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ガソリンのデータの読み方

ガソリンのデータの読み方
オクタン価(RON & MON)
Octane Number - オクタン価とは、アンチノック性を表す価で、数値が大きいほどノッキング(スパークプラグによる点火ではなく、スキッシュエリアなどで自己着火してしまう現象)を防ぐ性能が高いといえます。ノッキングはエンジンにダメージを与えるので、オクタン価が高いほどエンジンを保護する性能が優れているといえます。
アンチノック性能が高ければ、エンジンの圧縮比を高くできるので、結果としてエンジンの出力、効率が高まります。
RONはResearch Octane Number - リサーチ・オクタン・ナンバーの略。一般的に用いられているオクタン価表示です。日本ではハイオクがRON: 100、レギュラーが91程度です。MONはMotor Octane Number - モーター・オクタン・ナンバーの略。通常用いられていないオクタン価表示です。日本ではハイオクがMON: 89、レギュラーが83程度です。RONとMONの違いは、測定条件の違いで、RONは低回転、低吸気温度時のオクタン価、MONは高回転、高吸気温度時のオクタン価と区別されます。一般的な走りで、特にアンチノック性を要求されるのが、低速時からの加速などですので、RONというのは一般車用のインデックスとして適当であるといえます。競技用途では、MONが重要になります。圧縮比が高く、あるいはターボなどにより、実質的に圧縮比が高くなり、かつエンジン回転数が高いレーシング・エンジンでは、MONの価が意味を持つわけです。エルフのレーシングガソリンは、このMONの領域をさらに超えた高回転、高吸気温度域でのアンチノッキング性に優れると評価いただいています。(ご愛用いただいているファクトリーのエンジニア談)なお、AKI(アンチ・ノッキング・インデックス)という、RONとMONの平均値を使用する例もあります。アメリカでは一般的です。読み方自体は全く一緒です。なお、オクタン価自体はエンジンの出力には何の関係もありません。出力は燃料の持つ熱量(カロリー価)がキーファクターであり、例えば一般のハイオク、レギュラーとも熱量はほぼ同じで変わりません。
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密度
摂氏15度のときの、燃料の重さです。温度が高くなると軽くなり、低くなると重くなります。JIS規格では、ガソリンの場合0.783(摂氏15度時)以下であることが定められています。一般的に重いほど、熱量が高くなりますが、揮発性が悪くなり、ドライバビリティが悪くなるという傾向にあります。過去においては、ターボ時代のF1エンジンには、密度が0.810程度の非常に重い燃料が使用されたことがありました。これは熱量を確保するためであり(炭素分子、Cが多ければ多いほど熱量が高くなります。)ましたが、揮発性が悪いので、吸気温度が高いターボエンジンにおいてもエンジンストールなどがよくあったと記憶しております。
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酸素含有量
酸素を燃料の中に含める場合、原則的に熱量は下がることになります。つまり、炭素分子=Cの量が減るので。しかしながらメリットとして、オクタン価を上昇させる効果、気化潜熱を高める効果、燃焼スピードを高める効果の三つの効果があります。気化潜熱とは、液体が気化するときに周囲から熱を奪う現象であり、吸気温度を下げ、さらにはそれにより空気の密度が高まり、シリンダーへの充填効率を高める効果をもたらします。高回転のF1エンジンではこの効果を最大限に利用するなどして、実際には排気量の40%増し位の燃料と空気を充填しているといわれています。燃焼スピードについては、酸素を含む成分は助燃剤と呼ばれており、高回転のエンジンにとっては重要な要素であると考えられます。酸素含有量は、空燃比に影響を与えます。
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蒸気圧
蒸気圧とは燃料の揮発性を表す数値です。JIS規格では0.44Barから0.78Bar(37.8℃時、JISではkPa表示のため44から78までとなります。)と規定されています。高すぎると夏季、フューエルライン中でヴェーパーロックが発生しやすくなります。逆に低すぎると冬季において、ガソリンの蒸気がしにくくなり、エンジン始動性に問題が出ることがあります。一般のガソリンでは、冬季と夏季でこの蒸気圧を違えて販売されています。また、北国と南国では当然この価が異なるわけです。なお、JISには補足があり、寒候用では上限が98kPa、夏季用では65kPaとなっています。
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蒸留性状
エルフでは、ヨーロッパ式に70℃のときの留出量と100℃時の留出量を表示しています。JISでの規定は、10%、50%、90%留出するときの温度範囲を示しています。70℃時の留出量は高いほどエンジン始動がしやすくなります。逆に高すぎるとヴェーパーロックを起こしやすくなります。100℃時の留出量は、加速性能との関連があります。一般に数値が高いほうが加速性がよくなり、低いと悪くなるという関係にあります。
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レーシングフューエルのポイント
燃焼スピード
レーシングフューエルにおいて最も求められるのがこの燃焼スピードです。スパークプラグにより着火されてから、シリンダーの最周辺部まで早く燃焼し切れればそれだけガソリンの持つ熱量を効率的に出力に代えることが可能であり、また、それだけ無理なくエンジン回転数を上げられることになります。レーシングエンジンの場合、ボア径が大きいので、特に効果的な要素です。燃焼を解析した場合、シリンダーヘッドのほぼ頂上にあるスパークプラグから、スキッシュエリアまで火炎が伝播しきるのに、排気バルブ方向には、その熱のためもあり、速く到達しますが、吸気バルブのほうにはやや遅く到達する傾向があります。(吸気バルブのほうがやや大きいせいもあります)ファクトリーのエンジニアによると、エルフのレーシングフューエルの場合、この差がほとんどなく、均一に広がるとのコメントがありました。
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空燃比(くうねんひ)
燃料と空気の割合(比率)を示す値です。この場合、重量比であり、容量比ではありません。一般的なガソリンではガソリン1に対して、空気が14.7というのが理論空燃比と呼ばれ、燃料が完全燃焼する比率となっています。ストイキメトリック・エア・フューエル・レシオと英語ではいい、通称ストイキとエンジニアの間で呼ばれます。レーシングフューエルの場合、酸素分が多く混入している場合があり、この理論空燃比は空気量が若干少なくなっているケースがあります。
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FIA・FIMレギュレーション
エルフではFIA(世界自動車連盟)、FIM(世界モーターサイクル連盟)公認のレースで使用するための、それらのレギュレーションにミートする燃料を用意しています。基本的に西ヨーロッパの市販ガソリンと同じスペックが要求されており、オクタン価はRON; 102以下、MON; 90以下で規定されています。これは性能を抑制する目的でもあります。含有する成分も厳しく制限されており、発がん性をもつ物質などは、ほとんど使用できなくなっています。従って、燃料のクリーン度は市販ガソリン以上となっています。エルフでは一般のモータースポーツ愛好家のため、レギュレーションとは別に性能を追求した燃料も用意しています。
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エンジンの種類による燃料性状・成分の違い
エンジンの種類により、燃料への要求性能は異なります。F1がNAからターボ、そして再びNAへと変化していき、またモーターサイクルGPへの燃料開発で2サイクルエンジン、そして4サイクルエンジンへの流れの最先端で技術開発をしたため、どのように異なるのかを熟知しているのがエルフのアドバンテージです。概略であり、例外、違ったアプローチがないわけではないことを、ご理解のうえ、参考にしてください。2サイクルエンジン;デトネーションが大きな問題となるため、また、競技用ではオイルと混合して使用することになるため ―混合によりオクタン価が低くなります― 、高いオクタン価が必要となります。レーシングエンジンの場合、ピーキーな出力特性が一般的なため、ガソリンサイドからのアプローチとして、アクセルのコントロール性のよさが求められることがあります。ただし、ライダーの好みによりこれは異なり、あるライダーはドッカンタイプのガソリンを、別のライダーはジンワリとした加速をする燃料を好むといったことがあります。この辺の味付けは、技術によるものです。4サイクル・ターボチャージドエンジン;圧縮比が事実上高くなるため、オクタン価が高いほうが有利となります。これは出力面だけでなく、エンジン保護という面から見た場合においてもです。また、インタークーラーを装着していても、吸気温度が高いため、蒸気圧はNA用燃料に比べ、高く設定される傾向があります。また、燃料の熱量をできるだけ高めることを目的に密度を高くしているケースが多くなっています。2サイクルエンジン用の燃料とは、要求される性能が比較的似通っています。四輪車用4サイクルNAエンジン;車両によりも異なりますが、一般的にピークパワーを優先した燃料設計がされています。気化潜熱により充填効率を高めることを狙っています。そのため、吸気温度のデータが重要視されます。最近はレースにおいても燃費がポイントとなるので、燃費を良くするため、できるだけ密度の高い燃料とすることもひとつのアプローチです。ただ、その場合、ドライバビリティが悪くなる傾向があり、かえって燃費に悪影響を与えるケースもあるようです(無用なアクセル操作が増える?)。さらに、燃焼スピードの速い燃料が特に求められます。F1におけるエンジンの高回転化にあたり、エルフが開発した燃料技術が大きく貢献したことはいうまでもありません。二輪車4サイクルエンジン;四輪車用NAエンジン用燃料との違いは、ピークパワーよりも過渡特性に重点が置かれた設計となっている点です。これは、例えば同じサーキットにおいても二輪の場合、四輪車に比べ全開時間(期間)が短く、パーシャルでのコントロール時間が長いということに起因しています。また、MOTO GPにおいては、燃料タンク容量が厳しく制限されているため、より絞れ、燃費を良くできる燃料が必須となります。鈴鹿八耐のような耐久レースにおいても燃費のよさは、ピットイン回数を減らせるという重要な要素のため、燃料が非常に重要とされています。ここにおいてもエルフの燃料には大きな利点があります。
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理論と実際
データの見方を説明しましたが、ガソリンはその使い方とエンジンの性格、つまりセッティング(エンジンマッピング)の仕方で、よくも悪くも大きく変わります。データはあくまで目安であることを忘れないでください。
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