このピストンがダメな理由を説明します OS技研
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- Опубликовано: 21 июл 2024
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#ピストン #OS技研 #4AG #AE111
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「鉄は硬くない」
名言ですね！
通常の範囲の荷重で弾性変形もするし、なんらかの限界を越えれば破壊したり摩耗したり(摩耗も微視的な破壊)します。
確かに、ゴムやコンニャクのようにたわむイメージを持たなければ強度設計はできないです。
素材特性でどう変化するのかを理解や想像するのは技術者の癖ですね。
だから面白い♪
スリッパ構造ピストンのスカートについて
現在では解析技術が進歩し、また切削技術も進化している為に、スカートへ1/1000mm単位でプロファイルを当てています。また、ピストンの二次運動、熱変形を含めたスカートとシリンダーへのあたり状況も解析により再現出来るので、スリッパ構造が全て悪いとは言えないと私は考えます。
また、オイルジェットについてですが
燃費を考慮する必要のないチューニングの観点からのお考えであると私は受け取りました。
確かに高回転域では燃料は非常に冷却な手段有効です。但し、排ガス規制や燃費で燃料を吹けないので、オイルジェットを用い冷却していると認識しております。
耐久性は無いのは事実なのでストリートで使って欲しくないです。
このシリーズは見ていて為になるけど
OSさんがよくここまで話してくれると感心します自分達で苦労して集めたノウハウを話してくれていますからね。
元日産の林義正さんの本が好きで一通りそろえているのでワクワクしながら見ました。
以前どこかで聞いた話で「同じものを設計させても設計者が百人いれば百通りの設計図が出来る」と聞いた事が有ります。
それぞれの哲学や嗜好・得意とする技術なんかで違いが出るそうです。何森社長の話が聞けて良かった。
機械設計やっていますが、
『最終的にこう(機能/能力/コスト/品質/使い勝手/生産性など)すべき』は与えられますが、そこを実現すべく辿るルートは本当にそれぞれですね。企業や個人の経験則、使えるリソース(保有技術や製造能力)、そして設計思想・・。
手の込んだり難しさのある機械ほど、その込めるものは様々になると思います。
林氏の本には「クーリングチャンネルを作ると20％重くなるけどそれでもターボエンジンはピストンを冷やしたい」って書いてありましたね
空燃比18:1とかで動かしていたらしいので実際VRH35Zだと結構効果的にクーリングチャンネルが機能していたようですし
あの化物エンジンも時期的にはRB26と同世代だから同じ思想があったのかも
自分にとっては難しい話しでしたが、凄いマニアックな話しで勉強になりました😃
コルトスポーツの渡辺さんの過去の動画で、スリッパータイプはトップランドの形状を工夫して首振りを押さえて、シリンダーにきれいに当てるのが肝だってお話でしたね。
内燃機関の内部の動きはCAEで応力解析して計算通りに試作を作っても謎な力で実機NGになったりしますからね
チューナーさんはほんと凄いです
確かに組み付けた後のエンジン内部の現象は目視できないですね。それを考えると設計される方とチューナーさんの努力は凄まじいものがありますね！
いつも為になる動画ありがとうございます。ほんと面白いです。実際どうなってるか検証できないことを妄想して対策したりするのもモノづくりですよね。今はシミュレーションが発達してるから、検証されてるのかもしれませんが、楽しい頭の使い方と面白います。
スリッパタイプのピストンが成立するようになったのは、挙動解析による適切なスカートの表面形状を3D切削により表現できるようになったためですね。
スリッパタイプでも適切な形状を割り出すことで、すべての要求性能を満たすことも可能です。
昔は丸く加工するしか無かったけど今は加工方法がありますからね。
基本的に熱膨張した時の形状を加工で出すのができる。
あとスカートもVQなどは右と左で大きさ変えてたりします。
圧縮方向で当たるスカートは小さく、燃焼方向は力がかかるから大きくしてますね。
確かにメーカーはCAEの熱応力計算でスリッパで重量、変形の最適化してしてると思います。
しかし、ユーザーによって冷却性能、噴射や点火時期セッティングが違って、ピストン温度分布が予測できない場合は同じ事が言えるんですかね。
またメーカーはハイシリコンの超（または超超）ジュラルミンに近い材質使ってるんでしょうか。材質的に熱応力歪みがどうかという視点も必要だと思います
でも実際はエンジン壊れているよね？解析だけではねぇ・・・
ノーマル形状をそのままスリッパタイプにしたのではダメですよね。多分ピストン 形状は1000ccのスーパースポーツバイクの方が進んでいる気がします。
結局スカートってピストンヘッド部が重いので首が振るから必要であって、バイクの場合ピストン ヘッド（裏面）を軽量化してピストン ピン周りの回転モーメントを押さえることが出来た結果F1みたいな薄っぺらく裏にしっかりとリブ入りの凄いピストン を採用できたと技術資料に書いてありました。高回転はやはり軽さが正義なNAエンジンならではの話しですけど。
いつも楽しいおはなしありがとうございます。
ホンダＦ1のＮＡ時代はオイルジェットが２７本ありました。
いま、市販ではトヨタが3本あります。
ピストン裏の中心目掛けて吹いてるようです。
ピストンがどの位置来ても中心に当たるように複数オイルジェットがついてるみたい。
クーリングチャンネルはピストン外周なのでそれより直接ピストン中心裏を冷やす方が良いかと思います。
当然オイル量や油圧が確保できる事が前提でけどね。
あとパンクルのコンロッド は中心にオイル孔があり、ピストンピン潤滑とオイルをコンロッド 小端部から出し、ピストン裏にかかるようにしてたと思います。
真ん中狙いがキモだよね。あれは潤滑じゃなくて油冷だから、一番温度が高いところを狙うんだよね。
ポルシェ911GT2が3Dプリンターで効率的なクーリングチャンネルのピストンを制作出来た事により馬力アップ出来、ニュルのコースレコードを更新しましたが、
金属用3Dプリンターを扱ってる身として「それ本当に強度的に大丈夫なのか？少しでもブースト上げたらとたんに壊れるんじゃないか？」としか思えません。そのあたりの事をOS技研さんに聞いてほしいです。
そりゃ純正で使うために最適化して作ってるから意図してないブーストかけたら壊れるでしょ
あと、強度の問題って関係なくないですか？
@@user-qi9vz7ow3l ポルシェは純正でも996系のシリンダー傷問題とかIMS問題とかやらかしてますからねえ。強度が問題無いならハイパワーエンジンに強度が高くて値段が高い鍛造ピストン使う必要ありませんよね？
@@user-xw7ly9hm6m
＞少しでもブースト上げたら
ユーザーがあとから改造して壊れたらユーザーの責任でしょ。
そこまで考えて贅肉を足すと「無駄のある設計」というくせに。
＞強度が問題無いならハイパワーエンジンに強度が高くて値段が高い鍛造ピストン使う必要ありませんよね？
設計の問題と材料の問題をまぜてはぐらかそうとして
面白い！
超大型船舶のエンジンとか冷却に水吹いてたと思います。
スバルもWRCで水吹いてたと思います。
おもしろすぎて…眠れない夜！！寝不足なのよね
ダイハツの初期型KF型エンジンは、オイル消費が多く悩んで要る方が多いですが、更にエンジン打音等も有りメーカーがその対策として最初にピストンリングを変えたりしましたが、対策にならなくピストンリングオイル穴を、2.8Фから2.6Фに小さくして更に穴の数を4つから3つに減らし止めに最終対策としてブロックにオイルジェットを2013年（この辺りからアイドリングストップが出るので）から追加して最終仕様となって現在まで製造されていますが、今回のピストンの話で納得しました。打音の原因がピストンピンの焼付きからのガタ等で首振りを起こしている為が原因だと言う事が分かって来たのですが、それを更に理解出来る内容でした。
F1のシリンダーからオイル噴射している事もパワーアップの為に燃やして要るやり方に使えるんですね。勉強に成ります。
いい話ですね。言われてみれば、という感じで面白かった。メーカが純正でやってるから大丈夫と言ったら大丈夫かも知れないけど、それは普通に使用した場合ですよね。サーキット走行で全開にして大丈夫ではないような。最近は制御がすごく良くなっているので基本マージンを減らして、その分燃費に回してると思ってます。
燃料で冷やしてるっていうのは内燃機関をちょっと勉強してる人ならわかりますね
特にロータリーはその領域が大きい
以前使っていたB18CのMAHLEの鍛造ピストンのスカートを裏から見ると、確かにスカート部の幅が広くて、ピンに向かって狭まるようなつなぎ方してる。
ターボ時代のF1の話が出たけどピストンに穴をあけて直接オイルを通していたというのは初めて聞きました
他に燃料を冷却して使ってたって話を聞いたことがあります 色々考えるものですね
私はクーチャン付きピストン苦労して、鋳込んでますが余り効果が無いみたいですね、何かガッカリです。あと今は、スリッパ型ピストン大量に造ってます。
鉄ベースのピストンもあったりするので今までの常識知識だけでは最適化は難しい面もあるでしょうね…
面白い話しだなぁ😁
ピストンが首を振らないようにクランク側をオフセットしてるのを知りました・・・ホンダの開発者のお話です。
古いエンジンにはスリッパー型ピストンはダメでしょうけど最新エンジンは首を振らないみたいですねｗ
GRヤリスのピストンはブローしても側壁に傷がありません・・・
クーリングチャンネルが一概にダメとは言えないです。
実際にピストンの温度を測定すれば分かります。
ただ、ダメなクーリングチャンネルは有るのも事実です。
だから2ストのバイクでアクセル抜いた時にピストン吹き抜けるんですよね、特に圧縮比上げて強いCDIいれてたりすると迂闊にアクセル抜けなくなりますもんね
ハイシリコンだと応力歪みも酷いでしょうからスリッパにしない方が安定する。メーカーのように空燃比や噴射時期バッチバチに決められるものじゃないから、セッティングによってピストン温度分布変わる。
そんな見方した上で話聞かないと、スリッパはダメな形状とかメーカーはスリッパで最適化されてるとか批判的な意見も出そうですね(笑)
最近、バーミキュラ鋳鉄ブロックに鉄ピストンとかのメーカーもあったり何が正解かなんて設計者の好み次第ですね
知識だけでは語れない世界だとよくわかります
知りあいの車屋さん
吸い殻入れ（灰皿）に使ってたわ！
たばこ止めたあとだったから真似しなかったけど、単純に格好いいって思ったわ！
手持ちの面白いピストン＆コンロッドが有るんだが・・・
どういった解説になるのかを聞いてみたい気がする・・・
ピストンボア95.838 ストローク20弱 最高回転数が20000rpm位だったそうな
まぁ、耐久性は500km位だったそうだが・・・
WRCのエンジンも“ピストンを燃料で冷やす”って言ってましたわ。
リエゾン区間をそういうモードで走らせるとか何とか。
ワークスカーと同じレベルの発想ですごい。
ヤマハがMXバイクのYZ-F系エンジンで市販エンジンで採用してからバイクだと結構見るようになってきてますね、スリッパタイプ。
(；´∀｀)コンパクトで対応出力もそこまで大きくないエンジンならある程度効果は大きいでしょうけど、4輪だと対応トルクも吸収する分も含めて考えて熱の安定性考えれば厚みもそうですし合金の使い方も考えないとなんでしょうね。
腰下のオイルはミストやガス状でしょうね。ヘッドカバー内ですらミスト状ですから
ピストンは如何に首振りさせず、真っすぐストロークさせるかが設計の腕の見せ所ですね。
熱膨張を考慮した内部形状、楕円の寸法公差をばっちり決めて、トップ～セカンドランドが均一なあたりでテカテカになったピストンを見てみたいです。
「鉄は柔らかい」‥‥深い‥‥
👍👍👍☺️
なんかわからんけどイズモリさんいろんな意味ですげー
どの動画見てもOS技研て半端ナイと思ってます。歌で「東京ってスゲー」って有るけど、誰か「OS技研てスゲー」って歌ってくれませんか?! 1っ回だけ聞きたい。
短いスカートは男のロマン
とても面白い企画であっという間の時間でした😃こんなにピストンの面白い話を聞いたのは、ダイヤモンドエンジニアリングの渡辺さんのインタビュー動画以来でした。
ぜひダイヤモンドエンジニアリングとOSさん、八代さんの内燃機関トーク聴いてみたいですw
ruclips.net/video/mezbWgzs0BA/видео.html
レシプロの側圧方向の抵抗はレシプロの宿命。
想像力と妄想力が大事。仮説検証の積み重ねするためにはネタ切れになったら打つ手がなくなるから。
これからもエンジンがなくなることはないと思いますが
内燃機関技術の結晶を環境保護団体がEVにシフトさせようとしているのが悲しく思います。
ピストンスカートの形状は信頼を取るか軽量を取るかのせめぎあいで十人十色の設計になるようで。
ずっと昔フェラーリのピストン(マーレー製)を見た時には超スリッパ型・ピンオフセットごくわずかで「これでいいの？」と信じられなかった。
しかもピンボスにはオイル貯めの加工までしてあると知らされ「そこまでやるのか？！」と。
高回転で回すエンジンほど軽さと精度が求められ、ピストンピン方向と直角方向とで熱膨張の程度が違うのも見越して…とか、スゲぇ世界。
熱膨張で変形した状態でイイ形になってればヨシ！
オイルといえばロータリーのローターはエキセンからのジェットで中にオイル吹き込んで冷やしてましたね。
あとホンダの極小エンジンでミストを飛ばして潤滑という、ロータリースリンガーポンピング潤滑システムなんてのが。
ピストンピンと言えばAE86のエンジンはピストンピンがコンロッド圧入なので動きが渋く、クリップを使うフルフローに加工するとか中身を92以降のと交換してしまうとか。そこまでやるなら(4AG純正は鋳造で棚落ちするから)マツダのエンジンの鍛造ピストンを流用してやろうとかやっていくと「クランクケース以外全交換になりそうだ」というオチが。本人は楽しそうでしたが見てる側からすれば「本当にお金が掛かる趣味だなぁ」とあきれてました。
ピンボスのオイル溜めは高回転エンジンなら常識ではないでしょうか。高回転からのアクセル急閉でやられるのは
ピンボスですから。温度が上がっちゃうんですよ、極端に。
エンジニアは耐久性も重視するけど、メーカーの営業は、あんまり丈夫なものは困る。 理由は、適当に壊れて買い替えてもらわないと会社がつぶれるから。
大型トラックのエンジンでクーリングチャンネルが脱落してピストン溶けたりするから必要なエンジンと必要ないエンジンがあるんだろうなぁ。
スバルEJも、この形か…
だから私の車のKFエンジンはピストンスラップが多い?
最近の技術者ってこれが効率良いんだって流行りだすと流行追いかけるだけで疑わないよね
根拠として出すのも他人が検証したデータとかで自分では試してなかったり
何でも疑ってみるのは大事なんだけどね
コリョだめだ
レースで一度しか使わないならいいけど
今後OS技研でもGDI直噴ヘッド&燃料噴射制御機構を研究して頂けないでしょうか？
フェラーリ458スペチアーレのF136FL型エンジンは、筒内に200バール以上の高圧でガソリンを直噴する事によって筒内を冷却して14対1の圧縮比でNAでありながら4500ccで607馬力を得ています。
エア吸入孔はスワール&タンブルを起こす角度形状で、ピストンヘッドはほぼ平坦でありながら若干の窪みが施されています。
筒内での燃焼で火炎伝搬状況を分析してピストン頭部の形状を設計している様です。
ボア・ストロークは94φ81mmで、RevMaxの9000rpmでの平均ピストンスピードは24.3m/secに収まっています。
"ダメ"というのは語弊があると思います。チューニングして出力を追求するのには向かないということで、燃費だったりエミッションを考えるとこの形状にもメリットがあるからメーカーはこの形状を選択しているのでは？
僕もダメって思いました。
しかし、この動画で言うてるのは11,000回すためにはダメって認識で聞いてますけどね
事実、廉価版では軽くスリッパにしてることからも適材適所がこれの主文だと思いますよ
単純な話コストが一番ですよ、メーカー市販は。
経験に基づく加工思想もあるし
最新の設計に基づく加工もありますよね
ただgrヤリスの破損は……
ちょっと読みが甘かったのかもしれませんね…
レース用のピストン設計と
何年も街中使う設計を両立させるには強度と耐久度が命ですから……
4AGのマーレでも初期のAE86のグランドカップ用もAE92のグループA用でもいわゆるスリッパ型でしたよね？
またF1のNA時代のピストン、例えばフェラーリのPANKLでも、今のバイクのCBR-1000RR-Rでもスリッパ型ですよね？
悪くなさそうに思えるんですけど？特にCBR-1000RR-Rのピストンはコンロッドさえ作ってしまえば4AGに使えたりしません？（笑）
そう言えばグランドカップ用マーレピストンに合わせたのもロングコンロッドでしたね？6mmロングでしたっけ？忘れたなぁ？
OS技研の人たちの言うとおりにしたらエンジンの進化はないな
考えが古すぎ。もっと最先端の解析してください。昭和のVTR見てるようです。
私も途中から動画を止めましたよ(笑)。
今時競技に特化したピストンが円で仕上げている訳がないだろうと。
熱歪を踏まえて形状を仕上げてますよ。
じゃあ最先端の解析をした動画をアップしてみたらどうですか？
何もできないくせに偉そうに言わないでくださいね
@@toshimasa7992
レース系雑誌や記事で見たことない？
昔の東京モーターショウの部品メーカーの展示コーナーでレース用コンロッドとかピストンの展示有ったよ。見たことない？
とりあえず検索して → ポルシェが911GT2RSに使用されている「3Dプリンタを使用したピストン」の詳細をリリース。
@Toshi Masa 消し逃げ逃亡ワラタ。