機械工学

2014年4月22日 (火)

地味に設計が続いていたり・・・

電磁弁を設計してるのがだんだん楽しくなってきてしまった今日この頃。
たまに違ったもの設計すると面白いですね。
まぁ,どうしても制御って機械や物理の知識も必要になもんで,ナンダカンダで知識があることに気が付いた感じです(-w-;

さて,しみじみ考え始まると色んな事が。
電磁弁への流路を作ろうとすると,サーモスタットケースに新たに流路を作るわけなんですが,サーモスタットケースが小さく,どうも1/8B(6A)の継ぎ手が限界のような気がする。
溶接やロウ付けをすれば好きな径で空けられますが,いきなり最初からは気が引けます。

1/8Bとなると,配管外形は約10mmですので,ホース継ぎ手はどんなにあっても内径8mmぐらい・・・と思ったら,12mmとかってのがありました(笑
でも,継ぎ手の穴は8mmぐらいしかなく,ホント,つなぐのに無理やり作った代物のようです(-w-;
まぁ,現実的には8mm程度かな?と。
となると,シートのポート径は8~10mm程度になります。

冷却水圧力は1.1kgf/cm2なので,差圧はどんなにかかってもその値になります。
サーモスタットケースはラジエターキャップから10cm程度低い位置についており,1次側はシリンダーで,その更に1次側はウォーターポンプ。
ウォーターポンプもそんなに揚程はなく・・・と言うか,到底揚程が高いように見えるインペラではなく,実際はたいした差圧は無いでしょう。
最悪条件として考えても,加圧された系統ですから大気圧との差が最悪条件になり,少し多めで1.3kgf/cm2で見積もったとして,プラグが受ける力は0.65~1.02kgfとなります。


・・・てな感じで,結構マジで設計してたりします(-w-;


ざっくりと構造はまとまってきたのですが,全てを市販品・・・と言うか,ホームセンターにある部品で何とかしようとすると,やはり『あっちが・・・こっちが・・・』とうまくいかない。
どこかは自分で作って,自分の都合の付くところを作って逃げたいところです。

どこかないかなぁ~,と考えたら・・・

Img_5532

こんな事して見ました(笑


いや,これネタに走ったわけではなくて,コレなら作れるなと(-w-;

バネの線材と言うとピアノ線やバネ鋼鋼材なんかが使われますが,ステンレスも使います。
弾性もそこそこあり硬く,何より腐食しにくいので条件によりステンレスでバネを作ることがあります。

主にSUS304で,その中でもSUS304-WPBと言うものを使うようです。
WPBと言う枝番が付きますが,基本的にSUS304と大きくは変わらないそうです。
また,中には更に耐食性の高いSUS316やSUS631も使うようです。

って,析出硬化系ステンレスのバネって,どこに使うんだろうね(-w-;

海水は・・・オーステナイトフェライト二層組織系じゃなかったっけ?
昔,海水の配管に使ったけど,びっくりするぐらい高かったっけな(--;

で,SUS304の細い線なら手に入るわけです。
ホームセンターなどで売っているステンレスの針金は,通常SUS304です。
かつ,SUS304であれば冷却水内でもたやすく腐食することはありません。


んじゃ,作っちまえと(・ω・


と言っても,バネの職人じゃないんで,やっぱりそこは素人精度ですけどね(-w-;
別に製品作るわけではないので,『素人精度じゃダメ』ではなく『素人が作る前提』で寸法を決めてしまえばよいわけで(ぉぃ

で,バネもちゃんと計算式があります。
その辺の説明は他のサイトにお譲りしますが,そのことを調べ事してたらちょうどいいソフトを発見。

設計ハンドブックばね設計プログラム ばねぴょん

このソフトを使って先ほどのバネを計算(数値を変えながら逆算)して見ると・・・

Sov_2

こんな感じらしいです。

密着になる荷重は1.7kgfだそうです。
押して見ると,2kgf位で押しているときの感触です。

適当に作ったからすぐダメになるかな?と何度か押しては放しを繰り返してみましたが,自由長は変化せず。
おぉ,ちゃんとバネになってる。

なんとなくですが,それっぽいものは出来たようです(・_・ ゞ

後は先ほど算出したプラグが受ける力に足りる分だけプリロードをかけ,縮めて組み込めばOK。
そこからソレノイドでストロークさせる長さを考慮し,プリロード時の長さがボディーに合うようにすればOKです。
この際,ストローク時に密着ではなく,多少隙間が開く条件にすれば,多少まきが不均一でも引っかからずに動くかな?と思います。


・・・と,半分ネタだったはずが,結構まじめに設計し始まっちゃいました(-w-;

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2014年4月21日 (月)

またつまらぬ回路を・・・

昨日,『電磁弁で・・・』『電磁弁,作れない事は無いけど・・・』なんて書きましたが・・・


うん,性能気にしなければホームセンターに売ってる材料で作れるな,と(-w-;


ちょっと考え中なのは,ボディーでしょうか?
あ,ちなみにバルブ,弁の部品の名称ですが,以下のようになっています。

Valve2

(本山製作所 01型,05型,83A型,83型,89型グローブ弁取扱説明書より)

多少呼び名が違う事もあり,以下のような場合も・・・

Valve

(Azbil (山武) CV3000 Alphaplus トップガイド形単座調節弁 製品仕様書より)

う~ん,工装さん所も行ったけど,登録しないと資料が見れなかった・・・


で,ボディーと言うのは流体の流れる部分の,外側のガワのことです。
プラグ・シートが流れを調節する部分で,まとめて『弁体』とも呼びます。
プラグから伸びたステムを上下させて流れを調節するのですが,中の流体がステムの部分から漏れ出してこないようにするためのパッキンがグランドパッキンです。


で,今回作ろうとした電磁弁はソレノイドのプランジャー(鉄心)をボディーの中に入れてしまうかと。
流体の中に入れてしまうので腐食は考慮しなければいけませんが,グランドパッキンが不要ですし,ボンネットもホントに蓋にでき,つくりが簡単です。

で,ボディーその物をプラグシートとし,プラグはソレノイドのプランジャーの下にゴムシートをくっつけようかと。
そうすれば,ゴムは柔らかいので多少加工が甘くても流れを止められますし,ソフトシートなので漏れも殆どありません。
本音を言うと,そんなにダダ漏れしなければいいし,そんなに差圧は無いので,メタルタッチでもいいかなぁ~とも思ってますが・・・

後はそれをどういう風に構成しようかな?そしたらボディーはどういう風につくろうかな?と言う感じです。


あ,本気でつくろうとかって訳ではなく,うまい方法が考え付いたらつくろうかな?ぐらいの話です(-w-;


で,もう一つ作らなくてはいけないのが,ソレノイドのコイルです。
簡単に考えればエナメル線をぐるぐる巻けばいいのですが,駆動電圧をどうしようか?と。

バイクなので直流で動作させるのですが,コイルに直流をかけるとコイルのコアの中に磁束がドンドンたまっていきます。
このとき,電流は徐々に増えていきます。
で,コアに入る磁束には上限があり,それを超えるとコイルは磁気的に飽和します。
こうなると,『コイル』ではなく『ぐるぐる巻いた電線』になり,電線でショートしているのと同じ状態になります。
なので,大きな電流が流れてしまい,この時電流を抑えるのはエナメル線の抵抗だけになります。

さて,それではエナメル線の抵抗は?というと,太さ0.35mm,長さ10mで1.7Ω程度(25℃,計算値)しかありません。
コレに12Vをかければ,7A近くの電流が流れてしまいます。
色々探して見るも,一番細いもので0.2mm,コレを10mでも5Ω程度,2.4A流れます。

電流を気にするのは,バッテリーの問題もあるのですが発熱の問題です。
2.4Aでも約30W,7Aでは約80Wとなり,コレがそっくりそのまま熱になります。


多分,コイルが焼けますね(-w-;


そこで本日のタイトルです(笑

単純に考えれば電圧を下げれば電流も減り,二次曲線的に電力が減る=発熱が減るのですが,今度は電源回路が必要になります。
シリーズレギュレーターを使うとそれ自体が発熱しますし,効率が悪くなります。
だからと言って,スイッチングレギュレーターなんかを載せるのもメンドクサイ。

で,ふと『スイッチング』で『電圧で抑制しようとするからめんどくさいんじゃ・・・』と。

先ほど書いたとおり,磁束が飽和するまでは徐々に電流が増えていきます。
この段階で電源を切ってしまえば飽和しません。

ならば!と,ハイ!

Solenoid_driver

その物ずばりな感じで!(爆

回路としては,モーターのチョッパー制御に近いですね。
電流が増えてくるとコンパレーターがトランジスタをOFFし,たまった磁束は電流となってD1から流れて減っていきます。
スイッチング電源のフライホイールダイオードみたいなものですね。
ついでに言うと,D1は逆起電力からのトランジスタの保護の意味もあります。
で,磁束が減れば電流も減り,またトランジスタがONしますので電流が増えていき・・・・以下繰り返しです。

Solenoid_driver_2

※↑画像をクリックすると大きくなります。

動かして見るとかこんな感じです。
緑がコイルの電流,青が電源からの電流です。
コイルの電流が脈動するのは,コンパレーターがバタつかない様にヒステリシスを持たせているからです。

見ての通り,電流はぽつぽつとしか流れませんので,無駄に熱として捨てる事はありません。
で,ONかOFFなので発熱も殆どありません。

うん・・・


我ながら,うまく出来たような,くだらない様な(-w-;


まぁ,何はともあれバルブ本体を作れないことには始まりません。
さて,うまくいくかな?

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2014年4月15日 (火)

CBR250RR冷却系 整備鋭意(?)進行中

さ~て,失業保険をもらうのに干されて2ヵ月半,だんだん兵糧が苦しい今日このごろです(-w-;
なんかする事無いかと,昔蓄えてあった部品でCBR250RRの整備中です。


つかね,ぼちぼち仕事したくなってきたのか?よく分かりませんが風呂掃除とかフライパンの焦げ落としとかもしてます(--;


さて,ここ数日は冷却系の整備。
色々やってますが,主にラジエター。
今日はラジエター関係の事でも。


さて,今まで使っていたラジエターはCBRを購入した当時からのラジエターですが,結構塗装がはがれています。
また,購入から1年後に冷却水を交換した際,『醤油か!』見たいな色(笑)の冷却水が入っていたこともあり,取り外して清掃と塗装をすることにしました。

取り外して洗浄して見ると,思っていたよりは綺麗でした。
と言うか,冷却水の交換の時に結構しつこく洗っていたので。
と言っても,汚いのには変わりませんけどね。

洗ったときの排水はと言うとこんな調子・・・

Sn3v0547

外側の汚れの分もあるのでかなりな感じですが,内部に詰まりもなく,ラジエター内に水をためては流しを数回やったら流れ出る水は綺麗になりました。

後は外をきれいにして,塗装して復旧・・・
と,思ったのですが・・・

Sn3v0550

『なんか膨らんでる部分が割れてる』とほじくったらえらい事に(-w-;

Sn3v0555

えぇ,どんどん広がるし,そこらじゅうがこんな状態。
しまいには,大きな面積で肉厚が半分以下になってしまった場所も・・・

え~っと・・・


作戦変更!予備と交換!(-w-、


と言うわけで,昔安く出ていて手に入れておいたラジエターと交換する事にしました。
とは言うものの・・・

Img_5463

こっちも結構キテる感じです(´・ω・`


古いアルミの部品って,コレが嫌なんですよね(・_・`ゞ

当たり前のように身の回りにあるアルミ製品ですが,精錬や鋳造が結構難しい材料です。
低い温度で解けるので,素人でも鋳造できそうですが,確実に巣が入ります。
見た目が綺麗でも,目に見えない空洞や巣が無数に出来てしまいます。

そのせいなのか?古いアルミ製品って,こういう風に内部の見えない部分で腐食している物を結構見かけます(--;
今はアルミの精錬や鋳造の技術がよくなっていますが,同時にこのような物を見かけなくなってきています。
この辺が関係しているような気もします。

あ,ついでに書いておくと,アルミは溶接も難しいです。
どれぐらい難しいかと言うと,溶接で食って行ってる人がやっても『難しい』と言う言葉がでるレベルです。
あたかも簡単かのように書く人もいますが,その人がやった溶接を見れば,その人がそもそも溶接が上手なんだと言う事が分かると思います。

因みに,以前アルミ硬ロウでロウ付けをやって見た事がありますが,やはり難しいです。
で,その後こっそり溶接を試して見ましたが・・・まぁ・・・難しいです。
鉄は赤くなるんで分かりやすいのですが,アルミはいきなり解けるし,解け始まると結構一気にトロトロになると言うか・・・

はい,アルミの話おしまい。脱線終了。


さて,腐食があるといっても予備の方が桁違いにマシです。
まだ手遅れにはなっていないと判断し,しっかり手入れして交換する事にしました(・_・`ゞ

まずは,この腐食を何とかします。

Img_5462

・・・が,始めるとこんな感じで結構点在してます。

Img_5464

まぁ,コレでももと使っていたラジエターよりはホント桁違いにいいです。

で,削った部分はメタルパテで埋めました。
メタルパテと言っても所詮はパテです。
気休めではありますが,とりあえず埋めておきました。
え?デブコン?んな高価な物,我が家にはありません!


因みに,一瞬ロウ付けで当て板補修しようか思ったのですが,冷静に考えたら『コレ放熱器ジャン』と。カセットガスのトーチごときで温度上がるわけないので,やめました(--;


因みに,七輪や電熱コンロで予熱すると言う方法があるそうですが,あいにく我が家にはどちらもありません。
肉厚も半分以上残っていたし,最も断面積が減る場所でも7割は残っています。
どうせかかっても1.2kgf/cm2程度,左右にラジエターを引き離そうとする力も大してかかりませんので,今回は無理はせずに,埋めるだけにしました。


で,この際なので,ラジエター内部を酸洗(化学洗浄)することにしました。
と言うのがこちら・・・

Img_5467

100均にお掃除用品としてクエン酸が売られていました。すばらしい(・ω・♪


クエン酸は金属・ミネラルの除去,特にアルミにピッタリの物質です。
金属やミネラル,特にカルシウムやアルミは酸に溶けやすく,酸の中でもクエン酸はキレート剤として機能するので,固まってしまったミネラル類の除去に向いています。

よく『ポットの洗浄剤』といった物が売られていますが,中身はクエン酸やクエン酸塩です。
ポットの中にたまる白っぽいかたまり,あれは主に炭酸カルシウム(石灰)が固まったものです。


因みに,よく耳にする『キレート剤』と言う物,大雑把に言えば金属イオンやミネラルを補足する物質の事です。
金属やミネラルが水に溶け出すとイオンになりますが,このイオンとくっ付く性質がある物質の事です。
もうちょっと化学的な定義がありますが,『使う』と言う観点から簡単に言えば,そういったものになります。

キレート剤はイオンを嫌う半導体(不純物が入るとその段階でN型かP型の半導体になってしまうので)の工場では大切な物質です。
今回の場合だと,水垢やアルミのさびが溶けてイオンになった後,それをキレートしてくれるので,洗浄後のラジエター内に残ってまた付着するのを防いでくれます。


さて,やった事。

このような洗浄では2wt%(注意:質量濃度です)の溶液を使うとのことですので,クエン酸10gと精製水(バッテリーの『補充』液で代用)を490gを混ぜてラジエターに投入。
体積としては約500mLになりましたが,CBR250RRのラジエターではラジエターを立ててちょうどラジエターキャップのあたりまで入りました。

で,若干の空間を生かし,ひっくり返して対流させ汚れをおとしていきます。
今回は15分ぐらい洗って見ました。

その後,クエン酸水溶液を抜き,中をよく水洗します。
ホントの酸洗ならアルカリの液で中和しますが,アルミは金属でもちょっと変わった金属で,アルカリにも溶けてしまいます。
なので,アルカリが残ったら結局同じ・・・なのでよく水洗してお終いにしてしまいました(苦笑
気になるので,結構しつこく水洗しましたけどね(-w-;

で,結果はと言うと・・・

Img_5472

わぁお♪かなり綺麗になりました(・ω・♪

で,排出したクエン酸水溶液はと言うと・・・

Img_5468

黄色いし!(-w-;

何がくっ付いていたのやら(苦笑

今回は半分実験でしたが,結構うまくいきました。
100均で売っているもので気楽に出来るので,今後活用したいと思います(・ω・♪


あ,ココで余談。

酸洗は酸なら何でもいいというわけではありません。
通常,酸洗は鉄であればリン酸を使います。
避けたいものとしては,特に・・・

塩酸は避けてください。ステンレスやアルミには特にマズイです(-ω-;

塩酸に含まれる塩素(と言うかハロゲン類)は非常に反応性が強く,ステンレスの不動体膜すら破壊します。
他の物質と強引なまでの結びつこうとする性質があり,金属を溶かす作用が強く,金属を腐食させます。
また,中和したからと言って塩素はなくなりません。
なくなるのは『塩化水素』の水素のほう(OH- + H+ → H2O)で,塩素は残ってしまいます。
学校の化学の実験ででてきた『NaOH + HCl → NaCl + H2O』ってやつですね。

塩酸のほうが錆びがよく落ちるのでしつこい錆びには有効ですが,鉄もよく解け,残ると腐食を起こします。
なので,塩酸を使った場合はしつこいぐらい水洗してください。

はい,注意事項お終い。


で,ラジエターはと言うと,はがれかけの塗装を落とし,よく乾かし塗装。

Img_5496

うむ,いい感じに(・ω・♪

道中長かったですが,とりあえず仕上がりました。
やっと復旧できそうです(-w-;


さて,最後っ屁に。
先ほどの廃液,クエン酸なので酸性です。
せめて中和してからと・・・

Img_5469

これまた100均でお掃除用品としていられていた,炭酸ナトリウムで中和しました。
まぁ,中和の話はいいんだ・・・
何がステキってね・・・

Img_5471

炭酸ナトリウム入れた途端に面白いぐらいにジュワ~っと泡がwww

Img_5470

もはや炭酸飲料www


炭酸ナトリウムに酸を加えると炭酸ガスが出るんですが,こんなに目に見えて反応するとは・・・予想外でした(-w-;
因みに,クエン酸なので,成分的にはレモンスカッシュです。
まぁ,廃液はアルミが解けているので飲めませんが(苦笑


以上,本日の『おうちで簡単!化学レシピ』でした(チガウダロ

※本当にこんな感じでレモンスカッシュを作る時は『炭酸水素ナトリウム(重曹)』を使ってください。

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2014年4月 7日 (月)

各メーカーの冷却系に見るKAWASAKIの凄さ

色んな悩む要素はあるものの,とりあえず少しずつ方向性が定まってきたCBR250RRの冷却系。
結局,一番効いてしまっているのはサーモスタットのようです。

と言うわけで,サーモスタット探しをしていますが,どうもHONDAの中では82℃と65℃のサーモスタットしか見当たらず。
で,ふと気になったのが,機械を設計する上で他の会社と何でもかんでも仕入先が違うわけでは無いだろうと。
調べて見ると・・・あるわあるわ,使えそうなサーモスタットが(笑


つか,めっさ『NTC』の刻印があります(-w-;


で,調べていくと,YAMAHAだとFZ250やFZR250なんかが使えそうな感じです。
で,KAWASAKIだと400ccクラスのバイクがどうも同じサイズのようです。
サーモスタット部分のOリングのサイズが44.7D×2.7φ?と言ったサイズで,写真を見ると形状がそっくりなので,多分同じサイズなのではないか?と。

しかも,KAWASAKIの方がサーモスタットが安い(爆
HONDAとYAMAHAはどっこいな値段でした(-w-;

あ,なんでYAMAHAとKAWASAKIかと言うと,この2社はホームページから純正部品の検索と値段の確認ができます。
部品番号なども出てくるので,助かりますね。


HONDAやSUZUKIもこうしてくれればいいのに(・_・`ゞ


まぁ,私みたいな人間がいるからやらないんでしょうけどね(爆


で,色々調べていると各社の冷却系の構造が目に入ってきます。
まず真っ先に『あ~ぁ(苦笑』と思ってしまったのが,ラジエターファンのサーもスイッチ(苦笑


はい,やっぱりラジエターの出口につけているのはあの時代ではHONDAだけ(爆


個人的には『HONDAはエンジンや駆動系の電子制御以外は補機類や電装がテキトー』と言うイメージが(-w-+

あと,HONDAはベアリングと電装周りのグリスがトラブルって言うイメージも。
ついでいに言うと,SUZUKIやMAZDAも電装や補機がなんとも悩ましいですね。
MITUBISHIやSUBARUは『今時電子制御が入るところが機械式』ってイメージです。


つか,アウトランダーPHEVのモーターとエンジンの切り替え,ディファレンシャルギア,機械式ですからね(-w-;


色ちょっと脱線しますが,PHEVの話でも。

アウトランダーPHEVは通常はモーターで走っており,エンジンとトランスアクスル(ディファレンシャル+5速相当のギア)の間のクラッチが切れています。
なので,回転数差が生じ,トランスアクスル内のディファレンシャルがモーター側を選択します。
で,切り替え時はクラッチをつなぎ,モーターを停止。
回転数差が逆転するのでディファレンシャルがエンジン側を選択するんだそうです。
つまり,切り替えは機械式です。

まぁ,最も・・・


あの作り好きなんですけどね(爆


エンジンの回転数を昇速するだけで自然と切り替わります。
チャタってバキバキ言うかもしれないけど・・・
って,さすがにその辺はちゃんと電子制御が入っているだろうし,ディファレンシャルをウマく作ってる思いますけど(-w-;
非常にシンプルなシステム構成ですから汎用性も高く,小型化にも良さそうだし,効率も良さそう。
発進は常にモーターなのでクラッチも変速機も無いので,ホント,シンプルです。

つか,この発想はなかった(-w-;

もっとも,やっぱりお初物ゆえ結構トラぶってるようです(苦笑
既にリコールが3回出ているとか(-w-;
でも,コレはぜひとも成功させてほしいですね。


つか,複雑で高価で小型化もできなければ軽量化も出来ず,一部の車種にしか組み込めないシステムなんか作ってもいつまでも『専用機』じゃねぇかよ!いつまでも客の手元に届かねぇだろーが!(-w-+


はい,そういう意味で今回のPHEVやHONDAのIMAはステキですね。
個人的には好みです。


はい,脱線終了。


さて,冷却の話へ。
とりあえずサーモスイッチの位置ですが,YAMAHAはサーモスタットケースについているようです。
じゃぁ,KAWASAKIは?というと・・・結構ばらばら。
古い機種はラジエター出口のものもあるようですが,サーモスタットケースやヘッドだったり結構ばらばら。
とりあえず,ラジエターの1次側が多いようです。


で,凄かったのがサーモスタットがヘッドについている機種がありました(・ω・;



正解だと思うど,スゲー作りだな(-ω-;



まぁ,機種によりサーモスタットケースが付いていて,エンジンとは別の場所にサーモスタットがある機種も結構あります。
ただ,ZXR250やNINJA400はシリンダーに付いているようです。
最近はHONDAもそうなっているようで,CBR1000RRはシリンダーの一部が出っ張っていて,そこにサーモスタットが付いているようです。


う~ん・・・


ぶっちゃけ,個人的にはKAWASAKIの作りが好きですね(・_・`ゞ


もちろん,理由は理にかなってると思うからです。
だた,もう一点,『見慣れてる』と言うのがあります。
はい・・・


工場にある大型コンプレッサー等で(-w-;


つか,おかしいと直感的に思ったのは,見慣れないレイアウトで違和感を感じたからです。
その他,オペレーション上どこの計器を見るか?と言う点で,もなんか変だな?と。


『KAWASAKI』は『川崎重工』と(--;


その他,KAWASAKIの部品を見ていると,250ccと400ccでサーモスタットのサイズが異なります。
どうも,ちその辺もしっかりと設計してるみたいです。


『KAWASAKI』は『川崎重工』,色々な機械を扱う機械屋さんなんだなと(--;


そういう意味では,びっくりしたのはウォーターポンプのインペラです。
HONDAのバイクや自動車のウォーターポンプを見ると斜めに羽が折ってるだけですが,KAWASAKIは違います。
ZXR250のポンプはちゃんとらせん状の羽が付いており,羽のねじれや厚み,断面や形状が工業用の渦巻きポンプ並みです。


とは言うものの,不思議な物でZZR250はCBR250RRとあまり変わらないみたいです(--;
因みに,ラジエター出口にサーもスイッチ付いてたものZZRでした・・・
なんか設計にばらつきが・・・

そう言えば,KAWASAKIで有名なのはオイル漏れ。漏れって言うより,滲み?
実を言うと,工業用のコンプレッサーなんかも結構オイルが滲んだり漏れたりしてます。


この辺は悪い意味で機械屋さんなんだろうな。大雑把っていうか(--;


まぁ,兎に角KAWASAKIは面白いです。
個人的には結構好きです。こういうの。

他メーカーの部品見てると,メーカーの色が出てたりして結構面白いですね。

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2014年4月 5日 (土)

色々な十戒

ぼけ~っとネット見てたら『犬の十戒』を久しぶりに見かけました。

2008年ぐらいでしょうか?少し話題になった事があります。
犬と付き合う10のおきてです。
私も小学生の頃に犬を飼っていて,その時に気になり読んだのですが・・・


まぁ,ウチの犬には・・・どうなんでしょうね(-w-;


Wikipediaより拝借すると,以下の通りです。


1.私の一生はだいたい10年から15年。あなたと離れるのが一番つらいことです。どうか、私と暮らす前にそのことを覚えておいて欲しい。

2.あなたが私に何を求めているのか,私がそれを理解するまで待って欲しい。

3.私を信頼して欲しい,それが私の幸せなのだから。

4.私を長い間叱ったり,罰として閉じ込めたりしないで欲しい。あなたには他にやる事があって,楽しみがあって,友達もいるかもしれない。でも、私にはあなたしかいないから。

5.話しかけて欲しい。言葉は分からなくても,あなたの声は届いているから。

6.あなたがどんな風に私に接したか,私はそれを全て覚えていることを知って欲しい。

7.私を殴ったり,いじめたりする前に覚えておいて欲しい。私は鋭い歯であなたを傷つけることができるにもかかわらず,あなたを傷つけないと決めていることを。

8.私が言うことを聞かないだとか,頑固だとか,怠けているからといって叱る前に,私が何かで苦しんでいないか考えて欲しい。もしかしたら,食事に問題があるかもしれないし,長い間日に照らされているかもしれない。それか,もう体が老いて、弱ってきているのかもしれないと。

9.私が年を取っても,私の世話をして欲しい。あなたもまた同じように年を取るのだから。

10.最後のその時まで一緒にいて欲しい。言わないで欲しい,「もう見てはいられない。」,「居た堪れない。」などと。あなたが隣にいてくれることが私を幸せにするのだから。忘れないで下さい,私はあなたを愛しています。


・・・との事。
ウチの犬の場合はと言うと・・・


1.私の一生はだいたい10年から15年。あなたと離れるのが一番退屈です。どうか,私と暮らす前にそのことを覚えておいて欲しい。仮に寝ていても,あなたが来ると直ぐに目を覚ませます。

2.あなたが私に何を求めているのか,私がそれを理解するまで待って欲しい。一所懸命,面白い遊び方を考えますから。

3.私とたくさん遊んで欲しい,それが私の幸せなのだから。

4.私を長い間叱ったり,罰として閉じ込めたりしないで欲しい。ちょっとふざけただけだもん・・・

5.話しかけて欲しい。次の遊びはどんな遊びか?その遊び方を。

6.あなたがどんな遊びを私としたか,私はそれを全て覚えていることを知って欲しい。で?今日は何で遊ぶの?

7.私を殴ったり、いじめたりする前に覚えておいて欲しい。私は鋭い歯であなたを傷つけ・・・って,もう噛んだから知ってますよね?あの時は・・・うん・・・つい,ね?

8.私が言うことを聞かないだとか,頑固だといって叱る前に,あなたの方がよっぽど頑固です。よく言うでしょ?飼い犬は飼い主に似るって。

9.私が年を取っても,遊んでほしい。あなたも年を取った位じゃ大人しくしないでしょ?

10.最後のその時まで一緒にいて欲しい。あなたが隣にいてくれれば,私はあなたと楽しく遊んだいことを思い出すから。で,あなたが天国に来たらまた遊んでくれますよね?


・・・的な犬でした(--;

賢いは賢いんですが,もてあました賢さで兎に角はしゃぎ遊ぶ犬でした。
犬は群れで暮らす生き物ですが,群れである家族の中での自分の立ち位置と言うものを自分なりに感じているようです。
で,私の事は・・・


いつも可愛がって『遊んでくれる』兄貴分だったようです(-w-;


それはその当時から思っていましたが,今はその当時以上にそう思います。
家に帰ってくると,すぐにすっ飛んできて,うれしさを飛び回って表現すると,すぐにフルダッシュします。
で,こっちを振り返り『あれ?こないの?』見たいな顔をします。
すると戻ってきて『ほ~ら,行くよ!』見たいなサインを送り,またフルダッシュします。

・・・って,私追いつくわけないんですけど(--;

一度,どれだけ速いのか?自転車で追いかけて見たのですが,とても追いつきません。
それどころか,ダッシュ競争についてきてくれた勘違いしたのか・・・


『ヒィィヤァッホォォォ~~~(゚∀゚)~~~ウ』とマジダッシュ(--;


因みに,犬って60km/h位で走れるそうです。
下手すると,個体によっては80km/h位出るのもいて,原付より速いそうです(--;

で,面白いのが,犬って耳を回したり,たためたりするんですね。
本気で走っている時は後ろにくるりと回して倒し,ヘルメットの後のデフューザーのようにしていました。
風が耳に入らないようにして,耳を保護しているんでしょうか?

あ,ウチの犬は秋田と雑種の雑種だったので,耳が立っていたんです。
なので,そんな事をしている場面に出会いました。


さて,この犬の十戒ですがパロディーがたくさんありました。
海外でも猫バージョンがあるそうです。
で,その中でもこんなものが・・・

1. バイクと気長につきあってください。
2. バイクを信じて下さい。それだけでバイクは幸せです。
3. バイクにはつくった人の想いが込められていることを忘れないでください。
4. バイクが言う事を聞かないときは、理由があります。
5. バイクにたくさん触れてください。
6. バイクを乱暴に扱わないでください。
7. バイクが古くなっても、仲良く大事にしてください。
8. あなたには自転車もあるしクルマもある。でもバイクにはあなたしかいません。
9. バイクが何年も元気に走れるように、出来るだけバイクと会話してください。
10. バイクに別れを告げるときは、どうか覚えていてください。バイクがずっとあなたを支えていたことを。

バイクの十戒と言うもので・・・


YAMAHAの仕業です(--;


まぁ,せめてもの救いはコレをSUZUKIやHONDAが作らなかったことです。
きっとひどい物になっていたでしょう・・・
KAWASAKI?
『こまけぇことはいいんだよ』で終わっちゃうだろうが・・・
で,このバイクの十戒にもパロディーがあり,その中でもとりわけ記憶に残っているのは『GAGの十戒』です。

1.GAGと気長に付き合ってください
2.GAGを笑ってください。それだけで生まれてきた価値があります
3.GAGは作った鱸(スズキ)のゆとりが込められているのを忘れないでください
4.GAGが言う事を聞かない理由は6V電装以外ありません
5.GAGにたくさん触れてください
6.GAGを乱暴に扱わないでください
7.GAGが古くなっても、仲良く大事にしてください
8.貴方には二輪車もあるし、車もある
   GAGにだってわかる、それらすべてが鱸であることが
9.GAGが何年も元気に走れるように、できるだけ部品課と会話してください
10.GAGに別れを告げる時は、どうか覚えていてください
   GAGがそれまで、ずっと精一杯頑張っていた事を

個人的には4,8,9がツボでした。
ついでに,KAWASAKIもあります。

1.カワサキと気長に付き合ってください
2.カワサキを信じてください。それだけでオイル漏れは止まります
3.カワサキは作った人の思いが込められているのを忘れないでください
4.カワサキが言う事を聞かないのは理由はありません
5.カワサキにたくさん触れてください
6.カワサキを乱暴に扱わないでください
7.カワサキが古くなっても、仲良く大事にしてください
8.貴方には自転車もあるし、車もある
  カワサキにだって航空機もあれば船舶もある 負けてません
9.カワサキが何年も元気に走れるように、できるだけカワサキと会話してください
10.カワサキに別れを告げる時は、どうか覚えていてください
  カワサキがずっとオイル漏れしていた事を

コレに関しては,8がツボです。
何でそうなる(-w-;

さて,私なりに『バイクの十戒』書くと・・・


1.私の寿命はあなたが修理を諦めたときです。機械なのでいくらでも生き返ります。

2.あなたが求めている事は分かっています。エンジンが温まるのを待ってください。

3.私を信じてくれるのはうれしいですし,メーカーのエンジニアも喜ぶでしょう。でも,物理的な限界は超えないでください。

4.私にたくさん乗ってください。あなたには自動車もあれば,彼氏・彼女もいるかもしれませんが,私に火を入れてくれるのはあなただけです。

5.私を感じてください。それだけで私は貴方が驚くほどうまく走れますし,長生きできます。

6.あなたが私にどう接したか?を全て覚えています。ほら,こんな所にスラッジが・・・

7.私は馬数頭から百頭といった力があり,力持ちです。乱暴に扱うと怪我ではすみません。なのでやさしく扱ってください。特にスロットルとブレーキは・・・

8.私が言う事を聞かないのは,故障か乗り方の問題です。機械なので風邪をひく事もなければ,機嫌もありません。

9.私が年をとっても世話をしてください。年は問題ではありません。世話をすれば私はいくらでも若返れますし,生き返る事ができます。あなた以外の人が私を『古い』と笑っても,あなたが世話をしてくれれば私は平気です。

10.私と別れても,私のことを忘れないでください。そして,どうか私よりも気に入ったバイクに出会ってください。あなたの成長を祈っています。私があなたの成長を手助けできたのなら,それで幸せです。


・・・でしょうか?
CBRバージョンやNSRバージョン,NS-1バージョンも作れますが・・・まぁ,やめておきます。
多分,ろくな物に仕上がりません(爆
たとえば・・・


1.私の寿命は結構長いです。大丈夫です,設計は19,000rpmを許容しますから。
(CBR250RRR)

7.8,000rpm以上では乱暴にスロットルを開けないでください。私は8,000rpmを超えると力持ちです。街乗りの調子でスロットルを空けると怪我をします。
(CBR250RRR)

7.乱暴に扱わないでください。あまり無茶をすると焼きつきます。ハイサイド食らって大怪我しても知らないよ?
(NSR250R)

8.私が言う事を聞かないのは,故障か乗り方の問題です。不運にもセンターシールが抜けてても大丈夫,'88や'89なら井上さんがセンターシールを交換してくれますし,MC21,MC28ならまだ部品が出ます。
(NSR250R)

8.私が低回転で言う事を聞かないのはフライホイールが軽いせいです。前期型のフライホイールとジェネレーターに入れ替えてください。
(NS-1 後期型)


・・・等(-w-;

冗談はさておき,私のバイクの十戒は個人的には大事なこと書いたつもりです。
皆さんはどうでしょう?

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2014年4月 3日 (木)

エンジンと電子制御,ブラックボックス化

今日CBR250RRの電装を眺めていて,ふと『このバイクは点火ぐらいしか制御を弄れないなぁ~』と。
と言うのが,私は自動車の方が先で,センサーだらけ,燃調も点火も複数の要素を元に的確に制御するっていう世界から入った人間です。

なのでバイクって不思議でしょうがないです。
コンピューターが入っているのは点火だけ,物によっては点火すらアナログ。
NSR250Rの電装や制御を見たとき,『やっぱコレぐらいは制御が入っててるよね?』と。

昔乗っていた E-EG4 CIVIC MX は『PGM-CARB』と言う,キャブレターの補助をする機能を備えたECUが搭載されていました。
NSR250Rのエアジェットやエアソレノイドを見たとき,真っ先にPGM-CARBを思い出しました。
と言うか,殆ど同じことをしており,排気O2センサーを備え,負荷状況などに応じソレノイドでキャブレターの燃調を調整していました。


さて,巷ではインジェクションはパワーが無いとか,ふけ上がりが悪いと言う人がいますが,実際はそんなことはありません。
それどころか,的確かつ正確な制御を行っているインジェクションの方がパワーは出ます。
キャブレターよりももっと細かな制御を行えるため,燃調や点火のデータを書き換えれば自由自在に好きな特性を作れます。

と,言いたいのですが・・・


メーカの作る燃調データは『壊れなくて環境にいい』データなので,車種によってはフヌケもいいところのデータになっているものもあります(--;


まぁ,それはおいといて・・・とりあえず技術的な話を。

バイクの世界では21世紀までキャブレターが使われていて,インジェクションはまだ比較的新しいデバイスです。
そのため,根強いキャブレターファンがまだ残っています。

さて,ここでちょっと考えて見ましょう。
キャブレターをセッティングする時,一般的なキャブレターであれば・・・


調整できるのってメインジェット,スロージェット,エアスクリュー,ジェットニードル位ですね?


まぁ,その他に加速ポンプが付いてたり,パワージェットが付いてたりする場合もありますね。
ただ,それは少数派ですし,FCRキャブレターのようにセッティングキットがあるパターンも少数派です。


そう考えれば,よくあんな少ない要素でセッティングできるもんだ・・・と思いませんか?


と言うか,セッティングが始まると『ここがもう少しこうだったら』って瞬間が結構出てくると思います。
でも大体の場合,『だからとメインジェットをさげると・・・う~ん』なんてパターンだと思います。


え~・・・これ,インジェクションだと簡単に変更できます(´・ω・`


インジェクションは回転数と吸気圧力の関係で出来た,表のようなデータなので『ここ』だけを書き換える事ができます。
更に,インジェクションには加速ポンプ相当の機能(プログラム)が備わっており,これまた好きなように書き換えられます。

で,ECUが行っているのは燃調制御だけでなく,点火の制御も行っているので点火も書き換えが可能です。
その他,水温センサーなどもつながっており,温度によって点火や燃調を調整する(ノッキング対策等)ことも出来ます。


というか,自動車の世界では『コンピューターチューン』『ECUチューン』『ROMチューン』と言った名前で,古くからコンピューターのデータを弄るチューニングが行われています(・ω・


もちろん,誰もがやっていると言うわけではなく,高度なチューニングの部類です。
『出来る』『やる』と言う話ではなく,自動車の世界ではコンピューターを割りと積極的に活用しています。

で,ココで話を戻すと・・・


と言うわけで,バイクって何でこんなにコンピューターを利用しないのかね?(--;


というか,コンピューターチューンらしき話と言えば,フルパワー化ぐらい。
ROM書き換えたと言う話にどうも出会えないんですよね。

バイクのコントローラーは屋外環境におかれる事を考慮し,モールドされてしまっているものあるでしょう。
また,セッティングできるようなコンピューターがあまり出ていないものあると思います。

その他,昔はエンジンの電子制御に関する本がありました。
しかし,今はめったに見かけません。

また,今は環境基準が厳しくちょっと弄っただけで直ぐに車検通らない始末です。
ましてや,キー一つ押し間違えて間違ったデータを送ればエンジンが壊れます。
こういった事態を,メーカーが好意的に見るわけがありません。

こういったことが重なり,意図している面,意図していない面でコントローラーのブラックボックス化がかなり進んでしまっています。
この裏返しで『インジェクションは弄れないからキャブレターがいい』と言う意見も。


これは,ある意味,不健全な状態のようにも感じるのですが(´・ω・`


個人的にはECUやCDI(CBRであればスパークユニット),PGMユニットの補助回路なんかを時折設計しています。
当然,自動車のものではなくバイク用のものです。

なんでバイクかと言うと,バイクのエンジンはまだシンプルだからです。

自動車のエンジンはエミッションコントロ-ル系が複雑だったり,可変バルブタイミング機構を備えていたり,充電の制御をECUが行っていたり,AT車であればミッションコンピューターとのやり取りもあります。
CVT車やトラクション制御なんか入ろうものならもう大変,素人・・・と言うか,電子制御の人間でも畑違いではとても手が出せません。


逆に言えば,私たちがまだ制御を弄れそうなエンジンは,バイクぐらいです。


そういった意味で,もう少し『弄れるECU』が出てきてほしいのですが・・・
う~ん・・・あまり出てきませんね・・・



・・・と,そんな事をCBRの点火系を見て思ったり。

CBRのスパークユニットは,結構前から気が向くと設計してたりします。
当然,マイクロコンピューターを使うので,中のデータを書き換えれば好きな特性を作れます。
でも,直ぐ飽きちゃうんですよね。


CBRって点火タイミングのピックアップコイルしか入力が無いんだもん(--;


『なんだよ,点火タイミングしかわからねぇジャン・・・』と,結構あっさり飽きちゃうと言うか。
その他ちょっと弄って,割と簡単に取り込めそうなのは水温ぐらい。
スロットル開度を取り込めると,急加速時の補正や,高負荷の判断ができるのですが・・・

NSRはこの辺ができるんですよね。
スロットル開度は入ってるし,ましてやエアソレノイドがあるので燃調も多少弄れ,擬似的に加速ポンプのような事もできると思います。
更には,4stで言えば可変バルブタイミングに相当するRCバルブもあるし・・・


まぁ,そんなこんなで,趣味の中の興味的に時折頭を回して見たり(苦笑

Img_5445

こんな風景の中で・・・

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2014年3月30日 (日)

水冷エンジンの冷却と熱交換

さて,この一つ前の日記で読み物をしていたと書いていますが,目的はコレです(笑

と言うのが,いつも悩むCBR250RRの冷却。
何とかならんかえ?と。

いえ,そりゃラジエター大きくすれば冷えます。
ただ,アフターパーツは高い・・・以前の問題で,CBRのアフターパーツそのものが少ない。
CBR929RRのラジエターがいい感じにくっつくようですが,オーバークールになるようです(苦笑
気になる方はこちら : Bike♪楽しいサーキットライフ John日記 / 大型ラジエター投入

というか,これもラジエター容量上げたくない理由のひとつです。
夏はオーバーヒート気味ですが,冬はあきれるほどオーバークールなんですよね,CBRって(--;
過去にサーモスタットは交換してあり(というか,交換前のはお亡くなっていました),まだそんなに経ってないんでサーモスタットは大丈夫でしょう。

いや,大丈夫と言うか・・・


サーモスタットがある程度の温度になると,結構『ガバっ』と開いちゃうんだよね。試して見ると(--;


つか,オーバークールはそれが原因だと思います。
サーモスタットがゆっくりと開き始まってくれれば,多分問題ないと思います。
オーバークールはそういう理由かと・・・

たまに,ラジエターの流路にバルブをつけて,温調しようかと考える事があります。
水温計を見ている限り,70~90℃の時にCBRは調子がいいようです。
アナログのメーター読みなので大体なのですが,65℃以下では重苦しく,95℃以上では息苦しいような感じでフィーリングが悪化します。
というか,95℃以上はメカ的にヤバい感じです(--;

あ,因みに私のCBR250RR,水温計がこんなことになってます。

Img_1667_2

いやぁ,純正っぽく仕上げるのマジで大変でしたからねぇ~♪

・・・ウソです。


え~,これNSR250R(MC21)の水温計です(-w-;


水温計に使っているサーミスターが同じなので,そのまま使えます。
NS-1もサーミスタが同じですから,配線つなげはNS-1でも使えます。
CBR250RR(MC22)とNSR250R(MC21)であれば取り付け寸法が同じなので,そのまま中身だけ入れ替えればOK,ポン付けで入れ替えられます。
2010年の夏にやったから・・・もう3年半ぐらいこのメーターです。
結構気に入ってます。


さて,あれこれ色々考えたくなるCBR250RRの冷却系ですが,なんかちょっとでもましにならないかと考えた結果,冷却水のLLCの濃度を35%に設定しています。
少しでも水の濃度をあげたいので,気象台の観測記録調べて,可能な限り水の割合を増やしてあります。
それでもダメなんですけどね・・・


・・・あ,温暖地では30%かもしれないけどね,えばらき(茨城)は寒いのよ(-w-;


因みに,茨城の過去最低記録は-15.8℃のようです。
お隣の福島だと,会津のほうで-20℃ぐらいのようです。
参考に,LLCの不凍成分であるエチレングリコールの濃度と凍結温度の関係を載せておきます。

30% : -15℃
35% : -20℃
40% : -24℃
45% : -28℃
50% : -36℃
55% : -41℃
60% : -54℃

あくまで参考です。買ったLLCのパッケージに書いてある濃度表を見て薄めてください。

茨城だと30%で,福島だと35%でぎりぎりって感じですね。
ただ,今時多い50%なんて濃度は必要ないようです。
『すぐ使える!』と書かれたクーラントを見て見ると45~50%程度の濃度のようです。
HONDAに関しては,自動車販売時に50%のクーラントを使っているようです。


さて,一般的によく出てくる話で,『水のほうが比熱が大きいから冷却性能が高い』と言う話。
何のことやら?と言う人もいるかと思います。


と言うわけで,今日はタイトルの通り,冷却の話です(笑


コレを説明すると,『冷却水』というと『冷やしている』ように感じますが,ちょっとニュアンスが違います。
どちらかと言うと,『熱を奪って運んでいる』と言う感じになります。
では,身近な例で考えて見ます。


夏場,涼しい部屋にいるのと,プールに入るのとではどちらのほうが早く体が冷えますか?


涼しい部屋に入ったら涼しくは感じますが,すぐには火照った体は冷えませんね。
でも,プールだとどうでしょう?
すぐに涼しくなりますよね?

コレはなぜかと言うと,水が温まりにくいからです。
空気は簡単に温まってしまうので,肌に触れるとすぐに温度が上がってしまい,肌表面付近の空気の温度は肌の温度とそんなに差がありません。
しかし,水は直ぐには温まらないので,肌に触れても元の温度のままです。
なので,肌が冷えるんですね。

この温まりにくさを『比熱』といいます。

厳密には『暖めるのに必要な熱の量』です。
比熱が大きいものはたくさんの熱を与えないと温まりません。
なので,逆に言えば温まりにくいと言うことになります。

さて,ココで『それじゃぁ冷たく感じるだけじゃないの?』と言う疑問が残ります。
しかし,コレは温度の移動の性質がかかわります。

温度は『温度差が大きいほど』熱い側から冷たい側に熱が移動しやすいと言う性質があります。
この温度差のことを『熱勾配』と言い,電気で言う『電位差』や,水ならば『水位差』『圧力差』にあたります。

なので,いつまでも冷たければ温度差が大きいままなので,ドンドン熱が流れ込むことになります。


さて,水と空気では熱伝導率も違います。
熱伝導率とは,熱の伝えやすさで,『どれだけ熱を通せるか?』という意味です。
空気は熱伝導率が低く,それを逆手に取ったのが断熱材です。
空気と言うか,気体は熱伝導率が低く,固体と比べると数十倍~数千倍と言うオーダーで熱を通しにくいです。

発泡スチロールを例にとると,あれはスチロール樹脂に泡を入れることで気体を閉じ込めています。
気体は熱を通しにくいので,断熱材になります。

では,水はと言うと熱伝導率が空気に比べれば高く,熱をたくさん通すので,よりたくさんの熱を別の場所へ移動できます。
なので,水は熱をドンドン移動しやすい,逃がしやすいわけです。
そういった意味でも,プールのほうが体は冷えやすいわけです。


さて,ココから一旦ちょっと難しくなります。
特に突っ込んで聞く気は無いよ,と言う人は『お勉強タイム終了』まで飛ばしちゃってください(笑


こんな感じで『熱が奪われる』るのに,比熱や熱伝導率がかかわるのは分かりました。
この辺がなんかまとまっているものは無いかと色々考えたり調べたりしたのですが,『熱浸透率』と言うものがあるそうです。

コレはその物質が『どれだけ熱が染み込みやすいか?』『どれだけ熱が物質の中に流れ込みやすいか』と言う指標なんだそうです。
ちょっとニュアンスが微妙で,『染み込みやすい』で『伝えやすい』『奪いやすい』『温まりやすい・にくい』とはちょっと意味合いが異なるようです。
なので,熱浸透率が低い物質は熱を加えると(染みこまず)表面に熱が残り,表面だけ暖まるようです。

計算式が乗っていたのですが・・・


b = √(ρcλ)


・・・だそうです
・・・って,コレじゃわけ分からんですね。
言葉で書くと・・・


熱浸透率 = √(密度×比熱容量×熱伝導率)


・・・となります。
熱伝導率が高ければドンドン熱は移動しますし,比熱が大きければ比熱容量も大きく,比熱が大きければ温度が上がりにくくドンドン温度が流れ込みますね。


こんな面白い指標あったのね(・ω・


さて,ココに今まで出てこなかった『密度』がでてきました。
密度とは,どれだけ物質が『詰まっているものか?』という意味です。
密度が低いと言う事は,同じ体積でも物質を構成する分子や原子が少ない(詰まっていない)ことになり,分子や原子同士が離れていることになります。
なので,物質を伝って逃げようとする熱が伝わりにくくなります。

・・・と言うのが気体が熱を伝えにくい,熱伝導率が低い理由です。

気体は密度が低いんですね。
あれ?なんだか熱伝導率が密度にかかわるように感じますね。
今回の調べ物で知ったのですが,熱伝導率って計算式があるそうです。


λ = αρc


言葉で書くと・・・


熱伝導率 = 熱拡散率 × 密度 × 比熱容量


となるんだそうです。
式にちゃんと密度が出てきます。

と言うか,今回調べごとをしたのは密度と粘度の温度との関係を知りたかったためです。
理屈やイメージでは分かっていましたが,言葉や数式で確認したかったと言うものです。
今回は粘度は出てきませんでしたが,密度は出てきました。
こういう,単純明快な数式が出てくるとスッキリしますね(笑



と言うわけで,お勉強タイム終了。なんかまだ勉強足りて無い気がしますが。



つーか,水冷でココまで突っ込まなくてもいいわな(-w-;
でも,何でしょう?『熱』に関する本って,あまり見たこと無いような?
本屋さんの工学所コーナーに,1冊か2冊ぐらいしか無いように感じます。


はてさて,冷却には比熱や熱伝導率,密度がかかわることが分かりました。
で,どれも『大きいほうがいい』という結構分かりやすい結果に(苦笑

では,ココから冷却水,LLCと水について考えて見ます。
LLCの主成分は『エチレングリコール』と言う物質です。
エチレングリコールはアルコールの仲間で,グリセリンに似た物質です。
アルコールの仲間なので,水によくなじみ,水を凍りにくくする性質があります。

では冷却にかかわる『比熱』『熱伝導率』『密度』について見ていきます。
条件をそろえるために,温度は20℃とします。

<水(H2O)>

比熱 : 4182 J/kg・K
熱伝導率 : 0.602 W/m・K
密度 : 998.2kg/m3

<エチレングリコール(C2HO2)>

比熱 : 2382 J/kg・K
熱伝導率 : 0.250 W/m・K
密度 : 1117kg/m3

・・・はい,言うまでもなくと言うか(苦笑

密度はエチレングリコールのほうが高いですが,それ以外は倍・半分の世界です。
もはや焼け石に水です(-w-;

こんなグラフがあったので載せて見ます。

Egh2o

(東京理科 チラーシリーズカタログより)

比重は水の密度と比べて何倍か?ですから,密度に相当します。
見ての通り,エチレングリコールが60%と0%での比重の減少は8%程度ですが,比熱は0%と60%では・・・17%位でしょうか?かなり減ってしまいます。
コレにあわせて熱伝導率も減少するのですから,そりゃ冷却能力落ちるわね(--;
単純に比率で考えれば,熱伝導率は35%程度悪化するようです。


冷却の理屈と物質の性質から考えても,やはり水が多いに越したことは無いようです。


さて,じゃぁ水だけにすればいいかと言うとそうでもありません。
もちろん,凍ってしまうと言うのもありますが,LLCには消泡剤と防錆剤が混ぜてあります。

先ほど,気体は熱伝導率や比熱が低いと書きましたが,コレは蒸気も同じです。
なので,沸騰で泡がでてしまうと冷却性能が落ちてしまいます。
で,それを防ぐために,泡を出にくくする消泡剤を混ぜてあるんですね。
防錆剤は言うまでも無いですね。

市販されているLLCは30~60%で使われることを想定して作られているので,それよりも薄くしてしまうと,消泡剤や防錆剤が薄まりすぎてしまい,結果的にオーバーヒートや冷却系のトラブルにつながります。

だから,ちゃんとした濃度で・・・
と言うべきなんだろうけど・・・


LLC強化剤やオーバーヒート予防剤,ラジエター防錆剤なんていう名前で『防錆剤』『消泡剤』だけ入った薬剤が市販されてたりします(笑


よく『レースだから水だぜ!』なんてよく聞きますが,お願いです。消泡剤は入れてください。そういう薬剤売ってるから(-w-;


あ,あとラジエターキャップも交換してね。加圧して無いと簡単に沸騰しちゃうから(-w-;


レースで1日限りと言うのであれば,水に消泡剤と防錆剤だけ入れて,ラジエターキャップの圧あげておくのがトータルでよろしい気がします。

因みにエチレングリコールが入っていると,若干ですが沸点が上がり,沸騰もしにくくなります。
ただ,先ほどの表を見ると,40%以下は殆ど差が無いようです。

後は・・・MOTULから『MoCool』なんていう冷却性能強化剤なんかが売られてたりしますね。
あれは試した事がありますが,暖気からの温まりが早く,水温も上がりにくくなり(←なんか相反するようで不思議なんですが),結構効果を感じましたね。

ただ,あれ結構値段するんですよね(--;
たしか5000~6000円した気がします。
量としてはCIVICに使っても,まだCBRとNSRも行ける量は入っているのでいいのですが,もうちょっとお手軽な量と値段で出してほしいですね。


まぁ,そんなこんなで本日は冷却のお話でした。
冷却に関して言われてることって,こういう理由なんですね。

さて,CBRの冷却はどうしましょう?

え?ラジエターをデカくして冬は塞げ?

ヤダ!
メンドクサイ!
それしかないなんて諦めるもんか!

NSRはそんなにオーバークールにならないし,走行風が当たってれば夏だろうが平気なんだけどなぁ・・・

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勉強する順番?

今日は雨ですね。
まぁ,ゆえに外の作業はできず,なんか雨の日はマッタリしてしまうので色々調べごとでも。

と言うか,のんびりしてたら家の庭をウサギが走っていきました。
『え!?ウサギ!?(OwO;』的なwww


茨城は野生の王国です(-w-;


今日読んでたのは熱伝導や熱交換についてだったのですが,その中で『熱浸透度』と言うものが。
異なる物質の界面での熱の伝わりやすさ,染み込み易さを考える上での値だそうです。
この数値が同じだと熱が効率よく伝わる,つまり放熱の効率がいいことになりますね。
で,これが電気のインピーダンスマッチングに例えられていました。


さて,ココで電気のインピーダンスマッチングが出てきましたが,これもなんだか面倒な話。
と言うか,『効率がよくなる』はオームの法則を解いていればすぐに分かると思います。
ただ,最初は『反射する』が訳が分からないと思うんです。

これね,そもそもなんで電波って飛ぶのよって話が分かってないと意味が分かりません。

というか,もっと言うと,導体の中を電子は自由に飛びまわれる,流れなくても導体の中で拡散するっていうイメージが無いと,意味が分からないと思います。

電波は電流が流れることによって磁界が生じます。
・・・云々・・・省略します(笑
でもココで一つこんがらがりませんか?

『電流が流れると』磁界が生じるんですよね?(苦笑

アンテナの構造を考えると,アンテナって両端が開放のものがたくさんあります。
え?開放じゃ電気ながれねぇジャン?って。


いえ,流れるんです。一瞬(ナノ秒)ですが。


と言うのが,さっきの導体の中に電子が拡散するって言う話です。
電源に導体をつなぐと,電子は導体の先まで拡散していきます。
拡散っていう表現がいいのかなぁ・・・

電子って,フワフワ・フラフラしてて光の速度で導体の中を飛び回ってます。
で,導体の中は自由に飛べるんですが,絶縁体の中には入れません。

なので,『行ける所』があるとフラフラ・フワフワと迷い込んじゃうんですね。

で,この瞬間は電子がそこへ流れ込んでいく(飛んでいく)ので,この瞬間は電子が流れていきます。

で,電源が交流だったらどうでしょう?
電子が一旦導体の中へ飛んでいきますが,しばらくすると交流なので電圧が逆になります。
なので・・・


導体から電子がバックし来ます(・ω・


電子が行ったり来たり,なんか電波飛びそうですね。


で,後は効率よく飛ぶように,アンテナの長さを波長にあわせて調整してあげればいいんですね。
そうすると電波は飛んでいきます。

で,この波長の話も大事です。
これが分からないと『折り返しダイポールアンテナって短絡のような・・・』となってしまいます。
いえ,当然のことながら直流かけたら短絡します。

長さがちょうど良いので反対側から来た信号とぶつかるときに,同じ電位になるんですね(・ω・

あ,因みにインピーダンスが不整合で反射する理由を簡単に言うと,『流れ具合』が異なるからです。
たくさん流れてきたのに,その先で通路が狭まったらそこで詰まっちゃいますね。
行き場を失い,戻ってくるのが反射です。
ナノ秒の世界で,目には見えない電気の世界なのでイメージわきにくいかもしれませんが・・・
これは,2ストロークエンジンの排気に装着されるチャンバーも同じです。
圧力波と言う見方から,コーンの形状が色々工夫されてますけどね。

考え方によっては,2stのチャンバーってわざとインピーダンスマッチングを崩して反射させているようにも見えます。
そう考えれば,流速が変動するし,周期も変動するので回転数によってチャンバーが効いたり効かなかったりするのも納得,波長が変動するわけですから。

と言うか,チャンバーを見たとき,伝播速度やらから計算しようとした時,波長が頭をよぎった人がココに (;-w-)ノ


はてさて,今回のタイトルなのですが,こう考えると似た現象がたくさんあり,基本的な挙動が同じように見えます。
温度は高いほうから低いほうへ移動する・・・これは電気も水,『流れ・移動』のあるものはすべて同じです。
(見かけ上逆転することもありますが,その場合はなんか仕掛けがあります)

というか,それもそのはず。
根底をなす物理学の法則は変わらないからです。
なので,先に根底をなす『約束事』をしっかりと勉強してからでないと,どこかでつまづいてしまいます。

しかし,この事を考えたとき,学校教育ってそうなってるでしょうか?
『高いところから低いところへ』なんて,5秒ぐらいの時間で先生が口で言っておしまいでは無いでしょうか?
そこをしっかり覚えるような事をしていないように感じます。

まぁ,勉強していくうちにいずれは気が付くことですが,なんか表面を進めているだけのような・・・
最も,限られた時間内に教えることを教えなければいけないし,小中学校は概要を勉強するのが目的と聞いた事があるので,そう考えればこれが妥当なのでしょうけれど・・・


私自身,仕事で流体力学的な要素にかかわるようになってから,電気への理解が深まった経験があります。
また,化学から量子力学に興味を持つようになってからは,更に電気への理解が深まりました。
何で?と言われれば,電子と言う粒子の性質・挙動が頭の中に入ったからです。

化学,数学,工学は,理論とつながり,つまり『理論のネットワーク』になっています。
パズルの解き方,ネットワークの流れの読み方を自分の中に積み重ねていかないと,膨大な理論のネットワークの中で迷子になってしまいます。
ここ数年,後輩に技術を教えるようになってから,『自分はどうやって覚えたっけ?』と思い出すことがあり,そのときに『順番逆じゃね?』と思う事が多くなりました。

これは私だけでしょうか?それとも・・・




そんな事を,ウサギが走り回る(笑)庭を眺めながら考える今日このごろです。

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2014年3月19日 (水)

NSR近況

さて,センターシール抜けちゃった My NSR,近況はといえば・・・


正直,とまっちゃってます(´・ω・`


いや,クランク買ったんだけど,それもまた抜けてしまっていて。
外した状態でも確認できないか?と,ジャーナルベアリングの穴をテープで塞ぎ,クランクを立ててベアリングにガソリン入れたら漏れ出してきました(--、
今はクランク探し中と言うか・・・

まぁ,中古のクランクって段階であんまりよろしくないんですけどね(--;

とは言うものの,新品のクランクは10諭吉以上するものですので,今はちょっと手が出ません・・・
来年以降になるかと・・・

と言うわけで,今現在はできることをやってるって感じです。
といっても,そんなにできることもなく。
色々点検し,すぐにばらせるようにいろんな部分をばらしたり,ボルトルーズしたり。


そんな中,衝撃的だったのがクラッチ(苦笑

私のNSRはSTDなのですが,前のオーナーが乾式クラッチに換装しています。
で,乾式クラッチだとクラッチを外さないとクランクケースカバーが外せません。

で,先に外しておいたのですが,外したならと色々と点検を。
フリクションディスクの厚みは3.9mmと,まだ新品も同然。
『こりゃいいや♪』と思ったのですが・・・
プッシャープレートをチェックしたらね・・・


あの!ベアリングが『まったく』回らないんですが!(-w-;


って,ゴロゴロするとか,異音がするとかじゃなくて,完全に回らないんですけど!!(((゚w゚;)))


Img_5367_2

因みにココのベアリングです・・・

・・・え?どういうこと?
てか,回ってないって事は・・・クラッチ・・・え?え?
でも,リフターピースに引っかいたような傷はない・・・
詰まり・・・


今までリフターピスが回っていたようですwww


バラしといてよかった(´・ω・`

と言うわけで交換することに。
で,その当時はクランクが抜けてないと思ってたもんで,急ぎでベアリングがほしかったのでモノタロウで頼みました。


えぇ,『HONDA』で『パーツ』を買うのではなく,『モノタロウ』で『ベアリング』をな!


その中で不思議だったのが,パーツリストには『6001』となっています
パーツリストの絵もサイドシール無しの絵です。

あ,HONDAのパーツリストって妙に細かくて,サイドシールつきは『6xxxUU』や『6xxxZZ』とかかれており,絵もちゃんとサイドシール『付き』と『無し』で絵が違います。

でも実際は『6001LLU』が付いていました。
と言うか,クラッチの削れカスや外気の埃,場合によっては雨水がかかる場所にシール無しってのも変です。
因みにMC28のパーツリスト(3版)も『6001』です。
ググって見たけど,見つかる写真はシール付ばかり。
メーカーが書き間違えるとも思えないけど・・・何なんでしょうね?

それはさておき・・・

Img_5384

と言うわけで,ベアリング到着。
小さい奴は箱ではなく袋のパッケージらしく,ぱっと見,チョコレートなんかのお菓子みたいな感じです(笑
今まで買ってたベアリングがデカいのばっかりだったので,このパッケージは始めて見ました(-w-;

で,モノタロウで頼むと必ずといっていいほどCMが届くんですよね(--;
こっちはCNがほしいんですが・・・
まぁ,クリアランス的にはCMはCNの範囲内なのでいいですけどね・・・

そのほか,先日,接触型はシールが茶色と書きましたが届いたのは茶色です。
でも,プッシャープレートのベアリングは黒。
でも,シールにしっかりと『LLU』の文字が。
所がホイールベアリングは茶色なんですよね。
これまた気になります。

なんだか気になることの多いベアリングです・・・

Img_5386

で,さくっと打ち変え。
昔は専用の工具を持ってなかったので四苦八苦しましたが,2年前?だったかな?に道具を買ってからは打ち変えもスムーズです。


で,何で回らなかったのやら?とベアリングのサイドシールを外して見ると,原因はグリスの固着でした。
油分が抜け,グリスがハードワックスと化していました(--;

固まっていたグリスがベージュで半透明でしたので,ウレアグリスのように見えます。
シリコンなら白いし,鉱物油のリチウムグリスなら茶色だし・・・
今回のベアリングのグリス品番は5Kですので,鉱物油のリチウムグリスです。
もしかしたら,塗りなおしたほうがいいかも?


と言うわけで,なんだか変な場所で作業が増えました。
22年前のバイクゆえ,グリスももう硬くなってしまっているようです。

整備もそういう視点を持ってやっていかないと,ぼちぼちヤバそうな感じです(--;

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2014年3月14日 (金)

ベアリング

CBR250RRのフロントホイールのホイールベアリングが,どうも異音を発しているような気がして色々と調べごとを。

と言うか,過去に交換した事があるのですが,一時はよかったもののすぐに異音を感じるようになっていました。
『え?交換後はよかったって事はベアリングだよね?でもすぐにダメになったような?』と思っていたのですが,しばらくそのままに。
で,ココ最近はNSRのセンターシール抜けでCBRに乗っていたのですが,どうも異音が大きくなった気がする。


で,同じような事で CIVIC FERIO でも悩み事が。
エアコンベルトのテンショナープーリーのベアリングがピョロピョロ鳴くことがあります。
で,こやつにいたっては既にベアリングを3回交換しています。

1回目はメーカーの保証で新品のテンショナーAssyに換えてくれたのですが,コレが結構あっさりとお亡くなりに。
で,ベアリングの型番を調べ,ベアリング単品で買って交換した事があります。
この際交換されたテンショナーのベアリングを確認した所,ベアリング内のグリスが硬くなっており,長く倉庫の中に保管されていた部品だったようです。

そのほか,不思議な事にベアリングが途中で変更されていました。
私の CIVIC FERIO は1995年の登録で,本当に初期の頃の車両です。
最初についていたテンショナーのベアリングは『6203ZZ』なのですが,交換されたテンショナーには『6203LLB』と思しきベアリングが使われており,どこかで対策品になったようです。

で,それが気になり6203ZZで一度交換。
が,コレも結構あっさりと異音を出すように。
あぁ,だから対策したのね(-w-;

で,6203LLBに交換しこちらは長もち・・・したけど,昨年ぐらいからまた音が出始まる(苦笑
多分,『エンジンルーム内だから』とクリアランス『C3』を選定したのがまずかったのかと(-w-;


・・・と,どういうわけかいつもベアリングでトラぶるんですよね。
多分,CBRのホイールベアリングも倉庫に長期ストックされていた部品だったんでしょうね。


そのほか気になる点もあるのですが,確証がないので割愛。
ホイールベアリングについて。

HONDAのパーツリストってベアリングだと型番が書いてあるのですが,その辺からベアリングを国内製のものに変えてしまおうと考えています。
とりあえず,CBR250RRのパーツリストによれば,フロントホイールのベアリングは『6004UU』だそうです。
因みにNSR250Rも『6004UU』でした。

ココで予備知識ですが,ベアリングの型番はJISである程度規格があります。
と言っても,中には規格外の特注サイズの場合があります。
たとえば・・・


NSRのクランク周りとかね!(-w-+


まぁ,センターシール部分はしょうがないですけどね。
でも,他のジャーナルベアリングは規格のでよかったんじゃねーのか!?

えっと,規格外のベアリング使うのはHONDAのお家芸的なところがあり,チョコチョコ規格外のベアリングを使っているようです(--;

とは言うものの,まれです。
通常は『6203LLB』とか『6004UU』なんていう風な番号になっています。
コレにはちゃんと意味があり,JIS B 1513 で規定されています。

意味としては,代表的な例は以下のとおりです。

Bearing

(NTN 転がり軸受け総合カタログより)

『6』で始まる場合は一般的なラジアルボールベアリングで,よく見かける型番です。
『7』だとアンギュラベアリングになります。

で,通常であればラジアルボールベアリングだと思うので,その説明だけ。
『6203UUC3』であれば,ラジアルボールベアリングで,外形のサイズは『2番』,内径は『03番』,『UU』なので『両面シール』,クリアランス区分は『C3』となります。


クリアランス区分は JIS B1520 で規定されています。
クリアランス区分とは,ボールとインナーレース,アウターレースとの隙間(=クリアランス)の規格です。
何でこんなものがあるかと言うと,たとえば高温になる場所でベアリングを使うとベアリングを構成する部品が熱で膨張しますので,その分を考慮して隙間を作ってやる必要が出てきますよね?
じゃないと,膨張でベアリングがかじってしまいます。
また,シャフトを圧入すればその分レースが広がり,クリアランスが減ります。
なんて事があるので,クリアランスを選べるようにしてあるんですね。

因みに,CNが標準のクリアランスで,たいていのメーカーはクリアランスを省略するとCNとなる・・・というか無印だとCNです。
ただ,メーカーによってはベアリングには刻印していない場合があり,ベアリングを外して無印なら必ずしもCNと言うわけではありません。
クリアランスはC2がもっともクリアランスが少なく,C2→CN→C3→C4→C5の順にクリアランスが大きくなります。
因みにJISには登場しませんが,C2よりもクリアランスが少ない『C1』と言うものあります。
一般的に,高温,高加重,締め代が大きい場所ではC3,C4を使います。
C5は・・・正直,殆ど使いません。
また,JISに登場しないものに『CM』と言うものがあり,これはちょっと特殊な意味を持っています。
CMのMは『Motor』,つまり電動機(電気モーター)用です。
CNよりも少しクリアランスが少なく,クリアランスの最小と最大の幅が少ないのでクリアランスのばらつきが少なくなっています。


で,ちょっと困るのがシールの型番。
JIS B 1513 を見てもらえば分かるのですが,無印だと『シール無し』,Zであれば『シールド』,Uであれば『シール』,1桁だと片側のみ,2桁だと両サイドとしかかれていません。
なんか,コレだと分かりにくいし,メーカーの型番を見ると実はこの型番になっていません。

Zの『シールド』とは『金属製のシールド』の事で,たいていのメーカーはZはJISの通りで変わりません。
ただ,『シール』はバラバラです。
『シール』とは『ゴム製のオイルシール』の事なのですが,メーカーによりいろんなシールがありますし,型番表記がバラバラです。
JISでは『U』しかありませんが,NTNであれば『LB』『LU』『LH』の3種類があります。

なので,ここは目的に応じてユーザー側が選定します(-w-;

この辺はメーカーのカタログ見て決める事になります。
因みにNTNだと以下の通り。

『LLB』:非接触型,シールは黒,防水・防塵性は劣るが,シールが非接触なので高回転での使用が可能
『LLU』:接触型,シールは茶,防水・防塵性は非常によいが,シールが接触なので高回転には向かず,回転抵抗も大きいく,損耗がある
『LLH』:接触型,シールは青,接触部にスリットがあり接触抵抗を軽減してあり,LLBとLLUの中間の性能。

・・・となっています。

この通り,ベアリングの選定って結構色々考えなきゃいけなかったりします。
上記以外にも,『充填するグリスを何にするか?』なんてのもあります。
まぁ,詳しい事はメーカーのカタログを見て見てください。
NTNのカタログは選定・・・と言うより,機械設計的なことも書かれており,結構勉強になります。


さて,CBRのホイールベアリングは『6004UU』とのことですから,単純に考えればNTNの品番では『6004LLU』となります。
とは言うものの,パーツリストにクリアランスまでわざわざ書くとも思えないし,『U』だけですので3種類のどれがよいのか?この辺はちょっと考えなきゃいけません。

使用条件としては,時速200km/hを出したとしてもタイヤの回転は約1,800rpmとさほど高回転ではありません。
因みに一般的な交流のモーターは1,500rpm程度で回っています。
また,エンジンの中ではないので高温にさらされる事もなく,これらの条件はあまり考慮しなくても良さそうです。

ただ1点気になるのは,衝撃加重や旋回時にはスラスト荷重が,段差を乗り越えるようなときにはラジアル加重が結構かかることです。
こういった場合,あまりぴったりにクリアランスを設定せず多少クリアランスを大きめにするのですが,締め嵌めなのはアウターレース側のみで,しかも相手はアルミです。
クリアランスが減る要素があまりなく,そんなに気にしなくても平気そうです。


いや,ホントは計算の仕方があるんですけどね(-w-;


色々計算し始まると終らなそうなので割愛。
と言うか,結構計算どおりに行かなかったりする(苦笑

今までの感覚で行くと,クリアランスはCNで大丈夫そうです。
仮に使ってもC3までかと思います。

シールについては・・・ダストシールがあるのでLLBでも大丈夫そうな気がします。
しかし,水や砂埃のかかる場所なのと,以前交換したときに指でベアリング回して見た感じでは結構抵抗があり,雰囲気的にはLLUのようです。
また,LLUだとサイドシールが茶色になる(っていうのが多く,NSKとNTNはそうなんだって・・・知らなかった)ようで,外したベアリングは茶色でした。
逆に,高回転で使うわけではないので無理してLLBにする必要もないのかな?と。

そうなると,『6004LLU』『6004LLH』『6004LLUC3』『6004LLHC3』当たりかな?と。

この辺に当たりをつけ,もうちょっと検討して見る事にします。
さて,上手くいくかな?

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