2016年1月31日日曜日

ボルテックスジェネレーターの実験2

ボルテックスジェネレーターによるAZオフロード(ジムニー)の空力改善パート2です。
今回はフロントにボルテックスジェネレーターを追加してみました。


矢印の物が追加したボルテックスジェネレーターです。今回は棒状のものを追加しました。ちなみにこれ、ホームセンターで売ってるゴムクッション(両面テープ付き)を切ってつけただけです。(お値段300円弱) こんなのつけたら安っぽくなりそうな感じがしましたが、いじくり回すのが当たり前のこの車ではほとんど違和感がないように感じます。

ところで、こんなもの付けたらただの抵抗になるのではないか?と思われるかもしれません。かく言う私も抵抗になるんじゃないかと思ってたりします。しかし空力というのは分からないもので、こんな形でも意外と効果があるようです。実際にこんな感じのフロントコーナーを持つ車がいくつかあります。
たとえば日産のフラッグシップスポーツ。GT-R NISMO
フロントのコーナーを見てください。滑らかに受け流す形ではなく、段差のついたものになっています。この形状は、ここに空気がぶつかって後ろに流れた際に渦を発生し、フロントタイヤハウスでのダウンフォース発生および、車体の直進安定性を向上させます。見た目こそ違いますが、これはカナードと同じ役割を持っているのです。 これは新型プリウスのデザインにも使われています。
コーナーに段差なんて作らず綺麗に受け流すデザインの方が良いんじゃないの?って感じがしますが、ここで先に渦を作ってタイヤで発生する乱流を抑えているようで、結果的にボディ側面の空気の剥離が少なくなって抵抗の低減にもなるのだとか。

という訳でジムニーにもこれと同じ要領でボルテックスジェネレーターを追加して空力の改善を試みてみます。ちなみに車幅を超えないギリギリの位置についているので規定は問題なし。突起物としてみても、ゴム製でかなり柔らかいので問題はないはず。

果たしてどうなるのか?すぐに実験はできませんが、2月中には実験してお知らせしたいと思います。

実験の記事へ→

2016年1月29日金曜日

次期ジムニーの考察

※素人が次期ジムニーについて妄想を膨らませているだけですので深く考えずに読んでい頂ければ幸いです。

昨年末にジムニーがついに2018年にフルモデルチェンジされるという情報がリリースされましたね。20年ぶり3回目となるモデルチェンジ、次期ジムニーもロングライフを考えての開発になるはずなので、軽自動車と言えど、設計やデザインについて相当な気を使うでしょうね。ここで次期ジムニーがどんなものになるか自分なりに考え(妄想)てみました。

情報をリリースした日刊工業新聞によれば、他の軽自動車と差異化を図るために、「本格オフロードを継承する」さらに「原点回帰」とのこと。発表された内容はこれだけですが、本格オフロードという事はラダーフレームの採用はほぼ確実と言えるでしょう。サスもストロークを多くとれるリジットアクスル方式が濃厚ですね。ラダーフレーム採用とはいえ、前のフルモデルチェンジから18年も経っているのですから、より高剛性かつ軽量化されたフレームとなり、安全性も向上するでしょう。今のジムニーでギリギリ1tなので、950kg程にはなるでしょうか、原点回帰でもっと軽いものになる?
パワーユニットについて
次に気になるのがパワーユニット。エンジンはK6Aの後続に当たる現行のR06Aエンジン(ターボ付き)になるでしょう。車重がどれ程になるかわかりませんが燃費も20km/Lは超えるでしょうね。あとはこれにマイルドハイブリッドが付くかどうか、微妙な所ではありますが、トルクが必要とされるクロカン車だからこそ搭載される可能性もある?
エンジンレイアウトとそれに伴う駆動系ですが、本格オフロードとなると、駆動系の強度や重量配分を考えると現行と同じエンジン縦置きにFRベースの4WDとなる可能性が高いです。また、エンジンが縦置きとなると、必然的に長いノーズが必要となるので、スタイリングも従来のジムニーとほぼ同じになると考えられます。あと、最近出てきたスリップしたタイヤにブレーキを掛けて接地しているタイヤに駆動力をまわす電子制御がジムニーにも搭載されるのではないかと思います。この電子制御がLSDのような役割を果たすので、現行以上の走破性を期待できます。
スタイリングについて
スタイリングと言えば、最近のスズキ車はルーフのリアエンドを切り落としたように斜めにしていますね。アルトとか新たに発表されたイグニスとか
これがスズキのトレンドになるのだとしたら、ジムニーにもこのルーフエンドが採用されるかもしれません。ただ、現行のようにルーフレールの装着もあり得るので極端なカットはしないかも?(このスタイル個人的には結構好きなんですが)あと原点回帰ということはもしかしたらオープントップの復活もあり得る?
スタイリングで一番気になるのがスペアタイヤ。本格オフロード継承と行っても、スペアタイヤの存在はオフロード走行に直接かかわってくるものではないので、取り外される可能性がなきにしもあらず。私としてはリアにスペアタイヤが付いていた方がかっこ良いと思っているのでぜひ付いてると嬉しいんですが.....まあこれに関しては、仮に外されてしまったとしてもアフターパーツで取り付けるブラケットが出てきそうですね。 もうひとつスタイリングの事で付け足すと、ドアについてですが、あのデカいタイヤサイズや、走破性を考慮したタイヤ前後位置を考えると、新型でもやはり3ドアになるかな?と思います。頑張れば5ドアに出来そうな感じもしますが。ボディ強度を考えるとやはり5ドアは現実的ではないかなって思います。
ミッションについて
本格オフロードなのでローレンジを備えたミッションとなることは確実です。気になるのはローレンジのギア比。現行のJB23モデルはさらに先代のJAモデルよりもギア比が高く、クロカン走行においてJAモデルに少し遅れをとっています。"原点回帰"といことは、JAやSJモデルのように再びギア比を下げたものになるかもしれません。また、ローレンジのギアの存在を考えると、AT車でのミッションがCVTになる可能性はないと思います。ミッションを載せるときに極力MTとの互換性をなくしたいでしょうし、現状のトルコンにロックアップ機能が付いたものになるか、MTにオートギアシフトを追加したタイプのどちらかになると思われます。既に新型アルトワークスでATに5速オートギアシフトが採用されてますが、もしこれと同じようなミッションがジムニーにも積まれたらATでもかなり楽しい車になるんじゃないかと思います。

次期ジムニーに関する妄想をいろいろと書いてみました。次期ジムニーの予想についてまとめてみると
・ラダーフレームにリジットアクスルサス
・R06Aエンジン(ターボ付き)縦置きFRベース4WD
・マイルドハイブリッド(微妙)
・グリップ(トラクション)コントロールによる走破性の向上
・新スタイリングとオープントップの復活
・スペアタイヤの有無
・3ドア
・先代並のローギア
・ATには5速オートギアシフト
となります。

はたして次期ジムニーはどんなものになるのか?2年後が楽しみです。

2016年1月22日金曜日

ターボパイプの大径化の実験

AZオフロードのターボパイプをより大径の物に交換したらどう特性が変化するか?気になったので実験してみました。

内径Φ47mm、外形Φ50mmのかなりデカいステンレスパイプ、元はマフラー用のパイプです。
異径シリコンホースを使って接続します。
前はアルミだったのでノコギリでカットしましたが、ステンレスなので丸鋸でカット。


今装着しているΦ34mm(内径30mm)との比較。かなり太いのが分かるかと思います。
面積比で約827mm2 、2倍近く面積が大きくなっています。
装着します。
ぶっといのでかなり装着に苦労しました。

大径化によってどのような変化が起こるのか?考えられるメリットデメリットを色々と上げてみます。
考えられるメリット
・パイプでの抵抗が減り、ブーストがかかり始めるまでのレスポンスが良くなる。
・体積の増大によってインテークチャンバーのように振る舞い、低速のレスポンスが良くなる(間にインタークーラーを挟むため効果はかなり薄い)
・流速が低下することで、パイプ内でわずかに空気が冷却される
考えられるデメリット
・パイプ内で段差ができたことによって乱流が発生しやすくなり、吸気効率が低下、逆に低回転時のレスポンスが悪くなる。
・体積の増大によって圧縮に若干時間がかかる。
その他
・変化なし(メリットとデメリットが打ち消しあってしまう)

走ってみた結果、これと言って変化は感じられませんでした。正直、デメリットの方が強く出るかな?と思ってましたが何ともなかったので安心しました。まあ結局何も変わってないんですが。
ただ、吸排気系は前後のパーツが変わることで相乗効果を得られることも多いので、他のパーツを変更したときに変化が大きく出るかもしれません。あと、まだ街乗りだけなので3000より上は確かめてないので、また高速を走った時に追ってレポートしたいと思います。

2016年1月16日土曜日

3Dプリンタでエアーファンネルの試作

AZオフロード(ジムニー)の吸気口を見てて思ったのですが、あれって結構抵抗ありそうですよね。エアクリーナー下側に入口があってそこにパイプが繋がれ、上に伸びたら横に曲がってそこから下向きに向いてようやく吸気口。なぜあんなに曲がりくねったものになっているのか。
もちろんメーカー側も無意味なパーツをわざわざ付けたりはしないはずなので、何か意味があって着いているはず。(オフロード走行時に水や埃を吸いにくくするため?エンジンの熱気が来ないとか?)

あのパイプを外してしまえば吸気抵抗が減ると思いますが、それはあまり得策ではありません。そこで、吸気口にエアーファンネルを設置して、通常の機能を保ちつつ、吸気量の向上を試みます。

いつも通りCGソフトでモデルを作って3Dプリンタで出力。


外側までカールさせるいわゆるカールファンネル。3Dプリンターで出力したため、わずかな段差が出来てしまうのが痛いところ。PLA樹脂なのでヤスリ掛けしても中々滑らかにできない…。とりあえずバリだけとって塗装してそれっぽくしました。


段差だらけで効果があるのか微妙ですが、とりあえず装着してみます。

ついでに、はねた水が入ってこないようにタイヤハウスに開いていた穴はアルミテープでふさいでおきました。

さっそく走行テストしてみたんですが、「ん?ちょっとレスポンスが良くなった?」気のせい?ただのプラシーボ効果?一度外して再度走行してみる。「あれ?ちょっと鈍くなった?」 再び付けて走る。「あ、鈍くなくなった」

どうやら、わずかですが効果が出ているようです。ターボが効き始めるあたりからの吹け上がりが若干良くなり、レスポンスが向上、加速が若干スムーズになりました。正直、結構以外です。もっと表面を滑らかに仕上げたら結果がもう少し変わるかもしれません。 やはり、この形状は伊達ではないようです。仕上げもですが、サイズやテーパー角を最適化すればもっと良くなるかもしれないですが、これはひとまずこのままにしておきます。

AZオフロードをいろいろと弄ってきましたが、そろそろスープアップ系に手を出していきたいですね(お金ないですけど)

2016年1月12日火曜日

スペアタイヤブラケットのボルト延長

ジムニー、もしくはAZオフロード乗りの人なら知らない人の方が少ないであろう純正スペアタイヤブラケットの問題。そうです。純正のスチールホイールしか装着できないという問題です。パンクなんて滅多に起こるものでもないですが、いざパンクになったりした時に4人乗っていたりしたら、タイヤか人を一人降ろさなくてはいけません。それは困ります。

アピオやタニグチから車外ホイールにも対応したタイヤブラケットが出ていますが、いずれも1万円台と、スペアタイヤの為だけに買うにはちょっと高い。5000円前後の安い商品もあるものの、残念ながら車検非対応。そして見つけたのが、ワイルドグースの純正ブラケットのボルトを延長する商品。これなら純正に取り付けるだけなので車検も問題なし。だがボルトやナットのみで5000円前後の値段です。

これ、自分でボルトとナットを調達した方が安いんじゃ?という事で付近のホームセンターを探し回る。が……M12で1.25ピッチのいわゆる細目ボルトや高ナットは一般的な規格ではないために中々売っていない…(あるにはあるのですが、全長40mmと長さが足りない)
めげずにネットでも探してようやく見つけて買ったのがコレ。

M12 1.25ピッチ 60mm 全ネジ クロメートメッキ
M12 1.25ピッチ 30mm 高ナット 生地

これだけですが、送料込み2300円。(珍しい規格だと相場はこんなものなのか?)とはいえ、比較的には安く済んでいるので良しとしておきます。これを使ってボルトを延長しますが、頭が邪魔なので切り落とします。
ボルト同士を繋ぐために高ナットを着けます。
ここは緩めることが無いので、ロックタイトを使って強力に固定しておきました。
ブラケット側のボルトに取り付けますが、この高ナットは生地、つまりメッキされていないので錆止め塗装が必要です。せっかくなのでブラケットごとシャシーコートで塗装。
 
高ナット部分はタッチペイントでさらに塗り重ねます。塗り残しが分かりやすいように赤で塗りました。
これで準備OK

純正アルミホイール取り付け。
やはりアルミホイールにするだけでもルックスが変わりますね!(タイヤカバー型収納ケースは改修の為、取り外し中です。) ちなみにそのままつけると下側が車体側に傾いてしまうので、ワッシャー等を挟んで傾きを調整してます。
60mmの延長でギリギリ取り付けできる感じです。

他に購入したナットやワッシャーを含めても3000円以下に出費を抑えることができました。おそらくですが、これ以上に安い方法はないものと思われます。
ところで、このタイヤは夏タイヤとして履いていたものをひっぱり出してきたものなのですが、これだと一本だけ紫外線等で劣化が早まってしまうので、別にスペアタイヤを用意してつけたいところ。

スペアタイヤブラケットの改良→

2016年1月11日月曜日

自作デイライトの取り付けとプチモディファイ

ここ数年で車のフロントに昼間にブルーないしホワイトのデイライトを点灯させた車を見かけるようになりましたね。最初見たときはただの装飾か?と思ってましたが昼間の視認性向上に貢献しているようで、実際に効果はあるようです。そんなわけで私もデイライトを取り付けることにしました。

と、その前に一つ

AZオフロード(ジムニー)の見た目どう思いますでしょうか?車のデザインというのは人によって好き嫌いが分かれるので正解なんてありませんが、少なくとも私はこのデザインとルックスをとても気に入っています。この車が好きな理由の一つです。
だがしかし、私はこの車のデザインにおいて、一か所だけ違和感を感じる部分があるのです。

それはここです。


グリルとナンバープレートの間にあるスリット状のエアインテーク、ラジエター冷却のために開いているのですが、この穴が私的にはとても微妙なのです。何というか、いまいち締まらないというか、髭っぽいというか…… 要するに、この穴を塞ぎたいわけです。

そこで、この穴を塞ぐパネルにデイライトを取り付けて、同時にプチモディファイも行うことにします。

デイライトは自作します。ライトには青色の高輝度LEDを使用。
最大50mAで8.4カンデラの明るさです。これを8つ使用します。電源は12vですが、少し余裕を持たせて220Ωの抵抗をかませておきます。
点灯テスト
高輝度型だけあって中々明るいです。
LEDの取り付け方法ですが、防水対策なども考えないといけません。なるべくお金をかけたくないので、家に転がってるもので使えそうなものを探して見つけたのがこれ
アルミのチャンネルバー、防水に加えて放熱性も確保しなければならないことを考えると、これがベストという事になりました。これにこんな感じで穴を開けます。
ここにLEDを裏側からはめ込み、ホットボンドを流し込んで絶縁、防水対策とします。
交換性が悪いのが難点
これを一つのユニットとしてパネルとなるものに取り付けます。パネルには1.5mmのアルミ板を使用。これにデイライト用の穴を開けていきます。
フライスで加工
取り付ける場所がフロントなので、LED保護のための透明な樹脂板(アクリル)を取り付けておきます。
デイライトのユニットはこんな感じで取り付けます。

点灯テスト
うおまぶしっ
かなり明るいです。最大光度より少し押さえてあるので60カンデラくらいでしょうか、ここまで明るくなくてもいい気が… それと一つ問題が、20分ほど連続点灯をしてみたところ、ユニットのアルミが結構温かくなっていました。触れないほどではないのですが、夏場での使用等も考えるともう少し出力を押さえた方がいいですね。

新たに130Ω分の抵抗を加えてテスト、ユニットはもうホットボンドで埋めてしまったので全体の方に取り付けました。
少し暗くなりましたが、それでも十分な明るさです。30分ほど動作テストしましたが、発熱は殆どなし、この仕様で行きます。仕様が決まったので完全にホットボンドで埋めます。
あまり意味がないと思われますが、アルミ板をカットしてリフレクターも取り付け。(すぐくすみそう)


点灯させるスイッチは純正フォグランプの隣にフリーのスペースがあるのでそこを使います。
ダミースイッチを取り外して同サイズの樹脂板(塩ビ)を端材から切り出し。
少し装飾してスイッチを取り付けました。(ちなみに部品のほとんどは秋月電子で購入)
電源はヒューズボックスのアクセサリ電源から取ります。
アクセサリ電源(シガー)のヒューズを取り外し、コードを接続してヒューズ電源としました。ヒューズ電源にも別にヒューズを入れるのですが、こちらは自己復帰可能なポリスイッチを使いました。
通常500mA、1Aになると遮断します。 取り付けはヒューズケースを流用。
マイナス側(アース側)ですが、運転席下、ステアリング右側に使われていないアースポイントがあるのでこれを使います。(ヒューズボックスの近く)
スイッチはこんな感じになります。(ゴム系接着剤で固定しました)
デイライトから車内への配線の引き込みですが、エンジンルーム左奥の穴が使われていないのでそこを使います。キャップに小さな穴を開けて通し、なるべく車内に熱を入れないようにします。
パネルはバンパーに穴を開けてボルトで固定します。

完成です。


少し顔つきが変わって自分好みになりました!デイライトも程よい明るさで他車からの視認性向上が期待できそうです。

装着前はこんな感じです。


ところで、エアインテークを塞いでしまったのでラジエターに当たる風の量が減るのでは?と思われるかもですが、以前のグリルのメッシュ化によって、グリル部分での空気の取り入れ量が増えたので、さほど変わりがないと思われます。
純正グリル。 実は結構穴でふさがっています。

小さな穴を塞いだだけですが、フロントは一番空気の影響を受けるので、結構空力が変わってるかもしれませんね?

車検に引っかかりました→