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虚構の設計

設計の立場から高専ロボコンに関して書いていました.
今は引退し,カブ90に乗っています.

かなり間が開いてしまいましたが,カブの改造の続きです.
前回,排気管まで変えましたが,ここまで弄ったんです,
どうせだったら空気の流入から流出まで,全部とっかえてやろうと,
エアフィルターも交換してみることにしました.

さて,エアフィルターですが,これは,マフラーと同じく,
単に抵抗を減らせば早くなるなんてものではありません.
完全に理解しているわけではありませんが,
恐らく,ヘルムホルツ共鳴が作用していると考えられます.

メモ:ヘルムホルツ共鳴

要は,容器内の空気がばねのように作用して,共鳴する(共振する)という現象です.
これによる振動数と,エンジンの回転数があっていれば,吸気効率が上がるといった感じなのかな?
理論式は結構簡単で,

こんな感じ
ただし,Lは補正項が入ったりします,詳しく知りたい方は,調べてみてください



といわけで,純正のエアクリーナーボックスを簡単に計算してみると,こんな感じ


※体積は,私の直感で測りましたw,他の数字も,かなり適当です
大体,7000[rpm]ぐらいにピークがある感じ
もっと低回転域に振っているのかと思っていたのですが,違うみたいですね.
ちなみに,所謂規制前のカブ90はもっと大きいエアクリーナーボックスがついていたので,
低回転域にピークがあったはず.

こんな結果を見ると,社外のむき出しエアクリーナーにすると,
かなり高回転域では伸びるかもしれないけど,大抵の速度域では,出力下がりそうです・・・
最高速は伸びるけど,加速は鈍るかな

でも,実は,エアクリーナーを社外品に替えようとしているのは,出力以外の事情もあって,
ホーンを取り付ける場所がなくて,困っているんです.
ホーンは,純正ではマニホールドについていたのですが,マニホールドを変えた関係で,
付ける場所が無くなっちゃいました
しかも,ちょうどそのころに純正のホーンが壊れたので,社外品に変えたのですが,
渦巻ホーンと普通のホーンがほとんど同じ値段だったので,渦巻の方を買っちゃいましたw
その結果,余計つける場所が無くなって・・・


とりあえず,こんな感じでつけていますが,
これ,キャブレターのセッティングのネジが隠れてしまって,ものすごく面倒です
これを,なんとかしたいっていうこともあって,とりあえず,エアクリーナーを変えてみます



買ってきたのは,これ


Uni Filter
PK-4E
日本では,キタコが取り扱っているけど,アメリカメーカー製
これを選んだのは,集塵性能が信用できそうだから.

社外フィルターはいろんなところが出していますし,変な中華品がゴロゴロしていますが,
個人的には,こだわるべきポイントだと思います.
これが適当なざるだと,ごみがエンジンに入る
→エンジンの摩耗が異常に速くなる
・・・絶対に避けるべきことですね
完全なるざるとしか言いようがない.ステンレスメッシュのエアクリーナー,
フィルターもくそもない,ファンネル仕様とかは論外です.
モンキーとかだとファンネル仕様の方も多いみたいですが,絶対にダメです.
最も,すぐに壊れるわけではないので,1万キロごとにエンジンを組みなおすとか,
一年に一回しか走らないような,盆栽バイクの方なら,それでもいいかもしれませんが

そんなわけで,個人的には,今回買ったUniか,K&Nのフィルターぐらいしか,
自分のバイクにつける気になりません.
日本のパーツメーカーが出してるのは,ちゃんと集塵性能とかの試験をしてるか怪しすぎる

蘊蓄が長くなりましたが,つけてみます
取付は,単に,純正のエアクリーナーを外して,キャブに取り付ければ終了


うわ・・・フェンダーぎりぎり
多分,1[mm]ぐらい?
もっとも,ゴム製で,全体的に柔軟なつくりなので,問題はないでしょう

とりあえず,エンジンをかけてみます
セッティングは,濃い方から始めましたが,
最終的に,MJが95から90に小さくなりました
音の方は,吸気音が鳴るようになりましたが,
そこまで大きな音にはなりませんでした,よかった

いつもの「広い庭」で0-60[km/h]加速試験をしてみました
前回,ノーマルエアクリーナーで7.5[sec]に対し

7.8[sec]
・・・やっぱり遅くなってる
もしかしたら,風の影響かもしれないけど,多分遅くなってる
一方,最高速は変わってないかな?多少は上がってる?
風の影響で左右されるので,微妙なところです.

結論として,
性能向上には,多分ならない
でも,大した変動はなさそうなので,省スペース化という意味ではありでしょう
セッティングもきちんと合わせれば,特に問題はないです
よく,レッグシールドがあると,空気の流れ的にセッティングが合わないといった意見を見かけますが,
少なくとも,今回の取り付け位置だと,それほど問題ないように思えます
もっとも,キャブレターから出ている,フロート室につながっているホースの
取り付け方にも左右されるので,一概には言えませんが

個人的には,ホーンの取付が大分楽になって,
キャブへのアクセスがよくなったので,ありかな
ただ,雨の日はやばそうだな・・・乗らないからいいけど


昨日は,高専ロボコンの全国大会でした.
実に10年ぶりに近畿大会を制した明石高専ですが,
全国大会準々決勝では,私が2年前に敗れた旭川高専を下し,
準決勝まで駒を進めました.


準決勝での対戦相手は,近畿地区大会の決勝戦で戦った奈良高専,
その時は,こちらの作戦勝ちで下したものの,
奈良高専は,非常用の直径4[m]の輪をより柔軟に使用できるよう,機械,戦略面で練ってきていました.

奈良は,Vゴールは阻止されると前回の試合で経験したため,大量得点狙い
そのため,明石が勝つには,相手のVゴールを阻止しつつ,こちらのVゴールを狙うのみ
しかし,明石の遠投機構の精度は,あまりよくないため,Vゴールを達成することができずに,
試合終了,準決勝で敗れました.
前回の試合ではVゴールを決めていただけに,残念ですが,実は今回の大会では
どこの高専もやけに精度が落ちていたんですよね・・・
奈良高専も例外ではなく,2か所以上は常に外していました.
恐らく,大会前の学校の練習ではどこも正確に調整してきていると思うのですが・・・
しかも,輪の投げ方に依らずに,悪いところは悪い.
本当だったら,12秒で試合が終わるマシンとかもあったのですが・・・

それはさておき,最終的には,奈良高専が優勝
この辺は,12/23にテレビで放映される(しかも,例年よりも2倍近く時間をとって,気合が入ってます)ので,
そちらの方でお楽しみください.
どうしても,文章だけで書くのはメンド・・・いや,伝わりにくいですからね


しかし,明石高専のロボット工学研究部も随分成長したものです.
4年前,私が設計したロボットなんて,

こんなのでしたらかねw
もちろん,一回戦敗退,大会から帰ってきたら,即スクラップにしましたよw

3年前が

これで,
2回戦敗退,技術賞
今思うと,稚拙な箇所だらけですが,個人的にはこれが一番気に入っています
ここ最近の流れを作り上げたきっかけのマシンという意味合いも込められていますが

2年前が

地区大会一回戦負け,デザイン賞
全国大会一回戦負け
8年ぶりに全国大会に出たという意味では結構頑張ったのかな(運によるところも大きいけど)
戦績は振るいませんが,全国大会でシャープの安い赤外線センサを使うのは自殺行為という
教訓だけは,きっと受け継いでくれているでしょうw

今年が


・・・見た目的にかっこいいかどうかはともかく,
全国大会で準決勝まで進んだことは事実です.

さて,このペースなら,来年は全国制覇狙ってくれるかな?
今年のロボットの設計者は,確かまだ3年生だったはずだし
できれば,私の在校中に見てみたいな~
っと,プレッシャーをかけておきます,最も,現役の連中はきっとここを見てはいないでしょうが


P.S.
関東の方に行ったついでに,埼玉の旧友にあってきました


こんな,どこから突っ込めばいいのかわからないくらいの整備不良の車でドライブに行きましたが,
これはこれで楽しかったw
なんせ,ボディーがぺらい上に爆音(押さえて走れば,迷惑になるほどではありませんが),
自称ストリート仕様のガチガチのサスペンションなので,体感スピードだけは速い
はえ―こえーとか思っても,私が峠でカブに乗っているときのスピードよりも遅かったり
ちょっとだけ運転させてもらいましたが,手動変速の車の運転は教習以来の3年ぶりで,
しかも軽自動車とだけあって,トルクがなくてシビアかと思いましたが,すんなり扱えて,ちょっと拍子抜け
でも,パワステなんぞついていないので,駐車の時はなかなか大変,
(その反面,路面状況がよりダイレクトに伝わってきて,楽しいのですが)
ついでに,カブに乗っているときの癖で,ギアを入れたままクラッチを切らずに止まって,エンストさせてみたり,
いや,カブもマニュアルっぽいところが多分にあるので,なんか動作が混ざるんですw

新しいアルトワークスもきっと楽しいんだろうけど,このワークスの楽しさは色褪せないんだろうな
愛車にしたいとは絶対に思いませんけどw
結構寒くなってきましたが,雪が降らないうちに,頑張ってバイクに乗らないと,
行くところがなくなっちゃいますね.
先日は,友人と銀山湖-砥峰高原-雪彦・峰山線のルートでツーリングに行きましたが,
ホームセンターで買った安物革グローブと中学校の時から使っているウインドブレーカーでは
100[km]以上走れるのは今月いっぱいが限界ですね

対策考えるか,冬眠するか,どうしようかな・・・



さて,エンジンの改良の続きです.
上の画像ですでにネタバレしてますが,バイクを買い換えればすべては解決です
パワー,コーナリング,ブレーキ,ベストな選択ですね
・・・ということは最初っからわかっていますが,まだやりたいことがあるので,当分先です

とりあえず,エンジンはそこそこいじったので,次はマフラー交換です.
一般に,マフラー交換なんて,気分だけの問題だと思われる方もいるかもしれませんが,
ガスの流路を変更する以上,何かしらの変化は出ます
・・・それが,いい方向か,悪い方向かはまた別問題ですが

カブ90のマフラーには何種類かありますが,普通の人が乗っている,12[V]仕様のものに限定すると,
97年式以前のもの,99年式のもの,01年式以降のもの,この3種類です.
排ガス規制が入った01年式以降のものは,抜けが悪いといわれています.
要は,ピークパワーが出にくいということですね.
騒音は下がっているらしいので,性能が落ちたかといわれれば,一概には答えられませんが,
私はパワーが欲しいので,あまりうれしくありません
私の乗っているカブは調べたところ,02年式のもののようなので,純正マフラーの中でも,
特にパワーが出にくいようです.


そこで,マフラーを交換してやります.
カブ用のマフラーは色々なところから発売されています.
カブに関しては,50,70,90でエンジン側のフランジ寸法は共通,
違いはエンジンの本体が90が少しだけ長いということだけですので,
排気量には関係なく使える製品が多いです.
(フレーム側のマウントが長穴になっていたり,リンクになっていたりするので,多少の違いは吸収できる.)
注1//リトルカブ向けは,ペダルとかステップに当たるかもなので,使えないと思った方がいいです.
    また,FI仕様はエンジンがいろいろ違うらしいので,互換性はありません.


最も,排気量が違えば,同じマフラーでも特性が変わってくるので,注意が必要です.
例えば,50[cc]につけて,高回転でぎゅんぎゅん回って,低速スカスカだと思ったマフラーも,
90[cc]につければ,低速からトルクもりもりで,高回転では盛り上がりに欠ける・・・
といったことは,起こりえます.

要は,太いパイプの方が,高回転でガスの量が増えた場合に,流速が大きくなりすぎないので,
圧力損失が下がります.その結果,より多くの量のガスが流せるようになるので,その分パワーも上がります.
(調子に乗って走れば,その分,燃費も確実に悪くなりますw.)
逆に,低回転域で,ガスの量が少ない場合,流速が小さくなりすぎて,排気ガスの負の圧力波が小さいものになり,エンジンから排気ガスを排出しにくくなる.その結果,低回転域ではパワーが下がる.
大まかにいって,こういうことなのかな?
高回転域でパワーが上がるということは,簡単に想像がつきますが,
低回転域でパワーが下がる理由を定量的に示すのは,個人だと難しそうですね.
排気ガスが定常流でなく,脈動があるのが,とてもメンドイ
そういうことは学生フォーミュラの連中に任せればいいですね,
特に,単気筒エンジンを搭載されている?岡山大学さんどうですか?w

ならどうするか,たくさん買ってみるのも一つの手ですが,膨大な金と時間が必要です.

学生には,時間はあっても,金はないので,ここは,IT技術を駆使します.
・・・いや,要は,ブログとかレビューを漁っているだけですがw
そして,見つけたのがこれ


OUTEX製,R-SS

・ピークパワーの向上
・ほどほどの騒音
・私が気に入るかどうかが基準の見た目
この3点で選んだのがこれです.

ピークパワーはここのメーカーはシャシダイでのデータは出してくれていたので,多少は期待できそうだったので
・・・最も,そういうのを貼っておきながら,効果がない製品も,世の中腐るほどありますが,
  それを言い出したら,レビューとかもステマが酷いし,何も信用できなくなります,嫌な世の中になりましたね,,,
話が逸れましたね,少なくとも,フルエキでマフラーを入れれば,ピークパワーの向上は間違いないので,
考えすぎても時間の無駄です.
同様に,騒音に関しても,レビューと睨めっこしても,主観によるところが大きいので,考えすぎても無駄です.
一応,ここのメーカーは公称値は出しているので,恐らくそこまで爆音ではないでしょう.
これに関しては,メーカーの姿勢,雰囲気で,なんとなく予測はつきますね.
最後の,見た目
これは,完全なる主観になります,人それぞれなので,どうぞ好きなものを選びましょう.
個人的には,最初は純正風のものを選ぶつもりでしたが,
・場合によっては,純正風ではコーナーでマフラーを擦る.
・跳ね上げタイプのマフラーが結構かっこいい(カブにしてはスポーティーになりすぎますがw).
ということで,跳ね上げタイプを買ってしまいました.
ちなみに,跳ね上げタイプの中でも,エキパイとかの取り回し,サイレンサーの長さとか,
結構微妙な違いで見え方が変わります.

なんだかごちゃごちゃ書きましたが,結論としては,

気に入ったものを買え

これにつきますw


そんなわけで,マフラーを細かく見てみます.
このサイレンサーはグラスウールを使った消音機構ですが,排気口から反対側が見えません.
内部に板が入っているようで,どうも,内部で一旦膨張させているようです.
完全なストレートタイプより,ピークパワーは落ちるでしょうが,消音効果が望めそうな構造です.
ちなみに,サイレンサーとエキパイの接続点にも,トルクアップパンチングパイプという,
これと恐らく同様の機構が仕込めるようになっています.
あまり煩いのは好きでないので,入れて組みました.



取り付けると,こんな感じ.
ちなみに,キャブはもちろんリセッティング,MJを80→85がいい感じ
一気に走ってます感がでましたねw
人によって,好みは別れるでしょうが,個人的には気に入っています.

音量は,アイドリングでは純正と大して変わりません
回すと,なかなかやる気溢れる音がします.峠では,ついスイッチが入りますねw
音に関しては興味なかったのですが,いざつけてみると楽しくなります
市街地でもまあ大丈夫でしょう
少なくとも,その辺でたまに見かける改造スクーターよりは,断然静かです
昼間の住宅街なら問題ないかと思いますが,新聞配達をするカブにこれをつけると,
間違いなくクレームが来るので,新聞屋さんにはお勧めしません.

動画を撮ってみたので,参考までにどうぞ


それでもって,肝心なのは,パワーです.パワーが出なきゃ意味がありません
これに関しても,動画を撮ってみましたので,どうぞ




0-60のほうはピークパワーが影響が大きいです.
0-50のほうは,全域で影響がわかるので,0-60と比べれば,
低回転域でパワーが落ちたかどうかの目安になります.

このマフラー凄いです.
ピークパワーは期待通り伸びましたし,
見比べると,低回転域でパワーが下がったということもなさそうです.

3万そこそこでこれだけ変わってくれれば満足です
といっても,もし純正エンジンにこれをつけたとしたら,ここまで大きく変わりはしなかったんだろうな.
ということは,吸気系も変えたら効果あるのかな・・・
果てのない探究心は続きます