットがガソリンタンクに食い込み燃料漏れが生ずることが
予測されたでつ。

これを解決するには、ワットリンクのレイアウトを変更するか、デザイナーが描いているイメージスケッチのショート・テールを
変更してロング・テールにするかでつ。

ロング・テールにすると、デザイン上のキュートなイメージが損なわれる上に、ガソリンタンクという重量物が重心より後部に
移動することにより慣性モーメントが大きくなり、操縦性能に影響がでるでつ。

そこで、ワットリンクのレイアウトを変更し、デファレンシャル・ケースの前部右側にピボットを設けることにしたでつ。
デフ・ケース前部中央部は、ピニ オン・シャフトがありピボットを設けることができない。

右側にオフセットさせたのだが、ロッドが非対称になった。このレイアウトで先行実験を行なったところ、車体がロールしたときに、
車体と後輪の左右方向のバランスが崩れてしまうったでつ。

そこで、デフ・ケースの前部中央部を避けて右側にピボットを設けることとなり、ロッドが非対称になったでつ。
このレイアウトでは、車体がロールしたとき、車体と後輪の左右方向のバランスが崩れてしまうでつ。
検討を重ねた結果、左右のアーム長が異なっても、取り付け位置を選べばピボットが直線で上下することが分かったでつ。

低重心化を図るために、ロータリーエンジンの搭載位置を下げ、RX-3からボンネットラインを100mm下げたでつ。
これは、スタイリングにも好影響を与えることになったでつ。

SA22C (RX-7)のスペックは、
 全長×全幅×全高(mm):4285×1675×1260
 ホイールベース(mm):2420
 トレッド前後(mm):1420/1400
 車重(kg):985-1015
 エンジン:12A型

SA22、初代RX-7の開発は、困難だったけど、フェニックスのロータリはやっぱり甦ったでつなぁ~
飽くなき挑戦が名車RX-7を生んだでつ
ロータリの復活を望むでつ

V型エンジンのメカニズム②

2020-06-01 07:10:29 | エンジン
自動車用エンジンとして主流のひとつであるV6。
クランクシャフトは120度ずつの3スロー(クランクピンが3 つ)であり、直列6 気筒(6スロー)に対してクランク長、
ひいてはエンジン長を短縮できるのが長所。

6気筒を等間隔点火のV 型として仕立てるなら、バンク角は120 度の計算。
理論上はこれで正しい。

だけど、実際に自動車に積むことを考えると巨大な体積を占めてしまうから、とくに市販車では搭載性に大きく難があるでつ。
アウディR18のエンジン | ル・マンのために仕立てられたディーゼル。
ターボチャージャーをバンク角内に収める構造で、広いバンク角はメカニカルレイアウトの自由度が高いことが見て取れるでつ。
半面、全幅を含めエンジンが大きくなってしまうでつ。

120 度バンク以外のV6で等間隔点火とするための手段が、クランクピンオフセット。

たとえば90度バンクの場合なら、向かい合う気筒のクランクピンを同相(共用)とせず、30度の位相を持たせて、6スロー構造。
これにより、90 度+30 度=120 度を実現させるというわけでつ。
これにより、さまざまなバンク角のVが実現することができたでつ。

現代のV型エンジン設計において、もっとも重要といえる技術。

PRVエンジンは、プジョー・ルノー・ボルボの3ブランドで共通のユニットで、90度のバンク角を持って登場。
当初は3スローのクランクを持ち不等間隔点火運転だったでつが、のちに30度位相のクランクピンを持つ6スロークランクに
改められているでつ。

ホンダ・C型エンジン は、レジェンドのために仕立てられ、のちにNSXに搭載されたV6エンジンも90 度のバンク角だったでつ。
クランクは30 度位相の6 スロー構成。FF(横置き)を念頭に開発され、60 度に比べて全高を抑えられるのがメリットのひとつ。

こうしてみると乗用車のV型は、V6がベストだなぁ~
ただあんなに排気量をアップする必要はあるのかなぁ~
V6のベスト排気量は、2000~2500だなぁ~

ロータリーエンジンの幾何学

2020-05-18 07:10:29 | エンジン
ロータリーエンジンは線形運動を回転運動に変換するレシプロエンジンと異なり、すべからく幾何学が関与しているでつ。

〈トロコイド定数と形状変化〉作動容積を一定にした場合のトロコイド定数(K=R/e)の変化によるトロコイド形状の変化。
トロコイド定数が大きくなるほど「くびれ」が小さくなり、小さくなるほど「くびれ」は大きくなるでつ。
Vmax=最大容積 Vmin=最小容積 R=創成半径 e=偏心量 φ=偏心円径

偏心円(B)を固定し、基円(A)とペリトロコイド曲線を一体にして滑らないように回転させていくと、ペリトロコイド曲線のまったく
通らない部分が内側と外側にできるでつ。
内側の境界をつないだ線をペリトロコイド内包絡線というでつ。
これがローターの基本形状となるでつ。
この三角形を幾何学的には「ルーローの三角形」と呼ぶでつ。

ちなみに外側の境界をつないだ線はペリトロコイドの外包絡線というでつ。

ロータリーエンジンの排気量はローターの厚み(=ローターハウジング幅)で比例変化するでつが、トロコイド定数(K値とも呼ぶ)に
よっても変わるでつ。
これはローター頂点が描く創成半径(R)を偏心量(e)で割った値だ(K=R/e)。

異なる3種の定数でのトロコイド(正式にはペリトロコイド)形状。
定数によって形状が変化することが理解できるでつ。
定数が小さいとコンパクトなハウジング形状となるが、アペックスシール部分の揺動角は大きくなるでつ。

逆に定数が大きければ揺動角は小さくなるでつが、ハウジングが大きくなるでつ。
部品点数が少なく小型軽量な特質を生かしたいロータリーでは定数(K)=6に設定されてきた(マツダも13Aエンジンを除きK=6)が、
レシプロエンジンで言うところのいわゆるロングストローク的な出力特性を目指すなら、少し大きな定数を採用する
ケース(マツダの13Aエンジンがまさにそれ)もあり得るわけでつ。
ちなみに中段の図(6点)はローターの基本形状を導き出す方法を示しているでつ。

位相ギヤのレシオを変えた場合に成立するローター形状とその動き(ローターハウジング形状)の例。
ローターがどのような偏心運動をするのかが理解できるが、中央の2対3の比率がバンケル型ロータリーで使用されるでつ。
いずれも幾何学的に成立する動きをし、作動室の容積を変化できるので、オイルポンプやコンプレッサーなどに利用例があるでつ。

2対3では2つの円形を合わせたような繭形の中を三角のローターがまわるでつ。
3対4では3つの円形を組み合わせた中を四角いローターが回るでつ。

ちなみに4対5なら四葉のクローバー形ハウジングの中を五角形のローターが回ることになるでつ。
マツダによって実用化されたロータリーはバンケル型だが、自動車用以外に目を向ければ実に様々な形状の機関が存在。

レシプロと比較すると必要とされるシール部分が多く、ハウジングとローターのクリアランスも多く確保する必要があり、
熱効率はレシプロに及ばないと言われるのも事実だが、ロータリーにはまだまだ開発の余地は残されているでつ。

ローター頂点が描く軌跡=ハウジング形状は…

現在のロータリーを成立させているのは偏心量3対2の位相から生まれるおむすび形ローターの遊星運動にあるでつ。
外歯の小さな固定ギヤに掛かる大きな内歯を持つローターは偏心運動をし、ローター1回転でエキセントリックシャフトは3回転。
逆論すればエンジンが6000回転で回っていてもローターの回転は2000回転に過ぎないでつ。

すでに記した通り4サイクルエンジンよりも行程に費やす時間が長いというメリ ットも見逃せないでつ。
じっくりと時間をかけて確実な吸排気を追求できる特徴も持っているわけでつ。
しかもローターの3辺それぞれで順次同じ行程をこなしていくので、次々と燃焼エネルギーが得られるでつ。

一拍休みを挟んで燃焼を得る4サイクルのレシプロエンジンと比較すると、ロータリーの方が駆動軸にかかるトルク変動も少ない。
2ローターがレシプロの6気筒並のスムーズさと言われる所以がそこにあるでつ。

ローターの頂点が描く軌跡が繭形のハウジング形状。
トロコイド曲線といわれるでつ。

アームの先端にペンを取り付けて、中の外歯を固定し、内歯をからませながら偏心回転させたときに描かれる軌跡がローターハウジングの
基本形状になるでつ。

またローターがこの中で回転できるのは、偏心しているからこそであり、ちょうど偏心量の部分がレシプロのコンロッドとクランクの
役割を担うでつ。

もし偏心が存在していなければ、仮に燃焼エネルギーを受けてもローターの1辺は軸中心方向に圧力を受けるだけで
回転エネルギーには変換されないでつ。

幾何学的におむすびローターが、ローターハウジングの中で偏心回転運動をすることは理解できるでつ。

複雑なバルブ開閉メカニズムを必要とする4サイクルのレシプロエンジンと比較すると、ロータリーエンジンは部品点数も少なく、
シンプルで軽量な特徴をもち小排気量でハイパワーを稼ぎ出せるでつ。
しかも振動面でもスムーズな回転フィーリングを発揮するのが特徴。

これはクルマに搭載する際、エンジンの省スペース化を始め、重量物の搭載位置における自由度の高さなど、パッケージングデザインを
追求する上でも大きなメリットを生むでつ。
だからこそロータリーは、スポーツカー用エンジンに相応しいと言われるでつ。

V型エンジンのメカニズム①

2020-05-15 07:10:29 | エンジン
Vバンク45度 | V ツインとして非常に有名な、ハーレーダビッドソンのエンジン。
1番~2番の点火タイミングの間隔は315 度、2 番~1番の間隔は405 度というリズムが、独特のサウンドを創出。
そのほか、ドゥカティの90度(Lツイン)も認知度が高いでつ。

日本の車ではやっぱりV6エンジンでつなぁ~
その基本はとなると…

エンジン出力を向上させるなら、単筒容積を増やすのが早道。
だけど、寸法の拡大にも限度があるため、次の手段としてシリンダー数を増やすこととなるでつ。

さまざまな気筒配列のエンジンが現れたでつ。
その「いくつもあるシリンダー」を効率的に運転させるためには、一定の約束事が定められているでつ。
  1)点火のタイミングが等間隔であること
  2)複数シリンダー間で、膨張行程にバランスを持たせること
 
ご存じ、自動車用のエンジンは4ストロークサイクルを用いて、これは4つのストロークのうち、膨張行程でしかトルクを生み出さないでつ。
クランクシャフト2回転(720度)のうちおよそ540度は、180度の膨張行程を得るコストとして働いているでつ。

そこで、2気筒なら360度ごと(720÷2)、3気筒なら240度、4気筒なら180度、5気筒なら144度──という具合に点火のタイミングを設定。
トルクの発生が連続的に、途切れないようにしているでつ。

5気筒以上ではクランク半回転以内に次のトルクが発生するため、クランクの回転という視点でのみ考えれば、4気筒以下に
比べて効率がいいのが理解できるでつ。
V型エンジンは、多気筒を効率的に並べるため左右バンクでクランクピンを共有するのが最大の特徴。

そして、その数字がそのままVバンクとしての理想値となるでつ。
実際には、振動やねじれなどの問題があるため、さらに複雑な設計が求められるでつ。

そりではV型の気筒数での特徴をみてみるでつ。

V型2気筒は、2014 年現在、V2を搭載する自動車はなく、もっぱら二輪車のためのエンジンとして存在。
理論的には360 度ごとの点火タイミングであり、等間隔点火のV型とするなら並列2 気筒の構造。
だけど、二輪車の世界では不等間隔点火を車両の特徴として生かす側面が大きく、ここに示す90 度のほかにも、
搭載性やトルクの発生タイミング、重心の設定などの技術的視点から、非常に多くのバンク角を持つエンジンが存在するでつ。
並列2気筒 | 自動車用としての2 気筒は、フィアットのツインエアが最近の例。360 度クランクを持ち、ふたつのシリンダーを交互に
膨張行程とする。振動はバランサーで抑えているでつが、燃焼/慣性それぞれのトルク変動の大きさが課題のひとつ。

V型4気筒 は、 理論的には720÷4=180度が点火タイミングであり、事実、世の大勢を占める直列4 気筒ではその点火タイミングを
採っているでつ。
だけど、180度V型として仕立てると、例えば右前~左後~右後~左前のような点火順序となり、トルクの発生によりエンジンが
激しく揺さぶられる構造となってしまうでつ。
自動車用エンジンとして仕立てるにはまったく現実的ではなく、その際には水平対向構造を用いるのが一般的。
ランチアの狭角V4 | V4で想起することの多いエンジン。排気量によって異なるものの、おおよそ13度のバンク角を持つ
バリエーションであるでつ。
だけどこれらはクランクピンを別としているため、直列4 気筒の変形として考えるほうが順当。

V型3気筒 は、二輪車は不等間隔点火を逆手に取って車両のキャラクターにするということに加え、360 度で1サイクルを終える
2 ストロークということも手伝い、ホンダのMVX250F やNS400という2 車種がV3 の市販化にこぎ着けているでつ。
ホンダのGPレーサー・NS500。
前1気筒/後2 気筒:112 度の構造をとり、早くも不等間隔点火としていたのが特徴のひとつ。

6気筒が少ないし、排気量も多い。
やっぱり2000ccのエンジンがベストだなぁ〜


次世代水平対向エンジン①

2020-05-14 07:10:29 | エンジン
スバルというブランドは、アメリカではアフォーダブルな値段と極めて高性能。
AWD性能の高さと独特の緻密感がスバルの価値。
水平対向エンジンは方法のひとつであり必須ではないでつ。
一方、日本のファンは何よりもまず水平対向エンジンを挙げるでつ。
スバルを巡る議論には少なからず日米ギャップがあるでつ。

だけど、スバルは水平対向エンジンを作り続けるでつ。
だとすれば、次世代はどのようなエンジンになるのか興味があるでつなぁ~

スバルの水平対向エンジンは横幅が広くい。
次世代エンジンでは横幅を減らしたい。
できれば20cm、最低でも16cmは減らしたい。
左右バンクそれぞれ8〜10cmの寸法カット。
横幅を減らせば車両搭載性が改善され、車両パッケージングの自由度が高くなるでつ。

最大のマイナス面はコスト。
大幅な設計変更は製造設備を含めた新規の投資が必要になるでつ。

EJ型からFA/FB型への切り替えでは、まずストローク/ボア比がロングストローク寄りになったこと大きな変更点。
いま、レシプロエンジン全体がロングストローク化の傾向にあるでつ。
燃費改善のためでつ。

燃焼室表面積をできるだけ小さくして燃焼室壁面からエンジン冷却水に奪われる熱量を減らすためには、
ピストン冠面の直径(ボア)に対して上下動の行程(ストローク)を長めに取るほうが有利になるでつ。

燃焼室の表面積を減らすため燃焼室天井は平たくなったでつ。
向かい合った吸気/排気のバルブの「傘」の面が三角屋根(差掛け屋根、英語ではペントルーフ)を形成していたでつが
以前のクロスフロー型(吸気バルブと排気バルブが向かい合っている)エンジンでつが、近年は燃焼室天井がだんだん
平らになってきたでつ。
バルブ挟み角を狭くした結だ。

挟み角が小さくなりバルブが立ってきたからシリンダーヘッドの高さは高くなったでつ。
吸排気系は複雑になった。これはどんなエンジンにもあてはまるでつ。
バルブの開閉時期を変化させるVVT(バリアブル・バルブ・タイミング)システム。

バルブのリフト(押し開き)量を変化させるVVL(バリアブル・バルブ・リフト)システム。
特定の気筒だけ運転を休止させる気筒休止機構。
これらは燃焼を積極的にコントロールするための仕掛けでつ。
燃料を吸気ポート内ではなくシリンダー内に噴射するDI(ダイレクト・インジェクション)の場合はその噴射装置が
シリンダーヘッドに取り付けられるでつ。

DIは燃焼1回ごとの燃料供給量を厳密にコントロールする手段。

ピストンの上死点位置からシリンダーヘッドカバーの上端までは、赤線で示した幅があるでつ。
長いバルブと、バルブを閉める動作のための巻バネ(コイルスプリング)、2本のカムシャフト、その前端に取り付けられた
「缶詰」のようなVVTユニット。

直列エンジンや90°バンクのV型エンジンでは大きな問題にならないシリンダーヘッドの「高さ」が、水平対向エンジンでは
「幅の拡大」につながるでつ。

スバルのFA/FB型は両バンクのカムシャフト合計4本にVVTを組み込んでいるでつ。
そのためシリンダーヘッドカバーに少し外側への出っ張りがあるでつ。
水平対向エンジンはシリンダー横倒しの状態で車両に搭載されるからでつ。

この出っ張りの分はエンジンの横幅を少し広げることになるでつ。
また、 FA/FBともにDIであるでつ。
燃料系統は横倒しにしたシリンダーブロックおよびクランクケースの上に乗るでつ。

燃料インジェクターはシリンダーブロックの横から筒内に差し込まれる方式であり、DI系統はエンジン横幅には関係していないでつ。

EJ型の後継であるFA/FB型は、いまどきのエンジンらしい性能バランスで設計されているでつ。
燃費(つまりCO2排出)を悪化さずに出力/トルクおよび瞬発力を確保。
燃料をできるだけ効率よく使うには、そのときの運転状態に応じて、できるかぎり最適に近い燃焼をさせる必要があるでつ。

そのための仕掛けがだんだん大掛かりになり、ピストンが往復運動する方向の寸法が少しずつ長くなったでつ。
直列エンジンなら、高さ方向に寸法が伸びたらエンジンを斜めに搭載すればよいでつ。
だけど水平対向エンジンではそれができないから、もろに横幅拡大になってしまうでつ。

MFiはOHV化を提案があるでつ。
カムシャフトをシリンダーヘッドには置かずクランクシャフトの上下に置く。上側は吸気バルブ用で下側は排気バルブ用。
カムシャフトからバルブ駆動メカまではプッシュロッドを使うでつ。

通常のOHVは吸気/排気バルブを1本のカムシャフトで行なうが、吸気/排気ともVVTを使う位相可変にしたいから、2本に分けるでつ。

バルブが「戻り」動作を行なうときの動力には板ばねの戻り力を使うでつ。
通常は巻きばね(コイルスプリング)でつが、巻きばねの場合はバルブリフト量に対してばね自由長がずいぶん長くなるでつ。
ここを削りたいから板ばねを使うでつ。

プッシュロッドの上下動をふたつのバルブに伝え、同時に板ばねの「押さえ」の役目も果たすロッカーアームは1気筒当たり
吸気側/排気側ともにひとつ。
4気筒なら両バンクで合計8つ。

ロッカーアームのガイドとなるシャフトは1気筒当たり吸気側/排気側ともに1本。両バンクでは合計4本。

簡単なポンチ絵を手書きで描いてみた。細かな検証は行なっていないでつが、ピストンストロークを5mm伸ばしても、
そのぶんクランクシャフトの回転円は大きくなるでつ。
片バンク40mm、両バンクで合計80mmは縮められるでつ。

バルブ駆動を板ばねにすれば通常の巻きばねを使う場合よりも短くできるでつ。
ロッカーアームのぶんだけシリンダーヘッドは左右に張り出すが、バルブ直動式DOHC)とほぼ変わらないでつ。
ヘッド部分が横に広がっても水平対向エンジンの車両搭載時には上下方向の寸法になるでつ。

旧陸海軍向けに優秀な軍用機とエンジンを数多く産んだ中島飛行機が戦後は富士重工業となり、連合軍によって禁止された
航空機産業ではなく自動車を作ることになったでつ。

その動力源は水平対向エンジンに決まり、試作が行なわれたでつ。
最初の量産エンジンであるEA52型はボア72×ストローク60mm、気筒当たり約244cc、4気筒で977cc。
圧縮比9.0で最高出力55ps/6600rom、最大トルク7.8kgf・m/3200rpm。

斜め前方から見るとエンジン下部にオイルパンが見えるでつ。
トランスミッションから横に飛び出している前輪駆動軸の中心とエンジン前部にあるプーリー軸の中心との段差は
それほど大きくなはいでつ。

この時代の水平対向エンジンは本当に低重心。
スバル1000、スバルff-1に搭載されたでつ。
 
1966年に富士重工業が最初の市販車搭載用水平対向4気筒エンジンであるEA52型を世に送り出したときは
OHV方式だったでつ。
排気量977cc、1気筒当たり吸気1/排気1の2バルブであり、バルブ開閉はプッシュロッドを介して行なったでつ。

当時のエンジンは凝ったバルブ駆動機構はなく燃料供給はキャブレター。
負圧を使って燃料を霧状の小さな粒にし、それをピストンの下降運動によってエンジンが自然に吸い込むという仕組み。
吸気系はシンプル。

排気系はただの管だけでつ。
エンジンの底にある排気マニフォールドから出た細い排気管は当時の直列4気筒エンジンと似たような形状。

現在のFA/FB型は、EA型の時代とは比較にならないほど複雑化しているでつ。
だけどVVTもDIも効率追求のための最適燃焼には必須のアイテム。

さて、どんな進化をしていいくのかなぁ~
あの独特のサウンドにも磨きを掛けてほしいでつ!

カムはダブルかシングルか

2020-05-10 07:10:29 | エンジン
エンジンには高出力追求の時代、「ターボかツインカムか」という論争が繰り広げられたでつ。
時代を下って現代、もはやDOHCではないエンジンを探すほうが難しいでつ。

ガソリンエンジンのバルブ駆動系はDOHCが主流。
DOHCはDouble Over Head Camshaftの略。
吸気バルブと排気バルブの開閉制御を、燃焼室の上に配置する独立した2本のカムシャフトで行なう動弁機構。

1本のカムシャフトで吸気バルブと排気バルブの両方を開閉制御するOHCが先にあり、その進化形の位置づけ。
OHCはカムシャフトが1本なので、DOHCと対比させる意味でSOHCと呼ぶでつ。
SはSingleの意味。

また、DOHCは2本のカムシャフトで構成するので、ツインカムと呼ぶでつ。
こりは、DOHCは古い技術だったけど、トヨタがツインカムと呼んだことで目新しさを出したでつ。
SOHCはシングルカム。

DOHCとOHCはそれぞれメリットとデメリットがあるでつが、燃費や出力、排ガスのことを考えると、DOHCにしたくなるでつ。
いっぽうで、コストや重量面ではSOHCのほうが有利。
なにしろ、カムシャフトの本数は半分、シリンダーヘッドもコンパクトにできるでつ。

燃焼に使う空気をたくさん入れ、燃焼後の排ガスを効率よく排出するためには、吸気バルブの面積は大きく、排気バルブの面積も
大きくしないといけないでつ。
SOHCでも吸気2、排気2の各気筒4バルブにできないことはないけど、現実に存在したでつが、カムシャフト1本で成立させようとすると
バルブ挟み角などに制約が生まれてしまうでつ。

SOHCの場合は吸気1、排気1の各気筒2バルブのほうが相性はいいでつ。
そうすれば、カムシャフトだけでなくバルブも半分になってコスト低減効果は大きいでつ。

DOHCのメリットは、バルブ面積を大きくとることができ、ポート形状に合わせたバルブ挟み角にするのが容易で、バルブ開閉タイミングの
設定自由度が大きいこと。

ネガティブな面よりもポジティブな面のほうがたくさんあるので、現代ガソリンエンジンの当たり前技術になっているでつ。

エンジンは、吸入行程でピストンが下降することによって生じる負圧によって、空気をシリンダーに吸い込むでつ。
エンジンの性能は吸い込んだ空気の量に比例するといっていいので、効率よく、たくさん吸うことが大事。
燃焼が終わったら、排ガスはやはり効率よく外に出し、シリンダー内を新鮮な空気で満たしたいでつ。

排出しきれずに熱い排ガスが残っていると、ノッキングなど異常燃焼の原因になるでつ。
吸気側、排気側のバルブ駆動系の構造でポート形状やバルブ挟み角などを設定したバルブタイミングしだいで、エンジンの素性は
ほぼ決まってしまうでつ。

だから、吸気バルブと排気バルブの開閉タイミングは個別に制御したく、それゆえDOHCに落ち着くでつ。
連続可変タイミング機構がエンジンの高効率/高出力の両立を実現した。現代においては必須のデバイス。

吸気バルブと排気バルブの開閉タイミングが個別に制御できるとなると、メリットが多いでつ。
バルブが開いたり、閉じたりするタイミングを可変制御する可変バルブタイミング(VVT)を採用することで、燃費や出力を向上させたり、
排ガスをきれいにしたりすることが、柔軟にできるようになるでつ。

アイドリング時や全開時など、エンジンの運転状態に応じた開閉タイミングにすることができるようにもなるでつ。
吸気バルブを吸気行程の途中で閉じたり(早閉じ)、圧縮行程の途中で閉じたりして圧縮比より膨張比が大きくなるように吸気バルブの
閉じタイミングを制御すると、燃焼サイクルの効率が高くなって燃費に効くでつ。

また、下死点から圧縮を始める通常のエンジンに比べて上死点での混合気の温度は低くなり、ノッキング防止効果が熱効率を高くできるでつ。

排気バルブの閉じタイミングを制御すると、排ガスをシリンダー内に閉じ込めたり、逆流させたりするEGR(内部EGR)を導入できるでつ。
これを次のサイクルで燃焼させると、有害物質のひとつであるHCの低減効果が得られる。内部EGRを入れておいてスロットルは
大きく開いておき、吸気バルブの閉じタイミングで吸気量を制御すれば、ポンピングロスを低減できるので、やはり熱効率を高くできるでつ。

また、吸気行程で吸気バルブが開くタイミングを遅らせると、シリンダー内が負圧になり、吸気バルブが開いたときに空気は断熱圧縮されて
温度が上がり、火がつきやすくなるでつ。
これを利用して点火時期を遅らせると、排ガス温度が高くなって触媒の暖機性が高まる。つまり、始動時に有効。

可変バルブタイミングはバルブが開閉するタイミングを前後にずらすシステムでつが、バルブがリフトする量を大きくしたり、
小さくしたりするシステムが可変バルブリフト(VVL)。
VVTと同様、熱効率や排ガス性能の向上に効くでつ。

燃焼を緻密に制御しようとすればするほど、吸気バルブと排気バルブの開閉タイミングやリフト量は個別に制御できるでつ。
VVLは少数派だが、VVTはもはや一般的で、VVTを効果的に使うことを考えると必然的にDOHCという選択になるでつ。

DOHCとVVT(吸気側のみの例が多く、吸排VVT付きも存在する)の組み合わせは、軽自動車でも一般的な技術。

だけど、乗用車ならDOHCよりSOHCでもいいかもしれないでつなぁ~
ホンダSOHC VS トヨタDOHCの対決だなぁ~

ロータリーエンジンの原理でつ。

2020-05-07 07:10:29 | エンジン
マツダがこだわり続けるロータリー・エンジン(RE)。
2020年現在、搭載モデルはないでつが、近い将来登場するレンジエクステンダー用のパワーユニットに使われると
アナウンスされているでつ。

次期スポーツカーへの搭載の夢も消えたわけではないでつ。
ロータリーエンジン、正しくはバンケル型ロータリーエンジンは、コンベンショナルなレシプロエンジンとは異なった作動原理を持つでつ。




言うまでもなく内燃機関の原理とは、ガソリン燃料を気化してシリンダー内に
 ① 吸入(供給)し、沢山の空気とともに
 ② 圧縮を加えたところに、スパークプラグで着火して、大きな
 ③ 燃焼エネルギーを得て力を出そうというもの。
   その一連の行程を連続的に繰り返せるよう、燃焼ガスを
④ 排出し、再び新気を取りいれる①の吸入行程へとつながるでつ。。

今さらのおさらいだが、レシプロの場合、クランク軸2回転4行程をこなす4サイクルエンジンと、クランク軸1回転毎に繰り返す
2サイクルエンジンがあり、現在自動車用エンジンは4サイクルが主流となっているでつ。。




ロータリーの場合、ローターの3頂点が、ローターハウジング内に密着しながら偏心回転。
 ①はローターの一辺が容積拡大行程にある時、ローター 自体で塞がれていた吸気ポートが開いて、吸入行程。
  レシプロのピストンが下降するのと同様に、 シリンダー内に負圧が生じて空気と共に新しい混合ガスが吸入されるでつ。
  トレーリング側の頂点で吸気ポートが塞がれた後は、容積(ハウジング内の)が小さくなることで吸入された混合ガスは
 ②の圧縮行程となるでつ。
  参考に13B“RENESIS”の圧縮比は10.0対1。

ローターの1辺が周長方向に長いこともあって、小さなシリンダーヘッドで点火するレシプロと異なり、ロータリーは点火後の火炎伝播に
時間がかかるでつ。
それに対処して、リーディング、トレーリングの2本のスパークプラグが装着されているのも特徴。
レシプロの場合、大径あるいはマルチバルブがギッシリ納まる関係で燃焼室のスペースに余地はないでつ。
その点ロータリーは周方向に広いスペースがあり、ダブルあるいはトリプルなど、スパークプラグ設置の自由度が高いでつ。

点火とともに
 ③の燃焼膨張行程に移るが、やがて同行程のリーディング側にあるローターサイドが排気ポートを過ぎる(開ける)と中の
 ④燃焼ガスが排出されるという仕組みである。3辺それぞれで、次々とこの4行程をこなしていくでつ。。

ローター3辺の内の1辺だけで考えてみると…
レシプロの場合クランク軸回転角の720度毎、つまり2回転に1回の爆発を得ているでつ。
だけど、ロータリーの場合エキセントリックシャフトの回転角の1080度毎、つまり3回転に1回の爆発を得ているでつ。

参考に2サイクルエンジンが360度毎(1回転)に1回転の爆発を得ていることを引き合いに出せば6サイクル(?)的とも表現できるかも
しれないでつがそうではないでつ。

なにしろロータリーはローターの3辺で同様の行程が次々と繰り返されているでつ。
つまり4サイクル比較で、3分の2×3倍、結果的に2サイクルと同様に4サイクル比で2倍の爆発回数が得られているでつ。
レシプロは往復運動やクランクの回転運動による振動の発生が大きいが、ロータリーでは偏心量が小さい上、遊星運動は2ローターで
バランスできるので、振動面でも有利なエンジンと言われているでつ。
排気量を算出するには、ローターハウジング内の作動室の最大容積から最小容積を引いたものとなるでつ。

この考え方はレシプロと同様。ただ実質的にはハウジング内壁とローター1辺およびローターリセス(燃焼室)が織り成す空間容積と
なるでつ。
同じローターを使う限りローター幅の変更は排気量に比例する(厳密にはローター幅はレシプロのボアに相当。

ストロークに相当するのはローターハウジング内周面の曲率(トロコイド定数=K値)で、乱暴に言えばロータリーのストローク増大は
エンジンそのものの大型化、ひいては生産設備の一新を意味するため手がつけ難いでつ。
これが「ボアアップしかやってきていない」という批判の源になってるでつ。




レシプロのシリンダーは単純な円筒形なので、ボアの半径をRとして、πR2×ストロークで体積が計算できるでつ。
これに対し、ロータリーは複雑な空間を形成するため行程容積(排気量)の算出は難しく思われがち。

だけど、そもそもトロコイド曲線は定数に従ったものであるため、計算式は複雑でつが、上図に示した式で
行程容積(VH)が計算できるでつ。

ロータリの可能性はやっぱり高いことが原理を見るとわかるでつなぁ~

ターボエンジンに過給ラグが生じるわけ

2020-05-06 07:10:29 | エンジン
ターボエンジンを搭載したクルマに乗るたびにイライラすることがあるでつ。
原因はターボラグ。

昨今のターボエンジンは千数百回転から最大トルクを発生し「ターボラグはほとんどない」と…
それなのに…
明らかに加速要求と実行の間に時間差があるでつ。

内燃機関は熱エネルギーを運動エネルギーに変換する動力。
燃料と酸素が燃えたことで生まれた力は、まずピストンを押し、コンロッドからクランクシャフトの間で直線運動から回転運動に変換され、
変速機とデフ、ドライブシャフトを回してようやく動力がタイヤに辿り着くでつ。

いくら熱効率が高く燃費のよいエンジンでも、発進・加速時に猛烈に燃費が悪化するのは、車体を動かす前にエンジンそのものや
駆動系を動かすための力をムダに消費しているでつ。

メーカーが発表するエンジンの性能曲線がいくら1700rpmで最大トルクを発揮すると図示されていても、それはエンジン単体の
無負荷での数値。
いわば空ぶかし状態での計測。

WTO(Wide Throttle Open)での指標。
路上の運転で発進時に全開にすることはないでつ。

そうした状況ではアクセルをじわっと踏んで加速しだす前に、エンジンからタイヤに至る間に介在する様々な抵抗が存在してて、
いくら変速機でトルク増幅していても加速要求と実際の加速には乖離があるでつ。

当然、自然吸気のエンジンにだって「ラグ」があるでつ。
だけど、ターボと違ってエンジン回転数とトルクの上昇がほぼ正比例しているから違和感がないでつ。

今どきのターボエンジンが厄介なのは、街中での燃費を稼ぐために普段はターボを効かせずに自然吸気エンジンとして振る舞っていること。
ついでに、いざ過給がかかった時のために圧縮比を純粋な自然吸気エンジンより落としているから、ブーストがかからないとやたら
意気地がないでつ。

特に発進時でつなぁ~
高速でターボラグの存在を意識するかどうかは、エンジンの排気量で決まるでつ。

ベンツ、BMWの主力エンジンである2ℓだとほぼ気にならないでつが、1.5ℓ以下になると微妙になってくるでつ。
BMWは先代の3シリーズに2ℓ直4と1.5ℓ直3をラインアップしていたでつが、ファイナルギヤを調整して1割ほど1.5ℓは回転数を
上げるでつ。

絶対馬力が違うから当然でつが、そうしないと1.5ℓのターボラグは結構気になるでつ。
現行の3シリーズ(G20)では1.5ℓ直3はラインアップから外れ、1&2シリーズ専用のエンジンとなったでつ。
同時に1シリーズ(F40)は前輪駆動となり、変速機もトルコンATからDCTへ、変速段数も8段から7段に落とされたでつ。

小排気量ターボで無闇に変速段数を増やしても最終段のギヤ比が低くなりすぎて使いづらくなるだけ、という理由から。

130㎞/hが常用域の欧州と違って100㎞/h制限の日本では、多段ATのメリットが活かしづらいのは乗って見れば明々白々。
2ℓターボでも8速はギヤ比が微妙に過ぎ、ホールドで加速するのは無理があるでつ。

さすがに8速1500~1600rpmではターボは働いていないし、そこからの加速は発生トルクに対して抵抗が多すぎ、シフトダウンせざるを
得ないでつ。

変速機が多段になるほど各ギヤ間は狭まっているし、特に欧州仕様は5速以上のギヤ比がクロスして
いて、その分こまめに変速して加減速して1段落ちた程度では回転数がまだ足りないことが多いでつ。

いまのATは飛ばしシフトが出来るから勢い2段落として回転を上げ、回転馬力と同時にターボのブーストをプラスに振ることで
高速走行を成立させているでつ。


確かにエンジン本体はちょいとアクセルを踏んだだけでトルクが出ているでつ。
だけど、種々の抵抗でクルマは前に出て行かないでつ。

それがそのまま続けば単に馬力のないエンジンということで済ませられるが、しばしの間を置いて後、抵抗に打ち勝ったエンジンは
正味のトルクをいきなり出してくるでつ。
その落差こそがターボラグでつ。

数の多い2ℓターボだと、正味のトルクを感じるインターセプトポイントは大体2300~2500rpmくらい。
エンジンと変速機のメーカーの違いはあってもほとんど差は出ないでつ。
エンジンのスペックやターボチャージャーのサイズが同等に収斂しているでつ。

現実の市街地走行ではアイドリングからの1500rpmは多用する領域であり、ターボラグを出すように走っているでつ。
ターボエンジンと多段変速機はふたつでひとつ。
これまた低速でのターボラグを助長するでつ。

2ℓ級のターボエンジンと多段ATの組み合わせだと、発進してから40㎞/h程度まで加速するうちに平気で4速くらいシフトアップしていくでつ。
それなりの加速要求を満たすために二千数百回転まで上げなければならないでつ。
でもエンジン回転は一向に上がらないから、いよいよ不満は募るでつ。

だからといって右脚を余計に動かしたりするとシフトダウンして加速はするものの、燃費計はズドーンとゼロの方向へ動いて心理的に
負荷がかかるでつ。

自然吸気エンジンだってより加速しようとすれば燃費は悪化するでつが、加速と燃費の推移に濁りがないからイヤな思いはしないでつ。
ハイブリッドはもっとナチュラル。

高速に乗れば自然と回転は上がるからそれなりにブーストも付いてくるし、その状況では自然吸気やハイブリッドより余裕があって、
いいんだけど個人差はあるけど、気分の良し悪しは変速機次第となるでつ。

高速走行となると、例え制限速度が100㎞/hの日本でも欧州車の方が印象がでつ。
そのあたりの速度域ではエンジン回転数は2000rpm以下。

発進加速時ではターボラグが気になる領域だが、エンジンもターボも負荷がほとんどかかっておらず、ターボには幾許か余回転が
かかっているのでスロットルを開けても自然にトルクは増えてくるでつ。

欧州車の多くは高速での微少な加速に際し、変速機をこまめに動かして、可変バルタイや電制スロットルも当然一生懸命働いているでつが、加速要求を瞬時に呑み込むでつ。
取り分けBMWの8HPとVWの7速DSGはそのあたりの制御が見事。

だけどが国産のターボ車はもちろん、日本製多段ATは高速域での変速を嫌う傾向にあるでつ。
兎に角現在のギヤ段をホールドしたがるでつ。

欧州変速機は基本的に変速にかかる時間を短くしたいようで、「スパッ」とギヤを変えてくるでつ。
そのままではシフトショックが出る筈でつが、そこは制御の妙でキチンと抑えてあるし、不快にならない程度の微少な「段付き」は
敢えて残して加速感を醸成しているフシさえあるでつ。

逆に国産ATはシフトショックを極端に嫌うあまり、変速にかかる時間が僅かではあるが長いでつ。
例えれば手動変速で半クラを使っている時間が長いでつ。
擬音で言えば「スパッ」ではなく「……ニュルッ」。

結果として同等の加速が得られたとしても、加速する気分は圧倒的に前者の方がキモチよいでつ。
穿って見るなら、欧州車は、加速したいなら存分にどうぞ。高速なんだからになるけど、国産は「いやいやもう制限速度で、
燃費も悪くなるからそんなに踏まなくてもとなってるでつ。
 
ターボラグは気にならなくても、変速ラグが気になるのが、ターボ車の高速走行。
こうした協調制御を駆使したシークエンスも、さらに排気量が落ちると齟齬をきたすことになるでつ。

PSAは2種しかガソリンエンジンを持たず、1.6ℓ直4の下はいきなり1.2ℓの直3になるでつ。
だけど、自動変速機に関しては両者同じアイシン製8速を使うでつ。

サプライヤーのカタログモデルなので、ギヤ比も当然同じ。
エンジン出力が25%違うからその分をファイナルで帳尻を合わせるかでつが、両者の最終減速比は全く同一。
タイヤサイズが違うので、エンジン回転数はそこだけで合わせ込んでいるでつ。

プジョー308と同じエンジンを使うDS3クロスバックは、ファイナルを15%ほど低速化してきたでつ。
このクルマで高速を走ってみると、90㎞/hを超えたあたりで最終段の8速に入れてしまい、その時のエンジン回転数は1800rpmあたり。
東名高速の秦野中井から始まる登り勾配では見る見る速度が落ちるでつ。

こりは1.2ℓの自然吸気なら致し方ないところ。
加速しようとスロットルを開けるでつが、ちょっとやそっとではシフトダウンしないでつ。
シフトダウンしないから回転数も上がらず、青息吐息のNAエンジンに燃料を追加増量しているのが燃費計わかるでつ。

100㎞/hプラスから速度が90㎞/hを割り込んで始めてやっとシフトダウンするでつが、1段しか落ちないので仕方なく手動で6速まで下げ、
やっと流れに追うつくでつ。

センターコンソールにパワーの切り替えボタンがあるからスポーツモードとやらに入れてと、ある程度スロットルを開けている限り
8段には入れず7段をキープするでつ。

もちろん右脚を上げればすぐに8段に入るでつが、加速要求があれば即座にシフトダウンし、回転数を2000rpm以上に保とうとするでつ。

ブーストが効きはじめるのは2500rpmあたりでつが、素の排気量が僅少なだけに実感するトルクの落差は大きいでつ。
ノーマルモードは燃費特化のモードで、スポーツモードが「ノーマル」といっても良いほどで、ノーマルモードでは一般道でも、
上のギヤを使おうするため、走りにくくなるでつ。

現代のターボエンジンが燃費要求から普段は自然吸気エンジンとなっている以上、ごくごくフツーの走行であってもドライバビリティの
決め手は排気量。
多段変速機で低回転をキープしようとすればするほど、それは真理となるでつ。

2019年にビッグマイナーチェンジを行ったスカイラインの目玉は、新型のVR30DETTエンジン。
本機は2017年に登場、ドイツ御三家の3ℓV6ターボと真っ向勝負する馬力上等のエンジンであり、レスポンスを徹底追求したでつ。

400psといえば一昔前ならチューニングエンジンの領域。

全開にすればあっという間にトラクションコントロールが発動。
国道沿いのコンビニの駐車場から出る際、流れが切れていることを確かめて全開にしたら、クルマは横を向く素振りを見せ、
あっという間に制御でパワーを絞られたでつ。

そうでなければまずスピン。
一昔前の大パワーターボ車と違って踏んでから即座にトルクが付いてくるので、ターボ車特有の二次曲線を描く加加速度ではなく、
かなり角度の立った比例関数的加速であり、それは猛烈。

空いている道路でギヤを固定してトルク感とエンジン回転の関係を確かめると、ラグはないとはいえないものの、2000rpm前後から
実効的なインターセプトポイントの2500rpmに至るトルクの増加がリニアなため、「段付き」はほとんど意識ないでつ。

むしろJATCO製の7速ATが変速時に一瞬間を置くことで感じるショックがあるでつ。
ここらあたりは日本製ATの「作法」。

踏み方にもよるがやはり90㎞/hあたりで最終段に入り、その際の回転数は1800rpm以下。
DS3クロスバックの1.2ℓエンジンではそこからの加速は緩慢になるでつが、排気量が2.5倍の霊験はあらたかで、シフトダウンせずとも
スルリと速度を上げるでつ。

東名大井松田の登りでも7速のまま加減速は意のままにできるでつ。
車両価格は1.5倍、燃費の差はそれ以上と、経済性の彼我は相当にあるでつが、運転のしやすさはそれを補って余りあるでつ。

燃費をよくするには排気量を上げた方がよいという言は、効率だけではなく、ドライバビリティをも含めたこと。

現在のターボチャージャーはある意味加速ブースター。
強烈な加速さえ必要なければ3ℓくらいの自然吸気をごく低回転で動かした方が、現実の路上ではストレスがないでつ。
無用なストレスがなければ、人間無駄な動きは減るもので、自然と燃料を無駄遣いしないおとなしい運転になるでつ。

ターボの扱いはいろいろとあるけど、付ければパワーアップと思うのもあるけど、一番はレスポンスでつなぁ~


ロータリーエンジン の元祖10A型でつなぁ~

2020-05-03 07:10:29 | エンジン
上下や左右方向への運動を変換するよりも、最初から回転していたほうがいい。
誰もが納得する理屈。

だけど、それを実現しようと考えたとき、何度も挫折の淵に叩き込まれることになるでつ。
恐れをなしたライバルたちが次々と退散するなかで、
マツダだけがついに実現したでつ。

ロータリーエンジンの歴史を振り返るとき、誰もが日本の技術の高さを誇らしい気持ちになるでつ。

マツダのロータリーエンジン10A型(10A/0801)。
1967年に登場のコスモスポーツでは、当初110ps /7000rpmの最高出力と13.3㎏m/3500rpmの最大トルクを発揮。
4MTを介して185㎞/hの最高速度を誇ったでつ。

翌年128psにパワーアップしたL10B型に進化。
一方ファミリアロータリーには100ps仕様(10A/8020)が搭載されたでつ。

そのエンジンルームを見ると、それまで目にしていたレシプロエンジンのどれよりも小さい。
そんなコンパクトなエンジンのどこからあのハイパワーが発揮されるのか不思議。

普通のエンジンはピストンの往復運動をクランクとコンロッドで回転運動に変えているでつ。
ロータリーはおむすび型のローターが中で回転するから、直接回転運動が取り出せるでつ。
単純に出来ている上、1回まわる間に3回も爆発しているから、小さくてもパワー出るでつ。

そんなロータリーエンジンを量産化し現在に結実させたのは、世界でマツダだけ。
世界中が注目する夢のエンジンを披露してくれたのは、1961年。
コスモスポーツという2シーターに搭載されたそれは、夢のまた夢の存在。

それをグンと親しみやすい存在に近づけてくれたのがファミリアロータリークーペ。

ロータリエンジンの開発の始まりは1961年マツダがドイツのNSU 社と技術提携を結んだこと。
最初に同社が開発したKKM400型(400ccシングル)ロータリーエンジンの研究を開始し、量産化への第一歩を踏み出したでつ。

当時、エンジン開発を手がける世界のライバルは100社を超えると言われていたでつが、自動車用エンジンとしてそれを
開花させたのはマツダだけ。

KKM400型エンジンは、水冷トロコイドハウジングと油冷ローターを備えていたでつ。
熱膨張によるブロック歪みへの対応など苦心の跡が伺えたわけでつが、マツダは1963年に、山本健一部長を筆頭に
47名の技術者から成る研究部を設置。

試作1号機こそシングルローターであったでつが、量産へ向けた研究開発は早くからマルチ化が進められ、すでに1960年代前半には
2〜4ローターまでの試作エンジンを完成させたでつ。

ドイツの技術者フェリクス・ヴァンケルが発明した、ピストンのかわりにローターを用いるオットーサイクルエンジンがロータリーエンジン。
2サイクル的な単純な構造、燃料を選ばない経済性、同クラスのレシプロエンジンより小型軽量ハイパワー。
いまだかつてない形式だったでつが、1967年に市販にまでこぎつけたのがマツダの10A型。

ハウジング類はすべてアルミ合金製。
サイド吸気ポートと2ステージ4バレルキャブレターの組み合わせで低速から高速まで安定した混合気を形成、各ローターあたり
2本のスパークプラグにより効率的な燃焼を実現して高出力を発揮。

コスモスポーツに搭載された初期モデルが10A/0801、後にサバンナRX-3などに搭載された改良版が10A/8020。
そのスペックは…



型式:10A/0810
種類:水冷直列2ローター
総排気量(cc):491×2
b値(ボア相当)×K値(ストローク相当)(mm):60×7
圧縮比:9.4
最高出力(kw/rpm):69/7000
最大トルク(Nm/rpm):111/3500

悪魔の爪痕と呼ばれたハウジング内にできるチャターマーク(傷)の解消に散々苦労を重ねることになるでつが、クロスホローと
呼ばれるアペックスシールと1964年に開発されたカーボンとアルミの複合シールの開発で打開策を見いだしたでつ。

ロータリーエンジンとは言え、ピストンに相当するローターはハウジング内で偏心回転している関係で、回転上昇に伴い遠心力が
作用してハウジングに加わる面圧は壮絶な大きさになるでつ。
それはレシプロエンジンに見るピストンリングの比ではないでつ。

市販化を目指す2ローターはまず399cc×2のL8A型エンジンをプロトタイプのL402Aに搭載し走行実験を開始。
1964年末には491cc×2 の3820型へ進化。
これが量産試作のL10A型へとつながったでつ。

60台ものコスモスポーツが試作され、国内で述べ60万kmに及ぶテストランを実施。
多くのデータを基に熟成を重ね1967年5月、みごと世界初の量産へこぎ着けたでつ。

L10Aはそのままコスモスポーツの形式番号となりエンジンは10Aと呼ばれることになったでつ。

その後、ローターの偏心量を大きく(ロングストローク化)した655cc×2の13Aを投入。
美しいフォルムのルーチェロータリークーペに搭載。
ロータリーエンジンはハイパワーだけでなくスペシャリティ(プレミアム)カーとしてのキャラクターも身につけたでつ。

動弁系メカニズムを持たないロータリーエンジンはレシプロエンジンで言うところの2ストロークエンジンの様なシンプルな構造が
特徴で、多くのメリットを生んでいた半面、潤滑オイルを消費する点や燃費面でも欠点があったでつ。

デビュー当初は、市場でもその点を取り沙汰されることは少なかったでつが、オイルショック後は燃費の悪さが決定的な欠点と
見られる傾向も出はじめたでつ。

また排出ガス規制対応ではサーマルリアクターを装備するなど、ロータリー本来のシンプル軽量、ハイパワーのメリットが
少しずつ削がれていってしまったでつ。

さらに1970年代には10Aに対してローターハウジング幅を拡大(ボアアップ化)した573cc ×2 の12Aを追加。
そしてハウジング幅をさらに拡幅した654cc×2の13Bを投入しているでつ。
この4タイプがマツダロータリーの基本となっているでつ。

ユーノスコスモに搭載された20B-REW型エンジンは13Bを3ローター化したもの。

一方モータースポーツの世界では1991年ル・マンの栄光に輝いた787Bが有名。
搭載エンジンは直列4ローター。
2ローターの13Bを2機合わせたレース専用であることからR26Bと呼ばれているでつ。

そして40年以上にわたって培われてきたマツダの技術力は、やがて次世代機へと受け継がれていくでつ。

水素ロータリーの研究にも余念がないでつ。
シンプルな構造でスムーズな回転運動を発揮するロータリーエンジンは、スペシャリティカー需要だけではなく、
また別の夢のあるクルマを実現してくれるでつ。

ロータリーは日本のステータス的な存在だし、このまま埋もれさしてはいけないでつ。
でもこういう活気的なエンジンは、日本でしか作れないでつなぁ~

孤高のロータリースポーツRX-8

2020-04-30 07:10:29 | エンジン
マツダは、昔も今も未知の技術に強く引かれる進取の気性に富む自動車メーカー。

今から60年前の1960年、マツダはドイツのNSU社(現・アウディ)と技術提携を結び、バンケル・ロータリーエンジンの
実用化に向けて動き出したでつ。

そして1967年5月、世界で初めて2ローターのロータリーエンジンを積むコスモスポーツを発売。
1970年代になるとマツダは、「ロータリゼーション」と呼ぶ販売戦略を積極的に推し進め、1978年にはピュアスポーツのRX-7を投入。

このSA22Cに始まり、1985年にFC3S、1991年にはFD3Sと、3世代のRX-7を市場に投入しているでつ。
1978年にデビューした初代サバンナRX-7はロータリーだからこそボンネットを低くでき、重量配分に優れたスポーツカーを実現。

ロータリーの排ガスや燃費で悪戦苦闘したでつ。
マユ形のケースの中を三角形のおむすび状のローターが回るロータリーエンジンは、回転運動によって動的なエネルギーを
発生するから滑らか。

また、同じ排気量でもパワーを出しやすい。
エンジンよりNOX(窒素酸化物)の発生量が少ないなど、排ガス浄化性能も優れているでつ。

弱点は、その構造から燃費が悪いこと。
だから燃費よりも高性能を重視するスポーツカーのRX-7に搭載。
軽量コンパクトだから、ボンネットも低くできるでつ。

2代目サバンナRX-7(FC3S)に搭載された13Bターボエンジン。
燃費は悪いでつが、モーターのようにスムーズな回転フィールが極上
RX-7は北米を中心にヒットしたでつが、1990年代になるとバブルが弾けたでつ。

アメリカでは保険料が高騰し、スポーツカー離れが一気に進んだでつ。

RX-7も多くのスポーツカーと同じように、1996年に北米市場から撤退。
日本ではその後も販売を続けたでつが、厳しさを増す排ガス規制や衝突安全への対応に追われているでつ。

そして2002年8月に販売を休止。
最後のRX-7は、春に限定発売した特別仕様車の「スピリットR」。

それまでマツダは、高性能化のためにロータリーエンジンにターボチャージャーを組み合わせていたでつが、
排ガス対策や燃費など、環境対応においては苦慮していたでつ。

RX-7の最後のモデルとなった3代目のFD3S。
特別仕様車のスピリットRはスペック、トランスミッション、乗車定員の違いで3タイプ用意され大人気RX-8はマツダのこだわりの結晶。
ロータリーの将来性が危ぶまれるなかでもマツダは開発を続けたでつ。

3代目のFD3Sを発売した直後から自然吸気ロータリーエンジンの開発に力を注いでいたでつ。
その最初の回答が、1995年の東京モーターショーでベールを脱いだショーカーの「RX-01」。

1995年の東京モーターショーで公開されたRX-01がRX-8の礎的モデル。
走りへの飽くなき追求がNAロータリースポーツを生み出したでつ。

1999年のショーには観音開き4ドアの「RX-REVOLVE」を参考出品し、このプロトタイプを発展進化させたのが「RX-8」で、
2001年1月のデトロイトショーでベールを脱いだでつ。
秋の東京モーターショーには限りなく量産型に近いプロトタイプをお披露目。

スポーツカーにとっては苦難の時代に、撤退するメーカーも少なくなかったでつ。

だけど、マツダはモノづくりと走る愉しさに徹底的にこだわる姿勢を見せて、新たな目標に向かって果敢に挑み続けたでつ。
これこそマツダが苦境に屈することなくRX-8を作ることができた最大の理由、伝統継承のロータリースピリッツでつなぁ~。

RX-01の進化形がRX-REVOLVEで、RX-8の市販形に大きく近づいているでつ。
ロータリーを絶やさないという情熱を感じさせるでつ。
RX-8はマツダでなければ生まれてこなかったでつ。

RX-8の正式発売はRX-7休止後の2003年4月。
このことと車名から、RX-8がRX-7の後継車として登場。

RX-8はマツダでなければ誕生しない、超個性的なロータリースポーツ。
エクステリアは今見てもカッコいいと感じるデザイン。
4ドアを採用しているでつが、躍動感あふれるダイナミックなフォルムで、遠くからでも目立つでつ。

フロントフェンダーの峰を立たせたデザインとしたのは、真のスポーツカー。
その文法にのっとって、ロングノーズ&ショートデッキにコンパクトなキャビンを被せたでつ。

衝撃的だったのはドア。
ユニークなセンターオープン式リアドアを持つフリースタイルシステムのドア構造としているでつ。
リアバンパー下は、レーシングカーのようにデュフューザー形状とした。キャビンは快適で、後席も2人が無理なく座れる広さ。

燃費の悪さをも吹き飛ばす魅力も時代には抗えずでつなぁ~
パワーユニットは、マツダの技術の粋を集めて設計された新世代の13B-MPS型2ローターロータリーエンジンを搭載。

RENESIS(レネシス)のニックネームを持つ単室容積654ccの2ローターで、吸排気ポートはサイドポート方式。
現状ではサイドポート方式のロータリーはRX-8が最初で最後となっているのが孤高の存在と言われるゆえん。

RENESISは次世代を担うマツダのロータリーエンジンとして開発されRX-8に搭載。
マツダ初のサイドポート方式を採用しながら、RX-8にしか搭載されなかったでつが、インジェクターや潤滑システムなども
独自の設計とし、ローターそのものも10%以上の軽量化を実現するなど新世代ロータリーにふさわしかったでつ。

タイプSの6速MT車は最高出力250ps/22.0kgmで、210ps/22.6kgm版には5速MTのほか、電子制御4速ATを設定。
タイプSのエンジンはレッドゾーンが9000rpmで、そこまで一直線に気持ちよく回りきった。スムーズさも群を抜くでつ。
ロータリーエンジンならではの軽やかな回転フィールに加え、独特の排気サウンドも刺激的。

後期モデルはタイプRSを名乗り、最高出力は235psにディチューンされていたが、ターボで武装したRX-7と同等の性能。
パンチ力と高回転の伸びは少しだけ鈍ったが、実用域のトルクも厚みを増したから前期型よりはるかに扱いやすく、
レギュラーガソリン仕様となったのも歓迎されたでつ。

RX-8はハンドリングも軽快だが、クロスレシオの6速MTは100km/h巡航の時、3000rpmを示すでつ。
当然、ワインディングロードで気持ちいい走りを楽しむと、みるみる燃費は悪化。

人馬一体のニュートラルな運転感覚と刺激的なパワーフィールを身につけたRX-8だったでつが、NAエンジンでも燃費は今一歩。

RX-8はRX-7の後継モデルとしてスポーツ性を追求すると同時に、4人が快適にドライブできるという新たな価値観を持っているでつ。
それを許せるだけの魅力がRX-8があったでつ。
刺激的な走りを楽しめるだけでなく、4ドアだからファミリーカーになる資質も備えていたでつ。

RX-7同様にRX-8の最終限定モデルも名称はスピリットR。
ロータリーに対する熱き思いがRX-8には込められているRX-8が革新的で、魅力的なスポーツカー。

マツダが手塩にかけて育ててきたロータリーエンジン搭載のスポーツカーは、マツダだけでなくニッポンが世界に誇れる
モノづくりの技術遺産。

東京モーターショー2019で公開され2020年から欧州で販売を開始する電気自動車のMX-30は、ロータリーエンジンを
発電用とするレンジエクステンダーを追加予定。

オリンピックの聖火と同じように、その火を絶やしてはいけないロータリーエンジン。
ロータリーエンジンにモーターを組み合わせてレンジエクステンダーにすれば、燃費は大きく向上するでつ。

実際に東京モーターショー2019で世界初公開されたEVのMX-30はロータリーエンジンを発電用に搭載した
レンジエクステンダーを追加することを明らかになっているでつ。

ロータリーエンジンは水素とのマッチングがいいため旧くから水素ロータリーが研究されてきたでつ。
2005年に登場したRX-8ハイドロジェンロータリー。
また、マツダは早くから水素ロータリーエンジンの研究を進めてきたでつ。

1990年代にはHR-Xを発表したし、メタノール改質方式にも挑んでいるでつ。
2003年の東京モーターショーにRX-8ハイドロジェンロータリーを参考出品し、2年後には進化版の
RX-8ハイドロジェンロータリーを発表。

SKYACTIVテクノロジーなどを加え、クリーンで高性能な次世代のロータリーエンジン搭載車の誕生を心待ちしたいでつ。

東京モーターショー2015で世界初公開されたロータリースポーツのコンセプトカーであるRX-VISION。
SKYACTIV技術が投入された新世代ロータリーのSKYACTIV-Rを搭載。

やっぱり、レンジエクステンダーではなく、走るエンジンとしてロータリーは復活してほしいでつなぁ~
トヨタのガセネタでHVが燃費いいなどと宣伝されてるけど、こりは日本だけ…
欧米ではHVは傍流。

つうか最近は、HVで新車情報の三本さんの言葉を借りれば、ケチンボ運転が主流になっちゃってるけど
やっぱりバリバリに燃費気にせず、エンジンだけで走れる車に乗りたいなぁ~とか思うでつなぁ~
いつかは、ロータリー車に乗りたいと思うんだけどなぁ~

ホンダのSPORT HYBRID i-MMD

2020-03-17 07:10:29 | エンジン
「SPORT HYBRID i-MMD」は、高い環境性能と走りの楽しさを実現したハイブリッドシステム。
環境性能と走りを両立するため、駆動用と発電用の2つのモーターを搭載。

さらに高効率のエンジンを組み合わせることで、状況に応じてそれぞれを自由に動かせる構造。
そして…
発進を含む低速走行から高速走行までの全域で、モーターがタイヤに直接駆動力を伝えるレスポンスに優れた走りが基本。

バッテリーの充電状況などに応じて、高速クルージング時は、エンジンがタイヤを直接駆動するモードに切り換えるでつ。
2つのモーターとエンジンを独立して動かせるという自由度が高いシステムによって、あらゆるシーンで高効率な走りを実現。

「SPORT HYBRID i-MMD」は、モータが主。
それゆえ、エンジンの出力が小さくて、モータの出力が大きい。

「SPORT HYBRID i-MMD」は、駆動用モーターと発電用モーターの2つのモーターを備えた2モーター・ハイブリッド。
駆動用モーターは、駆動軸と直結した構造となっており減速時には回生を行うでつ。

一方、発電用モーターは、エンジンと直結。
特徴は、動力をミックスさせるための複雑な機構やトランスミッションが介在しない、シンプルなシステムに仕上げたこと。

これにより駆動時には、複雑な機構を介したフリクションロスとは無縁の、高効率でモーターの持ち味を生かしたスムーズな駆動を実現。
エンジンを利用して発電する際も同様で、発電用モーターをダイレクトに駆動することでロスを最小限に抑えているでつ。

こりは通常はモータで走るでつが、高速道路とかではエンジンで走ることもあるでつ。
アコードの燃費がリッター30キロ。

カムリは33キロだけど、Gになると28キロ。
実燃費はリッタ18キロ程度…
アコードは20キロくらいかなぁ~

ただトヨタはエンジン主体でエンジン出力が大きく、モータはあくまでアシスト。
ホンダはエンジンが小さくて、モータがデカイ。

それゆえアコードの排気量は1.5L。
カムリは、2.5Lだからエンジンの出力が全く違うでつなぁ~

それゆえケチケチで走れば燃費はいいけど、踏出とカムリは15キロくらいにはなるかなぁ~
アコードも充電しながら走るから結局は、エンジンも使いながら走ってるわけだけど、エンジンが小さいから
燃費は稼げる。

ただホンダらしい吹上がりのいい走りはどうなのかなぁ~
まぁ~どっちの方式がいいかは別として、カムリもアコードもV6のエンジンだけのモデル出してほしいなぁ~

そいとハイブリットは、ホンダが上だなぁ~


6気筒が…

2020-01-31 07:10:29 | エンジン
最近は、6気筒エンジンを搭載してる車がないでつなぁ~
V6はコンパクトで直4に代わりそうな勢いもあったけど…

セダンが主流から外れてからV6は当初の意図から外れて大排気量されたでつ。
なんと…
V6搭載車は3.5L以上…

しかも価格は4,000千円以上で…
高嶺の花でつなぁ~
3ナンバーの税金が安くなって2.5Lの主流にはなったんだけど…

当初は2,500千円くらいだったけど…
倍の価格に、1Lの排気量アップ。

今、6気筒を持ってるメーカというか販売してるのは、トヨタ、日産、ホンダくらい…
スバルもレガシーも4気筒。

ストレート6は日本メーカはやらないでつなぁ~
まぁ~BMWやメルセデスのような芸術的なエンジンは日本では無理。

結局、6気筒以上になると排気量が同じなら外車を選択することになるでつなぁ~
だけど6気筒のフィールを楽しみたいなぁ~