HRF ナイトレースレースレポートとチタンロータの考察

 G-MAXの燃料添加剤テストをするために久々にSRTに行ってきました．

その日は夕方からHRFのナイトレースがあるということでついでに出てきました！昼間全力でデータ取りしていたので結構疲労困憊でしたが…汗

レースレポートといえるほど準備しているレースではなかったので

本題のチタンロータの為にもサラッと書きます

タイヤはYURUGIX32が良いということでしたが1セットしかないので温存

手持ちの一番柔らかいタイヤがSOREX28だったので練習走行と予選1回目はそれで走行

練習走行と予選1回目ではギア比を検討しました．

今回データロガーはエンジンカーに積んでいたので今回はデータが取れていません…

ギア比は手持ちで最もハイギアになる設定だった5.78で走行

この時の最高回転数はプログラムカードによると約43000rpmでした．

高速レイアウトのSRTですがそれでも立ち上がり加速のパワー感が薄い感じです．スロットルもずっと握りっぱなしな感じで

バッテリーの消耗も激しく後半は大きくパワーダウンを感じました．

これはギア比の選択ミス何だろうなと思い常連さんたちにリサーチ

皆さん6.2~4ぐらいのギア比で走っているみたいです．広いコースだとハイギアにすると思っていましたが思ったよりもローギアで驚きました．

予選2回目はギア比を6.2に設定

またタイヤは慣らしも兼ねてYURUGIXで走行．

1パック目のタイヤはグリップ感が薄く記録したタイムも予選1回目のほうが早い結果でした．

ただパワー感としてはローレシオの方が前に出る感じが強いです．そりゃそうという結果ですがね

最高速の伸びとしても他車と遜色ないレベルでした．

参考までにブーストは50°，ターボは20°，メカ進角は35°設定です．

決勝はスタートで混乱に巻き込まれたり，中盤のバトルで縁石に乗ってその時にボディを巻き込んだりしてリザルト的には鳴かず飛ばずでした．

ただこの決勝結果から知りたいこととしてはラップペースです．

レース結果からギャップチャートを起こしてみました．

赤プロットが私のデータです．

敬称略となります．また集計時間の都合で上位7名までです

1周目のスタートの混乱でトップから5秒ぐらい離されています．そこからはトップよりも速いペースで周回しています．

まぁトップは後ろとのギャップがだいぶあるのであまり飛ばしていないというのもあるでしょうが

12周目にボディを巻き込んでからペースがガクッと落ちていますが，そこまでのペースはあまり悪くなかったのかなという結果ですね．

本当はバッテリー残量が少なくなり差が顕著になる4分過ぎのデータが欲しかったのですがレース展開的にやむなしですね．

ここからがこの記事の本題

現在のESCの制御方法だとバッテリー残量が減ると最高回転数が落ちてきます．

なので径の大きなロータを使うとロータからステータへ影響する磁力が大きくなりより顕著に回転数の低下があるかと考えています．

Facebookのコメントでチタンロータってどうなの？というコメントがあったので

いろいろと考察してみます．現物をまだ持ってないので買うかどうかの判断も兼ねてです

チタンロータの前に普通のロータがどういう構造をしているか分からなかったのでとりあえず分解してみました！

各部品がロータに圧入されているみたいです．シャフトと磁石は結構いい圧入荷重だったので普通に使う分にはスリップしないはずです．

自分の想像していたロータの構造と比較してみます．

今までは電磁鋼板を介して磁石が取り付けられていると思っていたんですが

思った以上にシンプルな構造をしていました．

チタンシャフトロータは上記図のシャフト部分が鉄からチタンになっているということですね．

チタンは非磁性体なので鉄シャフトとは磁束の流れ方が変わります．

JMAG サイトより

これは駆動用モータの解析事例ですが磁石裏のヨーク部分にも1.4Tぐらい磁束が流れているみたいです．チタンなら完全に飽和している領域ですね．

こんな解析事例も載っていました．

これもJMAGサイトより

SPMモータによるシャフト径をパラスタした結果です．

磁路になっているのでシャフト径はトルクの感度があります．

磁石背面のリターンパスの経路が変わることで出てくる磁束の量が変わっています．

感覚的にも磁石だけじゃなくて，鉄にくっつけた磁石のほうがより強い吸引力を持ってますからね

このことから分かることは同じロータ径でも鉄とチタンでは磁束密度が変わることで

トルク：　鉄＞チタン

回転数：　チタン＞鉄

となります．

じゃあ径の小さいロータを使えば同じことじゃないの…？となりますね．

感覚的には鉄→チタン化による磁束密度の低下よりも，

ロータ径縮小による機械的なトルク低下とエアギャップ拡大による磁気的なトルク低下が大きいと感じています．

上記感覚を信じると使用用途の仮説としては

小径ロータ：低グリップで広めのコースで有効　(トルクを下げてタイヤの空転防止とストレートの伸びを確保)

チタンロータ：グリップがある広めのコース　(グリップがあるので低回転のトルクはそこそこ欲しいが、バッテリーが減っても高回転の伸びも欲しい)

大径ロータ：グリップがあり狭いコース　(トルクも必要だけど回転数はほどほどな時)

こう書くとチタンロータってオールマイティーで便利そうに見えてしまうｗ

ということで買ってしまいました！

今まで自分の勘違いでチタンシャフトってそんなに効果ないと思っていましたが

仮説は本当なのかを実走してデータロガーで収集するデータで分析してみたいと思います．

モータ考察 ロータ径について

 前回は進角について考察を書きましたが

今回はロータ径です．

ステータとロータの径の差(エアギャップ)は基本的には干渉するギリギリまで近づけます．

エアギャップはステータ/ロータ相互に働く磁気吸引力を決定する重要なパラメータで律速としては部品公差や組み立て精度となります．

ただラジコンの場合は以前の記事で書いた通り弱め界磁制御をしていないので

ロータが回転し発生する逆起電力とバッテリ電圧の釣り合いによって上限回転数が決まってしまいます．

ロータ径を小さくすることでロータからの磁束を減らして回転数を上げようという考えだと推測しています．

エアギャップを広げることはトルク定数を下げることとほぼ同意ですが

そもそも加速限界を超えたトルクを出している現在のラジコンカーのモータだとそれよりも最高速の伸びを出せる径を選択しているというところが現状ですかね

京商のTROXモータは現在２種類のロータが出ています

今出ているのは

①5.0x12.3x24.0

②5.0x12.5x24.0

の２種ですね．上記数字の意味は磁石内径ｘ外径ｘ長さの意味のハズ．円弧型の磁石が２つ表面に張り付いています

②のロータのほうが若干磁石量が多いということですね

基本的には①が回転型、②がトルク型で13.5Tだと純正では②が付いてきます．

BRCサーキットでTF7.7にレシオ6.4でロータを交換した結果が下のグラフです

実線がロータ回転数、破線が加速度です．

ロータの図中の最高回転数付近でおよそ70km/hぐらいです．

ローグリップなサーキットだとロータ径を変えたところで発進Gが変わらないということが分かりました．

テストとしては静止状態からスロットル全開にして直線に走らせました．

横Gとかの影響を受けずに純粋な加速力(≒トルク)が分かります．

ロータが太くてトルクが増しているにもかかわらず発進Gが変わらないことはホイールスピンして路面にトルクを伝達できていないということですね

これは路面とタイヤのμが変わると変化するかもしれないのでハイグリップサーキットに出掛けるタイミングでデータを取ってみようと思います．

高回転領域では差が出ていてやはりロータ径が小さいほうが最高速は伸びている様子

では太いロータでハイギアにしてホイールスピンを減らして加速度を出しつつ、最高速もだせるのでは…？

実はこのデータを取る前は頑張ってシャシダイナモを自作して

トルク出力を実測するのが手っ取り早いんじゃないかと思っていました．

ただ発進Gが路面とタイヤのμの律速がある限りダイナモで見るよりも走らせた方が欲しいデータが出てきそうです．

ダイナモ上でこれが最も良い！となっても走らせて速くないと何やってるのかわからなくなりますからね

ひとまずロータ径を変えたときの回転数の差分を吸収できるギア比に変更して

データを実測してどちらが効率よい(≒５分間のタイムが速い)のかを実測してみようと思います．

京商チャレンジカップ@2in1サーキットレースレポート GT3

 

台風により11/1に延期された京商チャレンジカップに参加してきました！

先ずはGT3のレースレポートから書いていこうと思います．

レース前からGT3のタイヤって何が良いんだろう？ということで数パターンの仕様のタイヤを持ち込んで前日練習で絞り込んでみました．

今回持ち込んだタイヤは

・何も細工なしで組み立て、インナーも純正(グラステープを巻くだけ)

・タイヤの内側にテーピングテープを巻いて、純正インナー

・スイープのモールドインナーを切って径を小さくしたもの、タイヤはテーピングなし

上記3種類です．

タイヤの組み立て方としては

純正インナーの場合

こんな感じでインナーの外側にHUDYのグラステープを1周だけ巻いています．

理由としては遠心力でインナーがはじけ飛ぶのを防ぐためです．

グラステープはHUDYが柔らかめなので良いと思います．

タイヤにテーピングを巻くのはニチバンのテーピングテープの38ｍｍタイプを使いました．

エッジはこんな感じに丸く切ってから貼り付けることで内部でなるべく剥がれづらくしています．これは1/10用のKCスリックタイヤに貼るときもこんな感じの処理をしています．

38ｍｍだと幅がぴったりなのでそのまま貼り付けられます．

タイヤを貼り付けた後はバランスを取っています．

バランス取りをするしないで走りを比較したことは無いですが

燃調取りで空ぶかしをするときのタイヤのブレは圧倒的に少ないです．

なので少しはストレートスピードが伸びる効果があるのかなと…？

バランス取りに必要なものは

・バランス取り治具(ラジコン用品店で購入)

・秤

・クリーニング粘土(仮おもり用)

・釣り具用板おもり

です．板おもりは釣具屋で安く買えます．

自分のバランス取り治具は1/10兼用のものなのでハブに合いません．

なので6角ホイールハブを仮付けします．

それが終わるとバランス取り治具に乗せて適当に回転させます．

毎回同じ場所で止まるようであれば頂点部分が最も軽い部分となるのでそこにマーキングします．

今回は黒ホイールなので白いマーカーが必要でした．

マーキングした部分に適当にクリーニング粘土を貼り付けて、回転させ、止まる部分がランダムになったらクリーニング粘土を外して重量測定をします

このタイヤでは1.57gを貼り付けるとバランスが取れるみたい

板おもりを同じ重さ分切り出して、両面テープマーキングした部分に貼り付けると完成です．

そのあと回転させて止まるところがランダムであれば終了です．

バランス治具の特性的に静的なバランスしか取れないのでモノによっては回転させるとブレるものもあります(右面、左面が対角でズレていると静的に釣り合うが、動的にはブレてしまう)

ただ動バランスがズレてても何もしないよりはマシといった感じです．

今回実際に走らせてみたところ

純正タイヤは15.2秒~15.3秒ペース

これをベースとしてテーピングを貼り付けたタイヤは14.9秒～15.0秒とタイム的には速い感じです．

縦のグリップは強く感じますが、横のグリップは唐突に抜けてしまうフィーリングでドライビングは難しいです．

ベストラップは出るけどアベレージをそろえるのは難しいという感じでした．

ということでレースタイヤはミスなく走り切れるテープなしのタイヤを選択

セッティングとしてはこんな感じです．

フロントのスタビが2.6→2.7ｍｍに変えています．

後使っているオプションはメモ欄に書いています．

アルミの4°ハブキャリアは使って結構長いですがブログは初出ですね．

動きが軽快で1/10ツーリングカー見たいな動きをするので運転しやすいです．

本来のGTのマッタリ感は少なくなるので好みで変えてもいいパーツかなと思います．

予選1回目

なんかパワーが無いな…と思い途中でやめて燃調の為にピットイン…というところでカチン！という嫌な音と共にエンジンが止まりました．

エンジンブローでした

3年ぐらい使い続けているエンジンなので寿命ですね．

とはいえ壊れたタイミングが…

幸いエンジンを借りることができたので2回目の予選に挑めました．

予選2回目はTQタイム！

決勝は1番からスタートです

スタート直後に縁石に乗ったらリアタイヤボディに巻き込んでしまいタイムロス

2位のアダケン選手にパスされてしまいました．

その後アダケン選手のミスに乗じて1位に返り咲き

タイヤを壊さないペースで走っていましたが，ピットイン1分前ぐらいにペースアップしピットでミスしても大丈夫なマージンを築いてピットイン

奥村さんのミスのないピットインで間隔はそのままにピットアウト

そのままタイヤを労わりつつトップゴールとなりました！

マシンセッティングとしてはSRTと大差ないので

別のコースでもよく走るんじゃないかなと思います～

エンジン何とかしないと…

タムタム岐阜月例レースレポート

 

来月は京商チャレンジカップですが所用があり行けないため

10月の月例レースに出ることにしました

今回の参加は3カテです

ピットの上は大変なことになっていました

13.5Tの電動ツーリングはデータロガーでモータの回転数をとったので

これに関しては解析後に改めて記事化したいと思います．

ということで京商チャレンジカップにもあるGPゴムツーリングについて

セッティングとして大きく寄与したのはやはりフロントワンウェイだと思います．

タムタム岐阜はとにかくタイトなコースレイアウトでフロントデフをワンウェイ化しているとコーナーのボトムスピードが高い状態で旋回できます．

デフ仕様はブレーキを強めに掛けて旋回し侵入から立ち上がりまでの速度の変化は大きめ

走行ラインとしてはコンパクトなライン取り

対してワンウェイだと弱めのブレーキをコーナー中盤まで引き摺るイメージです

ライン取りは丸く走らせる感じ

タムタムは速度差を小さくし丸く走らせるほうがタイムが出るようなコースだったので

この走らせ方が合っていた感じです

予選結果

ただやっぱり地元ドライバーが強敵ですね…

プッシュできなかった理由としてはハイサイドで飛びそうで縁石を触れないように走るためペースを抑えていたため

決勝には対策が必要です

しかもコースは南西方向に建物があるので夕方になるとコースが陰ってきます

３時ぐらいの風景

予選まで使っていたタイヤはKCスリックソフトにKAWADAのバクソーを6本スポークホイールに組み合わせていました．

その組み合わせでも飛びそうだったのでタイヤには瞬間接着剤でサイドウォールを補強

6本スポークに瞬着するとかなりシッカリした触り心地です

決勝スタート前の暖機運転ですでに外周コーナーで浮き気味です、、、

そこでプロポのD/Rを100％→80％まで徐々に落としギリギリ飛ばないぐらいに調整しました

インフィールドの切角は足りない感じでしたがこのままスタートです．

接着してタイヤの横剛性が上がったおかげでライントレース性は上がりました．

ハイグリップ路面でタイヤがヨレてないんでしょうね

地元トップドライバーの1人がスパーギアトラブルでレース序盤に離脱

地元もう1人のIさんと一騎打ち状態でレース序盤を消化します．タイム差はずっと1〜2秒でコーナーを1つ挟んでレースが進行している状態でした

瞬着で補強しているとはいえハイグリップ路面でタイヤの接着部が切れることを恐れ2秒以上離されないようにペース的には抑えて走っていました．

15分レースなので7分半ごろにIさんが給油

その次の周に自分も給油

ただピットが終わった後順位は変わらず同じような車間でした．給油してくれたNさんありがとう！

レースも後半戦に入ってくると徐々に路面グリップが落ち着いてきて1周毎に少しづつD/Rを増やしていました

この頃からタイヤも使い切るためにフルプッシュ状態

一時は3秒ほどに広がっていたギャップが1秒を切るぐらいに追い上げられました

ファイナルラップに完全に射程に入りましたがインに飛び込む隙がなくそのままチェッカー

最終的には0.6秒差で2位チェッカーでした．後1周あれば…という悔しい感じですw

ゴール後のD/Rは86%になってました．走行中に状況によってプロポの設定を変えれるのは自分の引き出しになりますね

またレギュレーションが許すのであればサイドウォールの剛性UPは効果的だと分かったレースでした

その他リザルトはタムタム岐阜ブログに掲載されているのでそちらをご確認ください！