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オイルクーラー装着 その2(エンジンにとっての油圧)

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・今週末の修行計画
8月27日(土曜日)、四国は高知からの刺客、ワンミリオンさんが関東にやってきますので、これを迎撃することとなりました。
インターセプトポイントは東名高速海老名SA下り、午前11時です。
主戦場は箱根山中・・・
チーム変態おやぢのメンバーには緊急招集をかけています。


・Mノズルの在庫について
好評デリバリー中のMノズルの在庫が少なくなっております。次回ロット分の製作までにやや時間がかかりますので、在庫切れも懸念されるところです。お入用の方は、どうぞお早めのご注文をお願いいたします。
デリバリーのご案内はこちらです。

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・ポップヨシムラ直伝の愛弟子、小林さんの手になる、ストレイガ「NGCエキゾーストシステム」の取り扱いをさせていただくこととなりました。
まずはこちらのフォトギャラリー&動画集をご覧ください。
うっとりするようなプロポーションとサウンドです!!

http://mameshiba198.blog129.fc2.com/blog-entry-927.html
これまでにまとめた記事はこちらです。
http://mameshiba198.blog129.fc2.com/blog-category-32.html
ラインアップについては、セミオーダーも含めて各種ありますので、詳細はお問い合わせください。
価格については、
スチール製 138,000円
チタン製  266,000円
となります。
小林さんが一本ずつを手作りします。大量生産ができるようなものではありません。よって、ご注文からある程度の期間をいただくことがありますので、その点についてはご了承ください。
まあ、受注生産みたいなものです・・・
ということは、注文しないと入手することができないということです。





私がデリバリーする各部品やモディファイについてまとめた記事はこちらです。いずれも、コストや量産性を完全に無視した変態ならではの驚くべき効果を発揮するものばかりですので、ぜひご覧になってください。
また、一部のものを除き、全て在庫を確保しておりますので、入用の方はご遠慮なくメールにてお問い合わせください。

http://mameshiba198.blog129.fc2.com/blog-entry-823.html


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オートバイチューニングに対するスタンスは人それぞれです。
それが、趣味であろうと商売であろうと、それぞれの価値観があっていいはずです。
そして、私には私のスタンスがあり、私の一連の記事も、一貫してそのスタンスに基づいて書いているものです。
長く私の記事をお読みいただいている方であれば感じていただいているのではないかと思いますが、私は、真実が知りたい・・・そして、自分自身が納得したいのです。
ただそれだけ・・・

何かをしようとしたとき、私がまず考えるのは、「それは何のためにするのか」という目的を明確にすることです。
その目的を達成するために、その手段を構築していくというのが私のスタンスです。
そして、その手段選択の過程において、結果としては他の手段を否定することにもなりますが、それは他人の価値観を否定したわけではなく、ただ単に、私がそれを選択しなかったというだけのことです。


img_584710_16347824_7.jpg




オイルクーラーを装着する目的は何でしょうか?
装着するとカッコいいから・・・それも価値観ですし、その気持ちは私にもあります。
油温が上がり気味だから、それを冷やすため・・・まあ、そうですよね・・・
でも、私としては、それではまだ突っ込みが浅いと感じます。
では、なぜオイルを冷やすのか・・・そもそも、エンジンにとってオイルが果たすべき機能とはなんなのか・・・
その機能を十分に果たすためのひとつの要素としてオイルの冷却があり、その手段としてオイルクーラーの装着があるということです。

エンジン各部の潤滑機能を十分に果たすようにすること・・・それが私の考えるオイルクーラー装着の目的です。


img_584710_16347824_1.jpg




運転中のエンジンの油圧が何らかの原因でゼロになったとしたら、それはブロー必至の重大トラブルに発展するのは当然のことです。

「オイルクーラーの話なのに、なんで油圧?」
と言われるかもしれませんね。
冒頭にも書いたとおり、オイルクーラーの役割は、当然ながら運転中のエンジンオイルを冷却するためですが、それではなんのために冷却するのかを考えてみましょう。
社外品のオイルクーラーを装着するユーザーのほとんどは空冷エンジン搭載マシンに乗っている人でしょうから、どうも、エンジンのオーバーヒートを防止するためという認識が先立っているきらいがあるように思うのですが、エンジンオイルを冷却する第一の目的は、エンジンの潤滑性を維持するためです。
まあ、オーバーヒートすれば潤滑性も損なわれていきますので、必ずしもはっきりと区分できることではありませんが・・・
正確に表現すれば、運転中のエンジンオイル温度を適正に保つことにより、エンジンの潤滑性を維持し、かつ、それによって適正なエンジン温度の維持にも寄与するとでも言えばいいのでしょうか・・・

それまでにオイルクーラーが装着されていなかったエンジンに、後から装着しようとすれば、オイルラインのどこかにクーラーコアを割り込ませるという手法にならざるを得ませんね。
そもそも、エンジンオイルに課せられた役割の主たるものは、エンジンの潤滑なのですから、クーラーコアを付加したことによって、この潤滑性を阻害するものとなっては本末転倒ということになります。

すると、いかに冷えるようにクーラーを装着するかを考える前に、装着にあたって、いかに潤滑性を阻害しないようにするかを考えるのが先ということになるのです。

そこで巷では、
「大きなオイルクーラーを装着したら、油圧が落ちて油圧警告灯が点灯したから、オイルポンプを強化しないと・・・」
なんてことが言われたりもするのですね。

それでは、油圧ってそもそも何?ってことになるのです。
ここで前提として確認しておきたいことは、本来、潤滑のために必要な要素というのは、油圧そのものではないということです。
昨日の記事にも書きましたが、油圧というのは、あくまでも潤滑を必要とする場所にオイルを送るために必要なものであって、潤滑自体に油圧は必要ありません。
たとえば、クランクシャフトのジャーナルを潤滑するために必要なことは、
「軸と軸受けの間にオイルがあること」
です。
軸と軸受の間に存在する、オイルクリアランスとしての隙間自体にオイルポンプからの油圧は必要ありません。
ここでは、軸が回転することによって「くさび油膜圧力」や「しぼり油膜圧力」が発生し、それによって潤滑が維持されるのです。
つまり、隙間にオイルがあれば良いのです。
http://www.daidometal.com/technology/basic-05.html


DSC06524.jpg




ちょっと切り口を変えましょうか・・・

よく、カワサキZのエンジン油圧は極めて低いなんてことが言われていますね。
GS1000やGSX1100Sもそうです。
この手の、クランクシャフト軸受がローラーベアリングのエンジンでは、運転中の油圧はおおむね0.1~0.5kg/c㎡程度です。
反面、プレーンメタルの軸受を持つエンジンでは、3.0kg/c㎡以上であることがほとんどですね。まあ、油圧のケタが違うということです。
その理由についての世間の認識は、
「プレーンメタル軸受の場合には、軸と軸受の間に高い油圧をかけることで軸を油膜で浮かせているからだ・・・」
なんて感じでしょうか・・・
まあ、この表現はクランクシャフトの軸受を解説している雑誌記事などにも良く書かれていることですので、ただ単純にそれを文章知識として鵜呑みにしてしまうのでしょうね。でも、それにとどまっていたとすれば、実際にそこでは何が起きているのかという疑問と関心も持っていない証左に他なりません。

先に書いたように、これは誤りというか、正確な表現ではありません。
軸を浮かせることができるのは、軸が回転することでそこに生まれる「くさび油膜圧力」や「しぼり油膜圧力」であって、オイルポンプからの油圧ではないのです。


ちょっと整理しましょうか。
エンジンの潤滑にとって必要なのは油圧ではなく、オイル流量です。
油圧というのは、潤滑すべきところに十分な量のオイルを運ぶために必要なものであって油圧そのものが直接的に潤滑に寄与しているわけではないということです。
極端な話、油圧がゼロであっても、そこにオイルがあれば良いのです。
2ストロークエンジンのクランクベアリングに油圧がかかっていますか?
別体式ミッションやデフギアに油圧がかけられていますか?
そこにオイルがあればいいのです。



DSC06523.jpg




では、ローラーベアリングクランクのZやGSの油圧が低く、プレーンメタルエンジンの油圧が高いのはなぜでしょうか?

簡単なことです。
プレーンメタル軸受のオイルクリアランスは狭く、ローラーベアリングのそれはケタ違いに広いから・・・それだけです。

水道につないだホースを想像してください。
ホース内の水圧が最も高いのは、ホース先端を完全に塞いだ状態のときです。
そして、この状態から先端を完全に開放したら水圧はどうなるのか、下がりますよね。
圧力が高まったところで出口を開放すれば、圧力の低い方へ流体は流れ、もとの圧力は低下するのです。

同じ吐出能力のポンプを稼動させたとき、出口が狭ければ圧力は高まり、出口が広くなれば圧力は低下するのです。
つまり、ZやGSのエンジンは、出口隙間が広いから油圧が低いというだけのことであって、少ない流量のオイルで動いているわけではないということです。

ここでまず確認しておいて欲しいのは、潤滑に必要な要素はあくまでも流量であって、油圧値というのは、流量を類推するための目安に過ぎないということです。
油圧の方が計測や表示をしやすいですからね。
液体が同じ通路を流れている場合、圧力が高ければ流量も多いですから、目安としては現実的です。

オイルクーラー装着にあたって留意すべき事項がひとつ明らかになりました。

「装着にあたって、オイル流量が減少することがあってはならない」


DSC06522_20110825151349.jpg




色々なことを想像してみてください。
オイルクーラーコアを弁と見立ててください。
クーラー内部をオイルが流れるときの抵抗が大きければどうなるでしょうか?
そうですね、
・細いオイルホースに段数の少ないクーラーコア
・太いオイルホースに段数の多いクーラーコア
で比較してみましょう。
当然ですが、後者の方が抵抗は少ないですよね。通路が広いのですから当然のことです。
ここで、クーラーをはさんで上流と下流には何があり、そこでの油圧と流量を比較した場合、それぞれどうなるのかを考えてみます。

上流にはオイルポンプがあり、下流には潤滑すべき軸がありますね。
そして、油圧と流量はどうでしょうか。

・細いオイルホースに段数の少ないクーラーコア
 上流の油圧は高く、下流の油圧は低く流量も少ない
・太いオイルホースに段数の多いクーラーコア
 上流の油圧は低く、下流の油圧は高く流量は多い


ほら、ここまで真面目に読んでいただいた方は、なんとなく見えてきたのではないでしょうか。
そして、これまでの通説や風説はどうも怪しいぞ・・・なんて気がしてきませんか?


今日の内容は、いわば一般的な総論みたいなものです。
実際のエンジンにおいては、もっと多くのファクターが絡んできますので、こんなに単純な話ではありませんが、こんな記事を書いた目的は、こういう視点を持って見る必要がありますよという提起です。
雑誌記事やパーツメーカー、バイクショップなどから得る知識や情報について、その真偽のほどはともかくとして、提供された範囲内で勝手に納得していたのでは進歩がありません。


次回の記事では、もっと具体的な各論に入りましょうかね・・・
ホース径選択や上出し下出しとか、そうそう、サーモスタットも気になりますよね。
あっ、私が装着する予定のクーラーコアもご紹介しなくてはなりません。
まあ、ひとつずつじっくり進めていきましょう。





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よって、部品や車両の閲覧のために突然の訪問をいただいても対応することはできませんので、あらかじめご承知おきください。



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