AEの「アーシング」のポイント

AE系各車では、AE86、AE92など 年式的に古い車は、点火系のアースが弱く コネクタの接触不良やボデイの錆などにより 導体抵抗が生まれてしまい 電圧降下が起きて、点火の1次電圧が下がってしまい点火火花が弱くなる現象が起きることがあります。
AE101、AE101では イグナイターコイルからエンジンにアースラインが追加されています。 これは 上記の対策かと思われます。

最近 「アーシング」という言葉を良く耳にします。 元々は ハイパワーオーデイオチューン系のやレース専用車で アースライン(GNDライン)を強化したことが始まりのようです。 普通の言葉で言えば 「追加アースラインによるアース強化」 です。

車はアースをボデイ鋼板に流し ノイズに弱い部分だけ別のアースを引いて アースポイントをずらすことでノイズによるECUやメーターなどの誤動作防止やオーデイオ系へのノイズの入り込みを押さえています。 車は主にアースを基準にしたコモンモードで信号を扱っています。
(参考: オーデイオやアナログ電子回路のノイズ軽減では 1点アースが 基本)

AE−MY GARAGE では 車種により どれくらいアースの電圧降下があるのか。とか どんな波形がアースラインを流れているのかなどをこの写真の 古いですがテクトロ(ソニーテクトロニクス)のオシロにより計測して掲載して行きます。

多くのアースケーブルを積んだり、必要以上の太さのケーブルを積むのは重量増になりますし、あまり効果が無い部分なのにアーシングをしているのもナンセンスですから本当に必要なアーシングのポイントを具体的にかつ、計測結果を目で見ながら理論的に調べて見ようという企画です。
計測方法は アースを追加したい両端をオシロスコープで 直流電圧と交流電圧波形を同時に計測するものです。 
その電圧がロスになっているわけですが アースケーブル追加で 2点を結んで電圧が下がれば効果があるという方法で検証します。

電子機器の不具合は数V変化がないと出ないと思われますので1V以上差があるなら 
昔の点火系のように電源電圧依存性があるものは1Vでも火花強化には少し効果があると思われます。


AE86
  
(データ:AE pilots 奥山和彦さん提供)http://www.cc.rim.or.jp/~k_oku/ RS-MIRAI

AE86のアーシングポイント
・デスピ付近のヘッド
・インテークマニホールド(インマニ)
・オルタネータのボデイ
・イグナイターボデイ

◇装着後インプレッション

 1.アイドル付近で濃すぎてくすぶって居たのが解消された。
 2.4連にしたためファーストアイドルしないので自分で
   2000回転までアクセル踏んで居たのが不要になった。
   (冷たいエンジンが1000回転程度でアイドルする)
 3.高回転の排気音が乾いたキレイな音に。
 4.ハイワッテージバルブなのに暗かったライトが明るくなった。

AE86には効きますよ!!

古い車種は ボデイのネジ部の接触抵抗が増えてしまっていたり 載せ換え時には 元のアースワイヤをはずしてしまうので 効く可能性があります。


AE92

未計測


AE101/AE111

写真のようなAE101/111専用アーシングケーブルをYAMに協力していただきAE101後期 MT(真壁町さんの愛車) で計測をしました。

様々なポイントを計測しましたがAE101では、バッテリーマイナスターミナルと各アースポイント間の電圧降下はわずかなものでした。

セルモータ、ライトのアースついては、事故時のショートによる火災防止のため必要以上には必要無いと考え、追加を控えています。 (セルモータ、ライト類)
ライトについては古い車はリレーキットのほうが効果的です。

AE1xxでは 旧車にみられるようなアイドリング時点からの劇的な変化はありませんでしたが、これが高回転域でどうなるのかは現状では不明のため、今後、オシロスコープと電圧データロガーを車両に積み、移動計測によりデータを継続して取り、掲載します。 現状AE系 3台で計測中です。
いずれも劇的な変化としてはありませんが オーデイオ、ラジオ、アマチュア無線機などのノイズは減っています。 結果を見ると細いアースは高周波的にインピーダンスが上がっているということでしょう。


配線長(3本使用)
イグナイタ用 ヘッド用 オルタネータ用
400mm 600mm 1、500mm
10mmねじ 12mmねじ 12mmねじ

                 

AE101/AE111の計測結果から見たアースポイント
基点:バッテリーマイナスターミナル ポイント1:点火コイル&イグナイターのステーのネジ デスピ近くのエンジンヘッドのネジ オルタネータステーのネジ
コメント 計測前の0Vライン 計測前の0Vライン 計測前の0Vライン
オシロスコープのレンジ

時間軸:横(X) 1mS
電圧軸:縦(Y) 10mV/dev


注:周波数軸はシャッタースピードの関係で上記のレンジを使用しています。

  アーシング前:DC上のAC成分P−P45mV DC成分+40mV アーシング前:DC上のAC成分P−P50mV DC成分−30mV アーシング前:DC上のAC成分P−P50mV DC成分−40mV
 
  アーシング後:DC上のAC成分P−P20mV DC成分+10mV
アーシング後:DC上のAC成分P−P35mV DC成分−20mV
アーシング後:DC上のAC成分P−P25mV DC成分−20mV
 
  効果:AC=25mV改善
DC=30mV改善
効果:AC=15mV改善
DC=10mV改善
効果:AC=25mV改善
DC=20mV改善

計測条件:アイドリング時、ヘッドライトON、ファン全開、リアガラス熱線ON、電気使用量のもっとも酷な条件で計測をし ました。


計測結果レポート:

アーシング前とアーシング後の比較は上の写真の通りです。波形の大きなポイントを選んで計測してみると、直流成分に乗っている交流的なノイズ(様々な周波数成分が含まれている)も約半分に減少することがわかりました。
配線の長さがあるために0にはなりません。(使用する電圧と計測で出た電圧(ロスしている電圧)を比較すれば上記の数値なら全く問題ない。)

電気的に見ると、直流的、交流的 両方の面で計測し試乗しましたが、AE101に関しては
 辛く見ても ±50mV の電源電圧の変化であり 瞬時に電流が食っている様子もなく  アーシングを体で感じられたかと言えば。体感はありませんでした。  あるとすれば 施行前がバッテリーの端子の締め付けが緩かったとか ボデイアースのネジの接触が悪かったなどが考えられますが 正常な状態ではあまり効果はありませんでした。 
AE101では わずかな効果はデータで認められますが体感できない範囲です。純正の状態の適正化で充分と言うことでしょう。

バブル期の開発費を充分にかけられる時期の車だけにアースの不具合など残すわけが無いだろうと思っていましたが実証できました。


車の場合は非常に高い高圧パルスやオルタネータのノイズ、インジェクターの作動時のパルス電流などによって、電源線やアースには多くの周波数成分を含むことになりますが、車全体をシステムとして見た場合は各電子ユニットはノイズ対策は当たり前のようにされているため、もともと誤動作をしているわけでは無いのでアーシングのみによるノイズの軽減効果はあまり期待できません。
但し、車の部分としては 最もノイズを発生する部分である「エンジン回り」のアースラインに乗ったノイズ電圧だけは多少ながら減るので微弱信号を扱うラジオや無線機、オーデイオなどのノイズはわずかに減ります。

今回行ってみたのは 配線を太いより線を使用、大きな電圧差が発生しているポイントを探しアーシングを施しました。
ケーブル追加で、配線抵抗が減ることにより交流的な抵抗(インピーダンス)が低下しパルス的な電圧降下も減少しました。
最近の、車では数ボルトの電圧降下のある車はほとんどありません。今回の結果でも最大でDC30mV改善 AC25mV改善という結果です。目安は100mV以上の差が生じていたらアーシング対策必須!! 電流消費が増えるほど電圧は上がります。(オームの法則)

近日中に計測波形を見やすくします。



AE92−GTZ/AE101−GTZ

未計測


まとめ

車は各ブロックごとにアース線が取り付けられていますが、板金で取り付けネジ部分に塗装が乗りボデイ同士の抵抗が増えてきていたり、プライベータの修理などでは軽量化の為などといってアース線が配線されていなかったりする場合も見受けられます。
さらに車が古くなり、経年劣化により接触不良などが生じてくれば、3スケア程度の配線でも充分効果は生まれると思われます。装着当初は体感は出来ないかも知れませんが、接触不良の予防策として装着することは問題ないと思います。 注意点として 効果を期待しすぎない。 配線には柔軟性を持たせる。 あまり太くしないことです。 あくまでも センサーや電源などの基準となる「アース」の補強と考えたほうがいいでしょう。
AE系では インマニにECUのアースが落ちています。配線の抵抗が増えている車(AE86、AE92など)では インマニからバッテリーのマイナス端子へのアースは効果的です。 AE101、AE111は、元々の配線が最適化されており太いため電圧差はほとんど無く、インマニへの配線は不要と判断しました。他車でも配線図や整備書により純正のアースがどこに取られているかを確認して同じポイントで強化すると確実に結果が得られると思います。
なおアースラインは水の吸い込みによる電位差はほとんど出ないため、セルのアース線のように端子部分を熱収縮チューブで末端処理しなくてもOKでしょう。 配線も太いので乗ってる期間に錆で切れてしまうことは考えられないのでアース線の末端処理は見た目の問題と考えていいでしょう。 価格差は製作しているショップの考え方で生まれています。 実験では2スケア以上あれば、セルモータのように大きな電流(10A以上)を消費する部分でもなければほぼ変わりません。

最近の(10年くらい前)純正アースワイヤが複数引かれている車は ネジの緩みなどが無いなら アースワイヤをつけてもはずしても 驚くほどの差は生じませんでした。 社外点火系で電流がかなり増えていれば効果はあるかも知れません。 電流が多い回路に行くアースを優先的に強化してあげることで ほかのアースは純正のままでも良いということになります。理由は以下に記載します。

パワーに関係しそうな 点火系 ECU系 オルタネータ系 の電流では かなり昔の車や 純正でアース線をあまり張っていないメーカー(三菱 本田など) 以外は アースワイヤ追加で電位差が減れば効果ありとして テストしましたが この程度の電位差では機器内の安定化電源回路で完全にリップル除去されてしまい、機器内では全く効果がないという結果になりました。(ランサー ギャラン CITY では多少効果ありました AE101以降は体感効果なし データではわずかに改善)

アーシングが 効くとすれば アースネジ付近に修復暦があり アースネジの部分に塗装が乗り接触不良ある場合などです。 ライト系でこういった部分でボデイアースに頼っている部分や バッテリーターミナルのマイナス側のネジの締め付けがゆるいなどで1本だけで供給されるアースの場合の例では 接触不良があると複数の電気部品のうちライトなどの大電流が流れるほうに電流が多く流れるとライト側の電圧が降下しライトが本来よりも暗くなってしまい 電流を食わないほうの電位も下がってしまう(電圧降下)ので機器が必要とする電圧よりも低めの場合があり 本来直流のはずが負荷にあわせて電圧降下したりして大きなリップルを生じてしまい 機器供給電圧が極端に低いためリップルを取りきれないという場合があります。ライトを使うとパワー感がなくなるなどの場合は端子接触不良は要チェックです。アーシングと呼ばれるアースワイヤーはこのような 単なる接触不良の対策に使う部品ではありません。

アースワイヤの追加は 電流が多く流れる部品でアース側をボデイの導体抵抗だけに頼っている場合(ライト セルモータ バッテリー電圧が低い場合のオルタネータ部) には効果があります。 古い車では接触不良は多少なりとも生じるので セルモータのアースはセルモータ回転数が正規になり始動性は良くなります。

しかし このようなことは もともと 開発時点で 「分流の対策が甘かった」か 「経年劣化や緩みなどで接触抵抗が増えてしまった故障」のままで「整備ができていない」ことから発生するものではないかと思います。 本来なら整備されているかどうかが先です。 
このような 接触不良が生じてしまった故障の場合 新車時は全く問題は無かったはずですから まずアースワイヤーをつける前に 接触不良をなくす整備をしてから アーシングをしてみて評価なり テストなりしたほうがお徳です。
安価な車種は コスト対パフォーマンス(結果) 対比でのコストダウンのためか 作りやすく 近くのボデイに短い配線で落とされ(配線が短くなる 製造が楽など)るだけで バッテリー付近までのアース線が少ない場合があるようです。 

バッテリー端子のネジがゆるいだけというのは ターミナルから分岐するという方法にしてネジを締めてしまえば解決されてしまいます。。 
このとき不具合だった原因は 実は バッテリー端子が緩かっただけで それが締め付けられたので不具合がなくなってしまった なども多いのではないかと思うことがあります。 もし端子接触不良で電圧降下でしたら 端子ネジを緩めて鉛の端子をグリグリと2−3回まわして新しい鉛の肌を出し、ターミナルを確実に接触させてからネジを確実に締めれば直ってしまう不具合です。^^;;  新しいバッテリーを自分でつけかえたが ネジ締め付けが緩い車を結構見受けます。 
心あたりの方は 愛車のチェックをしてみることをお勧めします。

各メーカー共 アースの重要性を認識はじめたのは AE101前期以降くらいの時代からと思われます。
この年式より前の車種は 補助アースワイヤーがないものもあり、アースワイヤ追加は効く場合が多いです。
電子機器によっては アースポイントをあえて考慮している場合もあり 新たなワイヤーのバイパスで変なGNDループを形成してしまうこともあるので 本来は機器側(効果が見える側)で波形を計測して決めるとか 純正の引き回しを参考に補助として追加するほうが良いと思います。効果があれば必ず ワイヤーをつけたい両端の差を見れば、交流か直流的に電圧や波形が減ることが見えるはずですから。。 減っていれば効果はあることになりますが ある部分以上増やしても改善されなくなります。 このあたりは 最近のトヨタ車などでは 純正の状態でも余裕を見てアース位置 ケーブルの太さなどを決めているはずです。。

以上 考えられる内容を記載しました。 アースワイヤの追加の効果は 車種によりますし 整備状態にもよる という結果です。
まず アースワイヤをつけたい両端の電圧を計測して つけたときどれくらい下がるか(効果があるか)を見ることはお勧めします。(特に電気好きな方たち)


以上 ここでは 必要以上に無駄なものは積まない主義なので 実験結果を記載していますが 考え方は人それぞれです。 あまり堅く考えず アクセサリー感覚で楽しむ方は  プラグコード選択の感覚でルックスと予算で選ぶといいと思います。 見た目重視なら絶縁被服は赤や青、黄色、緑、透明 純正っぽくするなら黒、などにすれば目的は達成できると思います。 赤はプラスと間違えることがあるのでやめたほうが無難です。

ご自分でケーブルセットを作れる方以外の方は 今回と同じもので、アーシングを実施してみたい場合や、AE86、AE92 他車種などで、市販のものではなく指定した位置にアーシングをしたい方は、ケーブルの製作を通販あるいは店頭でYAMで受け付けてくれますので利用するといいと思います。
HPを見て 問い合わせや注文のときは「HPを見ました」と話してください。  また 他メーカー他車種も希望通りの特注対応もしていただけます。

AE-MY GARAGE