71publicarのブログ一覧

B16Aつづき

クランク周りのベアリングのクリアランスを確認しました

オイルパンは昨日のうちに外していたので、
今日はちょこまかとプラスチゲージをはさんで、つぶして、読み取って
を繰り返す予定です

ピストンのクリアランスまで測れればいいな

親メタル（クランク／シリンダーブロック間のメタル）と
子メタル（クランク／コンロッド間のメタル）の
クリアランス両方測りました

プラスチゲージ、これは言ってしまえば単なる細い粘土のようなものです
これをベアリング（滑り軸受け）にはさんでネジを締め込むと、
当然グニューと伸びます
どれだけ伸びるかはクリアランスの「せまさ」によって決まるので
どれどれ・・・と基準幅と比べることでクリアランス 0.0x mm くらいっ
と決まるのです

さて、その結果は、
親メタルの方が、ぜんぶ 0.038mm
0.038mm ナニソレハンパナノと思うかもしれません、
これはつまり 0.015inch、標準がインチ表示なんですね〜

子メタルは、0.038mm が２気筒、0.025mm が２気筒でした

スターレットの経験では、純正は全体的に 0.038mm に
まとめられていることが多いです
0.038mm というのがエンジンオイルでの潤滑に適した数値なのかなぁ
エンジン稼働時には、このクリアランスはいくつになるのだろうか？

摩耗具合は、下の方にある写真のとおりです
真ん中、全体的に摩耗、その脇は偏摩耗、端はやや摩耗

１カ所こすったような削り跡がありますが、
これは砂か摩耗粉でもかみ込んだのでしょうか？
オイルフィルターは、フィルター部が詰まって来ると
ろ過せずに素通りさせてしまうので、こんなことも
起こり得るのでしょう
なのでオイルフィルターはちゃんと交換しましょう

全体的には良しだと思います
『筋状の摩耗が散在』することも多いのですが、
そうゆうのはナシでした

けれども、偏摩耗が気になるな〜
前述しましたが、「クランクはウナギのようにうねる」ことは
有名なことのようです

つまり、
中心部では触れ幅が大きく、
そこから離れると触れ幅は小さくなる、
なのでしょうか？

ちなみに私は、今回のような偏摩耗は見たことが無かったです
B16Aはクランクがうねりやすいのか、
それとも、これも異常な締め付けトルクのせい？

つづいて子メタル〜
ここに当たり要素がありました

【当たり要素２】
メタルの下側（加重を受ける側）ですが、全体的に摩耗していますね
ここでも、筋状の摩耗は無し

１番２番気筒でクリアランス 0.038mm
３番４番気筒でクリアランス 0.025mm
でした

その違いは？
どこに出た？
３番４番気筒のベアリングの方が、下端で黒っぽく変色している？
そんな気がします
でも、擦り傷が発生しているほどではない

これはつまり
最も摩擦係数が小さくなるといわれる
弾性流体潤滑ぅぅぅッッ！？

弾性流体潤滑環境下では
材料が弾性変形する程度の接触が繰り返される

これ以上面圧が高まると凝着系の接触が起こり、
摩擦係数の上昇と摩耗が進む

弾性流体潤滑環境下ではうっすらと箔片が剥がれるように摩耗し、
理想的な潤滑状態であると言われている

このクリアランスで、強度の高い社外のベアリングが使えれば
最高なのだろうなあ

【外れ要素３】
ところで、なぜ、0.038mm と 0.025mm の
クリアランスの違いが生まれた？

コンロッドに付けられた刻印はどれも「２」
クランクとの連結部の内径は４気筒とも同じなようです
同じ工場で作られたものかな？

クランクを見ると、コンロッドとの連結部の内径を
表わしているであろう刻印を見つけました
「３」とか「１」とか刻印があります

そしてベアリングには、緑とか茶の塗料が付けられてます
これはベアリングの厚さを示しています

当然、コンロッド、クランク、ベアリングの刻印に対して
精度があるので、それぞれ 0.005mm くらいずれたとすると
運悪く重なると大きなずれになってしまうのでしょう

当然、多少ズレても基準値には入るのですが

オーバーホールの際には、このあたりの補正もしてあげたいですねえ
クリアランスをいくつにするかがポイントなのですが、
ジムカーナのようにアイドリングからの１発勝負
サーキットのように長時間の全開
摩耗させてでもフリクションを減らしたいのか
フリクションが大きくなってもいいので摩耗を防ぎたいか
圧縮比、ブースト、最大トルク、最大回転数・・・
エンジンオイルが劣化しにくい、なんてのもできるのかな？

これだけ要素が大きいと、
xx社コンプリートエンジン！とか言われても、
何仕様のコンプリート？と、ナゾになるのです

今組んでるこのエンジンはコンプリートとかではないですが、
新しいオーナーの要望に応えられるように努力します

この程度はみんなやっていること
仙台の川島ボーリングさんでは、ホーニング
（シリンダーにクロスハッチを掛ける作業、油膜保持の機能がある）
をお願いすると
「ジムカーナか？サーキットか？
　サーキットにしても菅生かハイランドかで仕様が違うぞ？」
と言われます

以前に、
「E07Aですが高速道路で異常燃焼が起きるんです」
と相談したエンジンは、４人乗り上り坂全開130km/hキープOK！
に生まれ変わりました

刻印ついでに、
コンロッド／クランクの連結部や
クランク／シリンダーブロック連結部は、
かなりの精度を必要とします

刻印が同じだからといって別のコンロッドからのニコイチは
できませんので、くれぐれも注意を


今日はこれでおしまい、ピストンは明日にしましょう

当たりエンジンやら、はずれエンジンやら、
ピストンのクリアランスとか、
いろいろ気になって仕方がないので
実地検分することにしました

周りには、13 とか、14 とか SR 搭載車が多いので
あわよくばオーバーホールさせてもらおうと思ったのですが
残念ながら下ろされたエンジンは無し
「ロータリーならありますよ」
との申し出を受けましたが、あれは何だか構造が違いするので
遠慮させていただきました

目の前にあるのは B16A と RB20
B16A は「好きにして下さい」と言われてた、気がする
よって B16A を分解
誰か使ってくれるといいな〜

ヘッドカバー外して、カム外して、
（へ〜、lowカム側では、ほぼ片方のバルブしか動いてないのだね）
とか
（おおっ 2E NA エンジンと同じ非対称カム！）
とかちょびっと感動しながら分解

【外れ要素１】
シリンダーヘッドボルトがゆるまないぞ？
「パキッ」といってほんの少し動いた後はびくともしない
久しぶりに本気出しました
握力 80kg、ベンチプレス 120kg くらい、は伊達ではありません
インパクトで緩まないネジも私の掌底（張り手の打撃版のようなもの）
でゆるめることができます
それほどの力を使っても緩みませんでした
関節がパワーに負け、ちょっと靭帯損傷
『握力 80kg、ベンチプレス 120kg くらい』って言っても昔の話だからなあ、と言い訳しておきます
しょうがないので、KTCさんごめんなさい、
と涙を流しながらロールバーをかませて緩めました
（やっぱこれ、固着じゃなくて、単なるオーバートルクだよな〜）
というのは、緩めた時の感触
（おいおい、ホンダさんよー、去年分解した E07A では
　コンロッドのフロンマークが逆方向で付いてたし）

この影響はどこに出たかと言うと、
『シリンダーの真円度低下』
シリンダーの円周上で、摩耗の大きな方向と小さな方向があるのです
これ、多分、締めすぎて偏な変形したせいだよな〜
怖い、怖い

シリンダーついでに気がついたことは、
円周上全体に渡ってピストンリングでの摩耗を確認、
クランク回転面方向の偏摩耗は少々
（そう言えば、E07A では偏摩耗は少なかった気がするなー）
偏摩耗は、ピストンリング or ピストンスカート どちらが原因だろう？
その力はできるだけスカートで受けたいものだ

【外れ要素２】
こっちも緩まねえ、とは、クランクシャフトベアリング
規定トルク350Nm程度なはずのところが1000Nm以上かかってる！
固着なのかな〜

そして、この影響はどこに出たかと言うと
クランクシャフトベアリングの偏摩耗
比較的良さそうなクランクシャフトだった（後述）にもかかわらず、
らしくない摩耗をしていたのだ

【当たり要素１】
クランクシャフトの振れが少ない！
それを証明するように、ベアリングには引っ掻くような摩耗がない！
ただし、なにやらおかしな摩耗と言うか当たり方をしていました

添付したのは振れを測定した時の風景です
本当は Vブロック を使うのですけど、簡易な方法でやりました
測定方法が悪かったので振れが少なく計測されたのだろうか


初日終了

ピストンのクリアランスが気になった

EP71 用エンジン修理書を見ると、
2E NA: 0.08-0.10mm
3E NA: 0.07-0.09mm
2E3E-T: 0.04-0.06mm

いろいろなところで言われているのを聞くように
「レース用だから 0.06mm で、広いんだよ〜」
というのを信じていた私は、
2E NA: 0.08-0.10mm
に対して ？？？ なのです

ちなみに、TRD Gr.A マニュアルでは
TRD鍛造ピストンで 0.08mm、鋳造で 0.07mm
300°カム8500rpm仕様でこれです
高回転仕様の方がクリアランスが狭い
（3valve なので300°でも8500rpm）

設計思想が変わったのか？
昔は油に浮かせる流体潤滑させていたが、
最近では添加剤が発達して、
金属どうしがちょっと触れる弾性流体潤滑させている、とか

それにしては、
負荷の大きなターボではクリアランスが狭い
当時の設計でそうなのだ
流体潤滑説はあり得なさそうだ

そして、圧縮比を上げて、回転数も上げた Gr.A 仕様では "0.07-0.08mm"、
それよりも低回転低負荷な 2E NAで "0.08-0.10mm" である

そしてターボでは "0.04-0.06mm" なのである
そして、このクリアランスを越えるようなら
ピストンまたはシリンダーを交換しろと整備書は指示している

参考までに、私が経験ある中では、
カブ: 0.04mm（空冷）
GB400: 0.04mm（空冷）
JOG: 0.06-0.07mm（空冷２スト）
RZV: 0.06-0.07mm（２スト）
その他調べたところでは、
B16A: 0.04mm

のきなみ 0.04mm が推奨されてます
「ブローバイが多くなる」なんて記述もありました
うーむ、ブローバイが関係するのはピストンリングな気がするのですけど
「クリアランスが広いとフリクションが減る」との記事もありました
うーむ、ならばなぜ、みんな（特にメーカーの方々）広くしないんだろう？

膨張率の違いのせい？
アルミは 2.3 x 10^-5/K、鉄は 1.2 x 10^-5/K
ボアを 100mm くらいとして、
鉄のシリンダーは、10℃上昇すると内径が 0.01mm 広がる、結構大きい！
アルミのピストンは、10℃上昇すると外径が 0.02m 広がる、これも結構大きい！
ならば、20℃でクリアランス 0.04mm として組んだエンジンが90℃になると、
クリアランスは 0.06 + 0.01x7 - 0.02x7 = -0.01 mm ？？？
ピストンの方が大きい？？？

いや、そんなはずはない
けれども・・・

多分、シリンダーの温度よりもピストンの温度の方が高いので、
クリアランスはもっと小さくなる？

もしかして、激しい走りをした後にエンジンが『キンッキンッ』
て鳴るのはこの辺りが原因か？

ならば、なぜEP71NAの純正クリアランスは 0.08-0.09mmなのだ？
シリンダーの精度が低いから？
けど、整備書では「歪みは 0.02mm 以下」としている

謎は深まるばかりです

調べてたら、昔のメモを見つけました、
以下、引用です

【先に結論を】
＊＊＊
結構満足してます。
けど、
まだならし運転の段階ですが、圧倒的なパワーの違いは感じられず。
やっぱり、例えノーマルでもしっかりと組むことが
調子の良いエンジンを作る上で一番大事なようです。
＊＊＊

やっと終わったジョグのオーバーホール。

結局４夜かかりました。

第一夜
全分解、クランクジャーナルベアリングが鬼門であることを知る。

第二夜
不幸にしてサービスマニュアルが行方不明。
Do It Yourselfの精神で挑むも撃沈。

第三夜
ガスバーナー強行作戦で突破したかに見えたがオイルシールの罠にはまる。

そして最終夜

DT50のサービスマニュアルを参考に、
そしてクランク組み付けのSSTを購入して挑みました。

前回失敗したクランクオイルシールの取り付け、
外側からでは入らなかった。
内側からは容易に取り付けができるはず。

しかし 無駄!
オイルシールの罠は続く。
DT50のサービスマニュアルを見ても
取り付け方はおろか「オイルシールを取り付ける」の文字さえない。
分解図に 部品の1つとして載っているだけ。

思案した結果、外側から丁寧に叩くことで入れられそうなことに気が付き
取り付け終了。
深くはめすぎたかも知れない、リップの内側部分が余計なところに当たっているかも。
でも、深く打ち込んだ方がクランクケースの体積が減って1次圧縮が上がるわけだし、
良かったことにしよう。

そして新規購入したSSTにてクランク取り付け、
クランクシャフトの端を引っ張ることによってベアリングをクランクケースに
引き込む仕組になっています。
やっぱりベアリングに力がかかるのは仕方が無いようだ。
でも、叩くよりはずっと負担は少なそう。

でもこれ、どの程度やればいいんだろう。
ネジをしめるときみたいに トルクが大きくなったところで止めればいいんだろうけど、
強くやりすぎると ベアリングに対して良くない、
てゆうか こんな風にベアリングに力がかかっている時点でよろしくない。

結局、ややトルクが増大したところでやめ、
その後クランクを手で回してチェック。
問題は無さそうでした。
こうゆうものは、サービスマニュアルで
これ以上のトルクはかけてはいけないと言う「最大トルク」を明記して欲しいものだ。

なんだかんだで作業は進み、
プーリーボスのワッシャーなどを紛失しながらも作業は終了。

プーリーボスのワッシャーについては、
ならし運転のためなら、ハイギヤードになるのなら問題はないとして
しばらくこれで走ることにした。

ついでに前後ブレーキワイヤーも交換、
サビて動きがにぶくなっていました。
新品を 自転車用チェーンオイルでグリスアップして取り付け。


現在ならし運転中、少しずつアタリが付いて行くのが体感できて楽しいです。

主な仕様

エンジン

ピストン
KITACO レース用(シングルピストンリング仕様)
WPC&モリブデンショット

シリンダー
ピストンクリアランス 0.06mm
WPC&モリブデンショット

クランクシャフト
バランス取り(振れ0.01mm以下)

ピストンクリアランスは0.06～0.07mmとの指定だった。
0.06mmは少なめ?
フリクションロスの減少をねらうなら 広めに取るのが良かったようだ。

駆動系

DAYTONA ハイスピードプーリー(プーリーボスワッシャー無し)
強化クラッチスプリング
やや強化クラッチセンタースプリング

クラッチのセンタースプリング、効いてます。
上り坂でスムースに変速します。


結構満足してます。
けど、
まだならし運転の段階ですが、圧倒的なパワーの違いは感じられず。
やっぱり、例えノーマルでもしっかりと組むことが
調子の良いエンジンを作る上で一番大事なようです。

つまるところ、当たりエンジンとは

クランクの振れが小さかったり、
ピストンクリアランスが良かったり
各ジャーナルのクリアランスが良かったり
ポートの砂型合わせ面がきれいだったり

細かいところでは、
ピストンとかの重量バランスが偶然とれていたり
燃焼質の体積のばらつきが少なかったり
シリンダーの歪みが小さかったり
各ボルトが適正トルクで組まれていたり

はずれエンジンとは、
ピストンの向きが吸排気逆だったり
各ジャーナルのクリアランスが適当だったり
各ボルトがインパクトで締められていたり

「真空管が高いだってぇ？そんなもん、自分で作れよ！」
「昨日自宅で焼き入れやったんだけどさ・・・」
「電気自動車には乗りたくないって人、多いよね」
「ポルコが言ったぞ『飛空挺が鉄になったら、おれは降りるぜ』」
「ピッコロはこう言いましたよ『いい音だぁ、こいつぁアタリだぜ！』」
「ブランドが好きだぁ？一番いいのは made in オレ だよ！」

さて、『いい音だぁ、こいつぁアタリだぜ！』
音でわかるのでしょうか、どうでしょう？

昔、ダート用の部車で用意した黒ナナイチは
当たりエンジンとして評判が高かった

それが私の元にめぐって来たのだが、
その時にバラしていて気がついたのは
『クランクの振れが 0.003mm ！』
純正で指定されている基準値は 0.03mm
バランス取りして 0.01mm と言われたりします

つまり　大当たり！　だった訳ですね

そのエンジンは、ブースト1.8kg/cm2 掛けたりしても
クランクメタルには摩耗の跡は無かったのでした

その他の 2E, 4E 系では、普通に（とは言っても
ブースト 1.0-1.2kg/cm2、エンジン本体ノーマル、
タービンノーマルの意味）使われたエンジンでも、
クランクメタルに擦り跡があったりします

ふむうん、ここがキモになる場合も多いかも
私も最近聞いた話なのですが、クランクシャフトは、
エンジン稼働中はそれはもうウナギのように
うねっているらしいのです

その他は、ピストンピンのところのクリアランス不足で
1st-2ndピストンリング間が棚落ちたり

そう思って整備書見てみると、2E エンジンのクリアランスって、
結構広めなんですよねー
あと、シリンダーの歪みの限界値がかなり高めに
設定されてるんですよねー

摩擦を減らすという意味では、
硬い物質と、硬い物質の間に、良く滑る膜をうっすらと、
が低摩擦のポイント

つまり、精度よく作製し、クリアランスは狭めが良いとのこと
悪い精度でクリアランスを狭くすると壊れます
高い精度でクリアランスを広くすると摩擦係数が高くなる、だけ？そして壊れにくい？

ここでのクリアランスには、常温（25℃くらい）での
クリアランスと、街乗り時、前回時のクリアランスに
違いがあることに注意
アルミと鉄の膨張率は約 2:1 （1.2x10^-5/K : 2.3x10^-5/K）
負荷（燃やすガソリンの量）が増えれば
発熱量が多くなるのだろうから
圧縮比が高いと燃焼質温度が高くなったりするから
（馬力）／（ボアx気筒）に関係したりするだろうか
あと、加工精度

シリンダーに影響を与える水温など
ピストンの温度に影響を与える燃焼などが
データになると思います

さて、私達は何を求めるか、
残念ながら旧車と呼ばれ始めたナナイチです

第一に、壊れて欲しくない
壊れるってどうゆうこと？
ピストンリングが減るのはしょうがない
ピストンも、減るよなあ、けどこれはワンオフでも作りやすい部品
スリーブは、いざとなれば作成可能
作りにくいのはクランクシャフト、修正もできるようですけど
・・・、これは元から良いものを使いたいです


【プラン１】ノーマル
ノーマルシリンダー、ノーマルピストン、ノーマルクランク
これまで 2E, 4E を見て来て、摩耗の可能性が高かった

クランクメタルのすき間を広めに設定

コンロッドメタルは、まあ普通でいいんじゃない？

シリンダーのホーニングは、走るステージ、
そこでの負荷、回転数、水温とかを考慮しながら最適に
（疎密、深さ、角度など）

ピストンクリアランスは、時々サーキットも走ることを
考えると、広めかな？
けど、サーキットを走る際には超ローテンプサーモを使用し、
極超高粘度オイルを使えばダイジョブかな？

いくらかいじってあり、競技にも時々使うと想定して
15万キロでオーバーホール
ホーニングは、せいぜい２回が限界だろう

そう仮定すると、エンジンの寿命は 45万km ？
物事には不測の事態が付き物なので 20万km と言ったところだろう

【プラン２】ノーマル＆努力
クランクはアタリの物をがんばって探す

ボーリングはダミーヘッドを使うのか？どれほど効果あるんだろ
雑誌でその効果を検証していた特集があったけど
小さかったのは覚えてる（0.005-0.015mm）くらいだったでしょうか？
この誤差が重要なクリアランスであればやった方がいいであろうし、
または・・・
・・・もしかして
使い込んだシリンダーは歪みがとれてる？
自然とすり減って、、、指で触ってわかるぐらいにすり減るもんな
、、、いやいやまさか
結論としてどうしろとは言いにくいですが
使い込んだシリンダー or ダミーヘッドボーリング
としておきましょう

クランク、シリンダーとしっかりしている物がそろったなら、
クランク、コンロッド、ピストンのクリアランスは
小さめで良いだろうなあ

こんな感じで作ると、エンジンの寿命は 45万km ？
ここまではプラン１と同じ、
不測の事態は減るだろうなあ
１万km 走ったところでメタルをチェックすると、
わ〜、きれい！　と言える、と思う！！

【プラン３】
鍛造ピストンやら何やら、ご自由に

ところで、
ロールバー固定用に購入したボルトを
昨日自宅で焼き入れしました
硬さの変化を体感できましたよ
ちなみに、七輪を使いました

ナナイチのシリンダーヘッドボルトも焼き入れすれば
ブースト 1.8kg/cm2 に耐えてくれるかなあ・・・
その時には塑性域締め付けは禁物でしょう