(仮題)GRPでエンジンの有効回転数の下限が拡張されるなぞ(1)
サブタイトル:クランクのメタル部分で何が起きているのか?
(妄想爆発モードで、作成中なのです)
バイク、車のエンジンのほとんどはレシプロエンジンです。
レシプロエンジンはピストンの往復運動をクランクで回転運動に変換して駆動輪を回す力とします。燃焼圧力はピストンを押しコンロッドを経由してクランクに伝わり回転運動となります。
コンロッドとクランクの接触面にはフローティングメタルが使用されています。
薄い金属板であるメタルはコンロッドのビッグエンドとクランクの間で
オイルに浮いてベアリングの役目を果たします。(流体潤滑)
油膜切れで直接触となっても焼き付かない/にくいように
クランクやコンロッドに使用されている金属と合金を作りにくい/作らない
柔らかい金属素材でできています。クランクのプレーンベアリングは圧送される油圧により浮いています。
ピストンからコンロッドを経由して伝わる燃焼圧力にも耐えなければなりません。プレーンベアリング周りのオイルは圧力で潰され隙間から「ぐじゅ」と逃れることで
衝撃的な圧力を受け流します。
力が大きくなれば辛いのは一緒なのですが、
力が「どん!」と瞬間的に掛かる場合と
「じんわり」とゆっくり掛かる場合とでは、その意味合いが違ってきます。高回転域では往復部分に発生する加速減速Gのためメタルに大きな圧力が掛かります。
それは燃焼圧力により発生する極圧より大きいのですが、
滑り軸受けとして機能する回転域なので大丈夫なのです。
油膜がきれる暇が無いのです。(妄想)
金属面が弾性変型して接触する部分も回転により極めて短時間で交代してゆきます。
ただ発生しているエネルギーそのものは高回転時の方が大きいので、
本格的な金属接触が起きれば連鎖的に反応しいっきに焼きついてしまいます。注射器(古典的な竹筒水鉄砲でも可)に水を入れて押し出す時
ゆっくり動かせばたいした力はいらないのですが、
ある程度素早く動かそうとするとやたら大きな力が必要となるように、
ゆっくりと大きな力を加えられると持ちこたえられないのです。隙間のオイルは出尽くし、オイルに浮いた状態から直接接触に近付きます。
流体潤滑から弾性流体潤滑への移行です。滑り軸受けは滑らないと辛い、、、
つまり適当な速度でクランクが回っていないと油膜がうまく働いてくれないのです。
あまり極端な低回転では潤滑の働きが質的変化をしてしまい、
ある一定回転を割り込むとフリクションがどんと増えるのです。(私の妄想)回転が無い(小さい)状態で燃焼圧力を受けると、
うまく滑って(回って)いないので圧そのものは比べれば小さくても
油膜が持ちこたえられず、金属接触が起ります。
そうゆう領域に入るとフリクションは一気に増大します。
潤滑のメカニズムに質的変化がその時訪れるのです。その時の状態はエンジン低回転時のノッキング(カーノック、スナッチともゆう)として
がたがた不快に揺れることで、体感できます。燃焼圧力を受けたピストンがすっと下がればノッキングは起きないのです。
すっと下がってくれないから「がくがく」するのです。
どうしてすっと下がらないのかというと、
一定の回転数を割り込むとクランク(メタル)部分のフリクションが
いっきに増大してしまうからなのです。GRPは極圧能力に優れています。
上記のような条件下の、油膜による滑り潤滑がまともに期待できない領域で本領を発揮し、
フリクションが急激に発生しだす回転数をうんと下げてくれます。
体感的には、低回転域でのネバリが出て、エンストしにくくなるという変化となって表れます。
そういう状態を「エンジンの有効回転数の下限が拡大される」と私は表現しています。トルクコンバーターを使ったAT車ではそういった低回転領域が酷使されることは通常おこらないので、その変化に気づきにくいようです。
MT車ではエンジンの下限領域の拡大はわかりやすいです。
特に低速でがくがくしやすいMT車/バイクの人はGRP使用後すぐに気づかれる部分だと思います。とりあえずです。工事中 その2へ