１１０エンジン私的ウンチク
＜この期に及んでアドレス１１０に関しての私的ウンチク・・・＞
ココから先は、今回のエンジン分解で色々とアドレス１１０のエンジン
（主にシリンダー）に関して判ってきた事（勝手に思い込んだこと？）
があるので、記述してみようかと・・。
やたらと長い上に、あくまでも私の勝手な主観と妄想、過去の記憶や
作成書類から考察した事なので、間違えだらけ＆嘘っぱちかも知れません。
覚悟の上、閲覧して下さい。（苦笑）
耐えられなさそうな人
↓↓↓
←エンジンＯ／Ｈに戻ります。
←プロジェクトのメニューに戻ります。
間違っているところ、もしくは、「そうじゃなくてこうじゃない？」って所、
ありましたら、余生の糧としたいので、教えて頂けると嬉しいです・・・。
・ノーマルのポートタイミング？
先ず最初に、サービスマニュアルを手に入れたことにより、
ノーマルのポートタイミングが判りました。
果たして本当なのか？
実際に計って見ることにしました。
＜結果＞
- 記載値 実測 排気 開き BBDC 81° 81° 閉じ ABDC 81° 81° 掃気 開き BBDC 59° 57° 閉じ ABDC 59° 57°
言う結果でした。
掃気のタイミングがマニュアル値より少し遅れています。
シリンダーＴＯＰからポートまでの距離で言うと約0.7ｍｍ
の差と言った所です。
まあ、製造上の誤差・・・という所でしょうか・・・。
2ストロークエンジンの排気ポートはＡＴＤＣ90°位から
開き始めるのが理想の様ですが、スクーターは用途や
駆動系（ベルトの発熱等）への負担から、
低回転で扱い易いエンジンにする為、
それなりのポートタイミングになっているようです。
ちなみに、エンジンＯ／Ｈで使用したＫＩＴＡＫＯシリンダーや
ＲＳ１２５のシリンダーを搭載した場合はこうなります。
＊ＲＳ１２５は15ｍｍのベースアダプタ使用の場合
- 記載値 実測 ｷﾀｺSTD ｷﾀｺ改 RS125 排気 開き BBDC 81° 81° 82° 89° 96° 閉じ ABDC 81° 81° 82° 89° 96° 掃気 開き BBDC 59° 57° 51° 62° 60° 閉じ ABDC 59° 57° 51° 62° 60°
肝心なＯ／Ｈで使用のキタコシリンダーは「キタコ改」です。
排気ポートのタイミングがＡＴＤＣ90°に近づくようにしてみました。
結構、高回転のエンジンになってしまうと思います。。。。
（ノーマルマフラーで走らなかったら、社外チャンバー覚悟・・）
「キタコＳＴＤ」は購入した状態の未加工品の実測データです。
掃気ポートがトンでもなく遅れていますね・・・。
ちなみに、表はＢＢＤＣ（下死点前）基準となっているので、
数値が大きいほど早いタイミングになります。
表には出ていませんが、リンクにあります、
カローラさん運営の「あどれす屋」様から参考にさせて頂いた、
オートボーイ製のシリンダーの寸法（32.4ｍｍ）を見ますと、
ＢＢＤＣ86°辺りのタイミングの様です。
グラフだとこんな感じです。
＜排気＞
＜掃気＞
もっぱら、Ｗｅｂ上などでささやかれているキタコシリンダーの
掃排気のポートタイミングの遅れですが、表やグラフを見る限りでは
ノーマルと大差がありません。（実測ではノーマルよりも若干早い）
何故でしょう？ コレのカラクリはピストンにありました。
キタコのピストンは、上死点に来たときにピストンＴＯＰの位置が
ノーマルピストンに比べて1.5ｍｍ程低く、
当然ながらクランク軸角で換算すると、ポートが
開き始めるタイミングは、ピストンＴＯＰが低い分、早くなるのです。
表中の計算は、全てピストンＴＯＰからポート位置までの計算で
行っています。（ノーマルはシリンダーＴＯＰより約0.5ｍｍマイナス）
・クランク軸角とポート位置の関係？
では、私がどの様にポートの寸法よりクランク軸角を求めたか？
と言いますと、エンジンをバラす前にクランク軸に分度器をセットして、
排気ポートを覗きながらピストンの動きを見て・・・・。
なんて、機械的な事はやっていません。
これまた性懲りも無く厄介な計算を用いています。
一見、ピストンストロークの52.2ｍｍをクランク半周の180°で割れば、
クランク軸角１°辺りのストローク量が判ると思い勝ちですが、
そうは簡単に行きません。
円周の回転運動を、コンロッドを経てスライド運動に変えた際、
上死点から下死点へクランクが反転する180°の間では、
角度によって１°辺りのスライド量が違うのです。
上死／下死点付近では１°辺りのスライド量は少なく、
Ａ／ＢＴＤＣ９０°付近では１°辺りのスライド量は大きくなります。
また、ピストンとクランクを繋ぐコンロッドの長さによっても
この辺の数値は変化します。
↓↓こんな感じです。
同じ９０°でも、コンロッドの長さが違うだけで、
小端の位置が違いますね。
その為、計算は、皆さんが昔（今も？）数学の授業で教わった、
苦手であろう三角関数（ｓｉｎ/ｃｏｓ/ｔａｎ）の応酬となります。
↑私は凄く苦手です。
昔、ＨＩ−ｕｐＲでノーマルスクータークラスのレースに参戦していた頃、
友人が改造無制限のクラスにエントリーしており、
よくマシンのチューニングを二人で考えていました。
当時（１０年くらい前）はお金も無かったので、、
ポートの加工は自分。
チャンバー作成は友人の親父さん作の自作。
チャンバーの設計（長さ＆太さ）やポートの寸法は自分たちで
設計となるのですが、そこで必要だったのが、
ポートのタイミングとクランク軸の角度だったのです。
いちいち、新規で計算式を考えるのも面倒なので、（って言うか無理）
昔作った書類を探して見ると、見事に黄色く変色した
ノートが出てました・・・。ラッキー・・・。
（多分、公式は友人が作った物・・・私には数学力がないので・・）
それを基に文明の力、パソコンを使い、「Ｅｘｃｅｌ」で自動計算表を
作成してしまいました。
これからは楽になります。（今後使うか判りませんが・・）
その結果が下記になります。
入力 ｸﾗﾝｸ半径 26.1 コンロッド長 105 軸ズレ 0 出力 ストローク 52.2
クランクの半径 ＝ ストロークの半分の数値
*クランク軸を中心に三角関数を使用して行くので
直径ではなく半径になります。
コンロッド長 ＝ コンロッド大端/小端の軸芯間
軸ズレ ＝ スライドのラインとクランク軸芯とのズレ量
ストローク ＝ 半径×２の自動計算です。
です。
これらを入力すると、クランク軸角とシリンダーＴＯＰからの
数値が計算される様にしました。
ｸﾗﾝｸ軸角（°） ｼﾘﾝﾀﾞｰ
TOP-STD
（ﾏﾆｭｱﾙ）STD
（実測）ｷﾀｺSTD ｷﾀｺ改 RS125 ATDC/
BＴDCABDC/
BBDC（mm） 排気 掃気 排気 掃気 排気 掃気 排気 掃気 排気 掃気 0 180 0.00 - - - - - - - - - - 1 179 0.00 - - - - - - - - - - 2 178 -0.02 - - - - - - - - - - 3 177 -0.04 - - - - - - - - - - 4 176 -0.08 - - - - - - - - - - 5 175 -0.12 - - - - - - - - - - 6 174 -0.18 - - - - - - - - - - 7 173 -0.24 - - - - - - - - - - 8 172 -0.32 - - - - - - - - - - 9 171 -0.40 - - - - - - - - - - 10 170 -0.49 - - - - - - - - - - 11 169 -0.60 - - - - - - - - - - 12 168 -0.71 - - - - - - - - - - 13 167 -0.83 - - - - - - - - - - 14 166 -0.97 - - - - - - - - - - 15 165 -1.11 - - - - - - - - - - 16 164 -1.26 - - - - - - - - - - 17 163 -1.42 - - - - - - - - - - 18 162 -1.59 - - - - - - - - - - 19 161 -1.77 - - - - - - - - - - 20 160 -1.95 - - - - - - - - - - 21 159 -2.15 - - - - - - - - - - 22 158 -2.36 - - - - - - - - - - 23 157 -2.57 - - - - - - - - - - 24 156 -2.79 - - - - - - - - - - 25 155 -3.03 - - - - - - - - - - 26 154 -3.27 - - - - - - - - - - 27 153 -3.52 - - - - - - - - - - 28 152 -3.77 - - - - - - - - - - 29 151 -4.04 - - - - - - - - - - 30 150 -4.31 - - - - - - - - - - 31 149 -4.59 - - - - - - - - - - 32 148 -4.88 - - - - - - - - - - 33 147 -5.18 - - - - - - - - - - 34 146 -5.48 - - - - - - - - - - 35 145 -5.79 - - - - - - - - - - 36 144 -6.11 - - - - - - - - - - 37 143 -6.44 - - - - - - - - - - 38 142 -6.77 - - - - - - - - - - 39 141 -7.11 - - - - - - - - - - 40 140 -7.46 - - - - - - - - - - 41 139 -7.81 - - - - - - - - - - 42 138 -8.17 - - - - - - - - - - 43 137 -8.53 - - - - - - - - - - 44 136 -8.90 - - - - - - - - - - 45 135 -9.28 - - - - - - - - - - 46 134 -9.66 - - - - - - - - - - 47 133 -10.05 - - - - - - - - - - 48 132 -10.44 - - - - - - - - - - 49 131 -10.84 - - - - - - - - - - 50 130 -11.24 - - - - - - - - - - 51 129 -11.65 - - - - - - - - - - 52 128 -12.07 - - - - - - - - - - 53 127 -12.48 - - - - - - - - - - 54 126 -12.90 - - - - - - - - - - 55 125 -13.33 - - - - - - - - - - 56 124 -13.76 - - - - - - - - - - 57 123 -14.19 - - - - - - - - - - 58 122 -14.63 - - - - - - - - - - 59 121 -15.07 - - - - - - - - - - 60 120 -15.51 - - - - - - - - - - 61 119 -15.96 - - - - - - - - - - 62 118 -16.41 - - - - - - - - - - 63 117 -16.86 - - - - - - - - - - 64 116 -17.31 - - - - - - - - - - 65 115 -17.77 - - - - - - - - - - 66 114 -18.23 - - - - - - - - - - 67 113 -18.69 - - - - - - - - - - 68 112 -19.15 - - - - - - - - - - 69 111 -19.61 - - - - - - - - - - 70 110 -20.08 - - - - - - - - - - 71 109 -20.54 - - - - - - - - - - 72 108 -21.01 - - - - - - - - - - 73 107 -21.48 - - - - - - - - - - 74 106 -21.95 - - - - - - - - - - 75 105 -22.42 - - - - - - - - - - 76 104 -22.89 - - - - - - - - - - 77 103 -23.36 - - - - - - - - - - 78 102 -23.82 - - - - - - - - - - 79 101 -24.29 - - - - - - - - - - 80 100 -24.76 - - - - - - - - - - 81 99 -25.23 - - - - - - - - - - 82 98 -25.70 - - - - - - - - - - 83 97 -26.17 - - - - - - - - - - 84 96 -26.63 - - - - - - - - ○ - 85 95 -27.10 - - - - - - - - - - 86 94 -27.56 - - - - - - - - - - 87 93 -28.02 - - - - - - - - - - 88 92 -28.48 - - - - - - - - - - 89 91 -28.94 - - - - - - - - - - 90 90 -29.40 - - - - - - - - - - 91 89 -29.85 - - - - - - ○ - - - 92 88 -30.30 - - - - - - - - - - 93 87 -30.75 - - - - - - - - - - 94 86 -31.20 - - - - - - - - - - 95 85 -31.64 - - - - - - - - - - 96 84 -32.09 - - - - - - - - - - 97 83 -32.53 - - - - - - - - - - 98 82 -32.96 - - - - ○ - - - - - 99 81 -33.40 ○ - ○ - - - - - - - 100 80 -33.83 - - - - - - - - - - 101 79 -34.25 - - - - - - - - - - 102 78 -34.68 - - - - - - - - - - 103 77 -35.10 - - - - - - - - - - 104 76 -35.51 - - - - - - - - - - 105 75 -35.93 - - - - - - - - - - 106 74 -36.34 - - - - - - - - - - 107 73 -36.74 - - - - - - - - - - 108 72 -37.14 - - - - - - - - - - 109 71 -37.54 - - - - - - - - - - 110 70 -37.93 - - - - - - - - - - 111 69 -38.32 - - - - - - - - - - 112 68 -38.70 - - - - - - - - - - 113 67 -39.08 - - - - - - - - - - 114 66 -39.46 - - - - - - - - - - 115 65 -39.83 - - - - - - - - - - 116 64 -40.20 - - - - - - - - - - 117 63 -40.56 - - - - - - - - - - 118 62 -40.91 - - - - - - - ○ - - 119 61 -41.26 - - - - - - - - - - 120 60 -41.61 - - - - - - - - - ○ 121 59 -41.95 - ○ - - - - - - - - 122 58 -42.29 - - - - - - - - - - 123 57 -42.62 - - - ○ - - - - - - 124 56 -42.95 - - - - - - - - - - 125 55 -43.27 - - - - - - - - - - 126 54 -43.59 - - - - - - - - - - 127 53 -43.90 - - - - - - - - - - 128 52 -44.20 - - - - - - - - - - 129 51 -44.50 - - - - - ○ - - - - 130 50 -44.80 - - - - - - - - - - 131 49 -45.09 - - - - - - - - - - 132 48 -45.37 - - - - - - - - - - 133 47 -45.65 - - - - - - - - - - 134 46 -45.92 - - - - - - - - - - 135 45 -46.19 - - - - - - - - - - 136 44 -46.45 - - - - - - - - - - 137 43 -46.71 - - - - - - - - - - 138 42 -46.96 - - - - - - - - - - 139 41 -47.20 - - - - - - - - - - 140 40 -47.44 - - - - - - - - - - 141 39 -47.68 - - - - - - - - - - 142 38 -47.90 - - - - - - - - - - 143 37 -48.13 - - - - - - - - - - 144 36 -48.34 - - - - - - - - - - 145 35 -48.55 - - - - - - - - - - 146 34 -48.76 - - - - - - - - - - 147 33 -48.96 - - - - - - - - - - 148 32 -49.15 - - - - - - - - - - 149 31 -49.34 - - - - - - - - - - 150 30 -49.52 - - - - - - - - - - 151 29 -49.69 - - - - - - - - - - 152 28 -49.86 - - - - - - - - - - 153 27 -50.03 - - - - - - - - - - 154 26 -50.18 - - - - - - - - - - 155 25 -50.34 - - - - - - - - - - 156 24 -50.48 - - - - - - - - - - 157 23 -50.62 - - - - - - - - - - 158 22 -50.76 - - - - - - - - - - 159 21 -50.88 - - - - - - - - - - 160 20 -51.01 - - - - - - - - - - 161 19 -51.12 - - - - - - - - - - 162 18 -51.23 - - - - - - - - - - 163 17 -51.34 - - - - - - - - - - 164 16 -51.44 - - - - - - - - - - 165 15 -51.53 - - - - - - - - - - 166 14 -51.61 - - - - - - - - - - 167 13 -51.70 - - - - - - - - - - 168 12 -51.77 - - - - - - - - - - 169 11 -51.84 - - - - - - - - - - 170 10 -51.90 - - - - - - - - - - 171 9 -51.96 - - - - - - - - - - 172 8 -52.01 - - - - - - - - - - 173 7 -52.05 - - - - - - - - - - 174 6 -52.09 - - - - - - - - - - 175 5 -52.13 - - - - - - - - - - 176 4 -52.15 - - - - - - - - - - 177 3 -52.17 - - - - - - - - - - 178 2 -52.19 - - - - - - - - - - 179 1 -52.20 - - - - - - - - - - 180 0 -52.20 - - - - - - - - - -
表でも判ると思いますが、クランク角９０°（Ａ／ＢＴＤＣ：Ａ／ＢＢＤＣ）
では、ストローク（52.2ｍｍ）の半分になっていません。
これは先ほど述べたコンロッドの長さの関係の仕業なのです。
この表を見ながら、サービスマニュアルに記載されているデータと
ノーマルの実測値を比較すると、ほぼ合致するので
計算は大凡間違いではないと安心しました・・。
この表を基に、ＡＴＤＣ９０°付近で排気ポートが開くように
キタコシリンダーの加工を行いました。
・ノーマルマフラーのピークパワー？
ところで、ノーマルマフラーのピークパワーってどの位の
回転数なのでしょうか？
コレには、掃気ポートと排気ポートの開閉タイミングが大きく
関係しているのですが、カタログデーターにある
最大出力（7.4ｋｗ/6,000ｒｐｍ）っていうのは本当なのでしょうか？
ノーマルシリンダーや、ポートのタイミングを同じにした現在使用の
のキタコシリンダーで、色々とＷＲのセッティングをしているうちに、
ノーマルマフラーではエンジンの一番おいしい所が7,000ｒｐｍ付近に
なる事が判りました。
果たして、どうやったらツジツマが合うのでしょうか？
チョット、自作チャンバーを作っていた頃の計算式を使って
計算して見ました。
２ストロークエンジンは、４ストロークエンジンの様に
排気のバルブが無い変わりに排気ポートから吐き出した
排気ガスを、一度チャンバーで反転させ排気ポートに圧力を
かけることでバルブを閉じるのと同じ原理を生み出しています。
排気ガスは一つの音波みたいな物です。
音波は常温（ココでは15℃として考えます）で１秒で約340ｍ進みます。
音速ってヤツですね。
音速と言うのは温度により進む速度が違うらしく、
温度が高いほど、速くなります。
この音速を使って計算していきます。
音速を求める公式は
Ｃ＝331+（0.6×Ｔ）
Ｃ＝音速（ｍ）
Ｔ＝気温（℃） だそうです。
ちなみに、常温１５℃では
Ｃ＝331+（0.6×15）＝340です。
排気ガスの温度は、750℃とか700℃とかそのくらいだと思いますが、
チャンバーを往復している間に冷却されるはずなので、
250℃とか200℃位まで落ちるのでは？と思います。
（計ったことありませんが・・・）
昔のノートを見ると、排気温は平均300℃で考えていたみたいです。
（きっと当時も根拠は無いと思いますが・・・）
そこで、11000回転で同調が取れるチャンバーを設計した際の
計算を考えてみます。
１分で11000回転
１秒で11000/60＝183.3回転
１回転辺り 1/183.3＝0.005455秒
排気ポートの開放角度が180°だと、一回転360°なので
一回転辺りのポート開放率は180/360*100＝50％＝0.5となる
回転数11000でポートの開放角が180°だと、
一回転辺りの時間/一回転辺りのポート開放率で
0.005455秒／0.5＝0.002727
一回転辺り0.002727秒ポートが開いている事になる。
掃気ポートが排気ポートの約60%の時間開いている考えだと、
40％が、掃気ポートが閉じて排気ポートが開いている状態になります。
ピストンが圧縮工程に入り吸気ポートが閉じてから
排気ポートが閉じるまでは、40％の半分となり、
排気ポートが開いている時間の全体の1/5（20％）になります。
この1/5の区間は、新気充填後、まだ排気ポートを開いている状態で、
この間に折角充填した新気が排気ポートから出て行ってしまっては
ロスになってしまいます。
そこで圧縮工程時に排気ポートから新気が漏れないようにする為、
チャンバーからの戻し圧必要になってくるのです。
ですので、単純に計算すると、チャンバーは、排気ポートが
開いている時間の4/5が負圧、1/5が正圧になるように
設計すれば良いことになります。
つまり、排気ポートが開いている全時間の4/5で排気が
跳ね返って来れば良い事になります。
ポートの全開時間の4/5、
すなわち0.002727秒/0.80 ＝ 0.0021816秒
で排気が跳ね返るチャンバーを作れば良いのです。
平均の排気温度を300℃と考えた場合、
音速は511m／１秒 なので
ポートの開放時間の4/5 0.0021816秒で排気が進む距離は
511m*0.0021816秒＝1.1147976mとなります。
排気ポートから排出されて、チャンバーで跳ね返ってくるには
往復で1.1147976mの距離が必要になることになります。
なので、反射波の発生するコンバージェットコーンまでの距離は
1.1147976mの半分＝0.5573988mとなります。
ポートの開放角180°で掃気の開放がその60％とすると
11000回転で同調を取るならば55ｃｍ付近に
コンバージェットコーンが来るようにチャンバーを
作成すれば良い訳です。
この式を、アドレス１１０に割り当てて見ました。
ノーマルマフラーのシリンダー側のフランジから
細い金属メジャーを突っ込んで膨張室の壁までの
長さを計ったところ、約８０ｃｍありました。
ちなみに、排気ポートの開放角は約１６２°で、
掃気の開放は排気ポートに対する７０％でした。
一々、また計算式を書くのはタルイので、一気に表で・・・
排気温度 300℃ ﾉｰﾏﾙｼﾘﾝﾀﾞｰの掃気（15.0％）の場合 同調回転数 ポート開放（°） 11000 10000 9000 8000 7000 6000 200 0.66 0.72 0.81 0.91 1.04 1.21 RS125 190 0.63 0.69 0.76 0.86 0.98 1.15 キタコ改 180 0.59 0.65 0.72 0.82 0.93 1.09 170 0.56 0.62 0.68 0.77 0.88 1.03 ﾉｰﾏﾙ 160 0.53 0.58 0.64 0.72 0.83 0.97 150 0.49 0.54 0.60 0.68 0.78 0.91 140 0.46 0.51 0.56 0.63 0.72 0.85 130 0.43 0.47 0.52 0.59 0.67 0.79 120 0.40 0.43 0.48 0.54 0.62 0.72 110 0.36 0.40 0.44 0.50 0.57 0.66 100 0.33 0.36 0.40 0.45 0.52 0.60 90 0.30 0.33 0.36 0.41 0.47 0.54
ノーマルチャンバーの膨張室終端までの長さは約８０ｃｍ
だったので、表の同調回転数を見ると7000付近
に位置することになります。
ＷＲの調整で変速点を7000ｒｐｍ付近にすると良いという
ツジツマには一応、合致している様です。
同じチャンバーで今回のキタコシリンダーの同調回転数を
求めると、なんと8000ｒｐｍの付近に位置してしまいます。
結構高回転になってしまいますね・・・。
いや〜、、、ここまで読んで頂いた皆様、頭痛くなりませんか？
書いている私は頭痛いです。
戯言にお付き合い頂き有難う御座いました。
