ジムニー ジムニーJB23

ジムニー定番アクチュエーター強化スプリングチューン 〜バネ追加でJB23ブーストアップ〜

投稿日:2019年11月3日 更新日:

軽ターボ車定番の魔改造といえば、アクチュエーターをスプリングで無理やり引っ張る自作強化アクチュエーター。

48RのJB23ジムニーも高速道路での移動が多く、坂道や追い越し加速でパワー不足を感じていたので、先人の例に倣い自作強化アクチュエーターをやってみた。

これが効果絶大!僅か1,000円程度の材料費で軽自動車とは思えない加速を手に入れるという、恐ろしいほどのコストパフォーマンス。

いい意味で大きく期待を裏切られたカスタムでした(思わずニヤけるよ!)

材料費が安いので、色々なスプリングの取り付け方を試してみて、最適化もできました。

 

 

見よ!バネだけでこのブースト圧

すごく簡単なカスタムなのだが、効果絶大!

以前は最大ブーストが0.7kgf/cm2だったのだが、1.0kgf/cm2までかかるようになった(↓動画をどうぞ)

画像は5速ホールドで高速道路の追い越し加速。登り坂でもスピードリミッターがかかるまで加速し続ける!

(動画は1.0kgf/cm2だが、低速度からのフル加速では1.1kgf/cm2までブーストがかかる)

 

上昇幅はたった0.3と思うかもしれないが、ターボの過給圧0.3アップの効果は排気量の大きな車に乗り換えたかのような加速性能。

軽自動車の中では車重が重く鈍足なJB23ジムニーだが、パワー不足が解消されロングドライブのストレスから解消されました。

 

 

スプリングによるブーストアップの仕組み

ターボエンジンとは

簡単にターボエンジンの仕組みのおさらい。

ターボチャージャーは自然吸気車なら捨ててしまう排気を利用してタービンを回し、タービンと同軸のコンプレッサーで圧縮空気をエンジンに送り込む装置である。

エンジンの出力は吸い込む酸素量に比例するので、圧縮して密度を高めた空気を送り込むことは、排気量アップと同義なのである。

 

この図がわかりやすいかな?

排気でタービンを回し、同軸上のコンプレッサを作動させている。

ただ、際限なくタービンを回しているとエンジンの許容量を超えてブースト圧がかかってしまい、最悪エンジンが破損してしまう。それを防ぐ安全弁として、タービンへの排気を逃すバイパスラインと入り口にウエストゲートバルブという弁が設けられている。 

このウエストゲートバルブを過給圧制御ソレノイドバルブとアクチュエーターで制御することによって最大ブースト圧をコントロールし、タービンやエンジンに負担のかかる過度なブースト圧の上昇を抑えているのだ。

以上が一般的なターボエンジンの仕組み。

 

 

スプリングによる強化アクチュエーター

ブースト圧の制御は過給圧制御ソレノイドバルブとアクチュエーターが行なっているのだが、アクチュエーターに細工するのが今回のブーストアップ方法。

アクチュエーターに施す魔改造について説明する。

アクチュエーターによるブースト制御の仕組みはブースト圧の上昇と共にアクチュエーター内のダイヤフラムがロッドを押し、ロッド先端に支点越しに接続されたウエストゲートバルブを開くようになっている。

 

ブーストアップの仕組みは至って単純。

アクチュエーターにはスプリングが入っていてこのテンション分、ウエストゲートバルブを閉じる方向に作用している。「ブースト圧>スプリングのプリロード」になった時点でロッドが動き始めるが、さらに引きバネをウエストゲートバルブが閉じる方向に追加してウエストゲートバルブを開きにくい方向に引いてやるだけだ。

この追加した「引きバネ」分ダイヤフラムにかかるプリロードが大きくなりアクチュエーターのロッドが動きにくくなるので、ウエストゲートバルブの開くときのブースト圧が高くなり、ブースト圧アップが可能となる。

ちなみに一般的に売られている強化アクチュエーターは、アクチュエーター内のスプリングが強化されたものである。

 

 

魔改造!スプリングチューンの取り付け方法

ブーストアップの材料

・ワイヤークリップ(6mm)

・ナットM6 x 2個

・スプリング(引きバネ)線型x外径x長さ 1.2 x 9.0 x 50

・ターンバックル(M3)

色々買ったのだが、最終的に使用したのはこれら。

 

 

色々買って最適化しました。

↑これだけ揃えてあれやこれや遊んでみたよ。

 

ブースト計は必須

ブースト圧の調整や過剰なブーストを避けるため、ブースト計は必須。

機械式のブースト計またはOBD2接続のレーダー探知機で車両のブースト圧センサーの値を表示できるようにしよう。

 

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プラグは熱価アップ

プラグの熱価アップはエンジンのチューニング度合いによるが、48RのJB23は工藤自動車さんのミニコンで燃調を薄くして点火時期も進角してある。説明書にもミニコン+ブーストアップの合わせ技の場合は「プラグの熱価アップ必須」と書かれてあるので従った。

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ガソリンはハイオクに

これも工藤自動車さんはブーストアップ+ミニコンではハイオクを推奨。

ブースト圧アップ、点火時期進角でノッキングしやすい方向なので、オクタン価の高い燃料は必須。

 

 

JB23の最大ブースト圧

ブーストの調整は追加するバネのテンションで行うが、最大ブースト圧の設定は慎重にしなければならない。

ジムニーの最大ブースト圧に関しては情報がネット上にたくさんある。それらを総合的に考えて今回は「1.1kgf/cm2」に設定した。

 

理由は次の通り

サービスマニュアルの標準圧力値

JB23のサービスマニュアルによるとブースト圧の標準値は次の通り。

自分のノーマルジムニーは0.7kgf/cm2までしかかからないのに、サービスマニュアルには1.25kgf/cm2までは標準値とのことで驚いた!

また、ここまでメーカーが許容しているということは燃調マップも1.25kPaまで対応しているはずなので、ブースト上げ過ぎて燃料足りずエンジンブローということもなさそうだ(エンジンはガソリンの気化潜熱で冷却しているので、燃料が薄すぎると壊れる)。

純正ECUで許容されているのなら、その燃調マップを利用しない手はない。

 

ちなみ上画像のサービスマニュアルによると1.3kgf/cm2でブーストリミッターが作動して燃料カットが行われるので、DIYチューンでブースト上げすぎても、すぐさまエンジンが壊れることはない。

壊れる前にリミッターかかるので、安心してトライしてください(笑)

 

 

 

純正インジェクションの限界

さらに情報収拾していると、ECUの書き換えチューニングをしている某ショップがインジェクターの容量とブースト圧について言及していた。

 

SPEC-3

大容量インジェクター仕様

JB23Wは、6500rpm以降ブーストが1.1キロを超えた時点でノーマルインジェクタの容量が厳しくなってきます。エアクリーナーやマフラー等の補器類の性能によっては燃料が足りないことも。大容量インジェクターへ交換することによりブーストを立ち上がりからエンドまで1.2キロ前後でセッティングしています。エンジン、タービンの持つ力をフルに引き出したハイパワーバージョンです。

特に7型以降はインジェクターの容量が230cc→215ccに変更されているので、燃料不足で薄い燃調になりやすいらしい。

 

なんと!!純正ECUには1.25kgf/cm2まで対応した燃調マップはあっても、インジェクターがそこまで対応していないのだ!

 

ちなみにこのチューニング屋さんでは、ノーマルインジェクターの場合は回転数によって最大ブースト圧の設定を変えているようだ。

SPEC-2

ハイオクガソリン仕様

SPEC-1で多用する4,000回転をピークに低中速域ではブーストを1.2キロ前後から高回転にかけて1キロへと曲線的に制御することによりインジェクターを交換せず大幅な中速のトルクアップに繋げています。
ブーストリミッターも高回転にかけて徐々に下がるように曲線的にかけており万が一のトラブル時もエンジンブローに繋がらない設計を心がけています。

バネチューンではこんな細かい制御はできないので、おとなしくMAX1.1kgf/cm2としておく。

 

 他のECUチューン屋さんをみても、ノーマルインジェクターではマックスブースト1.1kgf/cm2になっていた。

 

 

以上より情報をまとめると

見出し(全角15文字)

・ジムニーのブースト圧は1.25kgf/cm2まで対応(そこまで燃調マップがある)

・1.3kgf/cm2でリミッター作動で燃料カット

・ノーマルのインジェクターでは6500rpm以降、ブースト圧が1.1kgf/cm2を超えると燃料不足

 

以上より、安全サイドでチューニングしたいのでMAXブースト圧は1.1kgf/cm2に決定!

(6500rpm以上なんて滅多に使わないし使っても一瞬だが、必要ないところで欲張ってリスクは負いたくない)

 

 

バネのセット方法

手順①アクチュエーターロッドにワイヤークリップの取り付け

アクチュエーターはボンネット前に立ってエンジンの右側についている。

 

このロッドにワイヤークリップを取り付ける。ナットサイズは10mmだ。

 

手順②ターンバックルと引きバネをセット

ターンバックルは最小のM3サイズを用意。

 

さらに短くするため、フックのネジをカットした。

 

取り付けは超簡単。バネをM6ナット 2個で固定して、ターンバックルでアクチュエーターに引っ掛けるだけ。

購入したスプリングと最小位置にセットしたターンバックルで、48Rのジムニーの場合はちょうど1.1kgf/cm2になった。

もっとブーストかけたいならもう少し短いバネでテンションをかければ良さそうだ(48Rは1.1で十分なので、これ以上しないが)。

 

気に入らなければ引っ掛けたターンバックルを外すだけなので、5秒で解除もできる。

 

 

バネ斜め引きはターボレスポンスが低下

よく見るステーで引っ張る方法も試してみた。

この方法の欠点はターボのレスポンスの低下だ。さきほどのアクチュエーターにターンバックルを引っ掛ける方法はほぼロッドに対して平行に力がかかるが、ステーを使うとどうしてもロッドの動きと引っ張る方向に角度がついてしまう。ロッドの動きを妨げているのが、ステーを使うと若干ターボのレスポンスが下がってしまった。

というわけで、48Rのジムニーにはターンバックル方式でブーストアップしている。

 

 

まとめ

材料費としては1000円代程度なのだが、効果としてどのチューニングパーツにも勝るコストパフォーマンスのスプリングチューン。ワンランク上の排気量の車に乗り換えたようなトルク感で、急勾配の山道や高速道路の巡航でも余裕があり、非常にドライブが楽しくなった(フルブーストではニヤけるレベルです)。

↓ブーストアップ後の動画

エンジンに負担をかけないか心配になる人もいるかもしれないが、純正ECUは最大ブースト1.25までは燃調マップがあるのと1.3でブーストリミッターも働くので、低リスクで行えるチューンだと思う。実際1.1程度なら最大許容ブーストからもマージンがあり、先に書いたインジェクターの容量問題もない。

ターンバックルを外すだけでいつでも5秒でノーマルに戻せるし、それでいて効果やコスパは絶大なので、ジムニー乗りは是非一度試してみてはいかかでしょうか?

自分の車が劇的に早くなるのは楽しいものです。

 

 









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48rider

MTBやスノーボードなどのアウトドアが趣味で、週末は山に出没しております。ハイエースいじりも大好きで、DIYネタを中心に更新中。

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