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December 15, 2014
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BMW ファストアイドル 暖機運転


bmw

欧州車などの説明書にはエンジン始動後、暖機運転せずに

すぐに走り出せと書いてある場合があります

たぶん独の

StVO/Strasenverkehrs-Ordnung(道路交通法)第1条第30項第1号の規定により

駐停車の時点でエンジンを切らないと違反になり

暖機運転させると

自動車メーカーが違反を推奨したことになるから・・・・・・

と思いますが

エンジンオイル(潤滑油)は

エンジンの発生熱によって加熱された時に

エンジンの各摺動部を良好に潤滑する粘度を有するもので

冷間始動時において

潤滑油の温度が低く粘度が高い(暖機後より粘度が10倍高い場合もある)場合は

エンジンの各摺動部の摩擦が増大し

始動しにくい、エンジンの回転が不安定、潤滑油が各摺動部へ供給されていない

各パーツにクリアランスが設けられている等で

暖機をした方が良いように思ってしまいます

Focke-Wulf FW 190 WWII Fighter Startup. BIG Backfire, Yow! .


FW 190のような始動のしづらさや暖機を解消するには

大日本帝國海軍のように

水上攻撃機を伊號第四百型潜水艦から短時間で発進させる為に

発進前に60°Cぐらいに加温した潤滑油などをエンジンに注入した方式を

とれば良いと思いますが

お家の車ではできません(WW2の戦闘機のように粘度SAE 60?ではないし)

なので

最近の車のエンジンを冷間始動時に暖機する場合

混合気を濃くしつつ空気量を増量(空燃比を小さく)して着火性を高め

アイドル回転数を高めるファスト(ファースト)アイドルシステムが実行されます

ファストアイドルを実行する理由は

冷間始動時において、エンジン及びトランスミッション内部の各摺動部の潤滑油や

トルクコンバータやトランスミッション作動用の作動流体の粘度が高い為

摩擦損失が増大したり、各作動部(トランスミッションのクラッチ、ブレーキなど)の

応答性が悪化したりする等の不具合が生じるので

エンジンを安定して回転させる為と

エンジンや変速機を早期に暖機(暖機運転時間を短縮)した方が

走行距離や走行時間が長い場合、燃費が向上する場合が多いから

だと思います

欠点は

暖機促進のためにエンジン回転数を高めれば

燃焼状態が適当であるとは言えず、燃料の消費量が増大してしまうので

走行距離や走行時間が短く(シビアコンディションにおいて)

完全暖機(水温計だと針が真中・80°Cぐらい)の前に走行が終わる場合は

暖機促進による燃費が向上する効果は期待しづらく

ファストアイドルの燃料が無駄になってしまうことだと思います

ファストアイドル

ファストアイドルシステムは

BMWのバルブトロニックの様にスロットルバルブで制御している車もありますが

スロットルバルブをバイパスし、吸気パイプに供給される吸入空気量を制御する

アイドルスピードコントロールバルブ(ISCV)を設け

吸気パイプへの吸気量を調整してアイドル回転数を制御するシステムで

例えば

冷間始動時、ISCVで制御しているBMWのエンジンの場合は

0°C以下だとMDK/Motorische DrosselKlappe(スロットルバルブ)も

同時に開いていると思いますが

通常は、MDKが全閉になっている為

DMEがロータリーバルブ式のZWD/ZweiWicklungs Drehsteller(ISCV)を

調整することで、吸入空気量を多くし始動性の向上をはかり

始動後は冷却水温などに応じてZWDの開度を変えていきファストアイドルの調整を

していると思います

また

ZWDは、Dレンジに入れた時、エアコン、ヒーター、電ファン、ライトの使用時など

エンジンにかかる負荷が変化した場合

それぞれの条件に応じてZWDの開度を変え、アイドル回転数を目標回転数に近付けたり

減速時、ZWDを開いて吸入空気量を増やし吸気マニホールド内の負圧を下げることで

CCV/Crank Case Ventilationによって

燃焼室に吸引されるオイル(ブローバイガス)を低減したり

急激な回転数の落ち込みによるエンスト防止などの制御を行い

また

エンジンにかかる負荷が低い(15%ぐらい?)場合

MDKが全閉したままなので、MDKの代わりに吸入空気量を制御したり

EDR/Electronic Throttle Controlシステムが故障した場合

フェイルセーフとしてMDKの代わりに吸入空気量を制御していたと思います

ファストアイドル

始動後の各摺動部への潤滑油の供給については

エンジンを停止することでオイルポンプが止まり

放置するとオイルギャラリ内などの潤滑油がオイルパンに戻るので

始動後、車によってはオイルパンから潤滑油を吸上げ各摺動部へ供給するまでの間

潤滑油不足により各摺動部から異音が発生するかもしれませんが

シリンダーにはクロスハッチ加工、ピストンのピストンリングにはオイルリング

クランクシャフトの支持やコンロッドの大端部には微細な溝を刻んだメタル

エンジン各部にオイル溜りやチェックバルブを設けるなど

最新式の車になればなるほど

潤滑油の保持性を高め、可能な限り素早く摺動部へ潤滑油を供給する工夫を施し

メーターの油圧ランプが消えているのであれば

油圧は上がり(アイドリングで 1 barぐらい)潤滑油を供給していると思います

エンジンのクリアランスについては

例えば、ピストンは高温と高圧な状況下で高速往復運動をする部品なので

軽量なのはもちろん強靱性、耐熱性、耐摩耗性にも優れている必要があり

一般的に耐久性の高いアルミニウム合金が選ばれますが

熱膨張係数が大きいので工夫が必要になり

ヘッドが一番高温になり膨張する度合いが大きので

ヘッドの径(A・リングランドの径)よりもスカートの径(B)の方が大きく円錐形なり

ピストンボスの熱が逃げにくく、温度が高温になり肉厚が厚い分

膨張する度合いが大きので

x軸方向(C・ピストンボス側)の径がy軸方向の径(D)よりも小さく楕円形なっていて

主としてスカートでシリンダーと接し、スカートは剛性を低くしていると思うので

スカートが内側に変形しながらシリンダーと密着して往復運動し

回転数が高まるほど温度も高くなるので、ピストンが膨張していきますが

温度が高すぎると焼きつくので

オイルジェットから潤滑油を噴射してピストン等を冷却しています

ファストアイドル

なので

ピストンの温度が低い時にアイドリングされ続けると

過冷却になってピストン等が膨張しづらくなり

ピストン、ピストンリング、シリンダーの間隙から漏れるブローバイガスによって

潤滑油も劣化しやすくなるかもしれません

また

燃費の為に、コストや高回転域での性能を犠牲する

ローラーロッカーアーム式動弁(カムシャフト周り)機構だと

低回転でフリクションが小さいですが

ローラーロッカーアーム式と比べて直動式動弁機構は

低回転だとカムノーズとバルブリフターが接する時に

ゆっくりと摺動するので油膜が特に薄くなって境界潤滑状態となり

表面コーティングやスーパーフィニッシュ加工をしてない部品だと

フリクションが増え摩耗しやすくなると思います

ファストアイドル

なので

ピストン、コンロッド、クランクシャフトなどは

回転が上がってくるとフリクションが増えるハズなので、いきなり全開ではなく

ファストアイドル終了でとりあえずの暖機は完了とし普通に走行を開始して

長期間、車を使用しなかった時や極低温のときは

ある程度暖機運転を行ってから走行を開始した方が良いかな

と思います

バルブトロニック、デポジット、CCVについては

お時間があれば


t3109 BMW バルブトロニック(1~3型)
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Last updated  July 21, 2015 12:26:39 AM
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