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FDのエアポンプって壊れやすいらしいぞ!

暇の車はマツダの「GF-FD3S」というシロモノなのですが。そんなの知らん!と思っても無理はありません。GF-FD3Sは型式です、ソニーのバイオに対する「PCG-505X」とかいうのと同じ意味合いのものです。通称「FD」です。もちろんフロッピイディスクではありません。

まあ、分からない人も多分にいらっしゃると思いますが、この車に乗っていてFD3Sという言葉を知らないのであれば、おそらく修理代を出してもたいしてイタくないような人だと思いますので、分からないままでもいいと思うのです。むしろどんどん壊してマツダに貢献!とか思ってみたりして(ぉ

というようなことで、FDのエアポンプ(ヱンジンに空気を送る装置)はなんだか壊れやすいらしいのです。
実際、暇のFDもこないだ思いっきり壊れたみたいです、ヱンジンかけるとガラガラガラってもの凄い音がしてました。一回目の車検もまだなのに。
そこで、もう壊さないぞ!と固く誓ったものの、どうすれば壊れないか良く分からないので、テキトーに考えてみました。ご覧あれ

っていうか、そもそもエアポンプの設計上・構造上の問題であればどうしようもないのですが。リコールしてもらうしか!!

とりあえず、FDのエアポンプを壊すな!

 

CHECK POINT

覚えとけ(どっちかっていうと自分が

車には、変速機というものがあります。いわゆるトランスミッション、つまりはギアですね。ていうか歯車?
いえ、無いものもありますが、フツーはあるのであるということにしておきましょう。

なにせチョロQにすら変速機みたいなものがあります。「ゼンマイ→歯車→シャフト」の歯車の部分が変速機みたいなものです。何故そんなものがあるのかと言えば、動力源(チョロQならゼンマイだし車ならヱンジン)とシャフト(タイヤが付いる軸。タイヤだと思え)の回転数が同じだとすると、とっても面白いことが起こります。
どんなこと?多分ハネを付ければどんな車でも空を飛べてしまいます。
何故か、簡単なことです。ヱンジンを6000回転まで回したとき、タイヤが地面に対して全く滑らないとすると、おおよそ時速700キロのスピードが出ます。ホンダS2000ならば、レブリミット(最高回転数)まで回すと、ほぼ音速に近い速度で走る?ことが可能となるのです!
スバラシイ!今すぐ飛ばせ!って感じですな。
まあ、実際にはトルク(回す力)が足りないので無理ですがね。

ということで、ヱンジンの回転数を少なくしてタイヤに伝える役目をする機構が必要になるのですよ。それがトランスミッション。ギアの組み合わせで回転数を少なくしているのです。
ただしチョロQは回転数を増やしています。これはゼンマイの力がタイヤを回すのに十分すぎるし、ゼンマイの回転数はそのしくみにより、たいして多くはありません。
ちなみにトランスミッションによって回転数を減らしてやるととヱンジンの力が少なくてもいいというのは、変速付き自転車に乗ってみて感覚的に理解してください。

でもチョロQって「ゼンマイ→歯車」までが一体でヱンジンの役目?気にすんな

EQUATION

ホンダS2000が空を飛ぶ様を、具体的に数字をあげて計算してみましょう。
その前に前提条件として3点挙げます
音速:330[m/sec]=[meters per second]
(一秒間に330m進む早さ。時速に直すと 330m×60sec×60min÷1000=1188kmですな)
S2000のレブリミット:9000[rpm]=[revolutions per minute]
(一分間に9000回転。一秒間では 9000rev÷60sec=150revで150回転です)
S2000のタイヤサイズ:F 205/55R16 - R 225/50R16
(前のタイヤは幅205mmホイールサイズ16インチ、後のタイヤは幅225mmホイールサイズ16インチ)
(ちなみに"225/50R16"の50はタイヤの厚さを表しており、225mm×50%=112.5mmということです)

以上です。そして以下です
S2000のタイヤが一回転する間に進む距離:スリップしなければタイヤの外周と同じになります
タイヤの外周の長さ(S2000はFRですので後タイヤで計算しましょう)
直径:225[mm] × 50[%] × 2 + 16[inch] × 25.4[mm/inch] = 631.4[mm]
外周:直径 × 円周率 = 631.4[mm] × 3.141592653589793238462643383279502884197169 ≒ 1983.6[mm] ≒ 2[m]
ということで、タイヤ一回転につき 2m進むことにしてしまいましょう。
そして、ヱンジンにタイヤが直結しているとして、タイヤが9000[rpm]で回転するとしてみると
速度:2[m] × 9000[rpm] × 60[min/hour] = 1080[km/h]
なんと時速1080キロ出てしまいます!1080÷1188=0.9で、なんとマッハ0.9です。

翼を付けたときの揚力と車両重量(1240kg)の関係を計算してみてもいいのですが、計算の仕方が分からないのでほとんどの人が分からないでしょうから、計算はしません。でも多分飛びます。空中での推進力が無いので、飛んだ後は落ちるだけですが。

OUT OF LANE

すっかり脱線してました

それでは本題に戻りましょう。FDのエアポンプを壊さない方法、でしたね。忘れてました。
えー、では、考えに考え抜いた結論から言うと
「2500回転に注意!」です。もしくは
「ちんたら走れ!」です。さらに言い換えると
「ぶっとばせ!ガンガン回せ!」です。
共通点が無いですか?そうですか?
とりあえずどういうことかは、以下で申し上げて参る所存で御座居ます。

AIRPUMP

そもそもエアポンプって?

何のために付いているのでしょうか?
「エア・ポンプ(Air pump)」と言う以上、「空気」の「吸い込み/押し出し機」です。なんだそれ?
「吸い込み/押し出し機」ってなんだよ(だって国語辞典に書いてあったんだもん)
日本語にすると、空気を送り込む装置です。どこに?
ますます謎は深まるばかりです。

そもそも、FDは「ロオタリイヱンジン」という、世にも不思議なヱンジンを積んでいる車なんです。フツーの車は「レシプロヱンジン」と言いまして、フツーのヱンジンを積んでいるんです。ここでロオタリイヱンジンとレシプロヱンジンの違いは詳しく書きません。簡単に書くと、それぞれのヱンジンは、どちらも空気と燃料の混合気を爆発させ、そのエネルギーをうまいこと回転力として取り出す機構なのですが、「うまいこと」の部分の構造が違うということです。どっちがどうとか語り出すと、きっと終わらないことになる人達がたくさん居そうなので、やめます。某2ちゃん辺りで自由に語っててください。

きっとロオタリイヱンジンが12長18短ぐらいなのでしょう。世界中で日々開発されているレシプロヱンジンと、世界中のマツダ株式会社で日々開発されているロオタリイヱンジンを比べるのは、不公平ってもんです。でもそれが資本主義?え?同じく製品として世の中に出回っている以上、バックボーンの差がどうであれ、対等に比べられるのは仕方なし。比べよ!

で、その「うまいこと」の部分の構造の特性上、ロオタリイヱンジンにはエアポンプが必要なんです。レシプロヱンジンに比べて排ガスに多く含まれる炭化水素を浄化するために、排ガスを触媒で酸化させているのだが、触媒を活性化させるために空気を送り込んでいるのであり、そのためにエアポンプが必要、なのです。ちなみに炭化水素は多いが窒素酸化物いわゆーるNOxつまーりノックスはレシプロヱンジンに比べると、とっても少ないのですよ(1長1短)

OUT OF LAW

車検通りませんか?

まあ、世の中にはエアポンプを意図的に殺している人達もたくさんいるわけなので、なければなくてもいいの?と思いがちですが、そんなことをして公道を走るのはやめた方がいいらしいですよ。

なぜエアポンプを殺すの?
→なぜなら触媒がないからエアポンプが必要ないんです
→→なんで触媒がないの?
→→→触媒なんかあるとマフラーの抜けが悪くなるじゃないですか
→→→→抜けが悪くてもいいんじゃないの?
→→→→→抜けが悪いとブースト上げられないじゃないですか
→→→→→→ブースト上げられないとどうなのさ?
→→→→→→→パワー出ねえじゃんかよ!
→→→→→→→→そんなパワーをどこで炸裂させる気なんですか?ねえ?

と、思うのですがどおなんですか?とりあえず、触媒無いと車検は通らないらしいので、無駄にエアポンプを外すのはやめた方がよいのではないでしょうか。

サーキットを走る人なら、触媒無くして直管マフラー付けて当然エアポンプも撤去してブースト上がるからCPU変えてそうするとタービンが容量不足になるから取り替えてそうなるとインジェクターの容量も足りないからGT-R用に変えてみたりなんかしてもうこうなったらヱンジンに手を入れてしまってサイドポートにしちゃうと当然燃費がもの凄いことになるのでガソリン馬鹿食いさらにはオイルやらプラグも頻繁に交換したりして。
公道しか走らない人ならその結果破産するので、はっきり言ってやめた方が・・・

ATTENTION 2500RPM

2500回転に注意!

何故に2500回転なのか?それは、
2500回転がエアポンプの動作切替ポイントだからです
具体的には、2500回転まではエアポンプが作動しており、それを超えるとエアポンプのクラッチが切れて動作を停止します。何故かははっきり説明できないので聞かないでください
暇カーのエアポンプが壊れてガラガラ鳴ってたときも、2500回転を超えると、とたんに音が消えて何事もなかったように走ることができていました。だからきっと2500回転以上では作動していないはずです

車買ったとき、整備解説書をクレって言ったのに「新品はもう手に入らないから無理なんですよ」と言われて好きなときに見せてもらうことにしたんだけど、そうは言ってもなかなか見せてもらいに行くのも・・・
無理してでも全部コピーとっておけばよかったと今更ながら思いますので、これから車買う人は注意!

ということで、整備解説書がないので2500回転というのが本当かどうかは知りませんが、暇はそう信じます。

そして一般的な話になるのですが、電気製品でも何でも、スイッチを続けてOnOffOnOffOnOffオンオフオンオフオンオフ・・・こんなん繰り返したらどうなると思いますか?壊れないまでも、なんか良くないんじゃあないか、と思いませんか?止まっているものを動かす・動いているのを止める、ってのが一番負荷がかかる状況なんですよ、そうなんですよ。「静止摩擦係数」とかって用語を思い出せたりしますか?
たとえばHDDだって、フツーに使っているパソコンよりも、ずっと電源いれっぱなしなサーバーのHDDの方が壊れにくい、みたいな話を聞いたことがあるような気がします。

ということで、動作切り替えポイントである2500回転を超えたり超えなかったり超えたり超えなかったり上回ったり下回ったり・・・してるってことは、要するにエアポンプのクラッチをオンオフオンオフオンオフ・・・してるってことと同じなんですよ、ね。さっきの話を持ち出すまでもなく、良くないんじゃないのでは?と思うわけです。

BUT...

でもでも、でもですね

とりあえず、下のグラフをご覧くださいまし。ヱンジンの性能曲線(直線?)です
ロオタリイヱンジンと一般的なレシプロヱンジンの例を列記してみます。あまり意味無いですが
また、公平を期すために、両方ともツインターボのヱンジンとなっています
あと、豆知識として
出力[kW(PS(馬力))] = トルク[kgm] × 回転数[rpm]
となっております、単位は合わせてませんけど。
※ スケール及び詳細はテキトーです。グラフの傾きが重要ですので

型式:13B-REW(FD3S) 型式:2JZ-GTE(JZA80)
13B-REWのエンジン性能曲線
これがロオタリイヱンジンの性能曲線の形です。右のレシプロヱンジンと比べると、その違いが一目瞭然かと思います。
フラットなトルク特性とはよく言ったもんです。
2JZ-GTEのエンジン性能曲線
割と典型的にレシプロヱンジンの性能曲線の形をしています。

実は今回は必要ないグラフです

ひとつ補足しますと、2JZ-GTEの方も、6500回転以上ではトルクがさらに落ち込みますので、当然出力も落ちていきます。で、どちらも6500回転以上ではトルクが落ちているのですが、これはあくまで市販車だからです。レース用ヱンジンではそれなりの補強等してありますので、6500回転のところが10000回転だったり、2500回転のところが4000回転だったりするわけです。これは本題とは関係ないですけど。
あと、もうひとつ覚えて欲しいことは、車の加速力・ダッシュ力というのは、出力ではなくトルクによるものですから、トルクが大きいほど加速が大、アクセル踏んだ時にドカンと来る度が大、なのです。ターボはとりあえず無視して。

ということで、あらためて上の性能曲線を見てみると、13B-REWつまりFDのヱンジンは2500回転から6500回転までは、トルク曲線が平ら=同じように加速する、と言うことが分かりますね。

車の基本性能である、走る・曲がる・止まる、ということが一番楽しめるのは、やはりパワーが出ている(=トルクが最高)の時ですよ。よって2500~6500回転で走らせるのが楽しむときの乗り方、と言えましょう。
これに対して、快適に走ることができる車ってのは何でしょうか?静か・なめらか・余裕の走りってなところでしょうか。静かに走るには、やはりヱンジンの回転数は低い方が音は静かです、ヱンジンの音というよりもその他の音(タイヤノイズ、排気音等)もうるさいですし。まあ、それなりのヱンジンなら回転数が高い方がヱンジンの音がいいのですが、それは楽しむときにしましょう。ただ、なめらか・余裕の走りってのは、むしろトルクが出ている方が実現性があるわけですね。そんな理由で、高級車と言われる車は低回転からトルクがもりもり出ているわけですね。そんなこともあって、静かだからといってあまりに回転数を落として走ると、今度はトルクが出てないので、加速がもたついたり、極端になるとヱンジンがノッキング起こしてガタガタしてみたり、逆にストレスが溜まる結果になってしまいかねません。
その辺の妥協点を見つけ出して、いい回転数で走っていかなければならないわけです。
それがFDの場合2500回転なわけです。

BEFORE AND MORE

さらーに、の前に

車のカタログには、たいがい書いてあると思いますが、変速比・最終減速比という言葉についての説明をいたします。いわゆる、ギアレシオとファイナルってやつです。ていうか全然「いわゆる」じゃあないですね。そもそも、ギアレシオとかファイナルとかいう言葉を知っている人には全然説明が必要ないと思われます。

ギアとは、前述?の通りエンジンの回転をタイヤまで伝える間に、回転数を落とすためのものです。
1.変速比(ギア比(ギアレシオ))
バック及び1速~5速(車によっては4とか6とか7とか)まで、それぞれに設定されているもので、ギアチェンジとはこのギアの組み合わせを変えることに他なりません。ヱンジンからの出力をタイヤに伝える際に、回転数を落とす(落とした分パワーは増幅される)ためのものです。
また、オートマについてはギアではなくオイルだったりベルトだったりするわけですので、とりあえず考えないことにしましょう。ただし、大出力には耐えきれないと思われるため、レースなんかでは使われていない気が・・

2.最終減速比(ファイナルギア比(ファイナル))
これは車により固定されているギアで、単純にヱンジン→タイヤへ伝達される回転数を減らす為のものです。これがないと、変速機のみで回転数を大幅に落とさなければならないため、ギアのサイズがとてもとても大きかったり小さかったりしなければなくなるので、必要なんです。多分。
ちなみに、このファイナルだけを変えると、全体的に加速が鈍くなったり鋭くなったりします。

つまーり、
エンジンの回転数 ÷ (ギア比(Rn) × ファイナル(Rf)) = タイヤの回転数
となるのです(下図)

小さいギアがR回転する間に
大きいギアが1回転する。
    ↓
エンジンがRf×Rn回転する間に
タイヤが1回転する

ちなみにFDの変速比(カタログより抜粋)は下記のとおりとなっています。速度は上の式により計算したもので、実際とは多少異なるかもしれませんが、メーター読みした速度とだいたい同じような気がするので大丈夫だと思います。(タイヤ外周は2mで計算)

  ギア比
Rn
速度 [km/h]
2500rpm 6500rpm
1速 3.483 21 54
2速 2.015 36 94
3速 1.391 52 136
4速 1.000 73 190
5速 0.806 90 236
後退 3.288 22 57
最終減速比
Rf
4.100    

上の表をグラフにすると、こんな感じになります。
FD3S(typeRB)の回転数と速度の関係
一般道では2速でも6500まで回せないのですね。
高速でも3速で6500までまわせません。

あくまで建前上。
果たして5速でレブリミットまで回せる日は来るのでしょうか。

うーん、うまいこと説明できないですね。
分かんなかった人はグランツーリスモ[PS]のセッティングをしながら、感覚的に理解してください。

NO MORE REASON

さらーに

みなさんフツーに道路を走るときって、どの程度のスピード出してますか?
だいたい7○~8○km/h程度でしょうか?バイパスとか1桁国道なんかはそんな感じで流れてますよね。
だいたい5○~6○km/h程度でしょうか?市街地(not中心街)なんかはそんな感じで流れてますよね。
あくまで八戸における現状です。暇がこのぐらい出して走っているということではありません。

7○~8○km/hといえば、フツーに走っているときは4速の守備範囲なのです。3速だとちょっとハリキリ気味?だし5速だとちょいダッシュしたいときにシフトダウンしなきゃなりません、しないとワンテンポ遅れて加速するし。

5○~6○km/hといえば、フツーに走っているときは3速の守備範囲なのです。2速だとちょっとハリキリ気味?だし4速だとちょいダッシュしたいときにシフトダウンしなきゃなりません、しないとワンテンポ遅れて加速するし。

ということで、そのように走っていたわけですが、カンのいい人はお分かりですね。
そう、4速7○~8○km/hといえば、2500回転前後です。(上グラフ参照)
そう、3速5○~6○km/hといえば、2500回転前後です。(上グラフ参照)
だったのです。
そうとは気づかないままに、エアポンプの駆動をOnOffOnOffOnOff・・・・してしまっていたのです。
そりゃあ壊れても仕方なし。
なのであります。

SOLUTIONS

壊さないために

ということで、先に述べました
「2500回転に注意!」言い換えて
常に2500回転以下で「ちんたら走れ!」または
常に2500回転以上で「ぶっとばせ!ガンガン回せ!」ということです。
これらを実践することにより、エアポンプを長持ちさせるこが出来るのではないか、と考えた次第です。
まあ、燃費は落ちるかもしれませんけど。修理代払うより割安だと思いますし。

とりあえず、現在人柱として以上の注意点を実施中です。
今回は車を買って2年と10ヶ月で壊れたので、次回は2年10ヶ月後(2004年の11月)までに壊れるかどうかで、この理論の真偽を証明してみたいと思います。
期待してお待ちください(ぉ

2005 January

そして・・・

現在、2005年1月となりました。
あれから3年が経ちます・・・

結果からお知らせ致しますと、シロです?
あれから2500回転に注意しながら、時に忘れながら走ってきましたが、エアポンプに関する異常は全くと言っていいほど見あたりませんしエアポンプの存在も意識することがありません。
ただし、諸般の都合により走行距離がだいぶ減っているという事実が・・・
ということを勘案すると、限りなくグレーに近いシロですけど。ま、もう少し頑張ってみます。

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