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強制減圧への道 その65(ハイブリッド型ワンウェイバルブ)

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自分のマシンをいかに気持ち良く走らせるか・・・
これは、私が長年にわたって趣味として追求し続けてきたテーマです。
そして、このようにしてユーザーサイドにいた私ですが、自分が使うために考案し、製作した部品について、いつしか多数の引き合いをいただくようになり、気づくと供給する側に立っていたのです。
そして、2011年3月、様々な葛藤の末、「ファクトリーまめしば」としてスタートするに至りましたが、自分で使いたいと思うようなものをデリバリーするというスタンスに変わりはありません。
バイク部品を扱う屋号が「まめしば」なんていうのはちょっとどうかなとも思ったのですが、すでに定着してしまったHNですので、いまさら他の名前にするわけにもいきません。
こんなことになるんだったら、最初にHNを決めるときにもっと考えておけば良かったなんて後悔しても、あとの祭りということです。



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これらの部品や作業等に関する各種お問い合わせは、
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〒253-0051
神奈川県茅ヶ崎市若松町3-16-502
ファクトリーまめしば
090-3342-1234


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どんな名前を付けようかちょっと考えたのですが、まあ、モノになるかどうかもわからないものの名前にそんなに悩んでも仕方ありませんので、ハイブリッド型と呼ぶことにしました。

「何それ??」って言いたくなりますよね・・・

まずは、私が導入している排気負圧利用による強制減圧システムについて、簡単におさらいしてみましょう。

排気ポート周辺の圧力変動がどうなっているのかを考えてみます。
燃焼行程の終盤にさしかかったところで排気バルブが開き、排気ポートには、高温高圧の排気ガスが一気に流出します。このときの排気ポート近辺は、極めて高圧の状態になっています。
そして、その後、排気バルブは閉じられますが、高温高圧の排気ガスが勢いよく流出した後方に蓋をするのですから、この付近は大きな負圧状態になります。
たとえば、新幹線が高速走行中にトンネル内に入り、そこを抜けたあとのトンネル内は大きな負圧状態になります。また、大気中を音速で飛行中のジェット機の後方には、大きな負圧帯ができます。基地周辺の住宅窓ガラスが割れたりするのも、この大きな負圧帯に周囲の空気が一気に流入する際の衝撃波が原因です。それから、レースで良く見られるスリップストリームも同じです。高速走行中のマシン直後には、気圧の低い領域ができるのです。
つまり、大きなエネルギーや物体が大気中を通過した後方には、負圧領域ができるということです。
ですので、排気ポート近辺の圧力変動を見てみれば、排気バルブが開いた直後の大きな正圧期と、排気バルブが閉じた直後の大きな負圧期がサイクルとして繰り返されるというわけです。
そこで、この排気ポート近辺に取り出しパイプを設け、その先に正圧は遮断しつつ負圧のみを通過させるようなバルブ、つまりワンウェイバルブを接続してやれば、その大きな負圧のみを取り出すことができますので、これを使ってクランクケース内を強制的に減圧してやるというのが、この排気負圧利用強制減圧システムのメカニズムということです。
ね、簡単な話でしょ・・・


そこで、この減圧システムを構築するにあたり、ワンウェイバルブの設定をどのようなものにするかによって減圧効率が大きく左右されるのは言うまでもありません。
大きな正圧を確実に遮断しつつ、負圧のみを効率よく通過させる・・・さらには、高回転域において、そのサイクル周波数に確実に追従するための、高いサージング限界も要求されるのです。

私は、このシステムの基本構造を構築して以来、このワンウェイバルブの設定に腐心してきました。システムを構築するのは簡単ですが、そこから効率を追求していく作業ははるかに大変なものです。まあ、熟成ということです。
その過程については、このカテゴリー内に細かく記載していますので、興味がある方はお読みください。
http://mameshiba198.blog129.fc2.com/blog-category-37.html


現在、このワンウェイバルブには、メーカー純正のAISバルブを流用しています。
そして、そのリードバルブには、スペシャルメイクのCFRP製を使っているところです。
この状態にて、3,000~5,000rpm付近のパーシャル走行時、つまり常用域では平均して-15~-18kpa、高回転エンブレ時では最大で-25~-27kpa程度の減圧値を得ているところです。
とある情報によれば、私と同じ減圧システムを使っているヤマハワークスマシンのYZR-M1では、最大で-40kpa程度ということですので、それと比較してもなかなかのレベルに達しているものと自負しています。
ところが、開発過程においては、過去、最大で-35kpaの減圧値を得ていた時期もありました。
これはもう、YZR-M1とほぼ同等です。相手は19,000rpm以上も回る高回転高出力エンジン、かたや、私のGS1000はせいぜい9,500rpmがいいところの前々時代のロートルエンジンということを考慮すれば、それ以上と言ってもいいのかな・・・
ヤマハさん、ゴメンナサイ・・・

この、-35kpaを得ていたときのワンウェイバルブは、シングルリードレデューサーをモディファイした上で、それぞれ2連装して合計4個も使った仕様でした。
しかし、この設定には、主に2点の問題点がありました。
ひとつは、中回転域パーシャル走行時の減圧値が低かったことです。つまり、AISバルブ仕様と比較して、高回転エンブレ時の最大減圧値は優れていたものの、ストリートユースにおける常用域での効率が悪かったのです。
もうひとつは、リードバルブの耐久性という問題をクリアしきれませんでした。高回転域を連続使用していると、負担が大きなリードバルブの先端部が崩壊するように割れてしまったのです。これを解決するため、途中にL字ジャンクションを設けてみたり、シート下に配置して距離を取ったりしてみましたが、破損しなくなる反面、減圧効率は確実に低下したのです。また、リードバルブの厚みを増してやるという対処も試みましたが、これも効率低下を招きました。
つまり効率と耐久性はトレードオフ関係にあり、解決が困難だったというわけです。
いずれも、一発勝負のレーシングマシンであれば問題にならないことですが、ストリートユースにおいては致命的な問題です。


そこで検討した結果、2番と3番のエキパイに装着している2本の負圧取り出しのうち、1本にはAISバルブを、もう1本にはモディファイドレデューサー2連装を接続し、それぞれの良いところを取り出してやりたい・・・耐久性問題は、別のアプローチで解決を試みてみたいと画策しました。


まず、耐久性確保について考えた方法は、リードバルブ受けゴムシートの厚みを増してやるというものです。そうすることによって、リードバルブがゴムシートに叩きつけられる際の衝撃を緩和させてやろうと考えたのです。
材料については、レデューサーの製造元である前川さんに分けていただきました。


これがシングルリードレデューサーのリードバルブ受けゴムシート部分です。
これからの作業のため、サンドペーパーで表面を荒らしてあります。

RIMG8666.jpg





そこへ、このゴムシートを重ねて接着してやるのです。

RIMG8667.jpg






さて、チマチマと工作した結果、うまく接着することができました。

RIMG8670.jpg





はみ出した部分をきれいに整形し、リードバルブとストッパーを装着します。
ストッパーの背面には、排気圧力の脈動を効率良くリードバルブに当てるための穴あけ加工をしてあります。
これも、従前の試行錯誤の結果です。

RIMG8677.jpg






さて、これも以前にやったサージング対策です。
レデューサーにおいては、開いたリードバルブ先端に正面から排気の正圧が当たりますので、それによって閉じ動作が阻害されてしまいます。
そう、リードバルブ先端が反り返るようにめくれてしまうのです。排気正圧の威力を思い知らされる現象でした。
それを防止するため、排気正圧がリードバルブ先端を直撃しないように、屋根を設けてやったというわけです。
ツインリードレデューサーを使用しなかったのも、このためです。
先端部に屋根を装着するスペースが、ツインリードレデューサーにはなかったのです。

RIMG8679.jpg

RIMG8680.jpg

RIMG8682.jpg





2連装の方法も、省スペース性と効率向上のために、直結にしてみました。
そして、リードバルブの破損状況を見ながら、厚さ違いのものを順次装着してテストしてみることにしたのです。
2連装のうちの後方については、0.05mmで破損しないということがわかっていますので、前方のものについて、ゴムシートを重ねて厚みを増すことでクリアできるかどうか・・・

RIMG8683.jpg





さて、マシンに装着して、いよいよ実走テストを行います。
そうそう、レデューサーの上方に写っている銀色の筒状部品は、クランクケース内圧をセンシングするための微差圧センサーです。これ、私が必要なレンジのものが既製品にはありませんでしたので、計測レンジと出力電圧特性を指定して、オーダー製作してもらったものです。まあ、趣味ですから、やりたいと思ったらトコトンやるんです。

RIMG8684.jpg

RIMG8685.jpg






問題は、耐久性だけではありません。このハイブリッド配置によって、AISバルブとモディファイドレデューサーの長所のみがうまく発揮されるのかどうか・・・場合によっては、悪いところ取りとなる可能性だってあるのですから、これは試してみるしかありませんね。
まあ、実験ですから・・・・結果が良くても悪くても、それは単なる結果に過ぎません。
実際にやってみることで、結果の良し悪しにかかわらず、得るものは多いのです。何事も、やってみなくちゃわからない・・・まあ、結果が良ければもっと嬉しいのは事実ですが・・・









まめしばサポートショップのSBS西鎌倉です。私がデリバリーする各商品については、ここでも入手や装着が可能となります。


「SBS西鎌倉(GOING! Customfactory)」
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電話 0467-31-9234
営業時間 10:00~19:00
定休日 水曜日、第3日曜日
メール sbs-nishi.kamakura@pearl.ocn.ne.jp

HP http://www2.suzuki.co.jp/bikeshop/SBS-nishi-kamakura





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