4EU

RZ50等 4EUエンジン用デジタルCDIの製作 構想編

世の中にはレース専用部品という血湧き肉躍るアフターパーツが存在する。ゼロハン2stピュアスポーツ(?)であるRZ50他4EUエンジンを搭載するTZR50R,TZM50Rも例に漏れず、YECパーツというありえんパワーをヒリ出せるパーツがあり、チャンバーはもちろん、俗に”YEC-CDI”と呼ばれるありえんパワーの出るCDIがあるらしい。


お高いですが。(1万円以上はするらしい)


たかだが点火装置に1万円も出してられんわ。あほくさ。


IMG_1070



まあ買ったけど。

これがまあ低速域はもちろんのこと高回転でもありえん回っていくという結構いい感じのCDIなんですが、まあそんな月並みな感想をここで書いても仕方がないので省略する。

話変わってCDIの動作原理について、だ。

CDIは、エキサイタコイルで発電した高電圧をコンデンサへチャージしておき、フライホイールに取り付けられた鉄片が、コイル状のピックアップセンサーの近傍を通り過ぎる時のコイル内の磁束密度変化に伴って発せられる起電力(点火信号)を用いてサイリスタをターンオン(ポイント点火の場合は物理的に接点をオンに)し、イグニッションコイルの一次側へチャージした電力を突っ込むと言ったもので、ウン十年前から存在するあたり特段難しいことをしているわけではない。実際に、アナログCDIの製作例はインターネット黎明期の時点では既に存在し、HT-Rocket回路などであまりにも有名である。
一方、デジタルCDIの制御についてはアナログと比較すると例が少なく、TZRやキャビーナのCDIを自作している例(使用マイコンはそれぞれArduino(ESP32)、PIC)がある。
有名どころでは「オープンソース」を謳っておきながらフェイスブックで登録しないと回路すら見せてくれな”クローズド”なものとしてOSR-CDI等がある。こちらは様々な車種でのノウハウが共有されている上にYPVSについての制御も可能で、Win上で動くソフトを使って点火時期やYPSV開度の設定もできるらしい。ガーバーデータやパーツリストまで”クローズド”な領域に踏み込んでいけば閲覧可能なので、誰にでも簡単に作れる上にかなり完成度の高い代物だ。なにかの間違いでこのページに流れ着いたYPVS付き車両に乗っている人は、とりあえず確実に動作するんだからこちらを製作することをお勧めする。


さて、それでもこの記事を読みたい奇特な人間が居るようなので、以下にCDI製作の動機としての要点を述べる。

・YEC-CDIが不当に高いので、同性能、或いはそれ以上に点火時期を詰められるCDIを作ってみたかった
・自分の技術の腕試し
・OSR-CDIがオープンソースを謳うのが気に入らない(オープンを謳うならGitにでも出せ)コノヤロウ
・来年は社会人なので学生生活の集大成として
・話のネタ
・動いたらおもしろそう(興味本位)
・完全オリジナルでDC-CDIではなくAC-CDIのデジタルCDIを作ってる人は居ない(新規性)

※AC-CDI:ジェネレーターの電力のみでCDIを稼働させる(そもそもアナログ回路なので制御は行っていない)。DC-CDIはバッテリーから電力をとり点火を行う。高圧生成に関しては内蔵インバータで12Vから昇圧している場合と、高圧のみエキサイタコイルから得ている場合がある。前者はDC-DCI(CDI特別してイグナイタと呼ばれている?)の純正パーツ等、後者はOSR-CDI等が挙げられる。

特に最後のAC-CDIは重要で、私のRZ50は全波整流改造済みなのですが、DC-DCIだとバッテリーが上がった際やレギュレーターがパンクした際にDC-CDIだと詰んでしまいます(私の場合は予備の部品が積んであるので、出先でも交換すれば済む話ですが)。
実際に浜松でヘッドライトとかの電装がどこかで短絡して死亡した際、(車両火災防止の為)ジェネレーターの充電系統をひっこぬいてバッテリー電源だけで大阪まで帰宅したことがあり、その際もAC-CDIだからこそ帰宅できたという事例があります。DC-CDIの場合はバッテリーあがり対策として緊急時にUSB電源で動作させることなどを考える必要があります。

デジタルDCIの利点としては、アナログと違っていくらでも点火時期を変更させることができるので、理論上はYEC-CDIの安全マージンを超える点火時期に設定することができるので、さらに多くのパワーを出せることや、キャブセッティングのガバを点火時期で吸収することができる 等が挙げられます。面研などで圧縮比を変えてパワーを出さずとも、点火時期を変えれば圧縮比は低いまま同じパワーを出せる。気がする。
いずれにせよ、点火時期を自由にいじれるCDIというものは、異常な点火時期に設定した場合にピストンに穴が開く以外は悪いことはありません。

以上のことを踏まえて、今回作るCDIについて目標設定を行います。

・YEC-CDIと同等以上の可変点火MAPなデジタルCDIの作成
・可能であればAC-CDI、ハーネスポン付け

実現可能性については、4EU向けのデジタルCDIとしてはPOSHからYECコピー品と言われるデジタルCDIが既に発売されており、DIPで切り替えることで点火時期をある程度変更できます。既に発売されているなら作れないことはないでしょう。

AC-CDI(デジタルCDI)において最も重要なことは安定した電源の確保です。それも、セルを回しただけの弱々しい電力かつ短い時間にマイコンを起動しなければ点火させることはできません。
この点に関しても、POSHのデジタルCDIが発売されているなら問題はありません。作れるはずです。また、ハード側でマイコン起動までの時間はアナログ点火CDIとして動作させる、等をすれば初爆の制御を行えるのかという問題は解決できそうです。
とはいえ、いきなりAC-CDIを作るのはたいへんそうなので、まずはDC-CDIを作ってから電源部を作り、その後電源部を実装という形を取りたいと思います。


ということで、次回はCDIを作るために必要なデータ集めです。エキサイタコイルの発生電圧、ピックアップコイルの出力波形、YEC-CDIの点火時期を走行ログで計測、等です。

ではでは

RZ50 ボアアップ向け 強化オイルポンプへの挑戦

内容が増えたので移植、加筆修正等を行い別記事化しました。
以下本文


TZR/TZM50RやRZ50の所謂「4EU系」エンジン向けのボアアップキットとして、デイトナをはじめとしてオートボーイやキタコ、リップス等のボアアップシリンダーが市場に流通している。これらは一般的に最高速のアップやよりパワーを捻り出すことを目的とするため、混合給油、もしくは分離混合併用での使用が推奨されているなどしている。しかしながら、混合給油のためには常にオイル缶を持たねばならず、これは長距離ツーリングでは厄介な存在になる。
大阪から伊豆まで普通に移動する私にとって、50ccのパワーで足りないわけではないが、常に高回転で回さなければ流れに乗れないのはいささか寿命に悪い。回しすぎず快適に街乗りや長距離移動を行い、名四国道などでホワワkm/h以上の流れに難なく乗るためには、やはりボアアップは必要だ。現状だと常にレブ当てしないといけない。しかし分離給油はしたくない。このような悩みを抱えている人は、案外多いのではないだろうか。

一応、デイトナのボアアップキットでは、給排気系が純正の場合はそのままのオイルポンプで良いとされている。昔の2stのボアアップキットでも、そのようなことが多いだろう。実際、純正の分離給油というものは安全マージンがあるので、その範囲内に収まるレベルであれば、混合を使わなくても良いという考えだ


いいわけ無いだろうが


数百キロの距離を移動する私にとって、出先でぶっ壊れるのは死活問題。常に全開で回し続けても焼き付かない程度にきちんとした適正量の油膜をマージン込みで維持したい。

4ストロークエンジン、特にモンキーやエイプなどのエンジンであれば、強化オイルポンプというものが販売されている場合が多い。しかし今は令和の時代。2stの強化オイルポンプなんてものは販売されているはずがない。ジャイロキャノピーなどは、分解可能なオイルポンプのため改造によって吐出量を増大させるなどが可能なようだ。おそらく、3TU系のエンジンについても分解可能なのでできるだろう。しかし、4EUエンジンのオイルポンプは分解不可能な形状をしている物がほとんどだ。唯一、TZR50Rのある世代のエンジンにのみ、DT230やTZR125Rなどと同一構造のオイルポンプが搭載されており、それは分解改造が可能ということらしい。じゃあやってみようじゃないか……というのが、今回の記事の前日譚(前置きが長い)


最初から改造可能なオイルポンプの存在を知っていたわけではなく、最初は輸出モデルの同一クランクケースを使用しているTZR80RRの4BAエンジンのオイルポンプを使えばいいんじゃなかろうか、という試みを思いつきました。
しかし、eBayで当該のブツを買うにしてもちょっと種類も多くて想定しているブツがきちんと届くかわからん!ということで半ばあきらめていたところに、Twitterでそのポンプの情報が飛び込んできました。


IMG_1026

分解状態で失礼

この樹脂プーリーのタイプのオイルポンプは、プランジャ径と取り付け穴形状がTZR125やDT230ランツァと同じなんですね(寸法を実際に私が計測したわけではないですが、多分プランジャまで一緒なんだから間違いないと思われる)
分かる人にはわかりますが、カム山でオイルポンプのプランジャストロークを制限する?調整する?ことで圧送量を変化させているということは、そのカム山を削ればストロークが増えます。
ジャイロキャノピーの改造とかではオイルポンプの加工記事が検索すればヒットします。



上記ツイが消えたときのために転記
TZR50R(後期型) 最小ポンプストローク 0.09mm         最大ポンプストローク 1.13mm TZR125R(4FL) 最小ポンプストローク 0.20mm         最大ポンプストローク 2.78mm

つまり、プランジャの上下を最も制限しているTZR50Rのカム山が一番高いので、TZR50Rのオイルポンプを買ってばらしてカム山のプロファイルをいい感じにしてやれば80ccとかの排気量に合ったオイル混合量になるはずなので、分離のまま乗ることができるはず。純正のカムを削らなくても、3Dプリントでカムを作ることもできると思うので、自由なカムプロファイルに設定することができるでしょう。


ということで、オイルポンプ買ってきたので検証開始

IMG_0641


まぁこんな感じにドレンのインサートナットが抜けるという小さなトラブルは有りましたが、簡単に分解できました。

このオイルポンプの分解時にゴムのメクラ栓を外す必要がありますが、どうやっても無傷で摘出することは不可能です。そのくせ部品設定がASSYなので発注も不可能(たぶん裏型番は存在していますが特定が不可能です)。しかし、こちらは汎用のオイルシールが市販されていますので、それで代用可能です。DT230,TZR125等の同型オイルポンプも同様に使えるはずですので、ぜひ試してみて下さい。

 

純正が厚み4.5(だったと思う)、これは厚み5ミリですが、問題なく使用できます。

話を本筋に戻しますが


IMG_0644


で、このカム山の黒いところを


IMG_0645


削りました。ちなみにプロファイルは適当です。多めに削ってあるのでたぶんオイル多すぎるくらいだと思います。少なくとも純正よりかは削ってある以上、吐出量は増えるはずなので、このまま50ccに取り付けて乗るとオイルが濃すぎてパワーダウンする程度で壊れやしないと思います。


しかし!今や貴重な2stMT者のカムを削って無駄に消費するのもダメだろうということで、3Dプリントでカムを発注してやろうということになりました。

DMM.makeのナイロン印刷であれば、おそらくナイロン12のため耐油性、耐摩耗性、剛性などに問題はなさそうです。問題は寸法誤差の吸収ですが…

とはいえ、先にカムを削ってしまったので、純正のカムの状態があまりわからないまま作ることに。どうせ楕円で作れるやろと思いましたが、色々と甘かった。

スクリーンショット 2021-01-13 020315


これが現在最新版の寸法誤差込みのボアアップオイルポンプカムのデータです。次の図は、それを純正カム(後日ヤフオクで落とした)に落とし込んだ図になります。

Eri_AWUVEAAQnnz


全閉時はカムが最も高くなる付近でプランジャの動きが最も制限されるのですが、もう少しヤマが低いようです。
私は単なる円と楕円で形成されていると思いこんでいましたが、どうやら違うようで、実際はこう

Eri_qrAUUAIOhsn


二重円と楕円が正しいようです。今後はこの情報も用いてボアアップオイルポンプカムの設計を進めていきたいと思います。(とはいえ、試作段階では高すぎる山をヤスリで削るだけになりそうです)


スクリーンショット 2021-01-13 023641


こんなかんじで、DT230等のデータを頂きながらいい感じになる吐出量を推定し、マージン込みでカムプロファイルを決定しています。

まあ少なくとも、純正より吐出量が増えていれば焼き付くことはないと信じて作っていこうと思います。

試作が完了すれば次は各種強度試験を行い、ボアアップして性能試験を実施したいと思います。

長距離試験も当然ながら実施し、高回転域での焼付きの心配もなさそうだと確信できた場合、カスタムパーツとしてキット販売を行おうと考えています。
オイルポンプの形状が大きく変わってしまうので、それと並行して専用のカバーもRZ50向けに制作します
ご期待ください。


おまけ

オイルポンプの回転軸、それもクランクケースにくっつく側のオイルシール あれ部品でないんですよね。




ここから買えます(情報提供:
@hositaro543
)。情報提供ありがとうございます。
どうやら若干厚いらしいですが問題ないみたいです。国内で買えるシールに関しては、形状と用途から汎用品を探しましたがダメだったようです
こんなところからオイルシール買う人は自分で寸法測ると思うので書きません。めんどうなので。次にオイルポンプ出してくることがあればその時に測りますね

2021/11/25追記
これ当該サイズのシールポチっても一生届かないので注文してはキャンセルされて低評価、注文してはキャンセルされ低評価ってのを繰り返してたらついにページ消えてましたね 在庫無いなら出品するなド阿呆め……

ということでこれに適合するシールは気が向いたらまた捜します

RZ50 4EUエンジン(TZR50R用エンジン)OH編 忘備録

2020年11月1日、オタク佐渡旅行も控えていた頃。松坂でキャンプをした帰りのこと。


不動化


結果としては抱きつきで不動化しましたが、そもそもの問題は焼付きではありませんでした

このとき大阪市内までギリギリ入ってたのでい旧友のオフローダーであるEくんに助けてもらいました。マジで助かりましたありがとうございます



この段階でほぼ故障内容がビッグエンドベアリングの粉砕で確定していましたが、前回OHした3000km前の段階ではフレが一切なく、ピストンリングでも粉砕したんだと信じてましたが、まさかな…



ビッグエンドベアリングの破片がピストンに食い込んで変形→ピストンと擦れて抱きつき→不動化という流れですね。


ということで腰下OH確定です。ほんとうにありがとうございます

さて、予備の状態良好なクランクシャフトとTZRのエンジンはまるごと持っててすでに分解清掃済みでバラバラのまま放置していました。なので、ベアリングとオイルシール、その他足りない消耗品を買えばすぐにでも組める状態でしたので、部品を手配して組み上げました。

IMG_0389


の前に、全塗装します。東大阪に行けばサンドブラストが時間貸しで使えるらしい。



東大阪の時間貸しガレージMACHICOCOさんを利用しました。バイクがぶっ壊れても大丈夫。市営地下鉄中央線に乗るという苦行さえすれば駅から徒歩10分以内。一応バスを使えば目の前まで行ける。
3人ほどで営業されているそうで、常に誰か一人が居て使えるようになったのはここ最近で、2018年からやってる割にはあんまり知られてないないそうです。完全予約制ですが、サンドブラストが使える環境はなかなかないんじゃないでしょうか?大阪でもっと安く使えるところがあるなら教えて下さい。

使った感想ですが、原付の水冷エンジンの腰下を完全にブラストで下地を出すには4時間位かかると思います。私は予算の都合で3時間で打ち切り、最低限の足付けでかなりムラが出ましたが、4時間かけたら十分綺麗にできたと思います。
しかしながら、その4時間のうち半分以上はコンプレッサーの充填待ち。砂の量も足りてないのか、砂の出も少ないように感じました。もしかしたらこんなものなのかもしれませんが…
しかし!多少の設備の貧弱さに目を瞑れば使えるのと使えないのとでは雲泥の差。ここは金を払ってありがたく使わせてもらいましょう。あ、あとお茶も出してくれました。
IMG_0388

IMG_0387

IMG_0395

IMG_0394

これくらいきれいになります。あと、普通に塗装も落とせます。とはいえ、先述の問題があるので事前にある程度落とせるだけ落としておいたほうが賢明です。

IMG_0390

IMG_0391

その他設備はこんな感じ。旋盤とかだと流石に作るレベルによっては買ったほうがコスパいいと思いますが、サンドブラストは維持管理とかを丸投げできると考えれば十分破格でしょう。

IMG_0405

それではミッチャクロンを塗って塗装します。

IMG_0418

IMG_0419

IMG_0412

いい感じだったのですが、クラッチカバーだけどうしても気泡が発生します。きれそう

IMG_0422

後日やり直してマシにはなりましたが、微妙な感じでした。まあ仕方ない。
つや消しブラックなので結果としてあんまり目立たなくなったのでヨシ!

IMG_0428

ミッションのベアリング。旧型は金属の’シールが入ってるが、今はゴムのシールが入っています。

IMG_0429

でもここ油没箇所なんですよね。グリスも塗ってあるし、シールもギヤオイルに浸かるんだからいらんやろ。と突っ込みたくなりますが、たぶんクラッチ外したときとかにゴミが噛むのを防ぐ考えがあるのかも?

グリスは流さなくてもいいですが、何故かクランクベアリングにまでグリスが塗り込んである。しかも片方のやつだけ。それだけは脱脂して2stオイルを注油してから使いましょう。ほかはそのまま圧入すればおkです。

IMG_0430

ここのメカニカルシールは外すのが大変ですが頑張りましょう。打ち込みも結構難しいです。

IMG_0452

シリンダーも無駄に焼付塗装しました。水冷だからビバブラックとかでいいと思います。

さて、クランクシャフトのインストールですが、そのまま純正工具などで引き入れると、アウターレースを固定して引っ張ってしまうので、ベアリングを痛めてしまいます(しかしそういうふうに作業が指定されている)

ほんとはパイプとか使って専用ジグ作るのがいいんでしょうけど、わたしはこうしました


IMG_0459

インナーレースにプライマリドライブギアを挟んでからプーラーで引っ張ります。これでインナーレースに負担をかけずに引けます。しかし、ギアが痛む可能性が大です。私はすでに傷んだギアを使用したので無問題です。使う予定もないし…

IMG_0460

工具は中華の汎用品を使いましたが、まあ多少の工夫で特に何も事故ること無くクランクのインストールができました。クランクと一緒に外側のパーツが一緒に回るので、それを抑えながら回すのがちょっとバイスとかないと難しいかも。私は溝にタイヤレバー突っ込んで固定しながら回しました。


IMG_0461


IMG_0462

IMG_0463

サクサク組みます。クランクシャフトは限界の手前まで引いてOKです。


こんな感じにゆるゆる回ればOKです。

あ、ちなみになんですけど


IMG_0467

スタータークラッチの部品が、乗ってるエンジンのほうが状態良かったので部品取りしたんですが、ここのネジはマジでショックドライバーがあっても舐めます。緩んでも硬さが変わりません。超強力ネジロック入ってます。


IMG_0468


IMG_0469

素直にエキストラクター使いましょう。最初から使えばいいまであります。

IMG_0471

組んだらあとは載せるだけ~~~


IMG_0479

IMG_0480


載せるだけ!!!!(エンジンマウントが違うことに気が付き加工ポン付け)


はい、実働まで20人日程度。あほくさ

ちなみにこの後カウンターシャフトのオイルシールの組付けミスでオイルが漏れてます。や め た ら こ の 趣 味
すべての敗因はオイルシールの打ち込み量を間違えていたことです。これサービスマニュアル見ても書いてない割に結構シビアな条件である上に分解したときのこと覚えてないとダメなのが私にとってはクソだったので、ここに記しておきます。いや、そもそも整備のセンスがない人がSMだけで整備することが間違いなんですけど……


IMG_0530

ウォーターポンプオイルシール ツライチでおk

IMG_0532

外すときに変形したけど、ドライブシャフトオイルシールは適当にほぼツラよりちょい下でおk


IMG_0533

持病でよく死ぬやつ、奥まで入れろ

IMG_0534


IMG_0535

これシビア。クランクシャフトのジェネレータ側。テーパーの下の角より下2ミリまで打ち込む。

IMG_0531

同じくクラッチ側。奥まで行くな

IMG_0536

こんかい私がミスったやつ。、ツラより若干下まで打ってよし

こんな感じです。参考までにどうぞ。

おまけ

IMG_20201111_224055570

オイルシールの打ち込みはともかく、ベアリングはもとのベアリングを当てて圧入するか、ベアリング自体を分解すればより確実にアウター・インナーレースのみに力を加えて圧入できるので、ボールに負担をかけずに圧入できます。

車載動画はじめました。あとRZ50(5FC)詳細寸法などの忘備録

車載動画をはじめました。初投稿です。






なんか勢い余って2本も作っちゃったよ。すぐに3本目用意するから待ってて

(公開したらここに3本目の動画が挿入されます。)

さて、動画内でも触れますがRZ50をアドベンチャーバイクに改造するという計画があります。もうこれ以上まともじゃない装備で林道には行きたくないんだ

まず、RZ50-5FC(以降、特に断りのない限りRZ50は5FC型のことを指します)は、DT50(17W)と主パーツが共通になっていますが、その周辺パーツに対しては何かしらの変更が行われています。とりあえず思いついた流用・加工情報などを羅列していきます。
RZ50って情報がバラバラで、しかも書き手がいい加減なので参考にならないのですが、いろいろとがんばって裏を取った結果なので集合知としてご利用ください(傲慢)(お前もいい加減だろ)
間違いなどがある場合は訂正しますのでよろしこ

Twitter プロフィール
ブログにコメントされても平気で半年見ないままとかザラにあるので、取材とか諸々はTwitterでお願いします(DMもあまり見ないので、DMした上でリプも頂けると確実に反応できます)
アクセスカウンター(PV)

    人気記事はZVSらしい

    最新コメント
    アーカイブ
    画像
    • たぶん世界初?Microdrive版HDD-MIDI演奏機の試作
    • たぶん世界初?Microdrive版HDD-MIDI演奏機の試作
    • たぶん世界初?Microdrive版HDD-MIDI演奏機の試作
    • たぶん世界初?Microdrive版HDD-MIDI演奏機の試作
    • たぶん世界初?Microdrive版HDD-MIDI演奏機の試作
    • たぶん世界初?Microdrive版HDD-MIDI演奏機の試作
    • たぶん世界初?Microdrive版HDD-MIDI演奏機の試作
    • たぶん世界初?Microdrive版HDD-MIDI演奏機の試作
    • たぶん世界初?Microdrive版HDD-MIDI演奏機の試作
    • ライブドアブログ

    トップに戻る