FAST - エンジン摩擦予測

完全なエンジン摩擦評価のための迅速なFMEP予測

FASTは、エンジン全体の機械的摩擦を予測するための実践的な方法を提供します。エンジン摩擦を克服するために必要な理論的な平均有効圧力である摩擦平均有効圧力（FMEP）を計算し、エンジン摩擦を構成する主要なシステムの貢献度を報告します。

このツールは、限られた設計情報しか利用できない開発初期でも、信頼性の高い摩擦損失の見通しを得る必要があるときに設計されています。FASTは、経験的および半経験的な式を用い、各エンジンサブシステムに対して個別に計算することで、単純な相関に基づくアプローチよりも予測性が高く、詳細なCAEよりもはるかに迅速です。

FASTの予測内容

FASTは、エンジン摩擦の主な要因を含む経験モデルを含んでいます:

• ピストンリングとピストンスカート
• メインベアリングとビッグエンドベアリング
• バルブトレイン
• タイミング駆動
• クランクシャフトシール
• クランクシャフトウィンデージ
• オイルポンプ、ウォーターポンプおよび他の駆動補器
• FEADベルト損失
• 該当するウェットサンプエンジンのクランクケースポンピング ロス

FASTを使用して機械的摩擦をより早く予測し、エンジン損失の要因を迅速に理解し、ハードウェアや詳細なCAEに取り組む前に、より情報に基づいた意思決定を行いましょう。

ピストンリングとスカート

FASTは、接触力、滑り速度および摩擦係数の関係を利用してクランクアングルに沿ったピストンリングとスカートの摩擦を計算します。ピストンリングについては、リングテンションと、燃焼条件下ではトップリングとセカンドリングに及ぼすシリンダー圧力の影響を考慮しています。ピストンスカート摩擦については、モーター動作条件下での慣性効果と、燃焼条件下でのガス力の影響を考慮しています。摩擦係数は、滑り速度、力、およびオイル粘度からStribeck型の関係を用いて計算されます。

バルブトレイン、タイミング駆動、ベアリング

FASTは、バルブトレインとタイミング駆動の摩擦に対して半経験的な式を使用しています。バルブトレイン計算はバルブトレインの種類、カムフォロワー接触タイプ、カムシャフト配置、すき間調整アプローチを反映しており、タイミング駆動の計算は駆動タイプとレイアウトを考慮しています。ベアリングロスは、簡略化した方程式を用いて計算できますが、必要に応じてより詳細なベアリング解析を導入することができます。

シール、ウィンデージ、ポンプ、FEAD

FASTは、コンポーネントレベルの分析では見逃されがちな摩擦と寄生損失を考慮しています。これには、クランクシャフトシールロス、クランクシャフトウィンデージ、オイルポンプおよびウォーターポンプの駆動力、非負荷オルタネーターおよびエアコン（A/C）損失、そしてFEADベルト摩擦が含まれます。これによって、エンジン全体の機械的摩擦をより完全に予測できます。

典型的な使用例

FASTは、以下のようなエンジニアリングタスクをサポートします:

• 実現可能性とコンセプト段階での代替エンジンアーキテクチャの比較
• 新しいエンジン開発における摩擦ターゲットの設定
• モーター動作時の摩擦分解テスト結果の解釈
• 摩擦低減対策の主張を評価する
• ダウンサイジングおよびライトサイジングのコンセプトが摩擦に与える影響の理解
• 製品エンジンにおける摩擦の主な要因の特定

その重要性

機械的摩擦は、現実的な運転条件下で高精度に計算することが難しく、物理的なテスト方法は高価で時間を要し、不確実性があります。FASTは、摩擦挙動の迅速な予測ビューを提供し、エンジニアが影響の大きいシステムに開発努力を集中できるようにします。

FASTを使用して、エンジン全体の摩擦を予測し、サブシステムの寄与を理解し、低摩擦エンジン設計について早期に意思決定を行いましょう。