あばらくんのブログ一覧

一気に涼しくなってきましたね～。
アタックシーズンが到来しつつあるのを感じます。

先日、神戸にいる友人の結婚式に呼んでもらったので、BRZでそこまで行き、結婚式の後は四国や関西を少しドライブしてきました。





旅行はコロナ前までは2年に1度はしていたのですがしばらくご無沙汰で、久しぶりでした。
やはり旅はいいですね。心のリフレッシュが捗ります。
今回は時間の都合でじっくりと観光を堪能したりはできませんでしたが、またいつか行きたいと思います。

この旅でエンジン修理後のBRZの走行距離は4000kmに到達しました。相変わらずノートラブルで素晴らしい(自画自賛w)

現在は車高調を仕様変更中なので、それが完了し次第TC1000に行こうと思っています。
早ければ10月頭かなぁ。

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さて、本題に入ります。

前回、「ブローしたFA20を分解して故障箇所を特定しました」という記事をアップしました。

自分のスマホには、記事にした内容以外にも結構な量の情報を残してあるのですが、そこから簡潔にまとめられそうな細々とした内容を箇条書きで残しておこうと思います。


シリンダーの縦キズと摩耗度合い

よく、「水平対向エンジンでは、シリンダー内壁の下方が、ピストンのスカートが重力によってよく擦れるぶん摩耗しやすい」なんて話を見聞きしますよね。
感覚的にはイメージしやすい話でも実際にそうなのか？というのが気になっていましたが、僕の個体はメーカーのエンジンの製造工場でつけられたホーニングの跡がまだしっかり残っていました。


動画のほうがわかりやすいかもです。


こちらが向かい側の上方です。


写真から見てとれると思いますが、肉眼で観察する限りは、上下で摩耗の程度には差がありませんでした。

コンロッドメタルが流れた2番シリンダーと、そこと隣接する1番シリンダーには、流れたメタルの破片が紛れ込んでついたのでしょう、かすかに爪に引っかかる（指の腹でなぞったのでは感じ取れない）縦傷が1本ずつありましたが、それを除けば、ネットに転がっているシリンダーの写真と比べるとかなり綺麗なのではないかと思いました。オイルによる潤滑や、ピストンスカートの側面のコーティングなど、設計がよく機能しているのでしょうね。

シリンダーの傷の状態が悪ければその時点で内燃機屋さんに投げてボアアップするつもりでしたが、思っていたより状態が良かったので、シリンダーゲージを買ってきて内径も自分で測定することにしました。


結果としてはテーパー度と楕円度のいずれも、整備書に記載の限度値に余裕で収まっていました。

ブロックが熱膨張で寸法が変化するために測定環境は20℃にしてやる必要があるのですが、自宅の部屋はきちんとした調温環境ではないので、完璧な20℃の環境を作るというのはなかなか難しかったです。測定する人間側の測定精度の問題で誤差が出るということもありますので、気温が安定している夜中～朝にかけて何度も計測し平均値をとりました。
しかしながら大きなばらつきはなく、いつの測定でも限度値内でした。

余談ですが、シリンダー内径はダミーヘッドなしで測定した（整備書の限度値はダミーヘッドなしが前提なので、ダミヘがないこと自体は問題ない）のですが、特に2番と3番がクランク軸方向に伸びるかたちで樽型に歪んでいました。


※あくまでイメージです。歪みは1000倍に強調してあるのと、断片的なデータ(シリンダーのいくつかの深さにおいて直径を縦と横で測定して得たデータ)を元に3Dグラフにしたので、実際よりも歪みが丸め込まれている可能性はあります。

ダミヘがあれば綺麗な円柱になるのかもしれませんが、ちょっと気になったところでした。


コンロッドの大端部

4本のコンロッドすべてを対象に、大端部の内径を測定しました。


2番以外の3本はいずれも真円を保っており、3本の間でバラツキは皆無といえるレベルでした。

2番に関しては、上下のメタルが抱き付いて大端部をグラインドしたためか内面に削れた跡があり、他の3本とは桁違いに内径が広がってしまっていました。
縦（Vertical）方向に伸びて、横（Horizontal）方向がすぼんでいました。


ちょうどクローズイン現象が起こったような感じなんですよね。
メタルが抱き付いたことでそうなったのか、先になんらかの原因でクローズイン現象が起こったのか？という点が気になりました。


クランクシャフト振れ

クランクシャフトの振れは、なんと限度値の50倍（ゲージ測定値の1/2）でした。


目で見て余裕でわかるくらい歪んでしまっていて、測定中はクランクのウェブがブロックに擦れてしまうほどでした。
いちおう、取り寄せた新品のクランクシャフトも測ってみたのですが、新品は全く振れがなくビシッ！としており、とても気持ちよかったです。


ピストンリングの合口測定

4気筒いずれのピストンも摩耗に有意な差はなく、1番は0.22～0.24mmとまだ限度値に到達しておらずあと1～2シーズンは使えそうと感じられるレベルでしたが、2番とオイルリングは限度値を超えていました。メタルが流れていなかったとしても、オイルリングの状態的にはオーバーホールを要するタイミングだったようです。


昔のエンジンではピストンリングは1番も2番も変わらないテンションだったようですが、FA20のピストンリングは1番だけがしっかりテンションがかかっていて、2番とオイルリングは柔らかいですね。最近のエンジンは、ハイブリッド車に搭載されるようなものでも、1番のピストンリングもめちゃくちゃゆるゆるで、レース用エンジンみたいにオイルを食うとか？


今回は以上です。
次回は、エンジンを観察したことで気が付いた、エンジン内オイル循環に関するポエム（）をアップします。

お久しぶりです。

2024年末にブローしたエンジンが復活しました！

エンジン組み立ては慎重さと忍耐を要求されるものではありましたが、整備書に従う限りでは対応できないような困難に直面することはなく、作業を完了することができました。
(組み立て時のアレコレの詳細に関してはまた別の記事でまとめます。)
組み立て前にやった液ガスの掃除が1番辛かったです😇

とはいえ初めての取り組みでしたので、エンジン搭載後のファーストスタートで無事にエンジンがかかったときは、安堵と嬉しさが入り混じってｳﾋｮｰ！と年甲斐もなく騒いでおりましたw

慣らしは高速道路をグルグル1,300kmほど周回して実施しまして、その間汁漏れやDTC発現はなし。
そして先週末の土曜日に、満を持してTC1000でぶん回してきました✌️

恐る恐るロガーを注視しながらの走行でしたが、なんら異常なく、中盤あたりからは遠慮なくガンガン踏んで遊んでましたw


このピット好きなんですよね。
また戻ってこられて、ﾖｶｯﾀﾖｶｯﾀ😌

これだけ走ったのでもうバスタブ曲線の偶発故障期に入ったのかなぁ？と思います。
何かしらトラブルが起こる可能性は想定していたのですが、嬉しいことに平穏に走ってくれています。
もっと、シリンダーをボーリングしたり、バルブクリアランスを詰めたりしてもよかったなぁと思いましたが、それはまた次回の機会にw

当日はどりとすさん、みつさん、チンキチさん、takaさんをはじめ、いつもSNSでも絡んでいただいている皆様から労いの言葉をいただきまして、ありがとうございました😄
頑張って戻ってきてよかったナァ〜

もうすでに暑くてだいぶキツかったので、次回のサーキット走行はまた涼しくになってからかなと思っていますが、またよろしくお願いします。

帰りにらーめんすすきので味噌チャーシューメンを食べたんですが、夏季限定と思われる冷やし中華のメニュー貼り紙が気になったので、これを食べるために夏の間にもう一回行くかも？笑

前回のブログで故障原因を特定したいと考えていることをお伝えしていましたが、結局エンジンクレーン等を買ってきて自分でエンジンを開封することにしました(^_^)/

それで先日エンジンの分解が終わりましたので、その結果をまとめます。





どこが壊れて、どこが壊れていなかったか
故障箇所は2番のコンロッドメタルで、メタルがクランクピンに抱き付いてしまっておりました。

このエンジンの定番故障ですね。

コンロッドを取り外した後にクランクピンからメタルを剥がしたのがこちらです。
上下のクランクメタルが松葉崩しするように結合しており、芸術点が高いなと感じました(￣▽￣)



ちなみに1-3-4番のコンロッドメタルは、摩耗はしていましたが2番ほどではなく、クランクピンは傷が一切ないレベルで綺麗でした。




故障していたのは2番のコンロッドメタルでしたが、ブロックを開けたところ、クランクメタルの2番と3番にもダメージがありました。特に2番に大きな負荷がかかったようで表面が大きく抉れていました。

それぞれ対応するクランクジャーナルにも傷がありました。

取り外したクランクメタルです。



バンク1(運転席側)よりバンク2の方がダメージの程度が酷かったです。



メタルの縁からはみ出したところは、指で押したら簡単にペラリとめくれました。

1-4-5番は綺麗で、5番に関してはスラスト部分も綺麗でした。
次の写真は5番のスラスト部分です。


コンロッドメタルとクランクメタルのどちらが先に大きなダメージを受けたのかはわかりませんが、クランクメタルが先に流れ始めて2番のコンロッドメタルを傷つけた可能性も考えられるのかなぁと。

で、メタルが流れたことで、ピストンが本来の上死点よりわずかに上昇してしまったようで、燃焼室と軽く接触した痕跡がありました。



ピストン表面のツールマークが残っているのでごく僅かな接触だったようでした(シリンダー内に何かが砕けたかのような粉が写っていますが、分解時に吸気口から入った砂です)が、なぜかピストンはインジェクターの先端とも接触してしまっており、インジェクターの先端が軽く変形し、ピストンの表面にも傷がついていました。


注意深く点検してヘッドは再利用できそうだと思っていますが、ピストンとインジェクターは要交換です。

メタルブローしたら金属粉がエンジン全体に回っちゃって使い物にならないでしょう？と思われる方もいらっしゃるかもしれません。
しかし実際に分解して確認したところ、金属粉はすべてオイルフィルターがキャッチしていたようです。
まずこちらがオイルフィルターの中身で、金属粉が大量でした。


FA20では、オイルフィルターの先ではヘッドとクランクに並列に給油する回路となっており、ヘッド側にはVVTフィルターが配置されているのですが、このVVTフィルターの中には金属粉は一切ありませんでした。


また、その他の箇所を点検しても、オイルパン付近を除いて金属粉を確認することありませんでした。
したがって、ブローして出た金属粉はオイルフィルターがすべてのキャッチしてくれていたと見られます。ブロー後にガレージに車を収める際に冷間始動もしたのですが、意外とオイルフィルターのリリーフバルブは開かないようですね。
（ブロー後から冷間始動するまでに10時間以上の時間が経過しており、気温は1ケタ台でした。）
さすがにオイルポンプはギタギタになっていると思いますが、他の箇所は金属粉でやられた心配はないと受け取っています。


コンロッドメタルが故障した原因を考えてみる

生き残った1-3-4番のコンロッドメタルを観察してみたところ、いずれも同様に摩耗していて、次の2点の特徴がありました。

1. パーティングライン付近は機械加工でついたような規則正しい溝が残っておりほとんど摩耗していないように見える。また、弧の真ん中にいくほど摩耗しているように見える。
2. 摩耗している箇所は光沢があり、黒く変色しているところもある。




エンジンパーツメーカーのMAHLEがFailure Analysis Guideを公開してくれているのですが、これと照らし合わせると、世界各国の先人がご指摘してこられたように、エンジンオイルの供給不足(Oil starvation)の兆候が現れているように思います。

FA20に関してはコンロッドキャップの剛性不足が指摘されているようで、キャップ剛性が足りないとclosed-in現象（コンロッドが上下方向に伸びて横方向が絞り込まれる現象）が起こりコンロッドメタルのパーティングライン付近がクランクピンと強く当たって摩耗するようですが、僕の個体はそのような兆候が見られないように思います。キャップの剛性不足による問題はもっとハイパワーを発揮するようになると顕在化してくるのかな？と想像してみましたが、どうなんでしょう。

2025/03/08追記:
コンロッドキャップの剛性不足の兆候が見られないように思う、という点について補足します。
(私は専門家ではないため、詳しい方がいらっしゃいましたらご指摘等いただけましたら幸いです。)

スバルが公開してくださっている情報を踏まえると、筒内圧と慣性力に起因するコンロッドメタルの変形とクランクピンの相対位置を踏まえたうえでコンロッドメタルに最も高面圧が発生するところ=最高面圧部は、画像のパーティングラインあたりにあるようです。



その情報を踏まえて、最高面圧部を中心にメタルを観察してみます。

ピストン側メタル
1番 最高面圧部付近

1番 最高面圧部～コンロッド小端側


3番 最高面圧部付近

3番 最高面圧部～コンロッド小端側

(3番は私がウェスで拭いたときにつけてしまった傷もあります。不規則な光沢のある引っ掻き傷がそれです。)

4番 最高面圧部付近

4番 最高面圧部～コンロッド小端側


キャップ側メタル
最高面圧部付近(左から1、3、4番)

最高面圧部～キャップ頂点側(左から1、3、4番)


見る角度によって色が変わるため、画像を通して見ると私とは見え方が異なるかもしれませんが、私が見た限りでは、1-3-4番のいずれも、最高面圧部付近とそれ以外を含む受圧可能範囲の間で摩耗の仕方に大きな差は見られない(むしろ均一に摩耗している)ように感じました。
また、最高面圧部内ではメタルの両端の縁に最も圧力がかかるようですが、縁だけが大きく摩耗しているようには見えないと感じました。


エンジンはどんな風に運用していたか
参考情報として、エンジンの運用がどんなだったかを記載します。
- 車に乗るのは休日のみで、ここ3年くらいはほぼサーキット走行とその行き帰りの自走で使用するのみでした。総走行距離は約60,000kmでした。
- エンジンが経験した最大回転数は8,016rpmでした。
*エンジンのECUを書き換えた3年半前からこれまでの間、サーキット走行時には欠かさずサンプリングレート30Hz前後のロガーを使用してエンジンのログを記録していました。上記の最大回転数はそのすべてのログファイルをスクリプトで処理して抽出したものです。私のECUではレブリミットは7,600-7,900rpmで作動するようになっていまして（ROMのリビジョンによって7,600rpmで作動するものと7,900rpmで作動するものがあります）、8,016rpmを記録した一瞬を除くとシフトミスによるオーバーレブはなかったと見られます。
- エンジンオイルはスバルのレプレイアードゼロ0w-30またはelfのevolution 900 ft 0w-30を、オイルフィルターはスバル純正の指定品を使用していました。
- 東名パワードのオイルパンバッフルプレートと、Killer-B motor sportのオイルストレーナーを使用していました。
- オイルクーラーは4~5年前にわずかな期間のみ水冷のものを使用していましたが、その期間を除けば使用していませんでした。


とりあえず以上がエンジン分解のレポートになります。

ブロックやヘッドが再利用できないほど壊れていればエンジンを載せ替えなければならないな…と考えていましたが、そこまでのダメージはなかったため、修理してみようかなと考えています。
自分でエンジンを組むのはワクワクします！

次回のブログでは、オイル供給不足に対してどういう対策が取れそうか、エンジン分解時に気づいたことも交えながら考えをまとめたいと思います。

はい、エンジンブローしちゃいましたぁぁ。

1分2秒台を初めて出したその翌週、また別のTC2000の走行会に参加したのですが、そこでエンジンが力尽きるかのように。


クーラントやオイルを撒くことなくパドックまで戻ってこれたのは幸いでした。
パドックでボンネットを開けたら、エンジン回転数に同期したカラカラという異音が聞こえました。

当日はサーキットに来られていたどりとすさんに色々と助けていただきました。

どりとすさん、本当にありがとうございました！

こういう話は本来はもっと早く報告としてあげるべきだと思いますが、年末年始にこんな話はなぁ〜と考えまして、時期をズラしてアップです。

ハイシーズンの走行会ではパドックで誰かしらエンジンルームから白煙を上げているのを見てきましたし、いつかは自分もエンジンブローするかもしれないという覚悟はしていたつもりでしたが、本当に覚悟ができていたかは？笑

ただ悲壮感とかはなく、その先週に2秒台の目標を達成していたので、むしろやり切った達成感と充実感でいっぱい！という気持ちで年を越し、年末年始休暇を楽しく過ごしました。

で、現時点ではまだエンジンを開けていないのですが、症状からいっておそらくメタルブローだと思われます。
オイルフィルターを外して殻を割ってみたところ、過去に見たことのないほどの大きさ&量の金属粉が。

少なくともオイルポンプはガリガリに削られてしまっていそうです。

ブローするまでに出ていたその兆候や、ECUのログから見てとれたことなどについては、諸々把握できるところまで把握した後にまとめて投稿したいと思います。
その際には、このエンジンをブローさせないためにできそうなことなども提示させていただこうと思っています。


【今後にむけて】
現在BRZは私のガレージにありまして、今後どうするかは多方面にご相談させていただきながら検討しているところです。
・エンジンを修理する
・新品またはリビルトのパーシャルエンジンに載せ替える
・FA24に載せ替える
などなど

6型後期の86BRZはFA24へのスワップが非常に簡単なようです。
すでにEcuTekで制御されていますので、あとは
1. オルタネーターの固定ブラケットとエンジンマウントを微修正する
2. センサー類の変換ケーブル（これは既製品があります）を導入する
という2点を行うだけでFA24を積んで普通に走らせられるようです。
ECUに関しては、制御対象のエンジンがFA24になることに起因して6型のECUに生じる制約はなく、各種フィードバック制御も全て機能すると聞いています。
載せ替え後の構造変更の手続きも、想像していたよりハードルが低いことがわかりました。

FA24へのスワップは単純に面白そうですし、今後6型の後期オーナーがFA24にスワップする際に参考となる事例になりそうという点でもやる価値がありそうに思います。
ただ、FA24を積んだ6型は現時点では個体数が少ないので、サーキットでタイム出すという遊び方においては、これまで以上に自己満足の要素が強くなってやり甲斐にかけるのではという気がしています。

どの選択をするか決めるために、まずは故障範囲を特定したい（腰下だけの修理で済むのかどうかを確かめたい）のですが、水平対向ゆえにヘッドまでアクセスするのはそれだけで結構な手間がかかりそうなんですよね。自分でやるなら、エンジンクレーンとエンジンスタンドを買ってくる必要があります。
故障範囲をもっと簡単に判断する方法が思い浮かぶ方がいらっしゃいましたら、アドバイスをいただけたら幸いです。

進展がありましたらまたブログを書きます。

お久しぶりのブログ更新です。

昨年(2024年)の12月20日にTC2000で開催された877レーシングさんの走行会にて、1分2秒9を記録してきました。



車載はこちら。


ベストラップは1分2秒930だったのですが、そのラップは運転があまりにも雑でA052の懐の深さに助けられて走ったような感じだったので、セカンドベストの1分2秒970の方をアップしています。笑

タイヤはADVAN A052、車重は1,155kg、エンジンはノーマルエンジンの自然吸気で、あとはひと通りやってあるという感じの仕様です。

2023年2月に初めて3秒台を記録してから、約2年越しでの達成となりました。

クラッチ式LSDとGTウイングを装着して迎えた昨シーズンは、新品A052を投入した最初の走行会で1分3秒4を記録しまして、その後セットアップの微調整で1分3秒1まで詰められたのですが、惜しくも2秒台に入る前にシーズンが終わってしまっていました。

悶々としながらオフシーズンを過ごし迎えた今シーズン最初の走行会でパッと2秒台に入れられてよかったです。

思い返せば、初めてTC2000を走ったときは、A052でノーマルエンジンならせいぜい5秒台が上限だろうと思っていました。それが今や2秒台という到達点にいるのは、なんだか不思議な感覚です。

BRZを購入した7年前は「86BRZは遅い」という意見が相当数あったように記憶していますが、今やそんなことはないと自信を持って主張できるように思います(￣▽￣)

というご報告でした。

もう一つ書くことがあるのですが、それは次回に回そうと思います。


そういえば、年明けから少し時間が経っていますが、明けましておめでとうございます(遅いw)
皆さまにとって楽しく幸せな1年になりますように(^-^)低浮上ですが今年もよろしくお願いします！