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エンジン本体(下側)のチューニング まとめ

エンジン本体(下側)のチューニングとは、

  1. ピストンのチューニング
  2. ピストンリングのチューニング
  3. コンロッドのチューニング
  4. コンロッドボルトの交換
  5. クランクシャフトのチューニング
  6. エンジンのバランス取り
  7. フライホイールの軽量化

基本的に以上の7つをいいます。

1.ピストンのチューニング

※エンジンの摩擦損失では、ピストンおよびピストンリングによるものが一番大きい

1-1 軽量、強度強いものに交換

1-2 頭頂部が突出したものに交換

1-3 ピストンのコーティング

の3つが挙げられます。

1-1強化・軽量化

具体的には、アルミ合金製の鍛造ピストンに交換する方法。

1-2 頭頂部が突出した物に交換して圧縮比を高める

これも私の持論としては、吸入空気量はピストンの振れ幅に依存するので圧縮比が変わらないのではないかと考えています。

さらにピストンの重さ増でフリクション増大する可能性も考えられるので、私は魅力を感じません。

1-3 ピストンのコーティング

ピストンサイドにモリブデンコーティングとテフロンコーティングなどのコーティングを施すことによってフリクションを減らす方法。

2. ピストンリングのチューニング

2-1 ピストンリング数を減らす

2-2 ピストンリングを緩める

の2種。

リングは、オイルをかき落として最小限の油膜を作り、燃焼室に余分なオイルが残らないようにする役割がある。

2-1 ピストンリングが2本のレース用のピストンに交換する

摩擦の低減と軽量化(ピストンサイズを短くできる)。

しかしその分シール性は減少してしまう。(エンジンの寿命早める)

リングが多くなればシール性能は上げるが摩擦損失が大きくなる。

2-2 ピストンリングを交換してピストンリングの張力を弱くする

強化ピストンリングを使うことである程度までの両立がはかれる。市販のエンジンはコストとの関係でそこまで高級なものになっていないので効果期待できる?

3. コンロッドのチューニング

  1. コンロッドをチタン製に交換する→△
  2. フルフロートタイプ化
  3. 鏡面仕上げ or WPC処理

の3種。

 3-1 コンロッドをチタン製に交換する

      チタンは 強度、軽さという面では申し分ないが、少しの傷がつけばそこから破損しやすいという脆さを持つのでチューニングとしては「?」というところ。

3-2 フルフロートタイプ化

スモールエンドとピストンのつなぎ方には2種類あり、

プレスフィットタイプはピストンピンがコンロッドに圧入されているのでピストンとピストンピンが摺動する。

フルフロートタイプはピストン、ピストンピン、コンロッド全ての部分で摺動している。これによってフリクションが低減されるので高回転用のエンジンやチューニングエンジンには有利と言われている。

3-3  鏡面仕上げ or WPC処理

鏡面仕上げはリューターなどを使用し研磨することによって表面の微細な傷まで取り除き、そこから亀裂が発生しコンロッドが破損するのを避ける意味がある。

   WPC処理は金属製品の表面に成品硬度と同等以上の硬度を持つ所とを後続で噴射し、表面温度を上昇させることを特徴とする金属成品表面加工熱処理法である。

4.コンロッドボルトの交換

チューニングを施したエンジンのコンロッドボルトには大きな負担がかかるので、チューニングエンジン用のものに交換する。これは強度とばね力との関係を考えて締め付け力を確保しながらビックエンドの変形がないようなボルトになっている。

(こうした専用ボルトはエンジンの大幅な改造を施した場合に使用するものである。)

5.クランクシャフトのチューニング

  1. メタル幅を小さくする
  2. カウンターウエイトのシャープ化
  3. バランス調整
  4. その他

の4種。

5-1 メタル幅を小さくする(F1 エンジントラブル主原因)

コンロッドのビックエンド部と接続されるクランクピン円運動のないクランクジャーナルにはともにベアリングであるメタルが使われる。このフリクションは大きく、このロスを減らすことが重要である。メタル幅を小さくすると効果的(ピストンの正家運動が大きくなり圧縮比向上?)であるが、ベアリングとしての役割がその分小さくなるためエンジンの焼き付きが起こる可能性がある。フリクションロスとメタルの焼き付きは比例の関係にあるといえる。

  5-2 カウンターウエイトのシャープ化

    カウンターウエイトの形をシャープにすることにより、オイルを攪拌する時の抵抗を減らすことができる。

  5-3 バランス調整

    さらに精密にバランスをとるには専用のテスター(バランニングマシン)で調整できる。

 5-4 その他

  • クランクジャーナルと親メタルの間のクリアランスをしっかりとる
  • クランクシャフトとシリンダーブロック結合部のスラスト方向のクリアランス
  • クランクピンとコンロッドのスラスト方向のクリアランス
  • エンジンバランス取り(かなり高価)

6. エンジンバランス取り

エンジンのバランス取りとは各部品の重量を合わせることとベアリングメタルのクリアランスや各部の締め付けトルクを正確に取り直すことをいう。わずかな重量の差でもパワーロスになるため、研磨やコーティングによって、重さをすべて均一にする。研磨するときは各部品の強度を損なわない部分を削ることに気を付ける必要がある。(現在のエンジンは生産精度が上がっているので必要性少)特に高回転での伸びが良くなる。これはエンジンの持っている性能を最大限まで引き出す工程であり高度な技術が必要である。

7.フライホイールの軽量化

フライホールはエンジンが低回転の時にスムーズな回転をするために装着するために装着されたはずみ車である。一般車の場合は、低回転が主になるのでフライホイールはかなり分厚く重いものが装着されている場合が多い。フライホイールが重たいと、フリクションが大きくなるしアクセルレスポンスも悪くなる。

高回転向けにするには、重いフライホイールはメリットが少ないので軽量化したものに交換するという方法がある。

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