ハイコンプピストン②

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今日は圧縮比の向上がパワーアップになる理由を考えてみましょう。数字や数式も仕方なく出てきますが、あまり難しく考えるとワタシも説明できなくなってしまいますので、色々な条件を無視して出来るだけ簡単にいきましょう。

図は①が圧縮比が1（つまり大気圧）、②はオットーのエンジンに倣って２．５の圧縮比、③はエボエンジンをモデルに８．５です。

条件は行程容積が８７０ｃｃ、燃焼室容積１１６ｃｃ、燃焼温度１０００℃、大気温度２５℃

①では８７０+１１６＝９８６ｃｃの混合気が燃焼して１０００℃になったとします。

シャルルの法則では気体が１℃ごと上昇すると、０℃のときの体積の１/２７３ずつ膨張するとなっていますので、Ⅴ１/Ｔ１＝Ⅴ２/Ｔ２となり

９８６/２９８（２５+２７３）＝Ｘ/１２７３（１０００+２７３）ということになり、シリンダー内の燃焼ガスが３７１６ｃｃとなることといたします。

つまり膨張比が３７１６/９８６で約３．７倍です。

②では３７１６/３９４で膨張比が約９．４

③では３７１６/１１６で膨張比は約３２倍にもなります。

＊シャルルの法則だけでは心もとないのですがご容赦ください。

この膨張比がピストンを押し下げるパワーの源ですから、圧縮比がパワーに直結しているといっても過言ではありません。

ちなみに圧縮比をさらに一つ上げて、９．５になると膨張比は約３９になります。

計算上では圧縮比を上げれば上げるほど燃焼圧が上がり、パワーも上がるはずになりますけれど、それが簡単ではないのは先人達の大変な苦労からも理解できます。

高圧縮された混合気は燃焼前の温度も高く、それだけでもノッキングが発生しやすい状況です。

＊ハイコンプピストンで圧縮比を上げると、燃焼室は理想形状とは遠くなります。

• 燃焼室の［表面積/体積］比が大きくなり、熱効率が悪くなる。
• ピストンドームがスワールの邪魔になり火炎伝播も悪くなる。
• 燃焼室の末部にノッキングしやすいポケット形状ができてしまう。

その他に、オーバーラップ時はバルブが開いてピストンが上昇しますから、バルブリセスをキチンと取らないと静的にはバルブとピストンが干渉しなくても、高回転時には思わぬ事が起き、バルブ脱落という悪夢の可能性もあります。ハイコンプは作動角の大きいカムとも良く組み合わされるので、バルブリセスには要注意です。ワタシは使うパーツに実績があっても、粘土をピストンに盛って仮り組みして確認いたします。

更に具体例を挙げると、圧縮行程に大きな力を要するのでエンジン始動にも問題が起き、キックスタートは勿論スターターモーターにも余力がないと回しきれません。

更に更に、

乗り味にも・・・・。

燃焼圧が高くなると、良く言うとメリハリのあることになりますが、ゴツゴツした乗り味と感じる事もあります。

そして耐久性にも・・・。

慣性質量の大きいフライホイールと組み合わされたハイパフォーマンスの腰上構成では、相反する動きになります。重いフライホイールを無理やり加速させるような使い方をすると、１０万キロは楽に持つと言われる純正フライホイールの各部品がマイってしまうことも考慮しなくてはなりません。

ショベル以前は、ストック状態を完調にして楽しむのがヨロシイのではないでしょうか？

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