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新たなチャレンジその4

スロート流速という観点からエンジンの仕様を見直してみると、最高出力と最適スロート流速との位置関係が適正か、言い換えると更にパワーを絞り出すために詰める余地があるのかが見えてきそうなところまで前回の記事では語りました。

今回はいよいよ1000ccエンジン編に入ります。

20151026_04.jpg

前回も示しましたが、上段は1300ccエンジン各諸元の寸法、そして下段がノーマルの1000ccエンジン、赤ミニの5ポート+スプリットウェバー時代、そして最近の7ポート仕様の計算にあたって使用した寸法です。

今回の記事ではいよいよ下半分を使用します。1075ccってなんやねん!というツッコミは放置しますw

20151026_07.jpg

エンジンの回転数に対するスロート流速をプロットするとこんな感じの3本の直線になります。

ノーマルの998エンジンは青色の線、5ポートヘッドをスプリットウェバーと組み合わせて使っていた時が緑色の線、SV仕様の7ポートヘッドと組み合わせたのが赤色の線です。水色の領域が良好な充填効率となるスロート流速範囲です。

20151026_08.jpg

各仕様で最適なスロート流速になる回転数を見てみると上の図のようになります。

ノーマルの998エンジン(青色の線)では最高出力を発揮する5500rpm(星印)が見事に最適なスロート流速の真ん中に来ています。ここまで揃っていると気持ちいいですね、さすがミニのエンジンの基本である998エンジン、マジメに作られてますw

5ポートヘッドをスプリットウェバーと組み合わせて使っていた時(緑色の線)は、最適なスロート流速が最高出力点である7000rpm(星印)の高回転側をカバーする領域になってます。ベストではないかもしれませんが悪くない状態です、実際に高回転での吹けは5ポートとは思えないくらい良かったですし。

そしてSV仕様の7ポートヘッドを組み合わせた現状(赤色の線)では・・・、最適なスロート流速範囲は9000rpm以上になってしまってまして(汗)最高出力点である7200rpmと大きく乖離してしまってます。7ポート化によってインマニを分岐させること無く各気筒独立に吸気できることになって充填効率は大きく改善できたはずですが、スロート流速が最高出力点を大きく外しているため充填効率を最大化できる状態ではないことを示しています。

充填効率をどれだけロスしているかを概算してみました。
現状の最高出力点である7200rpmでのスロート流速が75m/sくらいです。先回ご紹介した図では充填効率のピークが100m/sにあるわけですが、その図の75m/sの部分の落ち込みを見てみるとピークよりもざっと5%低いですし、エンジンの特性次第では10%程度の低下もあり得るのではないかと想像してます。現状の最高出力が108PSでロスが5%もしくは10%とすると、ロスを解消した時に見込める最高出力は108/0.95=114PSもしくは108/0.90=120PSとなり、目標の120PSが見えてきます。

あとは・・・排気側のフン詰まりを解消して最高出力点をもう少し高回転側にシフトさせることが出来れば120PSはまず達成できそうな感じです。

ところで何故こんなに極端な高回転型のスロート流速になってしまったのかといいますと。
1300cc用に作った7ポートヘッドをそのまま赤ミニに乗せたからなんですよねw←笑っている場合か!(涙)

昨年末、シーズンオフの間に早く安く試すことが出来るという誘惑に逆らえず、SVに転がっていた中古の7ポートヘッドをとりあえず乗せてしまったのですよ。37mmのインテークバルブとか大きすぎるかなあとは思っていたのですが、実はスロート径の影響の方が大きかったようです。

20151026_09.jpg

では1075ccの排気量で7000〜8000rpm近辺に最適なスロート流速を持ってくるのに必要なスロート径はというと、逆算するとおおよそ31mmとなります。上の図にはその場合の回転数とスロート流速の関係を紫色の線で追記していますが、調子の良かった5ポート+スプリットウェバー時代と同等の領域まで最適な回転数を下げられそうです。

その実現のための打ち手はシンプルで、現状のスロート径が34mmですから3mmほど細く加工し直せばOKです。背反無く確実に効果が見込める良策なのですが、ヘッドって削って広げることは出来ても細く加工し直すのは至難の業なんですよね。一時はアルゴン溶接でアルミを盛って削り治そうかとも思いましたが、ヘッドに与える熱歪みの影響が洒落にならないので思い留まりました。

諸先輩にアドバイスを頂きながらいろいろ手を考えました。アルゴン溶接ではなく接着で盛り直すか、新品のヘッドを入手して加工し直すかなど、グルグル悩んでいたある日、とある縁からちょうど良さそうなスロート径のヘッドを発見してしまったのですよ。

R016937m.jpg

スロート径を実測してみると、

R0016939.jpg

31.73mm! 理想よりもちょっと大きいですが、最適なスロート流速となる回転数は7500〜9000rpmという現実的な範囲に納めることが出来ます。おまけにこのヘッドには更に半端ないメリットがあるのでした。・・・同時に洒落にならない難しさも同居しているのですがw

続きます!次回が「更なるチャレンジ」編の最終回です・・・たぶんw


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非公開コメント

コ、コレは・・・!

ARDENの8p~ですね!
洒落にならない難しさ・・・続きがとても楽しみです!

な~るほど~w

そうゆう経緯があったんですね~(・・)w
なんでもデカくすればいいってもんじゃないんですね~(。。)
スロート流速なんて初めて知りました・・
チューニングって奥深くて。。面白いですねww
僕も・・続きがとても楽しみです!

黄金比

趣旨違いの無い物ねだりですが、いつの日かみくたさんがブログネタにしてくれたら嬉しいですね♪

ディープ何とかが世に出た頃に、プッ●ートークなるえろばかしいものもありましたが、エロなのか?コメディなのか?それはそれでなかなか悩ましい@♡@でしたw

No title

DAIさん、どうもです。

遅レスでスミマセン、ようやく渚園に到着して一息ついてます。

簡単にバレましたね〜、さすがお詳しいw
続きは・・・SBoMとミニディの後でw

No title

KADハムさん、どうもです。

KADハムさんも今日は筑波ですよね。
すれ違いになっちゃいましたが頑張って下さいね〜w

No title

ジョブさん、どうもです。

またジョブさんはそんな難解なお題目を出してw

ディープなんとかは立派な「技術」ですが、プなんとかはオカルトでは?w
まあ楽しいからイイって事でw

出遅れました(-。-;

ついに、iPhoneに機種変更し使いこなせるようになりました!
うんうん。スロートの形状でかなり変わってきますからね。
重要ですね。
ちなみにボア径に対してバルブ径はでかいんですね。
7ポートって何が7つあるんですか?吸気ポート??
いやぁ、ほんとにみくたさんのエンジンの空気の流れを解析してみたいですね(⌒-⌒; )

体調良くなってよかったです!
レースにも影響なく参戦できるまでになったんですね♪

No title

ツインズ姉さん、どうもです。

ボア径に比べてバルブ径がデカい・・・よくぞ気付いてくれました!
だって2バルブ、つまり吸気バルブと排気バルブが気筒あたり一つずつしか無いですからねw
今の車は4バルブ化、場合によっては5バルブ化してバルブ一つあたりを小径&軽量化することで高回転域での追従性を改善しています。マルチバルブにすることでトータルのバルブ面積もアップできるわけです。そんなのと比べると古い車って頑張ってるんですよ〜w

ミニのエンジンは元々吸気が2ポート(1番と2番、3番と4番が共通のポート)で、排気が3ポート(1番、2番と3番が共通、4番)、合計で5ポートという現代の基準からすると極めて変則な配置なのです。当時としては極めて現実的な配置なんですがw

それじゃああんまりなので、排気は3ポートのまま、せめて吸気の干渉だけでも無くそうと吸気を各気筒毎に独立させて4ポート化したのが7ポートです。排気干渉は残っているので高回転化は苦手ですよw

「スロート流速」を知っていた読者は姉さんだけかもしれません。嬉しいです〜、もうエンジン解析のエキスパートですね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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