2018/02/22

CR2號のフルコン化 MOTEC Management for Carbon Roof 2nd 500E 

春節の休みを利用して帰国した際に、エスコートにお邪魔してきました。

華南からの往復の飛行機は、やはり中国人が圧倒的、家族連れが多く満席、
春節、来日数650万人は伊達じゃないと思いました。
我が国も、否応なしに人口14億人を抱える世界第二の経済大国の影響を痛感する時代になりました。

ホテル業界の方の話をきくには、春節時期と大学受験が重なるので大変とのお話しです。

さて、目的は、自分の車の打ち合わせと、O氏のフルコン化の話です。
前にも紹介してますが、私の車なんかとは別次元、
驚くほどきれいな車体です。

日曜午後に、都内から戸田までの往復路、に乗せていただいたのですが、トータルで仕上げた足回りや
高い剛性感のシャーシ、レカロCSEシートは秀逸で、「やはり500Eはいいなー」と独り言が出る瞬間でした。

20180218CR21.jpg


20180218CR2.jpg


写真撮影しようとしても塗面が平滑なため、撮影者の映り込みが出てしまい、上手くとれないレベルです

ポイントは、炭屋根2号機なので、“CR2“ Carbon Roof 2nd のエンブレムをセンス良く作成して
トランク右端部に装着しています。

fc2blog_20180220184018483.jpg


フルコン化の内容、記載しておきますと
点火系のコンピューター、EZLが60万円超に高騰した今では、
フルコンにしたほうが中長期的はいうこともなく、
短期的にも合理的になったと思います。


いくらかかりますか?2015年の記事

ポイントとなるのは、
① クランク信号のピックアップ、
② 気筒判別(シーケンシャル制御するなら)、
③ コイルの選択(デスビレスにするなら)、
④ ノックセンサー(フィードバックで点火時期制御するなら)
⑤ ツインλ(シーケンシャル制御するなら)
⑥ インジェクター

だと思います。 

①のクランク信号は、純正のクランクプーリーから取れます。
②の気筒判別は、私はVH45のクランク角センサーを使いましたが、左バンク、インテークカムの突起を
削って、シングルにすれば、純正カムセンサーを流用できるでしょう

③のプラグトップコイルは、w210のカバーと4.8番のカムホルダーを使えば純正流用できます。 

かっこいいけれど、高価なプラグコイルブラケットは必要ありません。

おまけにフロントカバーもw210用がそのまま使えますので、
デスビ撤去後のエキゾースト側のカバー製作の必用がなくなります。

④ノックセンサーは、セッティングさえ整ってて、フィードバックでノックトレースを詰めるのでなければ、NAの場合にはまず、いらないと思います。
割り切って、予算抑えるつもりなら、当面は不要、必用になったら、あとから追加でもいいでしょう。

⑤ ツインλも燃調のフィードバックで気筒別にシーケンシャル制御を補正するなら必用ですが、
これもあとからでいいんじゃないかと思います。

⑥ インジェクターは私は背の低いDENSO製12穴を使いましたが、ボッシュのEV14で背髙のとても、性能の良いものが今は出ていますので、
そちらをつかえば、フュールデリバリーや燃圧レギュレターも現行純正をそのまま使えますので、高価な製作費用が節約できます。

スロットルポジションは、純正の配線から拾えますし、純正配線を加工してほぼポンづけでできますので、お手軽だと思います。

 あとから続いていただける方が増えるのはうれしいですね



2018/02/14

エンジンブロック デッキハイトの比較 M119とM117/M116Block Hight Comparision M119 and M117/M116 linerage


  M119 の前身であるM116/M117について、冷却水の流れの点から
書きました。

今回、ブロック長の比較をしてみますと

Short blockM117

 写真はアルミブロック 6ボルトメインのM117ブロック 245.4mm
 右バンクの冷却水の戻り通路と、ヒーターからの戻り孔が良くわかります。

M116 216
M117 245.4
M119 245.4(Early)/228.5(Mid,Late)

ボアピッチ112.4mmは変わらず、ブロックの背髙だけ上げています。

 理由を考えてみると、主に排気量アップのための、ストロークの変化からではないかと推測しています。
実際は、M116,M117 とも 鉄ブロックからアルミブロックになっていますし、
 4ボルトメインから、6ボルトメインになる、右バンクのヒーター冷却水の戻りや、右バンクの冷却水の経路も
 アップデートされていますが、基本は同じシリーズであります。


IMG_1876sm116.jpg

 こちらスチールブロックのM116 ブロック横のクランクキャップボルトがないのがわかります。
 下の右バンクは、冷却水の戻り通路、ヒーターからの戻り口がブロック本体にはないのがわかります。
 (M116はヒーターからの戻りはブロックVバンクにアルミパイプでウォーターポンプにつながります)


IMG_1875sm116.jpg


M116 65.8(3.5)
71.8(3.8/4.2)
M117 85.0(4.5/5.0)
94.8(5.6)
M119 85.0(4.2/5.0)

エンジンの性格、ブロックハイト/ストローク比 でみると、良くわかります。
そういえば、縦目の3.5のエンジンはアメ車のv8と比べると、意外に軽快なイメージでしたが、
超ショートストロークだったのを今になって気が付きました。


M116 216 /65.8 3.28
71.8 3.01
M117 245/ 85.0 2.88
94.8 2.58
M119 228/ 85.0 2.68
94.8 2.40

 ブロック長とストロークの比率見てみますと、良くわかります。




 3.5Lで65.8mmっていうショートストロークエンジンのときは、216mmブロックでよかったでんしょうが、
 北米市場向け、排気ガス対策で非力になったため、3.8L、4.2Lと排気量をあげて、71.8mm にした。

 そして、M117では、85.0mmとして、排気量を5リッターにするので、245mmに上げる
さらに、5.6Lの94.8mm というロングストロークのクランクが出てきます。

その後の、M119でも初期モデルは。M117と同じ85.0mm のストロークに
245mmのブロックハイト

中期後記ではエンジンを軽くしたい、材料を節約したいという世の中のながれ要請で、ダウンサイズ
228mmにサイズダウン、後期では、さらにオープンデッキ化。

ダウンサイズには、リングの薄肉化やピストンピンハイトの減少や、ピストンピン、ピストンの解析によるピンの小径化もあると思います。
 それでも、M119の228/85.0でも結構厳しいのに、これを6リッターにした228/94.8ですと、
 さすがに連竿比が悪い。500Eの冷間時にサイドノック音がでるのは、このためでしょう

 以前の500SL/6/0 や 560SELの6リッターでは、冷間時のサイドノック音はなかったです。
 ブロックが低くなった 500Eならではの現象でしょう

 ですので、チューニングべ―スには、245mm のロングデッキのブロックのほうが、
 チェーンテンショナーのギアが一つ多い点をとっても、向いていると思います。

2018/02/08

M119 のいびつな水流れについて 引き続き考える M119 Warped Water line analysis ”sticky”


M119 のヘッド なぜ、左バンクのヘッドからしか、ヒーターへ水が行かない設計なのか?
考えてみました。

M119の冷却は、ブロック前、フロントカバーにあるインペラーの回転により、
ラジエターからの冷えた冷却水を圧送して、フロントカバーの2つの孔から左右のブロックバンクに送っています。

204m119 inmani rear 解説


先に説明しましたが、もう一度いうと
それぞれのバンクの左右ブロックから、各ヘッド、左、右に冷却水が上がって、ヘッド、特に熱に厳しい、
エキゾーストのバルブシート、ガイド廻り、や燃焼室、プラグの後にインテーク廻りを冷やして、
インテーク側インマニの1番4番、5番、8番の水穴から、インマニを通って、
水温センサーがつく、インマニブリッジをとおり、ウォーターポンプの上部にあるウォーターネック、サーモハウジングに
つながり、ラジエターホースを通じてラジエターに向かいます。


インペラーから遠い、後ろのL8番(R4番)、つまり、冷却水が水路を通る距離が増えるため圧損が増えて、滞留しやすいのを解決するために
ヒーター側に抜く、ヒーターバルブで強制的に吸ってコアに送るという理屈は良く理解できます。
それなら、なんで4番はヒーターへの出口がないのか?


m119_20180204170853d01.jpg


私の推理は
①  もともとM116.M117の頃からそうだったから(M116はヘッド、左インマニからのOUT・出口のみ、ブロック戻りなし、ウォーターポンプ後ろに戻る。アルミパイプでvバンク間)
②  60年代だと冷却水ヒータは未だオプションという例もあり、
70年代でもサーモスタットは、出口制御がいまだ多く、排ガス規制以降に主流となるサーモスタットの入口制御とくらべて
冷却水の流れ、水温、ヒーター温度変化には鷹揚だった?

③  元々、200馬力程度のエンジンで冷却はこれで、充分だった、冷却解析をよくやっていなかった
④  アクセルワイヤーが右バンクに来るから
⑤  ヒーターコア自体が4気筒、6気筒、8気筒と一緒だから、ヒーター入口を2個にしたくなかった

こんなところです。

もしかすると、左バンクのほうが、水流れで厳しいので、左ヘッドだけを積極的にヒーターコアへ抜いて流量を確保するという考えだったのかもしれません。右バンクはヒーターからの戻りの冷却水をブロックに流す、2つの小穴でインペラーによって吸いだすというコンセプトかもしれません。

ただ、仮にそうだとしても、そうするとヒーターを使わないときは、流量が確保できないということになります
(そういうエンジンは今でもあるけど(笑)、ヒーターを使わない厳しい夏を何とかしてほしいと思います。

このように、解析が進んだ国産のエンジンでも、ヒーターを使うことを前提に冷却水の水路設計をしているエンジンも多く
ヒーターを使わない夏場に過給をあげて大馬力にすると後ろの気筒の冷却が厳しくなるエンジンも少なくないです。

冷却水解析がすすんで、ウォータージャケットスペーサーが登場するのや、
Vバンクで横方向からスラントさせて冷却水を流して、左右バンクの冷却程度を等しくしようというレベルの話ではないです。

そう考えると、80年代、ザウバーの水路はヘッドから後ろに冷却水を廻して、エンジン後ろのサブラジエターという考えで正しかったのかもしれません。

 時代変わって、2000年代のM156ですと、やはり、ブロックへの戻りは、センターから左右バンクに戻るようになっています。

m156block_21.jpg

 よく出来てますね、戻りのパイプ径も流量多いためか、太く見えます。リアのトランスミッションとの接続フランジ、
 ブロックの補強も良く出来てます。馬力だすつもりのブロック、LS1みたいですね

また、前の写真からの分析になりますが、
ツインターボのM119は、ブロックへの戻り孔、純正のスチールパイプが12.7サイズですが、
8/16、すなわちAN8、もしくは 10/16 の10AN 位に拡大しているように見えます。

ザウバーエンジン分解図4bfe3699721

これを見ると、やはりC9、C11の後ろにおかれているコアの一つはサブラジエターにちがいないという推測が立ちます
ドライサンプにしている720馬力程度でも、ヘッド左右から独立に冷却水を後ろに回して、
サブラジエターで冷やした後に、ブロックRバンクにもどしているんでしょう



2018/02/02

Sauber  C9/C11のM119 エンジン Analysis of M119 Twin Turbo motor


Sauber Mercedes の写真を使って、冷却系の話をしていましたが、
今回は、搭載されていたレース用M119のエンジンの話、解説(講釈ともいう)をしようと思います。


ザウバーエンジン分解図4bfe369972


あらためて、写真を見てみますと、

どちらでも良いところですが、良く見るこのM119エンジン分解写真 部品の並べ方に間違いがあるの気が付きました?

前回の写真(車体とエンジン、ウォーターセパレータが写っている写真)では、
左バンクのエキマニが写っていて、1-5-4-8-6-3-7-2 の点火順番ですから、
1-2を別にわけて、タービンに当てるようにしてます
つまり、1-3と 2-4を集合させてます。

しかし、分解整列写真ですと、右バンク側に左のエキマニが上下逆で写っています
これならべたカメラマンは ここまで考えてなかったのか、チェックした広報の人が良く見てなかったんでしょう(笑)

この時代のターボ、タービン小さいからたぶんK26か (もしかするとK27)位だと思います。
エキゾーストマニのウエストゲートの接続フランジと タービンの排気出口ポートの大きさがほとんどかわらないから、
フロントパイプ出口は、おそらくφ60くらいだったはずです。
(8連スロットルのファンネル径とくらべても、そんなにかわりません。)

エキマニ、タービンの入り口を二つにわけていて、どの気筒を集合させるかに注意を払っていたはずです。
つまり4-2のエキマニです。

ですので、わざわざ今から見ると、熱エネルギーを減らせても、等長、点火順番にあわせているエキマニにしているんだと
思いますが、その左右ならべるのを間違えてます(汗)

 ザウバー、資料みると1.2barで 730 bhp / 545 KW @ 7000 rpm
820 Nm / 605 ft lbs @ 3500 rpm とあります
bar 表記ですから 絶対圧、 日本風の相対圧でいうと 0.2kg/cm2

 今の時代からみると、表記が間違ってるんじゃないかのレベル(笑)、
 いくらなんでも低いでしょうという位の 大昔、圧力センサーで追加を噴いていた頃のNA用ターボキット並みの過給です。
 馬力も720馬力というと、今の時代の市販車+α、チューニングカーでは街乗りの値です。


ザウバーエンジン分解図4bfe369972解説2

 写真見てみますと、3ステージのドライサンプにこそ
 なっていますが、マネジメントもボッシュの当時のものMP1.8だから、
 今から考えれば数世代前の最初期モデルの改良版で、制御速度からかんがえると、
 8気筒シーケンシャルじゃない、グループ噴射だったのかもしれません。

 そうなると、気筒別噴射じゃないので、細かいマネジメント、ノックコントロールできてないから、
 しかたなく、0.2kg・cm2ってところなんでしょうか?

 ノックセンサーはこの図ではついているかわからないですが、純正であるんだから
 きっと、なんらかのフィードバックはあったはずと思います

 ツインインジェクターになってるのは、おそらく大きい良いインジェクターがなかったからなのか、
 馬力考えると、きっと300CC強のインジェクターをダブル、各ポートに噴射としたんでしょう
 フュールデリバリーパイプが太いのが目を引きます。本数が多いからか、
 8AN か10AN サイズです。

 クランクは、セミカウンター、点火順序も変わってないですから、純正の流用かもしれません。
 コンロッドはH断面で、ピストンはピンハイトは低く見えますから、製作品だと思います。
 コンロッド小端部は大きいです。φ25以上でしょうか?

 他方で、パワーの源のカムは、ビレット、削りだしのように見えます。
 動弁系はソリッドなんでしょう。チェーンは純正と同じレイアウトですが、カムギアは軽量化の孔があいています。
 オイルテンショナーは固定なのか、ソリッドなのかは、これだけではわかりませんが、
 これだけ長いチェーンを使っているとなると、7000回転+αというのは、左右バンクのタイミングの伸びや
 あばれで、結構厳しい値だと思います。
 
 ここは、レース毎交換か、使い捨てのレベルだったでしょう
 
 8連スロットルのフュールデリバリーパイプの太さは先述しましたが、大型のプレッシャーレギュレターが各バンクにあります。
 燃料配管はさほど太くないようです。後ろに置いてあるコアは、デリバリーから後ろにいく、ガソリンクーラーなのか、
 エンジン冷却水のヒータ流路のかわりのサブクーラーなのかは、これだけだと、ちょっとわかりません。
 
 一つはトランスミッションクーラーだと思いますが、エンジンオイルクーラーとすると大きさが馬力からは、ドライサンプだとしても
 不足すると思います。

 分解写真のスロットルにはヘッドからの水パイプが各バンクついていますが、どのように集合させているのかは、これだけでは
 わかりません。
 純正のWPを使って、サーモレスですから、おそらく右バンクに出して、スワールポットにそのままいって、
 前に置いたラジエターに送るんだと思います。

 通常、ドライサンプの油温はクランク叩かない分、低いこと考えると、
 水温のほうが油温より高くすることはないでしょうから、ブロック水温は やはり70℃+α
 ヘッド出口で+10α、80~85℃位の筈です。排気ガス考えなくてパワー重視だと、
 やはり冷静に考えるとこんなところだと思います。

 ウエストゲートは大型の水冷、エアの配管やホースエンドが昔風です。
 
 転じて、フロントカウル内の写真をみますと
ホリゾンタルマウントのラジエターは、赤いフィン保護カバーが装着されてます
 作業時の部品脱落事故防止対策、ヒューマンエラー防止策でしょう

 DSC_3344.jpg

 左側(向かって右側)のサイドタンク部が盛り上がっているのは、ウォーターオイルクーラーがはいっているのでしょうか?
 おそらく右側からホットウォーターが入って、左に抜ける配管だと思いますので、そうなのかもしれません。
 周回レースですので、電動ファンは装着されず、走行風だけで冷却、カウルの中を抜けて、ダウンフォースを稼ぐデザインで
 一等地にラジエターを置いて、両サイドにインタークーラーのレイアウトです。

 タービン、エキゾーストハウジングの出口も細いし、エキゾーストハウジング自体も小さい、
 その後ろにあるコンプレッサーハウジングも見えないから、同じか小さい位、
 おそらくK26位の小さいサイズでなんでしょう。
 タービン見ても、当時のポルシェターボのサイズ位だと思います

 大排気量エンジンですから、
 最高出力回転や出力トルクみてもそのとおりで、トルク型のセッティングであることは間違いありません。
 おそらく、エンジンNAの性能を、純正よりリフトが大きく、作用角の大きいカムで、気持ち高回転型にして、
 かつ、8連スロットルで効率を高めて 中低回転は、過給で補うという手段をとったのでしょう
 過給をあげて、風量で稼ぐのでしたら、もっと大きいタービンになるはずです
 

 エキゾーストの排気フランジを見るとフロントパイプはおそらくφ60程度、
 スロットルのバタフライと沙穂と変わらないサイズです
 エンジンブロックのボアと比べるとよくわかります。

 市販車ベースで、あまりお金をかけずにターボの力を借りて低過給パワーを増やしたトルク型のエンジンという見方です。
 
2018/01/24

電動ウォーターポンプ プロジェクト7  Electric water pump Project 7

M119のウォーターエアセパレーター、スワールポットについて、質問をいただきました。


純正でストラットタワー前にあるプラスチックタンクは、オーバーフローのリザーバータンクではなく、
エアセパレーター,水と泡を分離されるためのスワールポットの類であると記載しています。

メルセデスでは縦目W108 V8モデルのM116の世代から、純正でウォーターラインのエアの混入、ポンプインペラーのキャビテーションによる泡、サブクール冷却の泡、ラジエター水路通過後の乱流による泡等を消して、ポンプのラジエターの冷却効率を高める、エンジンの冷却効率を高めるために、エアセパレーターを
装着しています(もっと前にもあるのかと思います)。

国産モデルでも、おそらく本家の特許が20年で切れたあとから、冷却系が厳しいロータリーターボのFD3S等の13Bでは90年代に入ってから採用されて、チューニングパーツでも採用されています。

何度も説明していますように、W124、500E他でも、すでに、ウォーターエアセパレーターを純正で装着しています。

ストラット前の、プラスチック製のデコボコ形状のタンクにエア混じりの冷却水、ヒーターやラジエターサイドタンク等から集められ、泡が多く含まれた冷却水を、タンク形状によって発生させる渦により分離して、泡分離後の冷却水をウォーターポンプ入口の負圧部分のラジエターホース部にもどしています。

世間では、格好良くない、旧くなると茶色くなる、割れると悪評(笑)の半透明プラスチック製のタンクですが、
実はとてもよく出来ていて、半球状にデコボコしている壁面を水流が流れることにより、
スワール(水流)が隣、隣と断続的におきます。鳴門の渦潮状態です。
これによって、複数の渦巻きが上に向かって生成されることにより、泡と水の分離が促成される仕組みです。

大昔、32GTR、RB26の周回レースでも、このタンク流用して使っている人がいましたので、きっと効果的だったんだと思います。


Sauber-Mercedes-C11_11.jpg

もちろん、本家ザウバーでも、これつかってます。カウルの中にあるプラスチックのタンク、
 まわりは、エアロクイップホースなのに、ここだけ不つり合いなゴムホース付(笑)がわかりますでしょうか?

今回は、これにさらに加えて、もう一つ、エアセパレーターをラジエターサイドタンク前に独立しておこうというわけです。
つまり、ヘッドを冷却して、サブクール冷却後の泡を多く含んだものを、ラジエターに送る前に、泡をできるだけ消しておくことで
冷却水とラジエターとの接触面積を増やす、効率的に冷却するためです。

二つ置くデメリットも特にないと思ったのでやろうと思いましたが、
今回改めて考えるにあたって、この写真見ると、
そういえばザウバーのC9もM119で純正のウォーターエアセパレーターに加えて、
もう一つ、ヘッドからの水に筒型のウォーターセパレータつけてたのを思い出しました。

なので、私が別に最初に考えて実施したわけではないです(笑)

DSC_2884.jpg

 1枚目の車とはモデルが違うので、サスペンションの形式が違いますが
 同じM119です。

 手前の水冷ウエストゲートの右どなり、
 アルミの円筒型の筒、SAMCO のシリコンホースで接続しているのがそれです。
 上から入って、スワールポットになっていて、下から抜けて右側を前方に向かって、
 フロントのラジエターに行くのがわかりますでしょうか?


 ところで、ヤフオクに 722.6用コンピューター 予備、スペアで持っていたのを出品しました。 
 必用な方がいらっしゃったらご連絡ください。
722.6 TCU `ヤフオクへのリンク