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動かなくなってしまっていた排気バイパスバルブですが、動きました!
結論から言うと、排気バイパスバルブの軸を回す機構(軸そのものも含む)周りの動きが悪くなっていたことが原因だったようです。

今日、どこが悪いのかを改めてチェックしようと思って作業を始めたところ、最初からあっさり動いちゃったのでした。先日、バルブの動きを確かめるために、何度も手でキコキコ試しに動かしたことが、功を奏していたようです。
そういえば、試しに手で動かしてみたとき、一番最初が一番悪かった気がします。触っているとキィキィ言いながらも動かせて、そのうちに少し動きが良くなっていった気がします。

結論はそういうことなのですが、今日は、作業するにあたってこんなものを用意していました。


スマホにUSB接続することができる細いスコープカメラです。1000円しないくらいで、だいぶ前に買ったものです。これを適当なプラ棒に付けて、こういう感じで、バルブ開閉レバーの部分を撮影することにしました。


というのも、今日はソレノイドバルブをバイパスしたりと言った問題の切り分けをやろうと思っていたので、その様子を一人でも確認できるようにしたかったのですよね。
バルブが開いたかどうかは音でもわかるのですが、バルブの動きを直接観測したかったのです。

それで、まずは問題を再現しようとエンジンをかけて爆音スイッチを押してみたわけです。そうすると、いきなり動いたのでした。その様子がこちらです(動画32秒)。

（注: この動画には音は入っていません。後出の動画には音あります。）

良かった〜とは思いつつ、動くには動いたものの動きは良くはないだろうと思われるため、多少はマシにしておこうと、固体潤滑剤を吹いておきました。マフラーの遮熱板を外せば簡単なのでしょうが、なんとか車の下から手が届くので、そのままでの作業です。


使った固体潤滑剤は、窒化ホウ素粉末です。鍵穴潤滑用に売っている小さいスプレー缶タイプのものです。


潤滑油ではなく固体潤滑剤を使ったのは、熱を気にしてです。

この排気バイパスバルブが入っているところは、触媒の入っているY字管の直後です。したがって、このパイプ内の排気温度は、普通に300℃は超えることになると思います。そのパイプに直接バルブ軸が貫通していて、その軸の根元に回転レバーがついています。そんなところに油を差してしまうと、試している間くらいはいいかも知れませんが、そのうちに炭化してしまうと思われます。少なくとも潤滑力は失うと思います。
それに対して、窒化ホウ素ならば、酸素のある環境であっても、900℃まで潤滑に使えます。

ということで、レバー周りには結構たっぷり窒化ホウ素粉末を吹いておきました。

白っぽくなっているのが、粉末が付いた跡です。

潤滑剤を吹いた後に手で動かしてみると、バルブの動きは確かに良くなりました。これで、しばらくの間は、大丈夫な気がします。
でも、なんかまだちょっと軸ゴリがあるような気がするんですよね。新品を触ったことがないので比べられませんが、滑らかとは言い難いです。とはいえ、バルブ軸受部には、バラしてパイプの内側からでないと潤滑剤を入れられないと思われるため、外からやれる範囲だとこれくらいかも知れません。
というか、すでに軸の偏摩耗が進んでいるかも知れないので、交換時期なのかも知れませんね。暫しの延命ができただけかも知れません。

まあ、ひとまずは大丈夫そうなので、これでいいことにしておきます。

ということで、こんな感じでPボタンを押すことで、ちゃんとバイパスが切り替わるようになりました(動画24秒)。


なお、PボタンのPは、Pass throughのPです!　‥‥と言い切ってみたりして‥‥。

みんカラ初めてまだ3年も経っていませんが、みんカラ良いですね。
たくさんのイイねありがとうございます。
これからもよろしくお願いします。
https://minkara.carview.co.jp/event/2024/20th

昨日の情報収集の補足です。
備忘録として自分向けに書き残しておくことを兼ねて、ソレノイドバルブの逆動作について、もう少し書いておきます。

355用のソレノイドバルブ(部番: 159177)はこれです。


車に取り付けてある姿勢になるように写真を回転させ、接続先を追記するとこういう感じになります。

出口と書いたニップルの先に排気バイパスバルブが取り付けられ、入口のニップルの先にエンジン吸気負圧と繋がる負圧タンクが取り付けられます。
ソレノイドが通電されていないときには、出口は大気解放となるので、排気バイパスバルブは平常時の閉じた状態となります。
ECUがバイパス経路を開ける必要があると判断したとき(あるいは、手動スイッチで操作したとき)、ソレノイドが通電されて出口が負圧となり、排気バイパスバルブが動く仕掛けです。

このフェラーリ純正のソレノイドバルブに似た形の他社用のソレノイドバルブにはこんなようなものがあります。


左が日産用で、右がトヨタ用です。

355用のものに似た形のものを選んでみましたが、入口となる下側のニップルがL字に曲がっていなくて真っ直ぐのものや、上側の大気解放部が出っ張っていなくて筐体の中に隠れているものなどがあります。

日産用のもので内部構造の模式図を描くと、こういう感じです。


（この絵の中のソレノイド単体は、Moddoreのロック棒の出し入れで使ったものと同じようなものでしょう。）

・通電なしの初期状態では、赤色で示したバルブが下側の入口と出口の間にあって、出口が大気解放部と繋がっている状態(水色)となります。
・通電すると、赤いバルブがソレノイドに引き込まれて入口の上にいき、入口と出口が繋がった状態(黄色)になります。

車用のこのタイプのソレノイドバルブは、どのメーカーのものも同じような構造だと思います。

さて、昨日のブログで書いた通り、カプリスト製とEurospares保証の排気バイパスバルブは、純正とは異なり平常時が開きのタイプです。この2社ともに、ソレノイドバルブもセットになっているのですが、下側の入口と上側の大気解放のエアの接続を入れ替えたいためにそうしているのだと思います。

先のトヨタ用のソレノイドバルブを例にとると、このソレノイドバルブには、実は上側にもニップルが付いています。


この入口2のニップルに、大気解放用の小さいフィルターが付けてあるのです。
それに対して、フェラーリ純正のソレノイドバルブには大気解放側にニップルはなく、筐体上部の穴に直接フィルターが被せてある構造だと思われます。したがって、上側にゴムホースを繋ぐことができず、上下を入れ替えることができません。これが、別のソレノイドバルブを付属している理由でしょう。

カプリストのソレノイドバルブを、こびさんの整備手帳で拝見すると、こういう感じになっています。


上側が負圧タンク、下側が大気解放になっています。こうすれば、ソレノイドの電気的ON/OFFと負圧/大気解放の関係を入れ替えることができます。排気バイパスバルブの開閉逆の辻褄を合わせることができるというわけです。

Eurosparesのものも、商品写真の解像度が低くてわかりにくいのですが、同じようになっています。


さて、正常に機能している間は、この構成でまったく問題ないと思いますが、壊れたときのフェイルセーフ設計としてはちょっとイマイチな感じがします。
そもそも、平常時が開きの排気バイパスバルブを使うのは、負圧系に問題がおきたときに排気バイパスを開けておきたいからだと思います。それに対し、上記のソレノイド動作にしてしまうと、ソレノイドが電気的に壊れたときには排気バイパスを閉めてしまうことになります。フェイル時の挙動が2つの構成物の間でちぐはぐなのですよね。

やはり、ソレノイドのON/OFFと負圧/大気解放の関係は、通常のまま(355純正と同じ)にしておいて、ソレノイドへの通電の仕方の方を入れ替える方がいいと思います。そうすれば、ソレノイドが壊れたときにもバルブ開きにできます。

じゃあ、それはどうすれば良いか？

まず、純正状態でソレノイドバルブの電気的接続は、こうなっているようです。自分で確認していないのですけどね。


ECUはV1をアースに落とすか否かで、ソレノイドの通電を制御します。私の車もそうですが、多くの車はこれに手動スイッチを追加していることと思います。それはこういう感じですね。


ECUがアースに落とす経路に並列にスイッチを付けて、手動でもソレノイドを通電できるようにしたものです。
ただしこれをやると、スイッチを入れた瞬間に、「CHECK ENGINE 5-8」というエラーランプが一瞬光るようになります。私の車もそうです。ソレノイドがあるはずの経路がアースに落ちることから、ECUが異常として検知するのでしょう。でも、エラーは一瞬で消えるので大勢に影響はないものなのでしょう。私は爆音スイッチを入れたのか切ったのかを判別するランプとして、むしろ便利に使っています。本当はエラーが出ないようにした方がいい[*]のでしょうけどね。

また、ECUによる制御を完全になくして、マニュアルスイッチだけにする配線にしている場合もあるそうです。これは、ソレノイドからECUに入る線を切ってしまって、爆音スイッチを取り付ける方法なのでしょう。（これではECUがエラーを吐くようなら、切ってしまったところにダミー抵抗を介して+12Vに接続しておく必要があるかも。）


配線的には、ECUと並列にスイッチを入れる方がむしろ簡単だと思うのですが、ECUをわざわざ殺すのはどうしてなのでしょうかね？ 先のエラー点灯を避けたいから???
逆に言えば、私のように中古で355を買った人にとっては、爆音スイッチを押した瞬間にだけ「CHECK ENGINE 5-8」が点灯するようだったら、ECUの配線は生きていると判別できるという見方もできるかも知れません。

さて、本題に戻って、ソレノイドのエア配管を入れ替えるのではなく、電気的制御を入れ替えるにはどうすればいいかですが、こういう感じの回路を既存の配線に間にはさみ込めばいいと思います。


トランジスタを1つ使って、信号のON/OFFを反転させる仕掛けです。Moddoreでいっぱい使っているやつです。ソレノイドにはそれなりに電流が流れるので、パワートランジスタを使う必要があるでしょう。
ただし、カプラの雄雌の間に回路をはさみ込むだけで済ますことはできず、追加回路には電源系としてアース線を1本追加する必要があります。ケーブルが1本伸びたちょっと不格好なものにはなってしまいます。

ここで、抵抗RはECUから見たときにソレノイドを模擬するダミーの抵抗です。できれば無駄に熱を出したくないので大きい方がいいのですが、大きすぎるとECUがエラーを吐くかもしれません。ソレノイドに合わせるならば50Ω程度となると思われますが、1kΩとかにしたいところです。なんとなく大丈夫な気がします。

さてさて、能書きがさらに増えてしまいました。
能書きは良いから早く現物をチェックすれば？と聞こえてきそうです(^^;。

薄々思っているのですが(先のブログにコメントをいただいたりもしたのですが)、排気バイパスバルブの軸の潤滑を良くするだけで直るんじゃないか説もあるので、おいおいチェックします。


[*] おまけ

こびさんは、このエラー対策をされていますね。上述の回路図に合わせて描くならば、こびさんの回路はこうなります。


確かにこうすれば、ECUによる制御は生かしたまま、マニュアルスイッチの影響を分離できます。この場合もダミー抵抗のRの値をどうするのかがありますね。かなり大きくしても問題ない気がします。
そして、このエラー回避回路と信号反転回路とを併用することも問題なくできるでしょう(ダミー抵抗の値は見直すことになります)。

排気バイパスバルブが開かなくなった問題は、もうちょっとモノをちゃんと見るとして、ひとまず、現時点の情報(主に値段)を収集しておきました。

かなり昔から多くの方の355で起きているようですので、定番のトラブルなのでしょう。私の355も、最初から純正ではないバルブがついていましたので、きっと以前に問題が起きたのだと思います。

まず、バルブが開かなくなる原因としては、
・エンジンの吸気負圧を使って排気管を開け閉めする排気バイパスバルブ本体(赤丸で囲ったN)か、
・その負圧経路でON/OFFを切り替えるソレノイドバルブ(同S)か
に問題があるためだと考えられます。
加えて、ホースの劣化によるエア漏れも考えられるかも知れません。


最初にそのうちの排気バイパスバルブ本体についてです。


これは、負圧を使ってダイヤフラム(弾性薄膜)に取り付けた棒を押し引きして、その力で排気管内のバルブの開閉を行うものです。
355の純正部品(部番:155006)は、平常時はバルブが閉じられていて、負圧をかけると開くようになっているタイプのものです。そのため、排気抜けの良いバイパス経路を通さない方がデフォルトです。なお、排気経路の切り替えを行う多くの車種では、平常時バルブ開きの方がよく使われるようです。理由は後述するフェイルセーフのためでしょう。

また、ずっと昔からあるトラックの排気ブレーキで使われているバルブがまんまこういうやつだと思います。フェラーリは、排気音デザインをしているときに、それを別用途として使うことを思い付いたんじゃないでしょうかね。
あと、バルブの構造は違いますが、ターボエンジンのウエストゲートバルブなんかも、負圧とダイヤフラムを使って開け閉めしていると思います。

さて、この155006の供給は、どれくらい前かはっきりしませんが、相当前からなくなっているようですね。
売っているかどうか調べると、Maranello Classic Partsで新品を売っていて、£2,967.68(＝56万7千円)という法外な値段が付いていました。う～ん、実用品というよりは、もはやコレクションアイテム‥‥‥。


Eurosparesには新品はなくて、中古が2つありました。



写真を見るに、かなり使い込まれたものに見えますが、それでも30万円もします。劣化具合はわかりませんが、どうせそのうちに壊れるに違いないと思うので、これもなかなかにしてナンセンスな値段だと思います。

社外品だと、有名どころとしては、クライスジークとカプリストが交換部品を出しています。
クライスジークのものは、壊れる純正部品の強化品として有名なようですね。

でもこれも、17万もします。高いなぁ。
みんカラでも、前のブログでコメントいただいたhide-ssさん他、複数の方がこれに交換されているようです。以前はもっと安かったのかなぁ。

カプリストのものはこちらで、


これも、16万3千円もします。やっぱり高いなぁ。ただし、9年前には10万円で売られていたようですので、値上がりした模様です。

そして、カプリストのこれは、平常時がバルブ開、負圧を掛けるとバルブ閉となるようです。そのため、逆動作するソレノイドバルブも付属します。純正のソレノイドバルブは、〈通電なし：大気解放、通電：負圧〉であるのに対し、〈通電なし：負圧、通電：大気解放〉となっているということですね。
F355のDIYと言えばのこびさんが、これに交換されています。

ここで、平常時にバルブを開けるようにしたいのは、エンジンが高回転＆高負荷のときのダメージ(排気抜けの悪さによる)を考慮して、もしも切り替え機構が壊れた場合に開放側にしたいためでしょう。でも、カプリストのやり方だと、エア負圧系に問題が起きた時にはバルブ開に確かになりますが、ソレノイドが電気的に動かなくなったときにはバルブ閉になってしまいます。本当は、ソレノイド動作はそのままで、電気的にON/OFFの方を反転した方がいいんじゃないですかね。そうすれば、ソレノイドが動かないときもバルブ開とできます。
電気の反転回路は後付けでも簡単に作れますしね。ただし電源線を引っ張って来ないといけなくなるので、カプラON互換にならないからそうしなかったのかな。

他にも、Eurosparesが、155006/AとしてEurospares保証の独自の後継部品を用意しています。


ダイヤフラムのケースの周りにエアギャップを設けて遮熱カップが付いています。なんか良さそうですね。
が、在庫はしていないようで、値段は問い合わせとなっていてわかりません。純正中古の値段からして、予想としてはきっと高く設定されていると思いますが、一応値段だけは問い合わせ中です。‥‥っと、ブログを書いている隙に返信が来ました。素早い対応ですね。で、値段は19万8千円でした。やっぱり高いなぁ。

Eurosparesのものも、平常時バルブ開のタイプで、ソレノイドバルブも付属するようです。カプリストのものと同じ考えの設計なのでしょう。カプリストのものもそうらしいのですが、高価なステンレスガスケットが付属するようですので、その点は親切です。


ということで、私が探したところでは、355にそのまま対応している製品としては、ざっとこんなところでしょうか。まあいずれにせよ、高すぎます。

というのも、排気系に取り付けるバルブには、価格帯がまったく違う汎用品が存在するからです。内径が、2inch(51mm), 2.5inch(63mm), 3inch(76mm)の3種類が標準的なもののようで、少し検索するだけでたいへんたくさんの製品を見つけることができます。

その中で355用に最も近いものは63mmだと思いますが、アリエクだと2千円～、アマゾンでも4千円程度で売っています。



こういうのを見ちゃうと、なんだかなぁと思うわけです。簡単に言えば、フェラーリ用というだけで値段が100倍違うということなんですよね。下手すると品質は逆転しているかも知れないのに。

でも、2.5inchの汎用品だとちょっと径が小さい気がするのです。それで、もう少し調べてみました。すると、65mm、66mmの排気バイパスバルブもあるようです。


3サイズの汎用品と比べるとやや高いですが、それでも355用よりははるかに安い値段で売っています。
ただし、汎用品もこれらも、パイプ端の形状が専用品とは違うので、排気漏れを起こさないように取り付ける工夫が必要となる点がイマイチではあります。THOUTHERさんは、こういうタイプのバイク用のものを流用して修理されたようです。素晴らしいですね。先駆者です。


さてさて、次は、ソレノイドバルブです。


この絵で同じものが2個並ぶ左側が排気バイパスバルブ用です。もう片方は、エキマニに2次エアを入れるかどうかの制御用です。

これ(部番:159177)は、Eurosparesに在庫がありました。1個しかないですけども。

1万9千円ですね。

排気バイパスバルブに比べればずっとマシな値付けですが、これもものの割にはかなり高いと思います。普通の仕様のただのソレノイドバルブでしょ？って思ってしまうので。

車では、吸気負圧を動力源として使うことは一般的なことなので、そのON/OFFを制御するソレノイドバルブは、いろいろな車で使われています。そのため、いろいろなタイプのものがたくさん出回っています。


いろいろあるとは言っても、大気解放部にもニップルがあるかとか、フィルタが付いているかとかの細部の違いなだけで、それ以外はニップルやコネクタの向きと固定方法が違う程度の差だと思います。

同じオットーサイクルの他社エンジンと比べて、フェラーリのエンジンの吸気負圧が特別違うものであるはずもなく、電源電圧も当然同じ12Vなので、機能的にはほぼ同じものと言っていいと思います。
こういう周辺機能部品にフェラーリらしさを示す必要はないと思うので、個性を発揮するのではなくて、量産他社部品を採用して欲しいところです。


‥‥と、下調べはこれくらいです。

私の車は、ちょっと見た範囲では、
・排気バイパスバルブは手で動くけれど抵抗が大きいような気もする、
・負圧は来ているけど弱いような気もする、
というどっちつかずの状況なので、能書きはいいから、まずはもうちょっとちゃんと見ないといけません‥‥ね。

それを受けて、どの範囲をどうするか考えることにしましょうか。

午後に時間があったので、排気バイパスバルブが開かなくなってしまった原因を少し探りました。
今日は雨のためにシャッター開けての作業ができないかと思っていたのですが、全然晴れていましたね。これから雨が降るかも知れませんけど、予報に反して昼を過ぎて5時過ぎの今もまだ晴れています。
雨といえば、昨日の5時前後の宇都宮の雨は、ホントすごかったです。私は家にいたので、特に影響は受けていないのですけどね。


さて、バルブが開かない問題を確認するため、そこまで負圧が来ているのかどうかを確認しました。

バルブに繋がっているゴムホースのホースクランプを緩めてずらし、

引き抜きました。


固着していたりして、なかなか外せないかもなと予想していたのですが、予想に反して割と簡単に外せました。ただし、ゴムはかなり硬くなっていて柔軟性は失われているので、できれば取り替えた方が良さそうです。

ホースが外せたので、嫁さんにちょっとだけ手伝ってもらいます。

エンジンをかけた後、嫁さんにPボタンを何度か押してもらって、ホースに負圧が来ているかをポストイットがくっつくかどうかで見てみました。


結果、負圧は来ていますね。PボタンのON/OFFで吸い付くかどうかが切り換わります。
負圧が弱い気がしなくもないですが、ソレノイドが動いていないとかではなさそうです。

う～ん、昨日、バルブの開閉を手でやってみたとき、ちょっとキィキィ言って抵抗が大きいような気もしたので、それが原因なのかなぁ。純正バルブはクソ高いと思うので、どうするか考えないといけませんね。

ソレノイドバルブがダメの予想だったので、ソレノイドバルブを頑張って外してみて、抵抗計ったり単体動作やってみたりしようかと思っていたのですが、動いてそうなのでそれはやめておきました。

そのため時間ができたのですよね、‥‥全然違うことを始めました。

Moddoreの動作開始自動化をやっぱりやりたくて、シャープの測距モジュールを買ったので、それの動作確認です。諸々部品とともに秋月で買っていたものが、ちょうど今日届いたのでした。


測距センサーはこんな感じです。



センサーの接続方法を確認し、


Moddore本体が12V電源のため、12Vから5Vを生成するスイッチングレギュレータも用意したので、その確認も行って、


こんな感じで電源と出力を確認するマルチメーターだけ繋ぎました。



ダンボールを手に持って、測距センサの前で前後に動かしてみます。


すると、こんな感じで出力電圧が距離に応じて変化することが確認できました。

1divが1Vなので、3Vから1.4Vくらいの値となっています。

スイッチングのノイズが乗っているので、もうちょっと平滑化が必要そうですが、これを使えば十分に車の検知ができそうです。

まだ部品が足りないし、基板の作り方も決めていないし、回路も最終fixはしてないのですが、作れそうな気がしてきました。

作り始めたら、追々ブログにも書きます。

あれ? 排気バイパスバルブは?
どうするか考えなきゃ‥‥。