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合同テスト走行会その3

富士スピードウェイにて開催された合同テスト走行会への参加レポート最終編、テストの結果と走行後のエンジン内部の状態についてです。

富士スピードウェイのストレートは本当に長いです。1.6kmという数字自体はもちろん知ってはいましたが、これを実際にミニで走るとどうなるのか・・・より具体的に問題意識を挙げるならば、各ギアでどの程度の加速が期待できるのか、最終的にどこまでスピードが上がるのか、冷却は大丈夫なのか、そして何よりもエンジンへのダメージはどの程度なのか・・・でしょうか。

この問題点をご理解頂くために簡単に背景から説明させて頂きます。

エンジンの回転数と車の速度との関係はエンジンの回転数とギア比とタイヤ径の数字があれば計算できます。その関係は普通に走っている条件下では完璧に成り立ちますが、最高速を始めとする高速度領域では成り立たなくなります。例えばノーマルの1300ccのミニの実用最高回転数が5500rpm、ファイナルギアの減速比が2.9、12インチのタイヤ径が約53cmとして計算すると190km/hr出るという計算結果になってしまいますが、現実には絶対に出ませんよねw その理由は最高速は別の要因で決まるからです。

では最高速は何で決まるのか言うと、車の推力(車を前に進めようとする力)と抗力(車を押し留めようとする力)が釣り合う点で決まります。推力と抗力とが釣り合ってそれ以上速度が上がらない状態が最高速というわけです。
推力はもちろんエンジン出力で決まります。一方の抗力は走行抵抗で決まりますが、走行抵抗を大別すると、各ギア間およびタイヤと路面との間の摩擦や伝達ロスによる機械抵抗と、車体の周りを流れる空気による空気抵抗の2つになります。空気抵抗は速度の2乗に比例して増大しますので、街中を流すような速度域ではほとんど影響ない一方、100km/hrを越えるような条件下ではどんどん影響が大きくなります。例えば300km/hrでは走行抵抗の9割が空気抵抗と言われる程で、だからこそ空力に優れたボディ形状が必要になるわけですね。

そして空力の観点でミニを見つめ直してみると・・・こいつは全くイケてないのですよw
垂直に立ち上がるフロントグリル、あり得ない角度で壁のようにそそり立つフロントウィンドウ、スパッと切り落とされているテール、そして何よりボディ各部にあるモール等々、我々がミニを見て愛らしいと感じるデザイン要素は空力的には全て問題だったりしますw

そんなわけでミニを100km/hrを大幅に超える速度域で走らせる場合は空気抵抗の影響があまりに大きいので、実際の加速がどうなるのか、そして最高速がどこまで伸びるのか等は実際に走らせてみないと分からないのです。おまけに富士スピードウェイのストレートは登り坂になってますので、空気抵抗と走行抵抗がダブルの抵抗になって正面からミニに襲いかかるわけですよ。それらの抵抗に対抗しながらエンジンは回転数を上げることが出来るのか、どのあたりで釣り合って最高速になるのか・・・このあたりを実際に走って確認するというのが今回の走行会の大きな目的でした。

先日の動画を見て頂ければ分かると思いますが、実際に走ってみると最終コーナーを2速で抜けて立ち上がるとあっというまに3速、そして4速にシフトアップします。その後はひたすらアクセル全開で、登りの走行抵抗と速度が上がるにつれて増大する空気抵抗を実感しつつ、それらに抗いながら苦しそうに回転を上げていくエンジン様を見守ることになりました。つまりストレートは最初から最後までほとんど4速のままで、ストレートの最後に最高速に到達するという結果です。

実に難しい状況です。早く回転を上げる、つまり加速を優先するならばファイナルの減速比をもっと大きくしなければならないですが、そうすると最高速自体が低下してしまうという背反があります。その状態でアクセルを踏み続けたらオーバーレブでエンジンブローしかねないリスキーな状況です。

背反無く解決する最も有効な方法はエンジンの出力自体を上げることなんですけどねw
140PSと言われるヨシヨシさんのMk1、180PSと言われる三和トレーディングさんのKADミニはもっと減速比の小さなファイナルを使いながらも同じ状況で鬼のように加速していきますから。しかしながら7ポートをもってしても排気量の違いは如何ともし難く、限られた出力の中で最高速と加速をどのあたりでバランスさせるか、というのが現実的な悩みになりそうです。

もう一つの悩みというか心配事は、そうやって走った時にエンジンが受けるダメージです。

例えば他のサーキットでガンガン走っていてコーナー出口からアクセル全開で立ち上がる場合でも、加速できる状況であればエンジン出力が走行抵抗に勝っている状態で、しかも最大出力になるのも一瞬なんですよね。しかし最高速の状態というのは先述した通りエンジン出力による推力と走行抵抗による抗力が釣り合ってそれ以上速度が上がらない状態ですので、空気抵抗を主とする走行抵抗が最大となった状態でそれに抗ってエンジンが最高出力を出し続けている状態・・・熱的にも機械的にも最も負荷の高い状態なわけです。そして富士スピードウェイのストレートではこの状態が30秒程も続くわけですよ。これはエンジンにとってかなり厳しい状況です。

おまけに今回の走行では最後の方に音が変わってフッとトルクが抜ける瞬間がありました。その時はファンネルが外れていたのでその影響かと思いましたが、その後の市街地走行でもトルクが抜けて回転が落ちるという症状が出ましたので、ファンネルだけが原因ではないだろうな、と覚悟しておりました。

そんなわけで走行会終了後にSVに担ぎ込んでヘッドをバラしてみました。・・・サーキットで実走テストし、その後すぐにエンジンをバラして状態を観察するなんて趣味の領域を越えている気がしますが(汗)、仲間と環境に恵まれた幸せ者であることは間違いないですね・・・結果はともかくとしてw

R0016673.jpg

まずはドレーンのマグネットの状態です。

鉄粉も少なく異常な金属片の付着も無く良い状態でした。普通の街乗りのミニよりも良い状態と言ってもいいかと思います。まずここはOKですね。

R0016674.jpg

ピストントップおよびシリンダー壁の状態です。

R0016675.jpg

1番シリンダーです。

デトネーションの痕跡も無く良い状態です。高負荷で動かした直後の状態ですのでカーボンの堆積も見たこと無いくらいに少ないですねw

R0016676.jpg

2番および3番シリンダー。

同じく問題無しです。ガスケットが抜けた様子もありません。

R0016677.jpg

4番シリンダーも問題無し。

シリンダー内壁の状態も問題なく、実測して確認しましたが直径も変化無しでした。

R0016678.jpg

続いてシリンダーヘッド側を見てみました。

R0016679.jpg

1番シリンダーの燃焼室です。特に問題は見当たりません。

R0016680.jpg

2番および3番シリンダーの燃焼室です。

エキゾーストバルブが焼け気味ですが、これは2番と3番の排気ポートを共有するミニのエンジンに共通する現象ですね。

R0016681.jpg

4番シリンダーの燃焼室です。

排気バルブにリセスに干渉した形跡を発見! ただしバルブ自体に曲がりなどのダメージは無く、おそらく表面に付いたカーボンが擦れた程度だろうとのことでした。

排気バルブとリセスの間には最大リフト時でも1.3mm程度の余裕を持たせていたのですが、熱による線膨張の影響に加えてシフトダウン時に若干オーバーレブ気味になってしまった際にバルブがジャンプした可能性もあります。もっと丁寧に運転しなければと反省しました。

R0016692.jpg

続いてロッカーアームです。

バラす前にまず手で動かした感触としてはクリアランスが詰まった様子はありませんでした。

R0016693.jpg

バラした状態です。

新品を組んだばかりですがシャフトには既に傷が入ってますね。左から2番目のポストからシャフト内部にオイルが供給されるので、普通は2番目のポストから遠い部分で油膜切れを起こしがちなんですが、

R0016697.jpg

一番遠い部分の傷はそう酷くありません。

R0016698.jpg

むしろオイルポストに近いはずのこちら側で酷くなってます。横Gが連続してかかるような状況ではオイル供給不足になって油膜切れを起こしているのかな・・・と思ったのですが、むしろこちら側がアウト側のような気がしますね。謎ですw

いずれにしてもブッシュ型のローラーロッカーはレースユースには厳しそうだ、ということが確認できました。

そして機関的には「特に問題無し」という結論になってしまいました。ちなみに先日SVにてローダーから降ろす際にエンジンをかけたところ問題なくかかってましたし・・・あの息ツキの症状は一体何だったのでしょうか?

消去法ではありますが、おそらく燃料系のパーコレーションではないかと想像しています。

その他の要因も含めて考察と共にまとめると以下のようになります。

・デトネーションやバルブ破損などのメカニカルなトラブル
→もしそうならばアイドリングからおかしくなる傾向があるはずだがその兆候無し、分解観察しても異常無し。圧縮圧力は組んだ時に再確認予定。

・スロットルセンサーの異常
→現状では問題無し。

・クランク角センサーの異常
→もしそうならばアイドリング近傍で不安定になる傾向なので、今回とは症状が違う。

・燃料系のパーコレーション
→キャブと違って循環系なのでエンジンルームから受ける熱の影響は少ないと思ってましたが、インジェクター近傍はかなり発熱があり、かつ調圧バルブを通過してタンクに戻る際にかなり発熱するようで、一部の輸入車ではクーラーの冷気部分にあえて燃料ラインを通すことで強制冷却している車種もある程とのことでした。症状が出たのがサーキットでも何周か走った後でしたし、国道でも登りの渋滞の中をノロノロ走っていた時でしたので、おそらくこれかなあ、と。

対策としてはP師がスペシャルな案を用意してくれたのでそれに期待しているところです。本当は組み直した後にもう一回テストできると完璧なんですが、そううまくは行かないのが現実ですね。本番まで残り20日、お盆休みを考慮すると17日かな・・・どこまで考えて対策し切れるかが勝負の分かれ目になりそうです、痺れる展開ですw


8/14追記: 問題無しと思ったのですが・・・発覚しました(涙:こちら



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空力

今回の本題とは違いますが、
みくたさんの空力の解説の機会があれば嬉しいですね♪

今日の此方の午後は凄かったですよ~!
ピンポン玉位の雹の集中爆撃の様でした。。。
青空駐車の車はゴルフォボールのティンプル加工になってしまっていました。
ティンプル加工を施されれば空力的にはいいのでしょうが、そういう問題ではない洒落にならない状況です。
自分の車は大丈夫でしたがサイクルポートのアクリルがやっつけられてしまいました。

No title

ジョブさん、どうもです。

こちらも暑かったですがそちらは雹ですか!? やっぱり異常気象ですね、地球が壊れてきているのを年々実感せざるを得なくなってきてます。

ところでディンプル加工ですが。
ボールにディンプル加工すると飛距離が伸びるのは事実です。それを例にとってボディ表面やインテーク内部の表面は多少凸凹していた方がいいという人がいますし、他のブログでもそういう記述を読んだことがありますが、それは間違いです。ボディ表面やインテーク内壁にディンプル加工しても空気抵抗は減りません、むしろ逆効果です。異なるレベルの現象をごっちゃにしちゃってます。

ゴルフボールの飛行速度は200〜300km/hrだそうです。その速度域で普遍的に効果があるならば車は美観の点でNGだとしても新幹線や軍用車はためらうことなくデコボコに仕上げるはずですもんねw

詳しくはいずれまたw

輪島功一ばり?

あっち向いてホイ♪
をやったら、みくたさんに問答無用のKOパンチをクリーンヒットされちゃいましたw

ハム太郎さん
今度は飛行機を肴にして呑みましょうねw
冒険旅行になったりならなかったり?したようですが、無事の帰宅の知らせを聞いて安心しました♪

まさに。。。

痺れる展開ですね~wいつもながら(汗w
最高速の説明はとても分かり易く勉強になりました(^^)v
それでいくと。。やはり赤ミニも120psは欲しくなりますね・・w

インジェクション化すると燃料供給システムも変えなければ
ならないんですね~(・・)
ガソリンのパーコレーションか~・・どうやって冷やすんだろ・・

ハム&ハム美の慣らし大冒険?も無事に完了してw
自力で計算して出したファイナルの数値も合っていると確認
出来ました(^^)v
でも。。まだハム美は運転してなくて・・
最終セットアップの仕上がり予定日は13日w
そこからハム美を慣らさなくては。。(汗。
いきなりの富士はキツイかなぁ~・・
これもまた。。痺れる展開ですねw

PS

ジョブさんw
レオ二ダス号の色は・・F4Fグラマンではなく・・
F4Uコルセアかな~!?あのガルウイングも好きです♪
飛行機を肴にしての呑みw楽しみです~♪

F4U

F6Fなのでは?
と言われた時は内心
どちらかと言うとF4Uなんだけどな♪
と思いニンマリしていたのですが♪ばれちゃいましたかw
評価の分かれる個体ですが自分も好きです。
一番興味があるのはTA152-H1・・・かな?

みくたさん
連日御疲れ様です。
写されちゃってましたねw
http://livedoor.blogimg.jp/street_mini/imgs/3/6/36d35869.jpg

No title

ミクタ大兄

フューエルクーラーなら、所沢で装着例がありますよ。
まぁ、ストックビンテージでも大川さんがいらっしゃりますし、矢田部のスピードトライアル時代はかなり手がけていらっしゃるはずだから、ノウハウはお持ちのことでしょう。
エンジン冷却より難度は高く無いと想いますが。
愚爺 拝

タンク152w

ドイツの戦闘機ですねwフォッケウルフ♪
究極のレシプロ戦闘機(^^)v
さ~すがwジョブさん♪
マニアックなとこw突いてきますねw

みくたさんw本業忙しそうですね(汗。
お体に気をつけて・・乗り切ってくださいw

究極

自分もよくは分かりませんが・・・
究極のレシプロ戦闘機と考えると・・・
スーパーマリン・スパイトフルのような気もしますが・・・
TA152-H1は敗戦国の哀しさか資料が少なく謎めいた個体ですw

また御会いする時を楽しみにしています♪

タイムスケジュール

やっと発表になりましたね。
自分は先日の嵐にビビリがはいったので(雹で青空駐車をしていた周りの車はボコボコ)同じ宿に連泊する事にしました。
宿がサーキットのすぐ近くなので自転車で会場入りするつもりですw

No title

ジョブさん、どうもです。遅レスでスミマセン。

技術的に可能な限り正しくありたいと思ってます。なのでたとえコメントでも読んだ人に誤解を与えるような内容は訂正しておきたかったんです。キツい言い方になってたとしたらスミマセン、でもご理解下さい。

No title

KADハムさん、どうもです。

心配おかけして、またメールにも返事が出来てなくてスミマセン。何とか生きておりますw

パーコレーション対策は原始的ですよ、最も原始的な対策こそ最も安心で効果があると信じてますw

No title

鈴木誠男さん、どうもです。遅レスで申し訳ありません!

パーコレーション対策は原始的なものになりそうですw
大川さんには別件のシビアな問題に関して相談に乗って頂いてます(汗)

うまく行くといいのですが・・・祈って下さい!w
プロフィール

みくた

Author:みくた
運動神経のなさを経験値でカバーしようと企むAround 40です。
これまでランエボでのサーキット走行にハマり、最近はClassic MINIに惚れ込んでます。Mini1000、1300キャブクーパーとおんぼろミニを乗り継いで、Austin Mini Mk1 に辿り着きました。レストア、トラブル対策とのんびりドライブを楽しんでます。
よろしくお願いします。

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