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2024年10月16日 イイね!

ベンツの直噴エンジンでの点火プラグの向き指定について

毎日のようにブログを更新するのはあまり気乗りしませんが、
例のStarTunedの M274 エンジン記事の翻訳をしていて一点気になる情報があったので掲載します。

メルセデス・ベンツでは直噴エンジンの場合点火プラグを「必ず純正品を使うこと」と記載があり、その理由が「点火プラグの電極の向きを一定方向範囲に揃えるため」なのですよね。
Mercedes-Benz Spark Plug Procedures and Precautions
Spark Plug Indexing for Direct Injection Engines


この写真、我々にとっては普通のNGKのプラグなのですが、ベンツ純正部品のそれと比べると取り付けネジ長や電極向きが異なるので、同一トルクで締めても次の図のように決められた角度に電極が向いていないということだそうです。


詳細はWISで確認が必要なんでしょうが(WIS ドキュメント AP15.10-P-1580EW)、左図のようにヘッドのスパークプラグ穴とインジェクター穴を結ぶ直線を0度として、±45度以内に収める必要があるようです(スパークプラグのアース電極の付け根がピストン円周部を向き)。
同一トルクで締め付けても右図のようにNGKの同一種プラグを取り付けた場合は角度がおかしいという状況を示しています。

プラグレンチに電極位置を示す印をつけて締め込めば、向きは既定範囲内に収められるかもしれませんが...

ちなみに、リンク先にある PDF ファイルでは正しい取付を行わなかったためにピストンの外周一部が溶けてしまった例の写真があります。

ディーラーでは当然純正部品で交換対応してくれますが、昔気質で「WIS?そんなものは知らんしイラン」みたいな整備工場でOEM品で交換対応されてしまった場合はもしかしたらヤバイ可能性がありますね...
Posted at 2024/10/16 22:33:09 | コメント(0) | トラックバック(0) | 日記
2024年10月16日 イイね!

M274/270 エンジンの深淵に少し触れてみる(その4)

Mercedes-Benz M274 Tour Tips and Tricks
PDF版
をGoogle翻訳と意訳を混ぜた投稿もこれで最終回になります。

イグニッション
従来のエンジンでは、点火システムはスパークプラグが燃焼混合気を点火するための1燃焼工程内で単一のパルスを生成します。
M274 ファミリーのエンジンは、シングルスパーク モードとマルチスパーク モードの両方で動作します。
最初はシングルスパーク サイクルと同じですが、マルチスパーク サイクルでは、点火コイルのエネルギーは(1回では)完全には放電されませんが、その間に再充電されるため、追加のスパークにより十分なエネルギーを再び供給できます。
これらの複数のスパークにより、よりゆっくりとした、より完全な燃焼が可能になり、燃料効率が向上し、排出ガスとエンジン ノイズが減少します (特にコールド スタート後とウォームアップ フェーズ中に効果あり)。

コイルオンプラグ点火コイルには、スパークプラグに接続するための短いブーツが付いています。
メルセデスベンツ純正スパークプラグのみを使用する必要がある理由については、後述を参照してください。
※このエンジンで1燃焼工程内でマルチスパークを行っていることは知りませんでした。
直噴エンジンでスパークプラグに純正品を強く推奨する件については昨日のブログをご覧ください。

各スパーク プラグには(シリンダー毎に)独自のコイルがあります。
スパーク プラグは、短いブーツによってコイルに接続されます。
ME は各コイルへの直接接続で個別制御します。
点火コイルは、同じワイヤを介して診断情報を ME に返します。
※コイルへのコネクタは大概4極端子なのですが、その理由は電源と制御用電極で使用しているためなのでしょう。

メンテナンス
M274 (および M270) エンジンを搭載した車両には、Mercedes-Benz ASSYST PLUS システムが搭載されています。
常に、最も正確な情報についてはオーナーのメンテナンス ブックレットまたは WIS または STAR TekInfo のメンテナンス シートを確認してください。
一般的にこれらのエンジンは 10,000 マイル (または 1 年) ごとにオイルとフィルターを交換する必要があります。
エンジン オイル ディップスティックを使用して、オイル レベルを確認します。

ほぼすべての車両と同様に、メンテナンス シートには、40,000 マイル (または 4 年) ごとにエンジン エア フィルターを交換し、120,000 マイル (または 10 年) ごとに燃料フィルターと冷却剤を交換することも記載されています。
メンテナンス シートで、必要なメンテナンス ポイントをすべて確認してください。
※ASSIST PLUSはダッシュボード中央部の液晶モニターに各種診断内容やサービス時期を表示する機能のことです。
メンテナンス周期は実際の取扱説明書、WISでkm換算値を確認したほうが良いでしょう(ここは後で調べて更新します)。

サービスノート
説明済み項目以外にも、いくつかサービスに関するヒントが時間の節約に役立つかもしれません。

クランクシャフト位置センサーはフライホイールの近くに取り付けられていますが、開口部に直接配置されておらず、(オイルシール内側の)スロット内に取り付けられています。
センサー取付部の「隠された」部分を示す近くの画像を参照してください。
フライホイールのタブまたはスロットを直接感知する代わりに、磁気の「インクリメントホイール」が使用されます。
インクリメントホイールは壊れやすく、乱暴な取り扱い、金属の削りくず、または別の磁石への露出によって損傷する可能性があります。


インクリメント ホイールには磁気「ストライプ」があり (テスト フィルムで確認できます)、ホール効果クランクシャフト位置センサーによって読み取られます。
ホイール自体は壊れやすいものです。
内側から見たセンサーはまっすぐに挿入できず、取り付け時に「角を曲がって」スロットに差し込む必要があります。
※ココらへんは我々はメカニックでないので写真を見てもこういうセンサーなんだとなんとなく納得するしかないですね。

点火角度を確認は XENTRY(ベンツ純正)診断アプリケーションでのみ可能です。
点火角度は、従来のツールや機器では測定できません。

インジェクターや燃料(コモン)レールでの作業時、ステンレス鋼のラインは、WISで指定されたテストに合格する限り再利用できます。
200バール超の油圧下での漏れを防止するなら、確信が持てない場合は交換してください。
※超高圧(200気圧)下で漏れた流体(この場合ガソリン)が体に接触すると当然ながら怪我するどころか最悪死にます。

純正のメルセデスベンツスパークプラグのみを使用してください。
アフターマーケットプラグは必ずしもインデックス(取付角度を示す印)が付けられているわけではありません。
つまり、(このエンジンでは)スパークプラグの電極ギャップが指定方向(アースの電極開口部がシリンダーの中心部)を向いている必要があります。
間違ったプラグを取り付けると、M274 は、メルセデスベンツの他の直噴エンジンと同様に、間違った燃焼パターンによってピストンが溶けたり割れたりする恐れがあります。
StarTuned 2021 年 3 月号のスパークプラグに関する記事をまだ読んでいないなら、今が読むべき時です。

ME のピエゾアクチュエータモジュールは、200 オームの放電抵抗器と並列に接続されています。
この値は、インジェクターをプラグ(端子)から取り外した後、インジェクタープラグで測定できます。
イグニッションがオンのときにこのコネクタに危険な(高)電圧がかかるため、(インジェクターに触る際は)イグニッションがオフになっており、キーがポケットに入っている(車両から充分離されている)ことを必ず確認してください。

言うまでもないかもしれませんが、念のため言っておきます。
燃料システム周辺の作業の際は外科手術のように清潔でなければなりません。
ほんのわずかなほこりでもシステムを台無しにする可能性があるためです。

この記事の範囲外ですが、M274 (M270も)は 4MATIC を搭載した車両にも取り付けられています。
M274 モデルは従来のトランスミッション/トランスファーケース配置(エンジンの後部にある)ですが、M270 搭載車両は横置きのためセットアップが大きく異なります。
詳細については WIS でご確認ください。
※横置エンジンの 4matic 版の動画をYoutubeで見たことがありますが、ここに書かれているほど特殊な構造だった記憶はないんですよね。

最後にもう 1 つ
私たちは「詳細」について Mercedes-Benz Workshop Information System (WIS) を参照することがよくありますが、それは皆さんに何も知らせたくないからではありません。
実際、ごく簡単な作業を除き、WIS なしで作業すると、フラストレーションがたまり、部品が壊れたり、間違った (または安全でない) 修理が行われたり、大量のトラブルが発生することがよくあります。
ショップがすでに WIS (STAR TekInfo の一部) を購読している場合は、その価値をご存知でしょうが、私たちが旅行中に出会うショップのオーナーや技術者の中には、WIS を使用していない人が多く、「高すぎる」と言う人もいます。

私たちに言えるのは、「試してみてください」ということだけです。
WIS なしで作業するのは、何もわからないまま作業するのと同じです。

startekinfo.com にアクセスし、アプリケーション (乗用車、商用バン、または ISPPI 部品カタログ) を選択します。
何百ものドキュメントが登録なしで無料で入手できますが、完全な購読を希望する場合は、ログインする (すでに「C7」ユーザー ID をお持ちの場合) か、新規ユーザーとして登録してください。
ログインしたら、右上に「購読/更新」ボタンがあります。それをクリックして、指示に従ってください。
UMAS ページが表示された場合は、間違った方向に進んでいます。ホームページに戻ってログアウトし、もう一度やり直してください。
※startekは整備士にとっては必要でしょうが、一般ユーザが整備情報を知る分にはWIS を自宅の余ったPCにインストールくらいで充分ではないかと思います。
ま、日常メンテナンスくらいなら取扱説明書と整備手帳で充分でしょう。

M274 エンジンに関するこの記事が、有益で実用的なものであったことを願っています。
新しいシステムと機能のいくつかを取り上げ、仕事で遭遇した一般的なサービス ヒントをいくつか紹介しました。
StarTuned で何かご覧になりたいことがあれば、ぜひお知らせください。
ご意見をお待ちしています。

※StarTunedは2024年1月以降掲載記事は止まっていますが、これ以外にも面白そうなネタはあるのでリンクを推奨します。
Posted at 2024/10/17 20:45:50 | コメント(0) | トラックバック(0) | 日記
2024年10月16日 イイね!

M274/270 エンジンの深淵に少し触れてみる(その3)

引き続きMercedes-Benz M274 Tour Tips and Tricks
PDF版
をGoogle翻訳と意訳を混ぜて何回かブログに掲載していきたいと思います。
恐らく次回で終了です。

エンジン空気供給
エンジン効率を高めるには、吸気経路の空気抵抗が低く、あらゆる状況下で良好な流動状態を維持する必要があります。
吸気は、流動抵抗を最小限に抑えるために比較的大きなエア フィルターを通過し、ターボチャージャーのコールドサイドに送られます。
(シリンダーから)排出された排気ガスがターボのホットサイドを駆動し、吸入空気を圧縮します。
圧縮作用によって加熱されたこの空気は、インタークーラーを通過し冷却されます。
多くの自動車では、低温 (液体) 冷却回路を使用した水冷インタークーラを採用していますが、(メルセデスの)Metris バンでは、空冷インタークーラー (冷却ラジエーターの下部に設置) が使用されます。
そこから、インテークマニホールドを経由して、約 10 psi の圧力でエンジン(シリンダー)に入ります。
※M270 エンジンの場合、空冷インタークーラ方式で、ラジエターの前下側に設置されています。


乗用車向けによく見られる M274 のエアインテーク構造。エアフィルターを通った吸入空気(B)は、排気ガス(A)で駆動するターボチャージャー(50)によって圧縮されます。
圧縮され加熱された空気(C)は、水冷インタークーラーによって冷却され、エンジン(D)に供給されます。

ちなみに、このエンジンの高性能版であるメルセデス AMG の M133 では、ブースト圧が 25 psi を超える同様システムを使用し、排気量 1ccあたり 1 馬力以上を引き出します。
※2リッターエンジンで 360/381馬力なので、計算が合わないような...

ターボチャージャー付きエンジンではよくあることですが、インテークマニホールドは真空源として信頼性が高くない(加給により正圧になる)ため、エンジンに取り付けられた真空ポンプが使用されます。
負圧作動式エアコン制御システムの時代はとうに過ぎ去りましたが、真空はブレーキ ブースター、ブースト圧制御フラップ(ターボチャージャのアクチュエーター)、冷却水ポンプの(On/Off)制御などに使用されます。
負圧リザーバーは、成形されたインテークマニホールドに組み込まれています。
※今どきの直噴型ターボエンジン車は負圧発生源としてどれも負圧ポンプを内蔵していますね。
負圧制御をやめて電動ソレノイド化出来ない部分があるから残っているのでしょう。
また、インマニが負圧のチャンバーを兼ねているとは知りませんでした。


M274負圧システム。ターボエンジンではインテークマニホールド内の負圧が一定ではないため、吸気マニホールド(12)内に収納された負圧リザーバ(12/1)と組み合わせて負圧ポンプ(11)を使用します。

全負荷クランクケース換気(ベンチレーション)システムでは、限られた真空を生成するために、吸気管に小さな狭まり(ベンチュリー)があります。
低負荷または部分負荷でターボチャージャーが目立ったブーストを生成していないときは、インテークマニホールドにも限られた真空が発生します。
※ここで言う「限られた真空」とは真空ポンプによる連続的な状態ではなく、恐らくある条件下で真空状態になることを示しているのではないかと思います。

また、せっかく良い図面作成しているのに解説が足りないので補足します。
Y84はフロントバンパー部分にあるラジエターへのシャッターバルブで水温に応じてシャッターを開閉するものだそうです(負圧ポンプからDのラインで供給)。
50/2はターボチャージャーのウェイストゲートバルブのプランジャーです。当該バルブは排気によるターボチャージャーの回転数制御に使用されます。Y31/5のソレノイドで動作制御し、動作時はBのラインで負圧が供給されます。
40/2は冷却水ポンプのボールバルブのプランジャーです。Y133のソレノイドで動作制御し、動作時はCのラインで負圧が供給されます。
12はインテークマニホールドで吸気をシリンダーに供給する以外に11の負圧ポンプで発生させた負圧を別区画(12/1)内に一時的に貯めておく役割も持ちます(Aのラインですね)。
なお、Eのラインはブレーキブースターへ向かっています。

燃料噴射システム
圧電(ピエゾ)式燃料インジェクターは、燃料の供給を非常に正確に行うことができ、これもまた燃費と排出ガスの管理に役立ちます。
燃料供給ラインは、高圧側で O リングと押し出し防止リングで構成されるシーリング ユニットによって密閉されています。
燃料インジェクターとシリンダー ヘッド間のシールはテフロン リングです。
インジェクターを取り外すときはいつでも、漏れのない取り付けを確実にするために、特にこの作業用の特殊ツールの使用に関する、WIS の再取り付け手順に厳密に従うことが絶対に重要です。
すべてのシールと固定スプリングは必ず交換する必要があります。
レールははんだ付けされているため、スライド ハンマーは使用しないでください。レールとインジェクターの両方が損傷します。


ピエゾ燃料インジェクターは非常に高速かつ正確ですが、ガラスのように壊れやすく、衝撃や落下によって損傷を受ける可能性があります。テフロンリング (1) と O リング (5) は、必ず専用工具を使用して交換する必要があります。

作動中、インジェクターは 125V ~ 210V の電圧と最大 8 アンペアの電流で作動します。
この電流は、人体に触れると致命的となる可能性があります。これらの電圧に直接さらされないようにしてください。
たとえば、直接測定しようとするのではなく、非接触型電流クランプを使用してください。
イグニッションをオンにする必要がある場合、通電中にシステムやテスト機器/プローブのどの部分にも触れないでください。
インジェクター制御ワイヤのいずれかを誤って接地にショートさせると ME が損傷し、ワイヤの極性を誤って逆にするとインジェクターが損傷します。

インジェクター自体は壊れやすく、圧電素子は薄いガラスに似ています。
ピエゾ インジェクターに直接電圧をかけないでください。損傷します。
インジェクターを落としたり、何らかの衝撃 (ハンマーで打つなど) を与えたりすると、インジェクターが破損し、交換が必要になります。
燃料インジェクターの両端が汚れていると、インジェクターが損傷する恐れがあります。そのため、取り外すたびに必ず清潔な保護キャップを使用してください。

最後に、燃料システム (インジェクターを含む) の高圧側は、エンジンを切った後も長時間 200 Bar (3,000 psi) を超える圧力が維持されることがあります。
修理作業の前にシステムの減圧を行う際には、燃料が圧力下で皮膚に浸透して致命傷となる恐れがないよう、細心の注意を払ってください。

※ピエゾインジェクターの取り扱いについてかなり細かく書いていますね。
ピエゾ素子はインクジェットプリンターのヘッドでも採用されています。
これから推察するに、従来のソレノイドによるインジェクターと比較し高速駆動により燃料を微粒子化できるというメリットがあるのですね。
Posted at 2024/10/16 19:33:44 | コメント(0) | トラックバック(0) | 日記

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