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GS1000と日々の日記

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負圧キャブレターへの挑戦 その3(開度センサー)

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次期の実験材料として、スズキGSF1200(GV77A)純正キャブ、ミクニBSR36TPS付きを探しております。


実験材料のミクニBSR36の入手には未だに至っておりませんが、構想は膨らむ一方です。あんなこともやりたい、こんなことも試してみたいなどと、ほとんど妄想に近いものですが、まあ、こんな期間も楽しかったりします。

ところで、キャブセッティングにおいて指標とするべきは、やはり空燃比です。
これは、数字を追いかけるという意味ではなく、最も良いフィーリングを得ることができるポイントを空燃比データという客観的な数字で把握することによって、きめの細かい、そしてムラのない安定した状態に到達するための目安とすると同時に、セッティングの再現性を担保するという意味があります。

私は、通常は体感フィーリングやプラグの焼けなどで想像することしかできなかった空燃比の状態を、なんとか視覚的に捉えて把握したいと考え、空燃比データロガーを導入するに至りました。
そして、キャブレターにおいて空燃比というのは、スロットル開度に支配されていますので、併せてスロットルポジションセンサー(TPS)をTMRやCRなどのレーシングキャブレターに装着したのです。

この、開度ごとの空燃比データをグラフに表示しながらセッティング作業を進めるということは、それまでは暗闇の中を手探りでおそるおそる進んでいたものが、明るい光の中で先を見通した状態で進めることができるというくらいの違いを感じさせるものです。
だって、少なくとも、濃いのか薄いのかの判断で悩むことはなくなるのですからね。

このデータグラフをご覧になればおわかりのとおり、空燃比カーブはスロットル開度に連動していて、エンジン回転数との直接的な関連はありません。
たとえば、高回転から一気にスロットルを閉じた場合、供給される混合気は激減するにもかかわらず、エンジンは高回転の状態ですので、空燃比は一気に薄く振れます。そして、この吸入負圧が大きくかかったエンブレ状態からわずかに開けた瞬間、高い吸入負圧によって多くのガソリンが吸い上げられますので、空燃比も一瞬濃く振れますね。
さらには、パーシャルから大きくスロットルを開けた場合、比重の軽い空気は比較的速やかに吸入されますが、それよりも重いガソリンの供給が遅れることで、一瞬空燃比は薄く振れるのもわかります。
そして、この、わずかな時間に起こる空燃比変動を小さく抑えることこそ、リニアなエンジンフィーリングを実現する上では極めて重要なこととなります。
このように、空燃比というものは、どこそこが濃いとか薄いなどというような大雑把で曖昧なものではなく、もっと細かく、リニアに大きく変動していて、それはスロットル開度に支配されているということです。
こういった細かな、そして重要な変動の状況を体感やプラグの焼けによって的確に判断することは至難の業ですが、空燃比データロガーを使うことによって、このように白日の下に晒すことができるようになります。
空燃比データロガー導入の経過はこの書庫にまとめてあります。
http://mameshiba198.blog129.fc2.com/blog-category-11.html


強制開閉キャブレターにおいては、これでOKです。スロットルシャフトに同軸配置されたTPSからの情報は、それがそのままキャブレターのスロットル開度を示すものだからです。
しかし、負圧キャブレターでは事情は全く異なります。
ここにおいて、スロットルを開けるという行為は、一次的には、スロットルバルブを開けるということではなく、バタフライバルブを開けるということです。これによって発生した負圧を利用してスロットルバルブが開くのですね。
そして、TPSの情報は、バタフライバルブの開度を示すものであって、スロットルバルブの開度を示すものではないのです。

負圧キャブレターにおけるスロットルワークとは、右手でバタフライバルブを操作することによってキャブレターベンチュリー内の負圧をコントロールし、それによってスロットルバルブを間接的にコントロールするというものです。
ですので、様々な運転状況下において、バタフライバルブとスロットルバルブがどのように連動して動いているのかを把握しなければ、負圧キャブレターの作動状況を正確に把握することができないということになります。


現在の私の妄想は、負圧キャブレターにおけるスロットルバルブ開度をデータで把握したいというものです。
だいぶ以前から色々と考えていました。
たとえば、スロットルバルブの上にスライドセンサーを装着して、その出力電圧をデータロガーに入力できないか・・・・・
でも、わずかな負圧の変動によって上下しなくてはならないスロットルバルブに、いくら低抵抗かつ軽量コンパクトなものを選択したとしても、装着していないスロットルバルブとの作動に無視できない差が生じるおそれがあるかもしれない・・・
また、わずかなスペースしかない負圧室内に収めることが可能なセンサーが存在するのか、また、それが現実的な価格で入手できるのか・・・・

様々な情報をあさりましたが、現在気になっているのはこんなものです。




これは、光学距離センサーと言われるもので、0~60mmまでの距離を0~5V若しくは0~3.3Vの範囲で可変出力します。
詳しい仕様はこのようなものです。
http://www.robotsfx.com/robot/Proximity.html

これをトップキャップに装着して、スロットルバルブとの距離をうまくセンシングさせることができれば、それをデータロガーに入力することによって実現しますね。
大きさも相当にコンパクトですので、これをトップキャップ上に装着してもスペース的な問題はなさそうですし、非接触センサーですので、スロットルバルブの動作に影響を与えることもありません。

このセンサー、出力電圧カーブがリニア変動でないことについてどのように対策するのか、防水をどうするのか、耐熱性はどの程度あるのかなど、実際に形にするまでには様々な検討が必要ですが、なにか、楽しくなってきました。

空燃比、バタフライバルブ開度、スロットルバルブ開度、エンジン回転数、排気温度の5つのデータがどのように連動するのか、そして、各ジェットやダイヤフラムスプリングを変更した場合、データ上にどのような変化が見られるのかなんて考えると、心底ワクワクしてきますし、これらを把握しながら負圧キャブレターのセッティングを煮詰めることができたら、一体どんなフィーリングが得られるのか・・・・
負圧キャブレターにおいて、こんなことをやったという話は未だに聞いたことがありませんね。
とても興味深いものです。

ちなみに、この光学距離センサーは、ロボット製作などの分野ではすでに一般的に使われているもののようです。
ちょっと以前までは、考えられないようなものが通常に入手できるようになっているんですね。
こういったものを見るにつけ、オートバイいじりの世界がいかに狭くて旧態依然としたものに思えてなりません。


あ~、いちばんの問題は、未だにBSR36が見つからないことです・・・・


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