old_kpの日記

何事も経験しないと分からないが、感じ方は人それぞれ。
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排気ポート開口クランク角度と二次圧縮圧力と点火時期

JUGEMテーマ:車/バイク



えーっと。。。

圧縮の話でしたね。

チューニングといえば??

当然、高圧縮です! それは、ゆるぎない事実です。
しかしながら、空冷2サイクルは冷却が追い付かないので低めの圧縮圧力に調整してきたという歴史があります。

ながらく、エンジンの冷却が追い付かない場合は、水冷によって問題を解決して来ました。

水で冷やす=最強

誰だってそう思いますよね。
しかし、チューニングが進むとそれでさえ物足りなくなってくるのです。

どういう事かというと、
水で冷やすといっても。。。ヘッドやシリンダーの素材は良くてアルミなので、いわゆる熱伝導以上に冷やすことは出来ないのです。

極端な例えですが、魔法瓶にお湯を入れてきっちりと蓋をして、氷の中に入れたとして魔法瓶の中のお湯の熱を奪うことが出来るでしょうか?
魔法瓶は熱伝導の悪いステンレス製であり、さらに熱を伝えないように中は真空となっています。
周りの環境がどんなに寒くても、中のお湯をしっかりと守るのが魔法瓶です。


つまり、冷却水がどんなに低くても、アルミの熱伝導率を超えては冷却できないのです。
アルミの熱伝導を超える熱エネルギーが発生したら、当然のように燃焼室の表面温度は上昇します。

そうなると、デトネーション等のトラブルが待っているだけです。
選択肢は2つ

パワーを下げる

冷却を強化する

です。
先人たちは冷却を強化するを選んだわけです。


ネットより拝借
デトネーションリング加工です。
アルミ製ヘッドに熱伝導の優れる銅製のリングを圧入することによって熱を逃がすという加工です。
感の鋭い人なら
これだと銅が直接水に接していない以上、冷却効率は変わらないだろ?と思うはずです。
確かにその通りなのですが、
燃焼室は吸気側と排気側にもの凄い差があるから、当然、排気側の温度が高いので、その熱を吸気側に持って行って平均化させよう!という代物なのです。


それなら、普通に思うはずです。 

銅で全部作れば良いんじゃないの?

全くその通り!
なぜ?そうしないのか??

答えは簡単です。 
誰も買ってくれないからです。
いや、メーカーが本腰入れて開発すれば、少しは違うのでしょうが、現状においては製品価格が高くなりすぎてしまうので、デトネーションリングという形で後から加工するのが精一杯なのです。


その辺から顧慮すると。。。
二次圧縮圧力は どれくらいにしましょうかね?




約14kgでいんじゃね?(^^)


14kg?へー   ってそれって高いの?低いの?


ですよね。。。(^^;;
まず、基準を知らないとね。
純正だと良くて10kgとかです。
ボアアップとかして熱的に厳しい場合は8kg台です。
50mしか走らないドラッグレースSS1/32で12kg前後です。

で、14kgですよ。

空冷としても、水冷としても、とてつもなく高めの設定だと言えます。

普通に考えると 一瞬でエンジンが壊れる圧縮ですが、、、

ヘッドの色を見てください。
これは無垢の銅から削りだされたシリンダーヘッドなのです。
現状で売り出すとしたら一個15万円くらいになるでしょうか。誰も買わないでしょ?(^^;;

つまり、瞬間的な冷却能力は水冷エンジンを超えているのです。
それゆえの圧縮14kgなのです。




低速トルクが増える 排気角度100度+異次元の高圧縮14kg から生み出されるトルクは!!??




まぁ そんなテストだったんですよ。 奥多摩ツーリングは。





では、その結果報告でもしましょうか。



圧縮14kgですから、セルスタートは困難ですが。。。
リチウムイオンバッテリーなので、あっさりスタートできます。
アイドリングの音は なんというか 普通とは言えません。力強いというか少しヤバメの音がします。
(普通はアイドリングはかなり高くしても不安定です。クランク回転マスを増やすフライプレートでアイドリングが出来ています)
走り出したトルクは3丁UPハイギヤであってもフロントを持ち上げようとします。
アイドリングからトルクが出ている証拠ですね。
16号から八王子バイパスに入ります。
巡行速度は80〜90です。
その時のアクセル開度は1/4以下でした。 トルクが余りまくりです。
ちなみに下りでも90以上は出さないように気を付けました。
これは点火時期にまつわる話なので、また今度。


奥多摩でもアクセルを全開にすることは、ほとんどないまま快調に走っていました。
この時のトルク感は、125佞離痢璽泪襯┘鵐献鵑箸い辰心恭个任靴拭
もの凄いトルクです。
確実にもっとハイギヤにしたくなります。
3丁UPなので後はタイヤの外径を大きくするほかありません。

タコメーターが付いていないので正確ではないですが、80キロ付近で8000rpmに届いていなかったですし、
現在のエンジンのトレンド 低い回転で速度を出すというのを再現していると思います。


いやぁ このエンジンフィーリングは初めての経験でしたし、本当に良かったです。

過去形です。。。


途中で壊れました。(;;)




奥多摩湖まであと少しというところで 突然のエンジンロック!!
20mくらい先に少しだけ広いところがあるので、そこへ向かって再スタートを試みました。
キックしてみると、エンジンは回ります。
何度かキックしてみるとエンジンは無事掛かりました。
なんか カンカン!とすごい音がするが… あそこまでがんばれ!
てな具合に 進みました。

ヘッドを開けてみたのがこの画像です。
???
一瞬 理解できませんでした。なんか、ピストンヘッド変じゃね??






シリンダーを外してみました。
なんじゃこりゃ〜!
ここで初めてピストントップが外れたのだと気が付きました。

面白いものでピストンと燃焼室の間に蓋がある状態でエンジンが掛かり走ることが出来ました。
こんな実験した人いないでしょ?(^^;;




これを見ると3点溶接のうち溶接が剥がれたのが一点、残りはアルミ板ごと抜けてしまっています。
これはアルミの強度が足りないことを示しています。
3点ではなく5点などもっと溶接個所を増やし、負担を分散すれば持ったかもしれませんが、そうすると溶接の熱による変形の問題が出てきます。

なんとも短命であったが、
そのトルクは類をみないレベルでした。





あ、その後 圧縮を調整したら普通にエンジン掛かったので、遅かったですが無事に帰ることが出来ました。
2ストってシンプルだから面白いですよね!





あった事をそのまま書いてはおりますが
やっていることは前代未聞のチャレンジだと思います。
2スト空冷で圧縮14kgで八王子バイパスを含むツーリング。
エンジン開発にかかわる人なら、まずビックリテストですが、それを可能にした銅削りだしヘッド。
これもいままで見たことはありません。
僕の知る限りですが、世界初(じゃないかもしれませんが)の製品です。
これらは利益度外視を受け入れてくれた有志達によって完成した逸品です。

残念ながら、ピストントップ剥離により壊れてしまいましたが、その可能性は示せたと思っています。


次回は点火時期とその他をお送りします。








コメント
from: やんちゃ親父   2016/07/05 10:33 PM
ヘッドは真鍮???って思ってましたが、銅でしたかー
放熱は温度計着けて比べてみたいですね。

ピストン延長は考えつかなかったです。
ちなみに、どっち方向の力が加わって溶接がもたなかったか知りたいですね。

私ならロングコンロッド仕様かな?
from: サイトウ   2016/07/06 11:37 AM
さて、宮ヶ瀬は何キロで行こうかな(>_<)
ノーマルヘッドの限界を探る(>_<)
えへへ(^^)
from: ぇっちん   2016/07/06 11:54 AM
溶接ピストン破損のため
90度排気にはなってしまっていましたが
試乗させて頂いたところ
これ何CC???(>_<)と思わせるトルク
とんでもない余裕感ありまくりの走り♪

102度排気だったとしたら
想像もつかない感じ…
 
宮ケ瀬にも、きっと行くと思うのでww
みなさん、ぜひ試乗させてもらってください!!

ほんと笑っちゃうほどですw

細かいところを書くと
自分のエックスは75麻呂に5ミリロンクラで95度排気、直径430mmタイヤに3丁アップハイギアを入れる前の後期ギアとほぼ同じギア比(kpさんのはノーマルタイヤに3丁アップハイギアなので)、2次圧縮圧力も当時はwほぼ同じ14程で、駆動系もそんなに違わなくて、ISOリバイブで同じなのに、こんなにも違うかな!?で
違う点?と言えば使ってるシリンダーと
キャブセッティングをしてあるか
自分のように濃い濃い暫定なままとの違いなんですがね〜
精進せねば (~_~;)
from: ぇっちん   2016/07/06 12:08 PM
あ、ヘッドがモロ違うやw
自分のは純正ヘッド(改)な轟ヘッドさらに改

やはり排気が一気に抜ける
センターリブシリンダーだからなのかなぁ〜
from: ライ・スケorHatsumiでっす♪   2016/07/06 9:55 PM
こんばんわぁ〜
2stで、14Kgの圧縮圧力が出るんですねぇ〜!
4stでも、スキッシュやフロー、キャブセットでへまして高負荷の状態だとノッキングし始める領域ですが、排気ポートの高さから、2stは有効圧縮には不利でも出るんですねぇ〜♪

あぁ、RD125やRZ250を弄った結果、デトネーションからヘッドのアルミの剥離に何度がっくりさせられたことか・・・
自業自得ですがねぇ〜♪
けど、のうまるよりも2〜3割の最高速アップを果たしましたよぉ〜♪
5000Km毎のOHは必須でしたが・・・
from: old_kp   2016/07/07 6:50 PM
>やんちゃ親父さん
こんにちは!
ヘッド温度計はこのジャイロに取り付けてあるのですが…
センサーの配線が断線して以降、直す気にもなれず(^^;;

ピストントップが剥がれた力の方向は、まさに上下方向ですね。
往復の慣性に耐えられなかったようです。

いま、ジュラルミンで作った新作ピストンが完成したので、そのうち組んでみようと思っています。

ちなみに、コンロッドを長くしても
シリンダーから飛び出させることが出来るのは
ピストンリングまでなので、コンロッドだけでは100度排気は出来ません。
ピッストントップランドの厚みが重要となります。

from: old_kp   2016/07/07 6:53 PM
>サイトウさん

圧縮14は銅ヘッドだからなのか?
ぇっちんさんのは轟ヘッドで12kgです。
だから15kgでお願いします。
m(__)m
from: old_kp   2016/07/07 7:14 PM
>ぇっちんさん
こんにちは!
センターリブで一気に排気するので、そこは利点ですが
それで90度排気にしたら
一気にトルクが抜けるだけなので、あのトルクは高圧縮のたまものですよ。
チャレンジでアルミヘッドで13kgにしてみたらいかがですか?(笑)
from: old_kp   2016/07/07 7:20 PM
>ライ・スケorHatsumiでっす♪さん
こんにちは!
2stでも燃焼室をコンパクトにすれば、圧力はかなり上がりますよ。
ただ、ヘッドを新設したから出来ることなので
ノーマルヘッド改だとそこまで上がるかはあやしいところですが(^^;;

やっぱり高圧縮のトルク感はいいですよね!
5000劼韮錬箸呂弔蕕い箸海蹐任垢、それだけトルクが出ている証拠ですね!

今後は水冷ヘッドで試していきたいと思います。
from: ぇっちん   2016/07/07 8:49 PM
シリンダーの当りが出た時は
14はありましたし
そのままで走ってきて
下がっての現在12ですし
13は余裕かもしれません(笑)
(^_^;)
from: いやだ!   2016/07/08 2:59 PM
ナルホド、その為の銅ヘッドだったんですね〜
圧縮14.0って、マツダのSKYACTIVと同じだ〜
確か、ディーゼルもガソリンも14.0でしたよね。
from: やんちゃ親父   2016/07/08 10:34 PM
ピストンの往復圧力に溶接個所が耐えられないってことですね。
ジュラルミンなら強度がありますからね〜
溶解温度はチョット落ちるのかな?

そっかー、ピストンリングの存在をすっかり忘れてましたw
from: old_kp   2016/07/09 1:21 PM
>ぇっちんさん
確かにアルミヘッドで圧縮14kgの時があったわけですから、やはりプラグ熱価セッティングの賜物なのかもしれませんね(^^)

>いやだ!さん
こんにちは! そーなんですよー 圧縮14は次世代エンジンの基準なんですよ!(^^)
なんて、ホントいうと マツダは圧縮比でうちのジャイロは圧縮圧力です。
圧縮比は計算上で、圧縮圧力は実際にメーターで測った数値になりますが、どちらにせよ、今までの常識では不可能を言われていた数値なことには違いはありません。


>やんちゃ親父さん
こんにちは!
新しいピストンはジュラルミンで穴を6個くらいにして溶接しました。
当然、熱で変形してしまいましたが…
以前なら廃棄処分ですが、新技術で使えるレベルになんとか修正いたしました。
ちなみに溶解温度ですが、燃焼室の素材は断熱層があるので直接燃焼の熱を受けているわけではありませんから
そんなに変わらないと思います。
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