研究開発に見た遠回りの結論にあきれる -水素エンジンと点火装置-


2020年11月6日金曜日

旧車モトクロス 今年11月に行われた大会は、コロナの影響か旧者の出番は少なく、中年層がガンバッテいた











旧車イベントが楽しく開催されている。特にモトクロスは、マシンは手造りOKだし、エキサイトになることは少なく、とにかく、一日良い汗をかこう、が基本で楽しく集まり、楽しく情報交換をし、昼飯はバーベキュー、なんていうチームが多い。

一人で参加する方はいないようで、家族や親しい仲間、みんなでワイワイが基本。

数十年前なら、旧車のモトクロッサーは所有していたし、その後でもオフロードモデルをベースに改造した、とてつもなく速いモトクロッサーを自作していた。

排気量が大きなものから、当時のミニバイクと呼ばれるクラスまで、数多くのモトクロッサーを改造して造り、桶川のモトクロスコースに持ち込み、走りを楽しんでいた。あの時代に戻りたいものであるが、そうは行かないので、このような旧車のモトクロスを見ることで、当時を思い出したり、知り合いに、当時の話をして楽しむことにしている。

2020年11月2日月曜日

最近問題となっている自転車の走り方と行動について

自転車の走り方がおかしいことの原点が、「人は右、クルマは左」と言う交通規則にある気がしている。

なぜかと言うと、自転車に乗る前の行動規則としては、対面通行でクルマは左、人は右、と言うのが日本の法律。小学校に入ってからも、しつこくこれは徹底するのだが、そのうち自転車に乗るようになると、これが逆になる。

で、人間の行動と頭の経験は、そんなに簡単に切り替わらない。まして子供となるとなおさらで、最初に覚えたことを生涯やり通す、なんていうことが起きる。

その状態は歳を取っても続く。そして歳に関係なく行動が残り、自転車はどこを走ってもいいのだ、と言う気持ちが植えつけられる。

これを、クルマ同様に人も左側通行の規則にしたら、現在のような自転車の行動はおきにくいのではないだろうか。そして、人は左側を歩くのが自然の行為と言うことが、街の中を注意して歩けば当然分かる。対向してくる人は90%以上右側を(つまり左通行)歩いてくる。

意図的にそうしているのではなく、自然の行動だから難しい。だったら、人もクルマ同様に左側通行に規則を変えればいい。

実は、私自身意識して右側を歩き、対抗してくる人がいたら、下や横に視線をずらし、その方を無視するように意識すると、対抗してくる方は、たいていは避ける。

しかし、気にしている私でも、右側を歩くと言う意識がなくなると、いつの間にか左側を歩いている。

なので、人も左側通行として、対面通行をなくせばいい。対面通行になった理由は「日本は道路が狭いので、前方から走ってくるクルマが見えたほうが事故を回避できるから」と言う話を数十年前に聞いた記憶があるが、その発想は誰がいつ決めたのだろうか、改正する気はないのかを知りたい。

そして、自動車先進国の諸外国は、対面通行かどうか知りたい。

2020年10月14日水曜日

AT車の暴走について、高齢となったらMT限定、それもいいね

池袋の悲しい交通事故について、どうしたらあのような暴走をなくすことが出来るかの論争が各所で起きている。

 

高齢者からの免許取り上げということは簡単だが、それでことが済むはずもない。

 

アクセルとブレーキペダルの踏み間違いによる暴走だから、MTのように3ペダルとすれば、それを踏み間違いするには、かなりの訓練???が必要となるほど難しい。ので、暴走事故はなくなるだろう。

 

ただし、何十年にもわたってAT(2ペダル)だけを運転した方にとって、いきなりMT運転と言うのは「無理」。教習所へ再度入学して訓練しなければ、運転することは出来ないと言える。

 

運転免許を取るとき教習所でのTA限定免許ではなく、限定無しの状態でも、ATを何年にも渡って運転してきた方は、いきなりMTと言うことになって、それを普通に運転できるのだろうかと言う疑問もわく。でもそれを受け入れざるを得ない。果たしてうまく行くかな。

 

そこで私が常に提案しているのが、健常者だったら左足でのブレーキ操作である。

 

左足でブレーキを踏むと言う癖をつければ、アクセルとブレーキの踏み間違いなど起きようもないのだから。

 

左足でのブレーキ操作をすると、エンジン始動時に左足でブレーキペダルを踏み、発進時にNからDにシフトする(ブレーキペダルを踏んでいないとセレクターは動かない)時にはブレーキペダルを左足で踏んでいるわけで、そこからアクセルを踏まずに、ブレーキペダルを放したクリープ走行状態をつくり、穏やかに発進して、それから穏やかにアクセルを右足で踏みつける。

 

こうすることで、いきなり強い加速力が発生しないため、ビックリすることもなく、前方を走るくクルマについていける。

 

左足でのブレーキ操作が出来るようになると、MTの運転がまともに出来なくなるのでは、と言う疑問を持つが、心配無用。人間とは非常に優れた神経と学習能力を持っているようで、MTに乗れば、普通にそのクルマの仕様を理解し、サーキットでのレースにだって適応する。

 

その証拠に、マイカーはMTで、メーカーの試乗車はAT。どちらも問題なく、助手席に乗る(運転免許を持っている)方が、違和感を覚えるような状態にはならない。おしゃべりしながら、接近してくるクルマに気を配りながら、周囲に合わせた走行をやれているからだ。

 

教習所ではAT限定の教習で、左足でのブレーキ講習を行えばいいのだが、お役所が左足でのブレーキ操作を許さないらしい。でも別のお役所では「左足でのブレーキ操作をする方もいて、そのときにアクセルがしっかりと戻っていないと、ブレーキ性能に影響が出るので、ブレーキペダルを踏んだらアクセルが戻る装置をつけることが望ましい」。というわけで、現在のクルマにはブレーキ優先制御(ブレーキオーバーライド)と言うシステムが組み込まれている。これは、電子制御となっているからできる技なのだ。

 

なぜ?左足でブレーキペダルを踏んではいけないのだろうか。このような決め事(法律ではない)を決める方は、自分でクルマを運転しない方であろうから、実情に即したものとはいえない。

 

感覚的にブレーキペダルは右足で踏む、と言うことにこだわるようだが、なぜこだわるのか理解に苦しむ。

2020年10月11日日曜日

池袋の事故で、被告とTVコメンテーターに言いたいことがある

これは被告だけではなく、TVに出ているコメンテーターに対しても言えるものだ。

 

それは、いくらアクセルがトラブルを起こして、戻らなくても(フライバイワイヤーなので、機械的にスロットルバルブと連結していない)、ブレーキペダルを踏めば、クルマは停止状態まで持ってこれると言うこと。

 

踏力が足らなくても、速度をそれ以上にしない状態にはなる。或いは、少しずつでも速度を低下できるはず。また、プリウスの場合(トヨタ車の多くは)、ブレーキブースターは吸気管に作用するバキュームではなく、油圧ポンプによるブースターなので、いくら多くブレーキペダルを踏みつけても、ブースター能力が低下することはない。

 

そして、ブレーキの性能は、エンジンの出力よりも勝っているのであるから、速度が上昇することはない。

 

このあたりをTVコメンテーターはしっかりと説明して、視聴者を納得させる必要があるのだが、なぜそこに至らないのか不思議でならない。

2020年10月8日木曜日

ホンダとトヨタがF1のコンストラクターをやっていたとき、ケチをつけに担当者のところへ

今でこそ、当然のことが、当時は「それでいいの?」と言う内容の開発と目標が実しやかに発表されていた。

その内容は「完走を目標にする」ということで、トヨタでは記者発表のたびに言っていたのだ。

 

完走を目標にしたら完走できるデータを得られても優勝できるデータは得られないので、いつまでたっても優勝はない。エンジンの一部が破損しても、それを元に開発を進めれば、いつかは優勝となる。海外のレースをやるチームでは、当然のように「完走なんて要らない」、と発言していたのだ。

 

完走目的で走らせば、それ以上の結果は出ない。優勝出来そうな走り方をすることで、エンジン周りにトラブルが発生したら、そのトラブルが出ない改良をやる、それを繰り返せば、いつか優勝できると言うのだ。

 

そこで、トヨタの発表会のとき「いつまで完走目的にするのですか」と言う質問をするつもりで、質問時間に手を上げたのだが(当時の社長も、私が手を上げ続けていることがわかり、司会者に対して、しきりにアクションを起こしてくれていたが、広報が決めた人以外、指名されることはないと分かったので、終了後に、素早く開発責任者(以前からの顔見知り。グループCのエンジン担当もやっていたので)のところへ飛んで行き、「いつまで完走を目標にするのですか。それだと優勝に結びつかないのですが」と言ったところ「そうなんです。ですから今年から攻めにせめて、優勝目標のデータを集めます」と言う話をしてくれた。

 

そばにいた、他の記者さんたちも、この質問と開発担当の話は、レースと言うものに対する目標として、十分に参考となったはずだ。

 

その日の午後にはホンダがF1の新しいエンジン発表会を行うと言うので、そこにも出かけた。

 

当時のホンダ技術研究所の社長(後に本田技研工業の社長となる)は、10年以上も前から取材などでいろいろと関係があった方。基本的にはバイク開発の責任者を努めたので、そこからのつながりは深い。

 

一通りの説明の後、記者からの質問となるが、難しいこととなると、質問は出ない。

 

そこで、「福井さん、完走は要らないですよね。あくまでも優勝狙いのデーターが必要ですよね」と、傍から見ると、とんでもない質問を大勢の前で声を大きくして言ったもんだから、周りは一瞬静まり返ったが、次の瞬間「その通りです」と、福井さんの返事に、他の記者さんたちは、納得してペンを走らせていた。

アーア

2020年9月24日木曜日

トヨタが試作した2ストロークエンジンについてケチをつけた16

トヨタがポペットバルブ式2ストロークエンジンを試作したことがあったのをご存知だろうか。当時は、2ストローク開発が盛んで、スバルが開発していたのはポペットバルブではなく、バイクエンジンのようにシリンダーに開いたポートで吸気と排気のタイミングを取るもの。

もちろんスーパーチャージャーを装備し(クランク室の1次圧縮がないから、過給装置は絶対に必要)、クランク室はウエットサンプで、オイルリングが取り付けられているのは当然。 排気タイミングも重要で、当時バイク(ヤマハのYPVSとかホンダのATACなど)でしっかりと開発が進行していた構造を採用した。しかし、実験で造ったのは1シリンダーモデル。これでやれると思い、4気筒としたら、排気タイミングの機構が動かない。

更にクランク室のオイルが燃焼室に入り、排気煙がひどいばかりではなく、アイドリング回転も高くて普通に走行できる状態ではなかった。 そんな状況は、実際にそのスバル2ストロークを研究所に取材に出かけていたので、目の前で見ていた。単気筒試作エンジンを造った方と、その実験結果をマルチシリンダーに使って設計した方が違っていたのは、不思議なことだった。

原因は、各シリンダーの熱が、他のシリンダーにどのような影響を与えるか、と言う考えに及ばなかったこと。「聞いてくれれば教えてあげたのに」と、開発者に申し上げたが、失敗作扱いで、すでに開発は終了していて・・・

話は代わって同時期に、トヨタが試作した2ストロークエンジン試乗会での性能を、フリーライターから聞いて「どのように設計したのかを想像できた」 その性能は、とにかく回転が上がらない。動くことは動くが、走ると言う表現は使えない。回転計を見ると2000rpmが精一杯、と聞いていたので、おおよそ見当がつく。

そして、その年のモーターショーにそのエンジンが展示されていたので、開発者を捕まえて、かなり強烈な質問を浴びせた。 「このエンジンは、ヒョットすると、4ストロークと同じように、吸気側のバルブが大きく、排気側が小さい設計ですね」と言ったものだから、その担当者は「その通りです、よくわかりましたね」と言ってきたので、「いくら過給しているからといって、その過給圧で排気と掃気を考えた場合、吸気バルブと排気バルブの開口面積は、4ストロークと同じに考えたのでは、ただ始動できるだけのエンジンとなって、中身がないでしょう」、と言ったものだから相手は少しビックリ。

バイクエンジンのように1次クランク室の過給圧を利用して、掃気と排気を行えれば、それに越したことはないが、ポペットバルブを使用した2ストロークとなると、そんな理論は通用しない。

スーパージャージャーを採用して、その圧力により僅かの時間に開いている吸気バルブから空気を押し込み、僅かな時間に開いている排気バルブから排気ガスを押し出し、かつ、シリンダー内に新気となる空気を十分に送り込ませる必要がある。 吸気工程が存在しないと言っても過言ではない状況だから、それは非常に短い時間で完結させなければならないわけで、そうなると吸気側のバルブは小さくして(1シリンダー4バルブだったら、3ブルブを排気側とするなど)、過給圧を高くし、しっかりと空気を送り込みながら、掃気と排気を助ける設計が絶対に必要だからだ。

ここに行き着かなければ、2ストロークポペットバルブエンジンは実用化しない。 また、カムシャフトはエンジン回転数と同じに回転し、バルブの開閉もそれに合わせて、4ストロークの倍となるため、バルブそのものやバルブスプリング、リテーナーなどの関係パーツは、チタンなどの軽量素材を使う必要がある。 その後に他のメーカーが試作した同様な機構の2ストローク軽自動車のエンジンでは、ムービングパーツの全てをチタンとしたものが、モーターショーで展示されたこともあったが・・・

トヨタの場合、そのモーターショーには別の2ストロークエンジンが展示されていたと思う。排気量の小さな(600ccだっだと思う)2ストローク2気筒の試作エンジンで、スーパーチャージャーはルーツではなくリショルム式が採用されており、過給圧を高めてエンジンとしての資質に成功している。 この試作エンジンを搭載した試作モデルの取材申し込みにも広報を通さずに可能となり(後日話はしたが)、当時の東富士研究所に出向き、エンジン音や走行状態を見て、その完成度の高さに驚かされたが、やはり製造コストの問題が尾を引いており、量産化にはならなかったのは残念。同時期にヤマハも同様なエンジンの開発をやっていたと言う記憶があるが、取材していないので詳細は不明だ。

2020年9月17日木曜日

2ストロークエンジンに耐久性がないという話は、真実なのだろうか?



今でこそ、排気ガスの関係で2ストロークのクルマやバイクは市販(レーサーは別)されなくなったが、それまでにも言われてきた「2ストは耐久性がない」と言う話は、真実なのだろうか。

なぜそういう結論を出したのか少し考えてみると、勘違いが多くあることに行き着いた。

結論から言うと、2ストロークのほうが耐久性は高い。それは、常に新しいエンジンオイルが供給されているから。また、発熱量も小さいため、熱による歪も少ないので、潤滑オイルに負担が掛からないことも耐久性に影響している。

では、なぜ2ストロークは耐久性がない、と言う話がまことしやかに叫ばれるようになったのだろうか。

それは、エンジンの造り方と組み立て方、使用するオイルに潤滑方法などが関係している。

分離給油(ヤマハが最初)が出てくるまでの潤滑は、ガソリンとエンジンオイルを混合する、混合方式。15:1から始まり30:1などにグレードアップしたが、いずれにしてもオイルとガソリンの混合方式であると、エンジンに負荷がかからないアイドリングから、急な坂での登坂と言う、エンジンにとっては過酷な状況の中でも、決まったオイルの混合比でまかなうということになる訳で、エンジンに負荷が少ない領域では、未燃焼のオイルはカーボンとなり、エンジン内やエキゾースト周りに堆積する。

この溜まったカーボンは、走行中にホットスポットとなるばかりではなく、排気ガスがスムーズに排出されないことで、排気の熱がエンジンに溜まり、オーバーヒートから焼き付きという結果を招く。

では、なぜ2ストロークは・・・となってしまったのだろうか。それは、そのエンジンの造り方が間違っていたからだ。

研究者の経験が間違っていたとしたら、どうなるのだろうか?その間違いは「2ストロークはどのように造っても耐久性はないし焼きつきも起こしやすい」というようなことで、これがそもそもの間違いと言える。

2ストロークの構造的な問題は、シリンダーに吸気(クランクケースの場合もある)と掃気、更に排気のポートが付いていることで、このことが何を呼び起こすのか、と言う点についての研究がなされていないと、「やっぱり2ストロークは・・・」となってしまう。

耐久性が高かった事例としては、ホンダCRM250Rをバイク便として使った例がある。それまでは、高性能なシングルバイクが良い、と言う評判でそれを使っていたが、業務で、酷使すると、本来持っている性能が露呈する。それは最高速度や走破性という見えるものではなく、如何に長持ちするかと言う耐久性である。

そうなると、2ストロークのネックとなる設計不良を取り除いて、トータルの性能向上を果たしたバイクの評価が高くなる。

どの部分が2ストロークとして重要かということになるが、それは、熱歪をいかにして、それが起き難い基本的な設計に行き着くかである。

特に排気ポート周りの熱歪に対する考え方は重要で、どのような形状がいいか、当時の空冷方式では(強制空冷を含めて)、排気ガスからの影響で高温となる部分は、冷却風による冷却効率を高めようと、排気ポート周りの厚みを薄くする(確かに薄くすれば熱伝導率が高くなり、冷却と言う点からだけ見ると、それでいいのだが)、と言うことにこだわると、薄く造れば熱による歪は大きくなり、その結果排気ポートからの歪はシリンダー内のいたるところに波及し、シリンダーの変形により焼きつきと言う現象になる。

しかし、そのエキゾーストポート周りをたっぷりとした容量の大きな形状で造ると、空冷による冷却効率は下がるが、熱による歪は少なく、安定したエンジンとすることが出来る。

ある強制空冷の2ストロークを分解してみたことがあるが、シリンダーの排気ポート上部に、焼きつきやオイル切れによる引っかき傷はなく、ピストンの接触面もきれいな状態を保っていた。そして、そのシリンダーを観察してみると、排気ポート周りはこれでもか、と言うほどの金属の塊で構成されていた。その結果、熱歪は少なく、エンジンの性能ダウン(ダレという表現をする)は見られないと言うことだ。

これにより焼き付きや、歪による異常磨耗はなく、酷使しても最後までエンジンは使えるというのだ。

バイクに限らず、360cc時代の軽自動車(当然強制空冷)でも、オイル管理と使用するオイルを選ぶことで、20万キロ以上にわたり快適に走っていたと言う話を、そのオーナーから聞いたことがある。「2ストロークエンジンの耐久性がない、と言うのは違う」とその方も力説していた。

また、アウトボードモーターボートエンジンでは、その昔常識的に採用されていた。パワーがありコンパクトで軽量と言うのが理由だが、排気は水中(マフラーなど付けられる状況ではない)であるから、排気ガスにオイルが含まれることになるので、海や湖などが汚染される。

そこで出てきた規制が、かの有名なボーデン湖規制と言うやつ。どの程度の規制なのか忘れたが、かなり厳しいもので、そのためにガソリンに混合するオイルは60:1や100:1などと言うとんでもなく薄い比率。この薄さで全負荷運転するのだから、そこに求められるエンジンの材質と規格はものすごいこととなる。

2ストロークのロードレーサーも100:1や120:1と言う、オイルが混じっていることを確認できないくらいの混合比で走らせていたのだ。

この少ないオイルで性能を発揮できるし、4ストロークのたっぷりとあるエンジンオイルに比べたら、普通に使う限り問題などでなくてあたりまえ、と言うことが言えそうだ。

このボーデン湖規制が更に強くなった結果、現在の4ストロークアウトボードエンジンが開発された。

余談だが、当初は4ストロークのアウトボードエンジンが海外メーカーでは、求められる性能で開発できなかったため、日本のスズキやヤマハからのOEMで賄っていた。