このページは筆者「ぃなぅ」の知識を基にふつうの道で気持ちよく「滑らかに」走る為の「調律」「改造」「改良」「改善」を述べています。あなたの考え方を「改悪!」と指摘している事も多々あると思います。意見が異なるのは当然です。クルマをいじる前に腕と頭を磨きましょう。(と言っても私がエキスパートな訳じゃ無いけどね)。2000年10月 ぃなぅ。
最近ターボ車に乗り換えましたので、この記事は少しいじくります(01/08/17)
2002/08/13 ギクシャクさせるな。
ここは峠を楽しむ人はカットして良い。でも山が不得手って人に。
こんな経験はありませんか?
山道を下っていると後から車が迫ってきました。カーブの侵入でその車はビタっと張り付くように感じます。その後直線で離すことができたのにまたカーブで迫ってきます。まるで私の運転を嘲笑うかのようにコーナーで車間距離が小さくなる。
こんな時、後続車輛はあなたを煽っていると思っていませんか?大きな勘違いをしています。後の車はあなたを煽っていません。あなたと同じ速度で走っています。でもあなたが減速することであなたと彼との車間距離が小さくなるので迫るってくるのです。これはレースをみるとよくわかるかも知れません。
あなたも彼も72km/hで走っていて彼はあなたよりも3秒後方に居たとしましょう。あなたと彼との車間距離は60mです。次にあなたがブレーキを踏んで36km/hにまで減速しました。彼も同じ速度まで減速すると彼とあなたの時間差3秒を維持すると車間距離は30mになります。まるであなたを煽っているように車間距離が小さくなりますね。これが普通なのです。ここで煽るヤツなら車体を左右に揺らしたりしてアピールするでしょうし、コーナーの立ち上がりもずーっと同じ車間距離を維持されます。こういう時は安全な場所でハザードもしくは左ウィンカーで道を譲ってください。その方が精神的重圧から逃れられます。
ところで、後の車の方が滑らかに山道を下っていると先行車輛はもっとパニックになるかも知れません。もし先行車輛のあなたがが4速のまま直線を下っていてコーナーでブレーキを踏んだとしましょう。後続車輛がエンジンブレーキで定速運転していたら、先行車輛の減速次第で車間距離は大きく変化します。あなたのブレーキで後続車輛との距離が急激に小さくなるのでまるで後続車輛がが加速して接近してきたように感じるかも。相対的には後続車輛が加速している事になりますが、一定速度の後続車輛から見ると前の車がギクシャクしているだけにしか見えません。こうならないためにもエンジンブレーキをうまく活用して「滑らかに」運転しましょう。
なお、ここでは速く走ることよりも「滑らか」を重視させています。
2002/05/18 滑らかに走れ!
まず滑らかな操作ができるように運転技術を磨く事が大事である。これは気合いを入れる事では無い。車は物理法則に従って動いている。車の挙動を突き詰めると路面とタイヤとの摩擦が全てである。とどの本にも書いてあることに気付くと思う。その摩擦を有効に使うタメに必要な事はタイヤを有効に使う事と無駄な動きをしない事である。この事を頭にいれて4輪への荷重を考えながら走ることが最も大事な練習になる。交差点や曲り角でスキール音を出して曲がるのや、信号停止時のヒールアンドトゥも大して意味がない。
特に勘違いしているのは、「つっこみ重視と」言ってギリギリまで減速せずに直線状にコーナーへ突入し、思い切りハンドルを切って曲がる行為。タイヤに頼り切っている。こんな曲がり方を雪道や凍結路でやると吹っ飛ぶ事は明白。さらに無駄が多い。指揮者のタクト操作を思い起こして欲しい。4拍子になると結構複雑な振りになる。軌跡はまるでサーキットだ。上から下へ1、少し上げて斜め下に2、少し上げて(青)左から右へ素早く3、そして角でためて上へ4。この動作を滑らかに行うと2から3へかけての部分(青い部分)が緑の様に円弧になる。
全てを滑らかに動かすと右のようになる。まず第一拍と第二拍のヘアピンは手首の操作なので車に例えるのは少し厳しい。が折り返し点を最も無駄の無いようにするにはスムーズな操作が必要である。折り返し点の手前まで力を入れていると折り返し点での反動が厳しい。そこで手前では無駄無く減速しているはずだ。
第二拍から第三拍にかけては滑らかな流れで繋がっていく。そして第四拍が上へ駆け上がる。第4拍と第1拍のポイントは強いヘアピンになっているが、これはここでタメを作るポイントでもある。
上下の違いはライン取りそのもので、コーナー全てを直線で結ぶと上図のようになり、各コーナーで思いきり減速して車をコジって向きを変えてフル加速する様子を示す。しかし、下図のように滑らかになると無駄が無くなる。最も無理のない様に一定の速度で円弧を描く事が大事なのである。下図のような軌跡になると手が疲れない事に気付くとおもう。
これはパイロンスラロームでも、スキーでもスケートでも競艇でも同じ事。F1とかGTやラリーでは本当のところの凄さは判りにくいだろう。でも彼らの動きを参考にするとラインの取り方が判るようになる。
上述の円弧に従ったライン取りをよく考えると、直線加速での後輪荷重から、コーナーへのアプローチに伴ったアクセルオフで均等荷重から前輪荷重へ、そしてブレーキで減速とともに更に前輪への荷重移動、そしてステア操作で前輪外側へ荷重が移動していく過程をつかめるようになる。ダンパーが前輪外側への荷重移動を制御するためロール速度がゆっくりになる(力をためている状態だね)。さらにスタビが前輪内側スプリングの伸びを抑えようとし、繋がれた内側ダンパーの抗力がスタビを介して外側前輪へ伝わる。この辺の動きはスキーのパラレルターンに実はよく似ている。
しかし前述の「突っ込み重視」で急激にステアをこじる様に操作すると外側前輪は十分な荷重が乗らないまま急に遠心力、つまり外方向への力が加わる。荷重が載っていないので当然横滑りをおこす。これは「腕がアンダー」と言って差し支えない。スキーでいうなら外足をずらしている状態。さらに前輪外側がつっかえの様になるから、急激なロールが発生する(つんのめっているわけだ)。スタビもダンパーも関係ない、タイヤのグリップだけで曲がる方法だね。
結局、ブレーキの操作で今どのタイヤに荷重が載っているのか、重心はどの辺にあるのか、旋回軸はどこにあるのか?力のベクトル(遠心力と駆動力)はどうなっているのか、タイヤはどのように動こうとしているのか、これらを考えて操作する事が基本だ。そして駆動力を消さない為に回転数を高めたまま減速する方法を見い出していってほしい。そのためには上に書いたように円弧を描くことが大事なのだ。クリッピングポイントと書くから変になる。各コーナーを円弧で結べばよい。F1のコーナリングもそのもので、レコードラインというのは最も無理なく各コーナーを綺麗に結んだ円弧である。案外、スリックカートがライン取りを判りやすいのかも知れない。
ターボ車は低回転ではスカスカになる。これは圧縮比が低いためで致し方ない。コーナーへのアプローチにブーストを上げたまま減速するのは難しい(左足ブレーキ:エンブレ使えないよ)が、低いギアに落とすってのはやっぱり効果的。低いギアに落とすとアクセルを閉じるから過給圧が下がるけど、エンブレを使っているわけだ。ま、エンジンを既に高回転で回しているわけだからこの状態でアクセルを開くと直ぐに過給域へ突入する。高いギアで低回転にした場合、エンブレは余り効かないし、加速するためには回転数を上げる為の仕事が要るわけで、これはブーストがかかっていても加速感は乏しい。基本的にはNAと同じ走り方がよいだろう。ブーストがかかるまでのラグ(ターボラグ)があるので低ギア高回転でもアクセルの開け方は慎重にする方がよい。NAのピックアップの良さに負けるかも知れないけど、3000rpm以上でかかるブーストで挽回できるだろう。そしてブーストがかかるとターボの急激な加速があなたを襲うのでアクセルワークは慎重に。
どのような時でもすべての操作をスムーズに行う事が重要である。雪道ではアクセルはじんわり開けるのが鉄則。だがその理由を知ると、普段の運転でも同じである事が判る。無駄なエネルギーを使わない事が結果的に速い車になる。シグナルグランプリでドカンとクラッチを繋いだり、アクセル全開でATをN→Dとしても衝撃が駆動部に掛かるだけで、摩擦を超えた所が空回りするだけである。
車はF1を始め、個人の技量をメカで補うという図式ができている。つまり性能の高い車で運転技量を埋めると言う考えだ。これがある為日々車は改良されてモデルチェンジしていく。(性能アップの為にメーカーがすごい実験をしている事は想像に難く無い、しかも信頼性もコストも満足している・・・)。
さて、運転のうまい人と一緒に走るとコーナーで少しづつ遅れを取ってしまう。中低速の連続コーナーで徐々に離されていく。私もそういう経験をよくしたものだ(今でもそうだが)。その差をうめる為に改造していく人が多いが、悲惨な状況は自分の車の方が純正状態で圧倒的にパワフルな車でさらにいじっているのに、うまい人の操る普通の車に離されていく時である。この遅れを取り戻す為にさらにパワーアップ+改造するか、腕を磨くか、それは個人の自由だ。しかし改造していたためにさらに遅くなっている事もあるのだ。車は万遍なくバランスの取れた性能であればどこでもアクセルを踏める。つまり速い。しかし誤った改造を施すと、一部は得意だが・・・と片寄った性能になってしまう。また、パーツの信頼性が低いと経年劣化で純正以下の性能になってしまう事もあり得る。本ページはそういう可哀想な事態にならないようにする為の指針でもある。特にバランスが悪いと最も低性能のパーツに従ってしまって他のパーツは過剰品質となる。
直線番長という言葉がある。アクセルを踏む蛮勇を持つドライバーととんでもないエンジンパワーを誇る車の事だ。高速道路でパッシングと共にぶち抜いて行く車もそう呼ばれる。彼らはコーナーが迫ると自分の速度が怖いのでブレーキをチカチカさせて減速する。山道でも市街地でも田舎道でも直線でがんばる人々が直線番長と呼ばれている。直線番長は連続する中低速コーナーは不得意である。かつてのアメ車がその類いだった。(アメリカは殆ど直線だからねぇ)。こうならない為に「トータルバランス」を重視して調律して行きましょう。
たしかにターボ車ではNA車よりも直線番長的挙動は多い。しかし立ち上がり重視で走るとターボの方が速くなる。同排気量のNAではターボと同じ立ち上がり加速は不可能である。上にも書いたが、ブーストがかかった時点でNAにはあり得ない加速を得られる。ただしNAで上まできっちり回して、ターボが下でモサモサしているとあかんけどね。いづれにしても突っ込み重視の走り方ではどっちも駄目だけどね。NAだと軽いからつっこみ重視でも…そりゃブレーキ競争するのならそれでもよいけど、サーキットでやるべきだね。
ブレーキを最低限の距離で抑えてしっかり減速する。そのまま荷重をのせたままじんわりとステアを切る。外側前輪の荷重を感じたままステアを切り込んでいく。Rにあわせた操舵角を一気にあててはならない。徐々に切り込みながら荷重を感じながら旋回する。フロントが逃げる感じがしたら切りすぎ(腕がアンダー)。FRならここでアクセルを少し開くと少しオーバーステアとなるので腕のアンダーをごまかせるけど、そのままテールハッピーになっても誰も助けてくれない。FFなら少しブレーキをかけるとタックインを誘発する、巻き込みそうになればアクセルを開くとステアの方向へ車は進むため、比較的安定したコーナリングとなる。4WDは駆動配分で性格が若干異なるが、フロントが逃げるような時は前輪へ加重を載せよう。そして旋回が終盤になり、コーナーの出口が見えたら徐々にアクセルを開く。ここでFRは後輪へ加重が乗るので良い感じで加速する。FFはジワーっと開かないとフロントが空回りする。これはゼロ発進でも同じ。4WDは一気に加速してください(笑)。
車をいじってみよう。
足周り編
(1)インチアップ
高価な扁平タイヤが売れると売り上げもアップするし利益率も高いのでタイヤメーカー、自動車用具販売店こぞってインチアップを勧めています。でも本当にインチアップが必要なのでしょうか?インチアップのメリット・デメリットを基に検証してみましょう。
インチアップのメリットは下記の3点をあげる事ができます。
1)偏平率を小さくする事に基づくタイヤの剛性向上。
- 1-a)高速走行時の遠心力による変形防止。V規格(~240km/h)以上でもソフトなコンパウンドを使える。
- 1-b)一定径のタイヤにおける接地面積の拡大(幅広タイヤの装着)。
- 1-c)接地面形状の横長化によるコーナリング時の遠心力耐性向上。
- 1-d)円周方向の弾性率向上で副次振動の吸収。(ダンピング効果)。
- 2)大径ホイール装着に伴うブレーキローターの拡大(つまりブレーキ性能の拡大)。
- 3)見た目の迫力が向上する(笑)。
でも、各項目毎にデメリットがあるので要注意です。特にインチアップすると遅くなることを忘れずに
日本国内における一般走行では法定最高速度が100km/hです。そして国産車の速度リミッターが180km/hです。そこから考えると項目1-aはH規格(~210km/h)で十分です。実際はS(~180km/h)で良いのですが、H規格の採用はマージンとして適切なレベルでしょう。実際、国内で販売されている「一般的な」タイヤの殆ど(偏平率65〜50)はH規格になっています。これは高速走行に対応する為のインチアップは「無駄な出費」である事をタイヤメーカーが自ら証明している事になります。
※超高速走行が可能なSuper Sports Car 向けZ,W,Y規格のタイヤを論じてはいませんのであしからず。最近一般的な車でも215/45ZR17(LEGACY)、215/55R17(SKYLINE)、215/45ZR17(BREVIS option)とま、でかいホイールの車が増えています。本来16inchで行けそうなこれらの車ですが、結構車重があるしブレーキ容量の拡大は必須なのでしょう。アルテッツァの開発記事によると「インチアップする人が多いので、初めからでかいホイールにしました」とか。でもブレーキは15インチホイールでも行けたりして(笑)。
さて、項目1-b,c,dからはインチアップした方が車の走行機能を拡張してくれるように思えますが大きな落とし穴があります。御存じの通りインチアップはホイール径を大きくしてタイヤの偏平率を小さくする事です。店頭で同じデザインの空ホイールを持ち比べると良く判りますように、ホイール径を大きくすると重たくなります。
ホイールが重たくなるとデメリットとして「バネ下重量の増大」があります。慣性重量が増えるので加減速が鈍くなります。特に路面への追随機能を低減することになります。さらに路面の衝撃を強く懸架装置に伝えるので、ダンパーやブッシュ、ボディを痛めつける事になります。バネ下重量に関して「鉄下駄を履いて走るようなもの」という例えが良く言われています。つまりどたばたした足周りになってしまう訳です。これも平坦なサーキットでは路面の段差が無いので実感しにくい現象ですが、公道ではどたばたして駆動力が抜けてしまいます。
一方、同じホイールのままタイヤの横幅を大きくするために偏平率を下げる手法(例:185/65 R14→195/60R14)はホイールが共通なので「バネ下」の重量変化が殆ど無いので上述の項目1ーb,c,dに適しています。
しかしもう少し偏平率を小さくするためにはタイヤをさらに太くする必要があります。ところがタイヤのカタログを見るとホイール径とタイヤの横幅と偏平率は全条件を満たしていません。MICHELIN Tire catalogue 2000では13inchのホイールには165/65R13と155/65R13、14inchでは195/60R14、185/60R14が最低偏平率となっています。小さなホイールに合う太いタイヤが無い理由は簡単です。もともと小さなホイールを履いている車はパワーが小さい車です。太いタイヤにするとその転がり抵抗に抗えなくなります。また軽量な車が多いのでタイヤが少しプアな方が車重とのバランスが取れている状態になります。さらに付け加えると世の中の道の殆どは直線です。横方向のグリップよりも縦のグリップが重要なのです。
そしてここにもタイヤメーカーは知っているけど黙っている項目があります。それは
- 厚み方向にある程度の空気がないと衝撃吸収力が著しく低下してホイールの割れを生じ得ること、
- 各種路上段差にホイールのリムが当って変型する事です。
タイヤの高さ(タイヤハイト)は95mmが最低必要と考えられています。
扁平率とタイヤハイトの関係
タイヤハイト 扁平率とタイヤ幅 30% 35% 40% 45% 50% 55% 95mm 317mm 271mm 238mm 211mm 190mm 172mm タイヤハイト95mmを満たす時のタイヤ幅は上表の様にになっています。つまりはけるタイヤと扁平率には限界があると言うことです。次に常識的なタイヤ幅と扁平率を列記してみましょう。
実際のタイヤ幅とタイヤハイト95mm近傍の扁平率及びホイールサイズ 実際のタイヤ幅 245mm 215mm 195mm 175mm 扁平率 40% 45% 50% 55% タイヤハイト 98mm 97mm 98mm 96mm ホイールサイズ 18inch 17inch 16inch 15inch タイヤ外径 653mm 604mm 601mm 574mm 扁平率とタイヤ幅とタイヤハイトはこういう関係になっています。175/55R16というタイヤは可能なのにMICHELINでは売っていません。14inchで60%と言うところが最低限のようです。ま需要が無いサイズですね。扁平タイヤにすると乗り心地を良くするためにスプリングとかダンパーをよくしなければならないし、その金額は小型車の開発には大変でしょう。実際、ハイパフォーマンスカーだから必要な扁平タイヤであって、一般の小型車には不要です。
さて、扁平タイヤにして横方向のグリップを得た反動として縦方向のグリップが減少します。これはグリップの総和は一定であるとする摩擦円の考えで説明できます。横方向のグリップを得る為にはタイヤの偏平率を小さくします。そうすると横から見たタイヤは変型しにくくなり(円周方向の撓みが減る)ます。加減速つまりトラクション(駆動)を得られなくなります。つまり「バランスの悪い車」になってしまう訳です。
気をつけるべき点はタイヤのトレッド面の変形が小さくなるとグリップ限界での挙動がシビアになる事です。グリップ限界を超えると急激に滑ってしまいます。
また、タイヤ幅を広げるとストラット等の足周りパーツ、またはボディとタイヤの干渉が生じ得ます。これは危険な症状でして、タイヤのサイドウォールを引き裂いたり、異常磨耗の原因となります。こんな症状をだしてしまうと調律という世界から外れてしまいます。
インチアップして大容量ブレーキローターを入れるのはパワーアップして重くなった車を止める為の手段でして、クラウンとかセドリックが純正で大きなホイール16inchを履いているのはそのためです。スカイラインGTRが非GTRよりも大容量ブレーキを入れているのも劇的な速度を瞬時に減速する為です。(上述のようにこの頃は一般車でもでかいブレーキを入れています)
一般的な私達が所有する車ですが、少しだけインチアップして見栄えを良好にするのは自己虚栄心を満たすなかなか心憎い演出です。目指すべきインチアップは1〜2インチアップ程度がいい所でしょう。そしてできる限り「軽い」ホイールを選ぶ事でインチアップの弊害を減らしてメリットを享受できるようにしましょう。ホイール径、タイヤ幅、リム幅、偏平率、銘柄(コンパウンド)、オフセット、PDC、これらは車に因って異なるのでよく研究して下さい。
ホイールの剛性ってのも気を付けてください。コーナーでの撓み(変形)の話ではなく、キャッツアイ、歩道、段差、等にぶつかった時の話です。軽いが弱いホイールだとへしゃげてしまいます。こうなるとまっすぐ走ることさえ困難になります。
簡単にまとめると「インチアップで見た目重視の結果得られるクイックなハンドリングをスポーティと勘違いしないように。」吹っ飛ぶぞ。
なお、私のB4を含め4WDでは変なタイヤを組むと性能を落としますので要注意です。
(2)シャコタン(ダウンサス・ローダウン)
まずシャコタンにするメリットは重心低下に伴う安定感の向上ですね。一番のデメリットは段差に弱くなるって事でしょう。公道ではマンホールとかキャッツアイとか踏切など色々あるので腹を擦ったりしてしまう事があります。シャコタンは程々にしましょう。もともとサーキットの用に平坦な道に合せこんだ調律なので公道にあてがうのは勘違いそのものです。あと、ストロークが減る事も多々あるので要注意です。ダンパーはストロークが小さいところでは十分な減衰力を得られません。となると、上に書いたように加重移動を巧くできないと言うことにもなります。
(3)スプリング
荷重移動てのが理解できていないとスプリングを強化しても恐ろしい結果が待っているだけです。ではなぜスプリングを強化するのでしょう?
[直線]
弱いスプリングは高速走行時にタイヤから受ける衝撃で完全にフルボトムしてしまいます。そうなるとそれ以上の衝撃を緩和する事ができ無くなり、ボディへの衝撃が直撃となるため足周りが痛みます。さらにフルボトムしたスプリングがもとの長さに戻ろうとします。当然ボヨンボヨンするわけですね。この動きを小さくする為には色々ありますがスプリングを強化するのも一つの方法ですね。つまり路面からの衝撃を受けてもスプリングの変化が小さいのでボヨンボヨンしにくくなります。しかしスプリングが吸収できる細かな衝撃も伝えて来るので、のり心地が悪化するのは当然ですね。さらに強いバネでは小さな段差をトレースしない「跳ねる」傾向があります。跳ねている間はタイヤの駆動力が路面に伝わらないので加減速が悪くなるのです。
ストロークさせることでフルボトムは避けられますのでこの頃はスプリングは余り硬くないです。ただしF1の様に空力重視になるとスプリングはかなり堅い目です。一般車とは重心位置とかも異なるし、余り参考にしない方が良いと思います。
[カーブ]
弱いスプリングではボディの遠心力によって高速コーナーでは車の傾き・ロールが大きくなります。右カーブで考えると、車の荷重が全て左前輪にかかり、左前輪の「弱い」スプリングは完全に縮みきった状態になります。そして、タイヤの荷重指数を超えてしまう事が想定されます。これは危険な状態ですね。しかも全荷重がかかった一本のタイヤだけで曲がっているというのは非常に不安定です。LSDのない車では駆動力が浮いた側に抜けます。駆動力が抜けると不安定感がさらに増します。
スプリング強化によって遠心力によるロールを押さえ込む効果があります。しかし、ロールは必ずしも悪じゃないのです。右カーブで左前輪にしっかり荷重Fが掛かっていると摩擦係数μとの積[μF]でグリップします。ここでロールを押さえ込むと左前輪にかかるべき荷重が抜けてしまい、グリップが低下します。前輪のグリップが抜けると「アンダー」になります。強いスプリングではメカニカルグリップが取れ無くなるのです。この辺のバランスが難しいのです。
冒頭に書いた恐ろしい結果と言うのがこれです。スプリングを強化したら前輪へきっちりとブレーキを使って荷重してあげる必要があります。減速のブレーキとの違いが体で判るようになるまでスプリングの強化は必要ありません。※純正スプリングが最もバランスよく作られていると言う事です。ただラグジャリ仕様の車で速く走るのならスプリングを少し強化する必要がありますが、その前に車のTPOをわきまえた方がいいでしょうね。
(4)ダンパー
さて、上記のスプリングで弱いスプリングがボヨンボヨンしてしまう問題を解説しましたが、スプリングを強化してもボヨンボヨンが無くなる訳ではありません。基本的にスプリングはほぼ永遠に振動します。これを減衰させるのがダンパーの役割です。減衰させる方法は筒内に充填したオイルをピストンが通過するときの抵抗を利用しています。詳細はBILSTEINやTEIN, OHLINS等のHPやカタログを読んで下さい。スプリングに合わせたダンパーを使うかダンパーを少し強い目にするとよいでしょうね。
ダンパーはロールを防ぐ為のパーツではありません。ロール速度の低減が目的です。判りにくい説明ですね。ステアを切った時に急激にロールするのではなく、じんわりとロールさせる事で車の挙動を滑らかにします。ステアの切り角度とロール量が一定になるようにじんわりロールすることで安心感を与えてくれます。
車種に合わせた設計のダンパーを用いるとなかなかいい感じの足周りが得られるでしょう。これもラグジュアリ仕様の車では味わいにくいのですが。
ダンパーの仕事をきっちりさせるためにはある程度のストロークが必要です。ストロークのないFormula等ではレバーを使ってストロークを大きく取っています。逆にバネカットのシャコタンになるときっちりストロークさせられないため、ダンパーの効果が得られにくくなります。車高調整式のダンパーはストロークを確保しつつ、スプリング取付位置を低下させるので効果的ですが、本当に必要かどうかはよく考えましょう。
(5)アンチロールバー(スタビライザ)
目的はコーナリング時のロールを防ぐ事です。直線では柔らかいスプリングの方が駆動力を路面にかけやすいし、のり心地も良い。フワフワボヨボヨするのはダンパーに吸収させればよい。しかし、コーナリング時に大きくロールしてタイヤ一本で車重を支えるような事態は防ぎたい。となるとアンチロールバーを組み込むか強化するしかありません。ここで必要以上に強いパーツを投入すると荷重移動しないのでアンダーになります。これはスプリングを強化したらアンダーになるのと同じ理論です。このパーツは味付けになるので、あまり強化しないのが一番でしょう。といって僕達が何通りも験せないのが悲しい所ですね。
スタビリンクの強化も結構効果的かもしれません。また、最近は調整式スタビも市販されているようです。
(6)ボディ強化
ロールゲージ組込、スポット増し、発泡ウレタンのサイドシルへの充填、タワーバー装着、アンダーバー装着・・・・・・・。いっぱいあるから書き切れませんが、目的はサスペンションをきっちりと動かす為に剛体としてボディを固めると言う事です。ボディがよれるとサスペンションはそのジオメトリーから外れた動きになってしまいます。それをカバーする為の手段です。剛性感に溢れた車両はサスペンションがきっちりと稼動するのでスプリング等は柔らかくなっているものです。荷重移動時にボディが変型しないことが目的です。これはバネの計算をすれば判ると思いますが、本来のバネと別のバネを加えると同じ荷重でもものすごく動きます。
(直列バネのバネ定数は1/K=1/k1+1/k2 なのでボディがバネになるとバネ定数は下がる。)
(7)軽量化
実は剛性向上と同じ意味を持ちます。荷重移動も遠心力も車重が大きい程大きくなります。これを防ぐ為に剛性向上部品の取り付け・・・さらに重くなります。しかし本来不要なものを取り去ると上記の荷重移動も遠心力も小さくなります。つまり車の剛性が向上するのです。余分なものはトランクに入っていませんか?
シート除去はバランスが崩れる可能性があるので余りお勧めできませんが・・・。
極端な荷重移動を利用した例ではDTMのメルセデスが有名です。ウェイトをステアにあわせて移動させることで最適な荷重バランスを取るという発想です。サイドカーの助手席と同じ動きをしています。
もう少し追記します。軽くするとコーナリング時の遠心力が低下します。遠心力が取付部やボディを変形させるのです。だから軽くするのです。なお、ねじり等は材料力学に従っているので重量物が重心近傍にある方がねじり剛性が上がります。慣性モーメントを考えるとよくわかると思いますが・・・。重量バランスよりも慣性モーメントを小さくする方が操作性は良くなります。
エンジン編
(1)無駄を無くす
エンジンパワーをアップする為に投資する前に次の項目を点検してみよう。
- 劣化したオイルを使っていないか?
- オイルフィルタは目つまりしていないか?
- 各種ベルト類の張力は大丈夫か?
- ラジエータに虫がこびり着いていないか?
- 冷却水は劣化していないか?
- 水温・油温度は最適か?
- エアフィルタはつまっていないか?
- 遮熱板は機能しているか?
- 点火プラグは最適か?
- 良い感じで焼けているか?
- 接地電極電位は最低電位か?
- 点火プラグコードからのリークは無いか?
- 燃料噴射装置のつまりは無いか?
- 燃料ポンプはきっちり動いているか?
これらの細かい事を確認して、新車に近い状態へ戻す事から「調律」は始まる。
(2)レスポンス重視なのか最大パワーなのか?
最大パワーを得る為には高回転まで廻るエンジンにすれば良い。そして最適なギア比を選択し、パワーバンドを外さないように・・・。普段の道ではこういうエンジンは使いにくいのです。F1でもそうです。低回転からモリモリっと力のあるエンジンが上まできっちり廻る。こういう特性が最適ですね。ある回転粋でエンジンが息をつくとそこから上が良くなったように感じますが、この調律は大きな間違いです。遅いだけです。
低回転からレスポンスよくアクセルに呼応するエンジンが一番ですね。アクセルペダルは押さえていた欲望を解き放つ機構になっています。アクセルを閉じるとポンピングロスが生じます。これはBMWドライビングスクールで進める「一気に加速」とも通じるモノがあります。しかしベタっと一気にアクセルを開いても効果はありません。じわーっとエンジンの回転に応じて開けてください。そりゃレスポンスの凄いエンジンだとアクセルをちょんと開くだけで一気に立ち上がりますが、そんなエンジン普通じゃ入手できません。エンジンの回転数に応じてアクセルを開いて、速度が乗ったら高いギアで巡航しましょう。
さて、エンジンのレスポンスをあげるための手段を書いてみましょう。
- マルチシリンダー化。軽いピストンを回す方が楽です。原チャリなんて・・・。
- 摩擦ロスの低減。マルチシリンダーの弱点。
- 過給。
- 圧縮比を上げる。
- 車トータルの軽量化。F=ma.故に加速度a=F/m。10%の出力向上と10%の軽量化は同じ。
- Power Weight Ratioで表現される指標。実際は各回転数でのPWRを記すと面白い。出力の谷があるとそこで加速度が鈍る。
- 燃焼時に体積の大きくなる燃料混合気体の利用。
- よく燃えると言うこと。燃えカスは勿体ない。火薬をぶち込むって考えもありますが、エンジン爆発します(笑)。
これらの手法をよく見ると結局省エネと同じ考えである。与えられたパワーは一定。いかに動力に使うか。これが問題である。燃費が悪いと嘆く前に無駄な動きをしていないかよく考えてみよう。
同じ出力キャラクターのエンジンであれば、排気量増大によるトルクアップはそのまま加速感に効いてくる。しかし、エンジン重量の増大分を何かでカバーしなければならない。そして結果的に特選番長への道がまっている。
気持ちよいエンジンはマルチシリンダー・NA・大排気量。そしてボディが軽い・・・F1だな。
さて、過給については殆ど触れていなかったが、これから少しづつ述べていこう。
過給の効果は排気量増大と同じである。2000ccのエンジンに過給で1.0kg/cm2のブーストをかけると、シリンダー内に押し込まれる空気は2倍になる。つまり4000ccのエンジンを持っていることになる。実際2000cc4気筒ターボの最大出力が約260psに対して4000cc8気筒で260psと同じ程度である。
なおNAで低回転のままアクセル全開にすると負圧がゼロになる。つまりサージタンク内の空気流量が無いことになるので、吸気干渉による吸い込みが無い状態になる。こうなると効率が悪いので、少し負圧になるように開けることが大事である。
ターボの場合負圧ではターボが効いていない。低回転、低アクセル開度で負圧ゼロでも加圧されている。
さて正圧1.0kgf/cm2の時、2000ccエンジンが4000ccのエンジンと同等の空気量を押し込まれているので燃焼できるガソリン量が2000cc車の二倍になる。しかし、シリンダの中は同じ容積の2000ccしかない。仮にNAエンジンで爆発膨張した下死点で1気圧になったとしてもターボ車では下死点で二倍の圧力2気圧になっている。燃焼途中でも同じように全て二倍の圧力となっている。上死点ではどうか?やはり二倍の圧力になっている。圧縮比が10のエンジンは上死点での圧力が大体10気圧と考えて良い(実際は吸気効率が悪いので8気圧程度かな)ところがターボ車では同じ圧縮比だと過給時には上死点での圧力が20気圧になる。ここまで圧力が上がるとプレイグニションによるノッキングが恐ろしい。なぜなら圧縮された空気は温度が高くなる。そうなると自然発火するのである。これを防ぐためには次の施策が導入される。
- 圧縮比を下げる。→上死点での圧縮率を下げてプレイグニッションによるノッキングを避ける。
- 吸気温度を低下させる(I/C)。→冷たい空気だとマージンが広がる。
- 濃い燃料を噴射気化させる気化潜熱による筒内冷却。→強烈に燃費悪化。アクセルオフでエクゾーストから炎。
- 点火タイミングの遅延。→プレイグニッションではなく、下死点近傍で生ガスが爆発炎上することを防ぐ(NAでも使っている)。
- 絶対ハイオク専用。→比較的高い圧縮比なので、上記の補正では対応できないため(インプB22?)
なお、水を筒内に噴射気化させる考えもあるがガソリンと水は相性が悪いのであまり良くないだろうね。インタークーラーの後ろでサージタンクの手前で吹くってやりかたもあるけど・・・。
プレイグニションによるノッキング防止の為に低圧縮比にするとレスポンスが下がる。これは上死点の高密度混合気の燃焼時間延長が大きい。点火して燃焼するまでの距離が長いってこと。点火の火種から順番に燃えている間にピストンは下がりきって排気行程に移るので燃焼ガスがピストンに到達する前に排出されることになる。その分無駄になる訳。これは点火タイミング遅延でも同じ事になる。上死点を過ぎてから点火するわけだから、燃焼ガスがピストンに到達する前に下死点になり、排気バルブが開いて高温の排ガスが吐き出される。
ターボ車の燃費が悪いのは低回転では低圧縮エンジンでパワーが出ない(このごろは圧縮比9程度で結構良い)、だから高回転側で過給しようとする。そうなるとガソリンをたくさん投入する。燃やす分だけでなく筒内冷却の分も。そりゃ燃費が悪くなる。でも、ブーストメーターで管理しながらアクセルワークすればよい。この頃の電子制御化された燃料噴射装置はアクセル開き具合、回転数、速度、ギア、排気内酸素濃度、吸気圧、気温、水温、ノッキング状況などを鑑みながら最適燃料噴射量を決定している。この中で結果的にきまるものはどうしようもないけど、アクセル開度、吸気圧、これはドライバーが調整できるもの。アクセルワークでむやみに過給しないようにすればよい。
少し燃費について述べたようになったが、高効率ってのはエコも速度狂も根は同じ(笑)。