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2020年11月29日日曜日

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.


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.


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.

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