すべてはバランス。排気システム3

執筆者 | 10月 20, 2016 | Fパイプが有効に働く例, 排気も、システムだ!, 砲弾型マフラー効率性能 | 15 コメント

排気システムと呼称した理由を先に述べると、排気装置(マフラーだけではなくフロントパイプから触媒を含む)の中の高温ガスにはとても厄介な現実を抱えており、高温、高圧、高音量、高濃度ガスと、、とても通常の常識では考えられないほどの問題抱えた気体を世の中に送り出す事が前提で綿密に設計された、4mものベルトコンベアーを持ったシステム(規則や法則に基づいた組織、構造)といえます。

その厳しい、いくつもの悪条件の中であってもエンジンの効率を最大限に引き上げる事を忘れてはならない装置であり、マフラー交換においてヌケ(効率)こそ、最も皆さんが重視される部分であるもあるはずです。この章の冒頭に挙げた写真の問題点として皆さんがコメント、または想像される通り膨張後の再圧縮の弊害は触媒破壊を必ず招きます、中村屋がこれを書き始めたのは今から6年ほど前ですが、当時あれほど触媒内部のセラミックが割れたり抜けおちたりした車両が多かったのに、更に車両が古くなった現在においてはこのFパイプの問題が周知されたためか、触媒破壊を目にする事は激減しております。

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かといってメタル触媒にすれば問題は解決されるというのも早合点です。
10万kmほどで、いえ、その高寿命を謡ったメタり触媒でも馬力によってはそれ以下の寿命になる事を知っておかねばなりません。

p1m

さて、こういった触媒の損壊や大口径フロントパイプの弊害はなぜ起こるのでしょうか?
当然、前回コメントされたように飽和という点が最も大きなポイントでありますが、果たしてそれだけでしょうか?

 タービンで仕事を終えた排気ガスは950度を超える高温ガスです

高温のガスは、密度が非常に薄いのでロータリーエンジンの排気ポートの穴の大きさを見てもわかる通り450psを超えてもその出口大きさはゴルフボール一個分の大きさで通過出来てしまうのです。

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ところがこの排気というシステム上に大きな変化を与えたとします。そう、純正触媒を用いつつのフロントパイプの交換です。タービンから出た直後の内径55mmから70mmへと変更することによって気体圧力は一気に下がります、その下がった分減圧は温度低下を招きます。それに加えFD3Sの場合はその位置的な要因から走行外気に触れることが多く一気に冷却を受けてしまいます。
計算上の55mmと70㎜の面積による通過抵抗の差は1.6倍に及びますが、実際にテストしたところによると実車両の最大ブースト変化(FD3S)は1.05㎏/c㎡(純正値)から1.35㎏/c㎡(社外フロントパイプ)へと変化、つまり1.28倍に留まります。予想する理論上の数値に届かない分、未検知の温度低下による通過抵抗の増加がうかがわれます。

そこで純正フロントパイプを社外に交換した事で、仮に排気抵抗が1.28倍改善された(28%効率UP)したとしましょう、しかし次に迎えるのは、純正触媒です。当然、、純正触媒の入口は小さく、社外パイプとは口径が大きく違います。大きく違うとどうなるか?それは下の図を見る限りあまり好ましい状態ではないようです。

 ターボ - 純正55内径フロントパイプ - 純正55内径触媒

  から、

 ターボ - 社外70内径フロントパイプ - 純正55内径触媒

  という流れに変えるわけです。 
  

fig19e

そして、、こういった風量試験の結果や

fig19g

データー上、更に問題の根源を目の当たりにする事になると思います。
この表の意味は、考えてみましょう。

 あなたなら。。。?これはどう読みますか?

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 排気ガス装置はシステム(規則や法則に基づいた組織、構造)なのです
 純正触媒が痛むからといって、じゃーメタル触媒を導入も次の手ではありますが、それを行うことによって得た馬力と引き換えに低域のトルクと、寿命、しいては燃費を犠牲にする事になります。

ましてや、高額なメタル触媒を購入してまでフロントパイプを導入するのであるなら寿命やトルクを維持できる純正のフロントパイプを使ってセットアップすべきです。

 40代でようやくFD3Sを手に入れたお父さん、息子が就職して自分の夢をようやく手に入れた50代のお父さん
 皆さんには昭和のよき思い出、バブルの想い出と、現在の不景気な時代を知る証人です。

  うまく使い分けようではありませんんか?
  RX-7にようやく乗れた充実感を長く大切にしましょう

。。。。

 マフラー変えたら、はやくなるやんー
 音、大きいほうがロータリーっぽいやん

  アクセルオフで

 ポンポン言ったほうが、REらしいで~~

と、いう昭和な時代感覚を持ったままRX-7と付き合うと、生産後20年、FCなら30年を超えた名車の寿命を落としてしまうのは非常にもったいない話です。

15 コメント

  1. 立石かんな

    温度と粘度の関係のグラフがありますが、0℃と50℃の粘度低下に対して、グラフが指数関数的に減るのであれば、950℃近辺での粘度変化はそうそう大きくないのでは?
     また、狂った燃料が触媒を異常過熱させて触媒を壊すのであって、フロントパイプ程度の再圧縮といわれるもので壊すのではないのではないでしょうか?
    (燃料過多による異常過熱による破損と習いました。)
     もし、再圧縮というならば圧力は常に差があるはずで、前のコメントにも書きましたが、過渡的状況での圧力変化の位相遅れはあるものの、定常状態での影響は少ないかと思いますが、いかがでしょうか?
    もし、定常的に圧力が変わるならば、吸気側でも同じことが言え圧力計やブーストコントローラなどどこの値を信用して良いのかわからなくなりませんか?
    サージタンクで測ったら、圧力計の値が落っこちたなんて聞いたことはないのですが…。

    先生!
    どこに結果を持っていきたいのかが、いまいちよくわかりませんw
    フロントパイプ交換による燃料のずれが寿命に及ぼすのか?
    それとも、燃料ではなく触媒前の再圧縮が問題なのか?

    もっとも、排気管の中にパツンと段差をつけてしまような接合や、径を無視したガスケット等の取り付けによって流れを乱してしまうことになるのが問題だと私は思います。

    返信する
  2. 赤レン

    触媒手前で絞られたら排ガスは流速を上げて通過するしかありません。
    音速域です。。。
    セラミックの触媒なんて・・・

    返信する
  3. 店主

    また、狂った燃料が触媒を異常過熱させて触媒を壊すのであって、フロントパイプ程度の再圧縮といわれるもので壊すのではないのではないでしょうか?

    現物合わせをしてる関係上、燃焼自体が適正であっても、触媒の状態の実績経験値としての見解です。燃料調整を行ていてもFCの場合何度は特に、Fパイプを変えている車両においては純正触媒が割れてることの確率が増えますね。

    こういった経験を基にした話ですから結果はそれぞれの7ゆーざーが自分の7見つめなおし、ユーザー自身が考えて探す。答えではありません。一般考察力を付ける為に書いています。

    赤レンさんの言われる通りの結果を自分で考察できれば気が付かず、有力ショップの言いなり、大手のカー雑誌の販売目標になってしまい無理な改造の抑止力になりえますからね。

    温度の話も詳しくはそう。ただし、排気温度計を付けると分かると思いますが、フロントパイプのタービンに近い先端場所の温度と、後端、触媒入口の温度は300度も違うことに気が付くと、そうも言えない事になります。純正だと一回の排気ガス長さが稼げるのと、表面積の放熱差でパイプ内部の温度変化が社外品より少ないです。

    返信する
  4. SaTch

    段差がある事での絞り抵抗が実口径以下になるとは…。目からウロコです。
    そうなるとあっちこっちの段差が気になる。
    エアクリボックス内にファンネルとか…。

    返信する
  5. 立石かんな

    なるほど。

    こういった経験を基にした話ですから結果はそれぞれの7ゆーざーが自分の7見つめなおし、ユーザー自身が考えて探す。答えではありません。一般考察力を付ける為に書いています。

    赤レンさんの言われる通りの結果を自分で考察できれば気が付かず、有力ショップの言いなり、大手のカー雑誌の販売目標になってしまい無理な改造の抑止力になりえますからね。

    ↑これは、理解できますが、ちょっと一般ユーザーが考えるには、ちょっと道筋が分かりづらい気がします。

    赤レンさんへ

    触媒手前で絞られたら排ガスは流速を上げて…

    ↑もともとの径の状態であって、さらに絞ったわけではないですよね。
    下がって粘度上がって流速が落ちるというのならばわかりますが、それは絞られたからでははないのでは?

    返信する
  6. キンタロ

    初めてEcoCpuを導入しようと問い合わせた時、フル排気でもマネージメント出来るとおっしゃいましたが、今回それは全否定と受け止めてよろしいのでしょうか?

    今純正に戻して、再セッティングするお金はありません。 そして、きちんとマネージメント出来てると体感では感じます。

    返信する
  7. 店主

    たとえペリでもアイドリング制御できるのがECOCPUです
    ただし効率をソフトウェアで引き上げることができても物理効率をカバーすることはできない事は、砲弾型マフラーの記事でも過去から申し上げてる通りです。

    返信する
  8. 真人

    完全にはまだ理解出来ておりませんが、社外のフロントパイプに純正触媒ではバランスが悪く、社外のフロントパイプにするなら、それにバランスされた社外の触媒や社外マフラー、社外の吸気システム、冷却システム・・・と、バランスさせる為に大金を払い、更にはセブンの寿命を短くして・・・となるくらいなら、純正にフジツボレガリス程度でECOCPUで調律して頂くのがベストという判断に至りました♪
    セブンに求めるものが、『最速』では無く、『最高』ですので(^-^)/

    返信する
  9. キンタロ

    納得しました!

    これは、フロントパイプノーマルで行かないと、現物合わせして頂けませんね・・・。

    返信する
  10. 赤レン

    私達、まんまと中村さんワールドな「何が起きてるか考えてごらん」に引き込まれてますね^^;

    立石かんなさん おはようございます。
    はい。流体が一定の流れ流量で管内に入って来る状態であれば触媒前の流速は純正と同じはずです。
    ベルヌーイの定理と連続式ですね^^
    フル加速状態で排気システムの入口が純正より太く触媒手前の管は純正サイズ
    で絞られた場合は純正と同じでは無くなりますよね。

    フロントパイプが社外でもバランスのとれた触媒やテールピースを組んでいれば中村さんがその排気システムの物理的な効率の範囲内で好みの味付けでコントロールしてくれるはずです・・・よね(笑

    今回はどこかのパーツをイイ仕事するものに替えてもトータルなシステムで考えないと思ったように仕事してくれないし、壊す原因にもなるかもしれないから良く考えてパーツ選びしなよ~というお話しですよね??

    やべ、仕事さぼり中~ww

    返信する
  11. 立石かんな

    赤レンさんへ

    おはようございます(^^)
    ありがとうございます。

    そもそもの問題として、今回のブログの内容に関してもそうなのですが、考える道しるべと言いながらも、前提がコロコロと変わることが一般ユーザーにはわかりづらいと思うのですよ。

    比較する場合に必要なのは、動かせる点のうち1点だけを動かすことです。
    色々と前提を変えて色々な点を同時に動かそうとするからわからなくなります。

    変わったのはフロントパイプであって同じ触媒ならば径が絞られたわけでないのに、それにさらに定常状態と加速状態という動く点をつけてしまう。

    「あーあれね。」って赤レンさんのように知っている人は良いかもしれませんが、本当に一般ユーザー目線で考えるならば、「じゃあ、結局のところ何がダメの原因なの?」というのが本音ではないでしょうか。

    ここを覗いて参考にしている人は多いかもしれませんが、すべての人が分かってコメントしているわけではないでしょうから。

    社外は美味しいうたい文句が揃っていてわかりやすいですから。
    一般ユーザーを眠りから覚まし、それを打破するにはもう少しユーザーフレンドリーであって、手の中に隠されたものを指を一本ずつ開いていくようにしないとだめなのかと。

    確かにユーザーに考えさせることも重要なのですが、勉強と一緒でわかる範囲のこととリンクしないと勉強がつまらなくなるように、中村屋にはすべてのRX-7ユーザーやロータリーユーザーの考えるためのわかりやすい虎の巻であってほしいと私は思います。

    返信する
  12. 店主

    機械や電気が苦手な文系のひと(A)は、ここを読んでも読み飛ばす。そういった人の7の傾向として友達(B)に薦められて、、、という言葉もよく聞きます。他人に勧める人というのは多くの場合、自分でやったか?有識者に聞いてカジった言葉を口にします。

    問題は(B)です。(A)は元々機械に詳しくないので一人では何もしません。

    (B)のひとは傾向的に意欲盛んで工夫の多い人、頭の回転が速く結果を求めます。その経験から自身の経験と理論をもって(A)にさらに良くしてもらおうと勧めるわけです。

    ここに落とし穴があります。

    (B)の人は、多くの経験を持ち合わせているはずですがこれが数少ないRX-7のような車両の場合、多くて3,4件、少ない場合は自分の車だけにおいての経験数になってしまい、根拠としては物足らなくなり理論やこういったHPを見つけて自分の経験値の補完をして根拠にしようとします。

    またある程度の経験を持つと、このHPに書いてあること、中村の実体験数に疑問を持つことも多くあります。ここが大事、必要こそ発明の母ですが、疑問こそ、が発明の妹です。

    あとは、、、試す勇気があれば、さらに未知を味わう事もできます。

    返信する
  13. 店主

    あら、カンナさんはすでに突いてきましたね。

    返信する
  14. 小野寺

    265馬力用純正フロントと280馬力用純正フロントパイプに違いはありますか?280馬力用に265馬力用は取り付け可能でしょうか。ネットオークションで探しているのですが迷っているところです

    返信する
    • 店主

      双方取り付け可能です。
      265馬力の方がトルク重視。280は最大馬力重視。
      ライトチューンなら265馬力がベストです。

      返信する

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