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エンジンオイルとBMWのピストン 

8月から使い始めた軽トラックの、尻尾号が走行距離6,000キロを
こえました。

前回の交換から5,000キロ走りましたが、どうも「しっくり」来ない
ので 少し早めにエンジンオイルの交換をしよう思います。

01-071010.jpg

1,000キロ走行時点でメーカーの工場で入れてあったオイルを
100パーセント化学合成のオイルに交換しましたが、交換した
オイルの粘度指数が10W-40番でした。
メーカーが使用推奨する番手の一つなので使用上の問題はありませんが
「悪くは無いが、んーー?、いまひとつ、いまひとつ」
そんな感じでした。

冷間時にエンジンを始動して直ぐに撮影したのが下の写真です。

02-071010.jpg

エンジンの回転数を覚えておいてくださいね。
エンジンオイルが冷え切った状態でのエンジン始動なので
ファーストアイドルで暖気後のアイドリングに比べて
エンジン回転が上がっています。


今回入れるのが「0W-20」番のこいつです。

03-071010.jpg

このエンジンオイルは、尻尾号用に取り寄せたもので、
同時にオイルエレメントも交換します。


こちらはBMWのバイク用に用意してある100パーセント化学合成の
エンジンオイルです。

04-071010.jpg

尻尾号に入れるオイルに比べると、番手の番号が
15W50で大きいです。
但し、このオイルは性能的には凄く良くて好きですが、
すべてのBMWに入れる訳では有りません。
理由はエンジンの合わせ目や、シール類からのオイルの「にじみ」が
出やすく、にじんで出たオイルにゴミや ほこり が付着して
黒く汚れやすいからで、そのことを理解できる方にはお勧めです。
浸透力が高いので、細かな隙間にまで入り込み、結果として
にじんで来るようです。

右側の1リットルボトルはミッションやファイナルギアに使う
ギアオイル(ミッションオイル)で、こちらは鉱物油です。

ギアオイルにも100パーセント化学合成オイルも出ています。

05-071010.jpg

今回、一緒に購入していますが、エンジンオイルと同時に
交換してしまうと、オイルの変更の効果が、どちらの効果なのかが
分からなくなるので、尻尾号のミッションオイルの交換は
後日に予定しています。


「くるまがおちないように、こていしてね」

06-071010.jpg


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『分かってるワイッ!! いちいち付きまわるナッ!!』
「しっぽまいてるから、ゆるして」

交換前のエンジンオイルの色です。

08-071010.jpg


09-071010.jpg

エンジンのオイルパンは写真上の黒い部分で、
アルミ色したのがミッションとデフで、次回アルミの部分の
ミッションオイルを交換しますが、今回は黒い部分の
エンジンオイルです。

同時にオイルエレメントも交換です。

10-071010.jpg

使用前、使用後のオイルエレメントと取り外し用の工具です。

オイルを抜き取り、これを組み付けて、新しいオイルを入れて
エンジンを始動します。

11-071010.jpg

始めに出てきたタコメーターのエンジン回転と比べてみてください。
ほぼ同じ条件で撮影したつもりですが、決定的に違う条件は
エンジンオイルの粘度指数です。

0W-20と10W-40での比較です。
銘柄は違いますが、共に100パーセント化学合成オイルで、
製造メーカーも同じです。

これくらいの回転差が出るのです。
これがどれくらいの違いかと言いますと・・・・

いつもの近所の坂道です。(写っているバイクは今回のブログに関係ありません)

12-071010.jpg

ここを同じように走ると、軽トラックの尻尾号は3速で登るか、
2速に落とさなければ登らないかの違いで、はっきり分かりました。
エンジン回転で2,000rpm程度の軽自動車のエンジンにしては
低い回転数での走行なので、余裕が無く上がりきれるか、
ギアを落とさなければ登らないかの違いで出たようです。


簡単に2,000回転と書きましたが、
一分間にピストンが2,000回上下するのです。

13-071010.jpg

写真のピストンは何の物か分かりますか?
ホンダCB750の物です。
空冷4気筒OHCですね。

尻尾号のピストンの写真はありませんが、おおむねこの程度の
ピストンとお考え下さい。

尻尾号のエンジンは水冷4気筒でボア、ストロークは56.0mm×66.8mm
だったはずです。
ピストンの上下する移動距離のストロークは66.8mmなので
上下で1回転です。
したがって66.8mm×2=133.6mmで13.36センチです。
13.36センチ×2000=26720センチ=267.2メートルになります。
1分間に267.2メートルピストンがシリンダーの中を移動するのです。
これが時速100キロになると、どのくらいか計算しましょう。

確か時速100キロで5200rpmだったと思うので、
結果は秒速約11.58メートルで、陸上競技の100メートルの
世界記録の速度よりも、速いことになります。


ピストンが移動するときに、シリンダーの壁面に付着した
エンジンオイルを掻き落としていきます。

この時に柔らかいエンジンオイルか、硬いエンジンオイルかで
抵抗が変わってきます。
もちろんその他にも、オイルポンプやクランクシャフト、
カムシャフト、バルブ、ロッカーアームなどのエンジン内の
オイルに触れるすべての部品の抵抗が変わってくるのです。
結果として、柔らかいオイルの方がスムーズな回転上昇が
可能になり、パワーが出るようです。

しかし、柔らかすぎるエンジンオイルは高温時に油膜切れを
起しやすく、夏場などは使用できなかったのですが、
昨今の技術の進歩で0W-20番でも夏場の高速走行にも、
十分使用出来るようになりました。

しかし、すべてのエンジンでこれが当てはまるのではなく、
あくまでも、メーカーが指定しているときに限ります。
尻尾号はメーカー指定で0W-20番が指定されています。
先ごろまで使用していた10W-40も指定でした。


ピストンスピードを比べて見てみましょうか?

14-071010.jpg

R1150Rロードスターのメータですが、
6速アイドリング時の写真です。

1050rpm 時速38キロ、エンジンはボア、
ストロークは101mm×70.5mmですね。
ちなみに R1100Rなどの1100CCエンジンは
ボアだけが違い 99mm×70.5mm でストロークは同じです。
言い換えれば、排気量は違ってもエンジン回転が同じなら
ピストンスピードは 同じと言えます。


おおよそ、2800回転で時速100キロですね。
だとすると時速100キロ時のピストンスピードは
平均で秒速6.58メートルです。
1秒間に6メール以上、ピストンはシリンダーの中を
走っています。
時速に換算すると、時速、約23.7キロです。
平均値で、実際には上死点、下死点付近は速度が落ちるので
早い部分の速度は倍以上になります。

R1150のシリンダーとピストンです。

15-071010.jpg

結構大きなピストンでしょう?


シリンダーです。

16-071010.jpg

この中を先ほどのピストンが時速約24キロで上下します。

この位置が上死点

17-071010.jpg


18-071010.jpg

この位置で下死点
この上下を秒速6.58メートルでピストンが走ります。


現行モデルのR1200シリーズはどの位でしょうか?

19-071010.jpg

グラフはR1200GSのものですが、
6速で時速100キロ時は 3250rpm 程度でしょうか?
計算すると、ボアストロークがR1200GSは101mm×73.0mmで
今度はボア(シリンダーの直径)がR1150と共通で、
ストロークが1150よりも伸びて排気量が増えています。
時速100キロ時のピストンスピードは秒速7.9メートルになるはずです。


R1200GSとR1150GSのエンジン性能曲線の
比較ですが、これを見ていて何か気がつきませんか?

20-071010.jpg

メーカーの書きたいパワーアップは相当なように感じますが・・・


拡大してみました。

21-071010.jpg

約3000回転までは先代モデルの方が、馬力が出ていませんか?
3000回点回せば6速でどの位の速度が出るでしょうか?
時速80キロ程度でしょうか?
この速度までなら、6速で走ればどちらが早いのでしょう?
ここまで書くとR1150GSのような気がしますが、
実はそうではありません。
車重の違い、ギア比の違いなどで実際にはR1200GSの方が
早いですね。
計器測定はしていませんが、感覚的にそう思います。

でもこのエンジンの出力特性の違いは気になりませんか?

R1150GSとHP2を比較したらどうでしょうね?

最後にもう一つ番外編。

22-071010.jpg

イスズ エルフのトラックです。
排気量4334cc
水冷4気筒ディーゼルターボ 直噴
ボアストローク 112mm×110mm
100km/h時点で 2750rpm でした。
ピストンスピードは秒速約10.1メートルで
今回計算した中では尻尾号に次いでピストンスピードが
高いことになります。
低回転で回すディーゼルエンジンですが、意外とピストンは
高速で動いているようです。

まだ興味のある方は船舶エンジンやディーゼル機関車の
エンジンを調べてみてください。
凄いのが出てきますよ。
回転数なんて分速で二桁です。

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ここまで読んでいただいた、あなたはGS好きかもしれませんね。
今回比較したGSは四桁ですが三桁のGSに興味のある方は
珍しいのが入庫しました。