1952年に設立された日本大学エンジン協会は、自動車研究に重点を置いたクラブとして始まり、初期には大手自動車メーカーと協力していました。1980年代は、競技モータースポーツへと舵を切る転換期となりました。同協会は、ボランティアのラリーイベントに加え、ガソリン1リットルで最も長い距離を走れるかを競うエコマイルチャレンジに参加し始めました。2000年と2001年には、カスタムカウルの製作やアルミフレームの構築を行い、権威ある米国のFormula SAEに参戦するなど、より高い目標を掲げました。

今日、大学の「未来博士ワークショップ」学生プロジェクトの一環として、エンジン協会は資金や専用作業スペースなどの組織的支援を受けています。この支援により、第1回大会が開催された2003年以降、日本の学生フォーミュラのすべての大会に出場できています。これは、ほんの一握りの大学チームだけが達成している偉業です。この記事では、日本大学エンジン協会のイキ氏にお話を伺い、Flir T540がレーシングカー開発でより高い順位を目指す同氏のチームにどのように役立っているかをご紹介します。

日本大学エンジン協会 イキ氏

開発したマシンによる実走テストで経験を積み、データを収集することの重要性

日本大学エンジン協会の道のりは、必ずしも順風満帆ではありませんでした。何年もの間、彼らの順位は50位前後で低迷していました。しかし、包括的なプロジェクトの全面刷新により、パフォーマンスが一変しました。最近の大会では、安定して上位20位に食い込み、19位、26位、16位といった好成績を収めています。この巻き返しは、チームの結束力強化と、同窓生からの貴重な支援によるものです。新型コロナウイルスのパンデミック下でも、多くのプログラムが低迷する中、彼らは技術的優位性と競争心を維持しました。

「エリート層に食い込むには、レーシングカー開発とコンポーネントエンジニアリングへの全面的なコミットメントに加え、広範なテスト走行が必要です」と、イキ氏は説明します。 

トップ校と中堅校の差は、しばしば走行テストの時間の差に表れます。実地での経験やデータの蓄積に代わるものはありません。チームの現在のレーシングカーは、野心的なアプローチを反映しています。シャシーロールを制御するように設計された洗練されたサスペンションシステム（POU）と、パフォーマンスの限界を押し上げる高出力エンジンチューニングが特徴です。 

エンジン協会のレーシングカーのシャーシ

チームが持っていた強みの一つは、464 × 348解像度のFlir T540プロフェッショナル赤外線サーマルカメラを利用できたことでした。当初、イキ氏はタイヤ温度分析、特にキャンバー角度の最適化（写真3）とブレーキシステムの監視にFlir T540を使用する予定でした。しかし、彼はすぐに、このカメラがエンジンチューニング用途においても予想外の価値を発揮することを発見しました。 

右後（上）および左前（下）のタイヤ（走行前後）。

均一な熱分布は、適切に最適化されたセットアップを示します。

出力と排気システムの温度変化の関係に焦点を当てる - 排気システムのビデオ分析

「量産車は日常の走行条件に対する安全マージンを持って設計されていますが、レーシングカーのエンジンはまったく異なる原則の下で動作します。「性能がすべてです」と、イキ氏は説明します。「空燃比混合気の燃焼タイミングを進めると出力を高められますが、早すぎる設定はノッキングを引き起こし、最悪の場合エンジン故障につながる可能性があります。逆に、燃焼タイミングが保守的すぎると、エネルギーは使用可能な出力に変換されず、熱として無駄になります。点火タイミング調整の効果は、シャシーダイナモメーターのパワーカーブ上で数値として確認できます。しかし、排気システムの温度変化のビデオ映像を分析し、それを出力データと比較すると、結果はパワーカーブと完全に一致しました。」

Flir T540プロフェッショナル赤外線サーマルカメラ

Flir T540は、高度な研究開発のために設計された高性能カメラですが、合理化された解析ソフトウェアであるThermal Studio Proと組み合わせることで、チームは現場で直接、迅速かつ直感的に測定結果を得ることができます。

将来を見据えて、エンジン協会は、車の重心を下げるためにカスタムオイルパンを開発する計画です。その段階では、Flir T540はエンジンの冷却性能が十分であるかどうかを検証する上でも重要な役割を果たします。

マフラーマニホールド温度、点火前・点火後タイミング調整。

点火時期を調整すると、マフラーマニホールドの温度が低下し、排気ガスがより効果的に有効な出力に変換されたことを示しました。

マフラー温度およびマニホールドの時系列温度データ。

イキ氏は、Flir T540はエンジンのチューニングだけでなく、放熱性能の評価にも有用であると指摘しました。表面積を増やし、放熱性を高めるように設計された高性能コーティングであるHDPを塗布する前後のマフラー表面の熱画像を比較することで、Flir T540を使用してコーティングの有効性が明確に実証されました。 

HDPコーティング前後のマフラー

温度は、同一の走行負荷後に測定されました。コーティング塗布後のメッシュ部では放熱温度が約8°C上昇しました。