日野GR100エンジン「擬似検証」- Validation of The Hino GR100 Engine by Simulation Software


gr100 w400

【GR100型エンジン:65PS/5,500rpm】

 本寄稿にあるようにコンテッサ1300クーペ「L」の検証を試みた。ここではは恐れ多くもコンテツの心臓部のGR100についての検証を試みたい。

 コンテッサ1300は実質上2年数ヶ月と他に類を見ないほどの短命さであった。シャシー/足回りやトランスミッションについては、ルノー4CVの模倣としてのコンテッサ900の熟成を図ったものであり、それなりの進化があった。しかし、肝心のエンジンについては、コンテッサ900はルノー4CVの延長と言ってもよいが、コンテッサ1300のGR100については、過去を断ち切ってのかなりの日野の新たな挑戦を含んだものとボクは考える。

 その背景には、エンジンは伝統的に産業の核を成す技術であり、それは世界的に明白であり、日野自身の技術を確立するための日野の大きな挑戦であったと推測する。GR100は日野自身の新設計となり、幾多の実験が繰り返し、今から丁度40年前の1964年9月に市場に投入された。しかし、その後は運命的に短い生涯だった。

 多くのエンジンの歴史を見ると何十年と熟成が成されている。代表的な例は戦後間もないオースチンのエンジンは日産(A型)にも引き継がれた。現行ランドローバーのV8エンジンは1962年のBuickに遡る。また、コンテッサ900が模倣したルノーのエンジンはその後、脈々と80年代のサンクまで引き継がれている。いずれも30-40年と息が永い。

 なぜこんなことを言ったかと言うと、色々新技術が盛り込まれたGR100であったが、初期トラブルの設計変更は別として、現場(すなわちユーザー&ニーズ)での実践での熟成を取り込むべくもなく、市場から去らざるを得なかった。ある程度の進歩があるとすれば、トヨタブリスカに搭載したG型(基本的にはGR)に見られる程度である。市場での評価を得る間もなく消えたエンジンである。また世の中に役立ったと言う生産量についても世界的にみれば極めて少数であり、結果的に商売として原価を見れば、コンテッサ1300の他の部位に対して多額の開発費であったと推測する。

 事実、40年を迎えても、20万kmを超えても、オーバーホールなしで元気にハイウエイを飛ばしている諸姉は少なくない。結果的にどうみるべきか?完成されたエンジンだったのか?それとも単に運が良かっただけか?

 本題である、ボクは米国のドラックレースのエンジンチューナー屋が創っているパソコンでのエンジンチューニングのシミュレーションソフトウエアを気に入って遊んでいる。今回、「擬似検証」、すなわち、このシミュレーションであり、コンピュータ技術を使って、「GR100の検証」をしてみよう。 

【検証1:標準エンジン】

 最初は試しに、検証1として標準のクーペ仕様をシミュレーションしてみる(表:標準仕様を参照)。表から分るように約70馬力/5000-5500rpm(SAE)を提示する。カタログ表記の65馬力はDINであり、当時も確かSAE表記では68馬力(だったと思う)、このシミュレーションは中々なものである。トルクのピークも3000-3500rpmと一致する。40年前のエンジン、いや設計では45年前か、シミュレーションなんかも無かった時代である。パソコンではあるが最新のソフトウエア・シミュレーションがホボ同じアウトプットを瞬時に出すという事は感動ものである。

【検証2:スポーツキット装着エンジン】

 スポーツキットを装着したらどうなるだろうか?ソレックスキャブ、少し高回転型のカム、9.3 に上げた圧縮比、72.2mmのボア、そして直管に近い公道仕様の排気系である。当時の非公式なデータは、単なるキット装着でおよそ13馬力アップの78馬力(DIN)となっている。一方、シミュレーションの方はと言うと、これまた80馬力強(SAE)でホボ、ドンピシャである!(表:スポーツキット装着参照)しかも当時のデータ通りにちゃんとトルクのピークが4000rpmあたりに移動し、馬力のピークも高回転になっている。尚、ポーティングなど更なるチューニングについてはここには含まれてない。

【検証3:75mmピストン (トヨタ 3K) 流用エンジン】

 ここまで来るとこのシンプルなソフトウエアは素人目にも信頼がグンと上がる。そこで、当時から多くのコンテツ走り屋や伝説の常勝コンテッサバギー軍団(野田の針ケ谷兄弟と清水の都築兄弟)が密かに試みていた禁じ手の75mmボアアップを検証3としよう(表:ボアアップ(75mm)参照)。排気量は、1395cc程度である。およそ5000rpmくらいまでトルクアップのおかげで10%ほどの馬力アップである。信頼性を考えれば思ったほどの効果ではない。しかし多くの75mmピストン使用者は吸排気系の改良を同時に行っているので更なる数値が出ているだろう。

【検証4:BRE ストローカー・エンジン】

 試しにBRE製、ボア:72.2mm、ストローク:88.4mm、排気量:1446ccのストローカーエンジンStroker(表:ストローカー参照)。当時の日野のベンチでは5800rpmで98.5馬力(DIN)、4000rpm以下は使えるものではないと記されている。これまた、シミュレーションもその通りの結果がでている。シミュレーション上の最大出力は7000rpmでおよそ120馬力(SAE)。日野の実験値は5500rpmが最高回転、これは当時のGR100開発者の経験値として、ピストンスピードその他の条件でそれ以上は回さなかったようだ。装着されているカムなどを考えれば120馬力のエンジン、しかしそこまで絞り出すには色々な課題があったものと推測する。

【検証5:理想のエンジン】

 さて、最後に検証5。今回のテーマのゴールである。たった2年しか市場になかったGR100も延命したならばもっと力強いエンジンになったと想いたい。幸いなことに我々はそれが出来るのではないかと、開発から40数年経た今日でも考え実践している。そんな想いで、一般的に出来る72.2mmのピストン、吸入バルブ径アップ、カム(およそ280度)、吸排気系などの改善を図ると、「表:可能性」にあるような結果が得られる。標準のGR100の様に低速トルクを犠牲にすることなく、7500rpmで120馬力強(SAE)を絞り出せる。こんなエンジンが欲しいものである。当時のミニのドニントンやルノーのゴルデーニエンジンと似たようなものかもしれない。

 GR100としてまだ様々な課題はあるものの他のOHVエンジンのように努力すれば約2年の生涯を超えた世界を現実のものにすることが出来る。日野としてそれが時間的制約で出来なかっただけである。我々は現在それが可能であることをこのエンジン・シミュレーションは教えてくれる。

 門外漢が勝手な意見を書いて申し訳ないと思うが、ぜひGR100設計者の鈴木博士のコメントもお聞き出来ればと思う。また、日野がGR100以降の新設計を試みたYE47&YE57エンジンも機会があればシミュレーションしてみたいものである。

【エンジン・シミュレーション:馬力】

hp simulation w500

【エンジン・シミュレーション:トルク】

torque simulation w500

【エンジン・シミュレーションの画面例】

screen copy w500

使用ソフトウェア:DesktTop DYNOS

(SE, 2004.8.15, Original)
(Added, 2014.7.3)


Validation of The Hino GR100 Engine by Simulation Software


I tried validation of 1300 Contessa Coupe "L" so that there was it for this contribution. I want to try Simulation about GR100 of a core of Contessa here.

gr100 w400

<GR100 Engine : 65PS/5,500rpm>

A life cycle of Contessa 1300 was two years and several months in substance, and it was shortness of life, besides, to be unique. The chassis and the transmission of Contessa 1300 matured with Contessa 900 as imitation of four Renault CV, and evolution in its own way matched. An important engine may be said to be extension of four Renault CV with Contessa 900. However, GR100 of Contessa 1300 cuts off a past, and thing including new big Hino challenge and I think.

In the background, an engine is technology to make the industrial basics traditionally, and it is clear worldwide and supposes that it was big Hino challenge to establish technology of Hino Motors themselves. The GR100 engine became a new design of Hino Motors. Many experiments were repeated. In September, 1964 before 40 years, GR100 just came out to a market. However, it was a life very short fatally afterwards.

When we consider the history of many engines, they take dozens of years, and the aging is formed. As a representative example, the engine of Austin of 1950's was succeeded to an A-type engine of Nissan Motor. A V8 engine of existing Land Rover dates back to Buick of 1962. An engine of Renault which Contessa 900 was copied from is succeeded to ranges and Renault R5 of 80's afterwards. As for them, 30-40 years all and life are long.

Why did I say such a thing? It was GR100 which new technology was included in various ways. However, excepting early stage of trouble with a design change, GR100 cannot take in the aging by practice in a market and had to leave a market. If there is some progress, it is degree to be seen in a G-type engine (basically, GR100) which put on Toyota BRISKA pickup truck. GR100 is the engine which disappeared soon getting evaluation in a market. In addition, GR100 is extremely few if I watch it about volume of production to be said to have been useful for the world worldwide. And I suppose that it was a large amount of development costs for a block other than Contessa 1300 if, as a result, I watch a cost price as business.

In fact, there are a lot of cars is running on a high way without overhaul cheerfully even if exceed present, 200,000km after 40 years. As a result, how should we evaluate it? Was GR100 a perfect engine? Or was it merely lucky?

Now, here is the main subject. I like simulation software of engine tuning on a PC of an engine tuner shop of American Drag Race and I play now. I would try to test "validation of GR100" with using the computer technology and this simulation software.

<Validation 1>

At first simulation tries to assume normal coupe specifications it for trial (refer standard specifications). It shows about 70HP /5000-5500rpm(SAE) so that a list shows it. 65HP of catalogue notation are DIN. I think that it was 68HP by SAE notation in those days. This simulation is a great thing. A peak of torque accords with 3000-3500rpm, too. The time did not have simulation whether it was before 45 years by a design. It is a PC. However, it is very much impressed to give the output that the latest software simulation is equal instantly.

<Validation 2>

If sports kit was put on, how will be normal GR100? It is Solex-Carb and a cam of some high turns type, the compression ratio that it raised to 9.3, a boa of 72.2mm and exhaust system of public road specifications near straight. Unofficial data of those days become 78HP (DIN) of about 13HP up with a simple kit. Simulation is equality in a little over 80HP/SAE! In addition, porting is not included in here about high tuning.

<Validation 3>

In this way, as for this simple software, trust stops in amateurish estimation remarkably. Therefore here is to inspect 75mm boa up of the prohibited tactics that a speed guy and legendary winning all the time Contessa Dune Buggy tried secretly of much Contessa from those days (see boa up (75mm)). It is quite horsepower up of approximately 10% by torque up to 5000rpm. It is not the effect that I thought of if I think about reliability. However, a horsepower will appear to many 75mm piston users more because they perform improvement intake & exhaust at the same time.

<Validation 4>

Next is a stroker engine made by BRE for trial (see stroker engine). It produces 98HP (DIN) in 5500rpm at a bench of Hino Motors of those days and, as for it, lower than 4000rpm are unstable, and it is written that it is not a thing to be able to use. Be elaborate, and a result of the street is given to simulation again. The maximum output in simulation is about 120HP (SAE) in 7000rpm. 5500rpm is the best turn experiment measured value of Hino Motors. More than it does not seem to have turned this in piston speed and other conditions as experience of a GR100 developer of those days. It is an engine of 120HP if I think about a cam put on. However, I suppose that there were various problems to get it to there.

<Validation 5>

Here is a goal of this theme. It is GR100 which a market did not have for only two years. When It became a more powerful engine when it was longevity life, I want to yearn. Fortunately, we think that there is it, and we practice even today that we passed through from development for 40 several years. In such a thought, here is to test a piston of generally possible 72.2mm, intake valve diameter up, a cam (about 280 degrees), improvement such as an intake & exhaust system, and the result that there is in "possibility". It produces a little over 120HP (SAE) in 7500rpm without sacrificing low speed torque like normal GR100. We want such an engine. It may be a similar with Donington Mini of those days and a Goldini engine of Renault.

We have still various problems in GR100, but we can make the world beyond a life of about 2 a real thing if we make an effort like other OHV engines. There was not it by time limitation as Hino Motors. This engine simulation tells us that it is possible now.

An outsider writes a selfish opinion and thinks that I am sorry. However, I would hear the comment of Dr. Suzuki of a GR100 designer by all means and consider it to be it. In addition, the YE47 & YE57 engine that Hino tried a new design after GR100 wants to try to do simulation if there is an opportunity.

<Engine Simulation : HP>

hp simulation w500

<Engine Simulation : Torque>

torque simulation w500

<Engine Simulation : Example of Computer Screen>

screen copy w500

Software used: DeskTop DYNOS

(SE, 2004.8.15, Original)
(Modified 2014.6.30)


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