お手軽に出力をアップさせる方法を考えてみた

出力アップ出力アップ

とうとう我がヴィヴィオGX-Tが車検のための見積もりへ行ってしまったため、ヴィヴィオに関して書くことがないので出力アップについて考えてみた。

 

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12V駆動のエアコンプレッサー+タンク

車の過給機ってアイドリングしている時も動いているじゃないですか。

だからそれを電動にしようとすると消費電力や装備重量などで非現実的になる。

まぁほんのりマイルドな過給(0.2barくらい)なら中華製の電動ターボキットがあるけど、多分体感できるほどの違いはないんじゃないかな……勝手な推測ですが。

 

で、電動ターボをどうやって現実的なものにするか考えた結果、アクセルOFFの時にエネルギーを溜めて、アクセルON時に溜めたエネルギーを開放する構造のものを思いついた。

それが12V駆動のエアコンプレッサーを使う方法。

コンプレッサーなら500kPaや1MPaくらいまで空気を圧縮できることを考えると、簡単に言ってブースト圧4~9程度というとてつもない圧力なんだけど、軽自動車相手でも供給量が少なすぎる。

でもこの圧力の空気をアクセルOFF時に大量に溜めこんでおけばそんなこともない。

 

先に軽自動車の必要な空気量を計算すると、排気量が660㏄で、4サイクルだから2回転で1回吸気しているため、例えば1000回転で330L/minの空気が必要になる。

ブースト圧が1ならこの倍の660L/min。(同温同圧の場合)

 

これに対し、例えば最大1MPa、吐出量70L/minのコンプレッサーと66Lの空気タンクがあるとする。

ちなみに吐出量70L/minはおそらく最初だけで圧力が上がると効率が落ちることが予想される。

で、仮に空気タンクにコンプレッサーによって1MPaの空気が66L溜まったとする。

この状態でアクセルを踏んで中身を一気にスロットルやインマニ、INポートあたりに送り込んでやる。

そうすると周りは大気圧だから仮に圧縮した空気が大気圧まで下がったら、66Lのタンクに入っていた空気は660Lになる。

しかも吐出空気は冷却される。

つまり空気(酸素)の密度が高い空気を供給できる。

ということはNAでも一時的ならかなり出力を上げられるということになる。

やってることはナイトロ(ナイトラス、NOS)と同じだけど、ナイトロは有限の亜酸化窒素を使うのに対し、こっちは常にコンプレッサーで空気をタンクに充填している。

ナイトロに比べても安価で、少し待てば圧力も回復するからいいことづくめだと思われる。

 

欠点があるとすれば、さすがに1MPaの空気はエンジンブローを起こしかねないので、ブースト計を見ながらアクセルを調節する必要がある。

あと、さっきは660㏄で1000回転の場合を考えたけど、大体最大トルクは4000回転前後で発生するから、意外とあっという間に溜めてた空気がなくなる可能性が高い。

とはいえ、実質コンプレッサーと空気タンクの重量増だけでこれだけの事ができ、費用も安いから試す価値はあると思う。

ちなみに66Lは大体燃料タンクの2倍程度の体積だから、トランクを使えば問題なく入ると思われる。

また、空気タンクに何を使うかだけど、現在候補としては耐圧ペットボトルを検討していて、これから実験するところ。

最初は耐圧ペットボトルの耐圧試験かなぁ……。

 

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水の電気分解で酸素供給

そもそもなぜナイトロを使用すると出力がアップするかというと、酸素分圧が大気の2.5倍、つまりより多くの酸素を供給できるから。

そもそも空気中の約8割を占める窒素をエンジンに取り込んだところで、窒素酸化物の生成にしかつながらない。

だったら純粋な酸素だけ供給できれば出力が上がって排気ガスもクリーンになることが期待できる。

 

そこで目につけたのが水の電気分解。

中学の理科の実験でもやるくらいお手軽な方法で純粋な酸素を生成できる。

ただし、問題点は副産物の水素をどうするかと、酸素の生成効率、水酸化ナトリウムの危険性の3点だと思われる。

危険性に関しては他の水溶液も考えたが、安全そうな炭酸ナトリウムでは二酸化炭素が発生してしまうし、そもそもバッテリーに希硫酸使ってるじゃんということで、水酸化ナトリウム水溶液のままで実験してみることにする。

生成効率については、電極と水溶液が接触している表面積を増やせばよいと考えているので、網状の電極を利用すればある程度は増やせると推測。

また、水素の処理については、大気中の酸素と反応させて発電し電力の回生を行うのが理想的だと、現段階では考えている。

酸素と共に供給するのが楽ではあるが、それはそれで別の問題を引き起こす可能性があるため今回は見送る。

そしてこの酸素を、先程述べた圧縮空気のつまったタンクに供給すれば、酸素濃度の高い圧縮空気で過給+冷却が可能になると予想される。

 

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最後に

ということで、ヴィヴィオがいなくてヒマな間は上記の実験をしていこうかと思う。

燃費に関しては……少し悪化しそうだけど、ターボやスーチャーみたいに常に過給するわけじゃないから、これよりは省燃費化と思われる。

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