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2018/11/24

W124 500Eのパワステポンプから見る構造的問題と、細く長い道のり されど まだ半ば  / W124 500E Single Power Steering Pump Rebuild and Setting. so Long and Winding Road.

シャーシやエンジン自体は とても 一生懸命

それは、,丹精こめて自社でつくるけど、その分、補機は 割と軽く見られてて、

他社からの汎用品を自社のエンジンに組み込むという
メルセデスベンツ社の業か、因果か、

はたまた日本の高温の夏、狭い道路、車庫事情で切り替えしが多いためか、
パワーステアリング系統からのオイル漏れは、W124に限らず、ベンツが現役のころから、頻出トラブルでした。

たかだか、パワーステアリングポンプのオーバーホール、
日帰り軽整備の部類ですが、
ここまで至る道程を示しますと、

構想自体は、10年も もっと前から、連載時 リーマンショック前の 2008年7月です(笑)。

その翌年に計画初めたのが、、懸案の電動WP                  (2009/8/17)

着手が、そのあと6年後、M119LHのフルコン後の、電動ウォーターポンプ化プロジェクト (2015/09/02)


ここで、考えた課題は、

β1  ウォーターポンプが無くなるので、サーペンタインベルトの取り回しがかわる(WP、ファンプーリーなし)。
    
β2  4PK(パワステ、エアコン、クランク)と 4PK(オルタ+クランク)の2本ベルトにすることに決定

 それで

1) エアコンコンプレッサーを4PKにかえて、         (2015/11/03)

2) ATI  ダンパープーリー& ハブ が出来て、       (2016/12/01)

3) クランクプーリーを (1)のコンプレッサーベル  ト突出し位置に合わせて、製作(4PKx2)                                                            (2017/01/17)   

4) オルタネーターも、4PKで、(1)のコンプレッサー位置の前側(ラジエター側)にプーリー突出しをあわせて製作
で軽量化                                 (2017/05/30)

ができたので、ここに来て、パワステポンプをリビルトして、仮組しました。
現在!いまここ                              (2018/11/24)


ご存じのように、
500Eは、ワゴンから流用した油圧レベライザーをつかって、積載時の車高を一定に保っているので、
レベライザー油圧供給用、パワーステアリングとあわせた二系統、並列の二つの
油圧タンデムポンプを使っています。

タンデムポンプというのは、良く出来たもので、ポンプを2列 並列にして、二気筒(2ローター)で動かしています。
これにより、ポンプを2個つけなくても済む、省スペース等のメリットがあります。
直列装着と異なり、ハンドルをきったら、油圧が下がって、車高が下がる等ということもないです。

ただし、常時油圧を供給しているところが、パワステだけでなく、リアの車高調整用レベライザーと2か所になるので、
6~12pa の油圧を産みだす、損失馬力も2倍で、フリクションが増えるというデメリットがあります。

感覚でいうと、エンジン馬力の3~数パーセント、十馬力~程度は、馬力を喰われていて、
これはアイドリングから低回転でもかわらないので、低速時のフリクションロスは大きいものとなります。
小馬力、小中排気量の車では、パワステでアイドルアップが必用になる位です。

近年の車で、電動パワステが増えたのは、油圧ポンプ駆動のフリクション増による燃費低下が主目的ですから、
実際に運転したときの、フィーリングも体感できるレベルの差です。

こんな事情のため、少しでも駆動ロスを減らそうと、
レベライザーを外したときに、パワステポンプは他車種(W140)のシングルポンプに変更してあります。

ポンプのフランジもレーザーカットで切削して軽量化しました    (2010/01/22)
  

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スピードジャパンへのリンク

このOH、先述のとおり、まだシール部品が供給されるのはありがたいことですが、ポンプ自体の新品供給はもうありません。



繰り返しになりますが、ベンツ社は自社で油圧ポンプは製造せず、自社製のエンジンに、
ザックスやSKの汎用のオイルポンプをエンジンに、組み合わせているため、ポンプ本体と、
油圧タンクの位置関係が微妙です(笑) どう見ても、ホース角度に無理があります。
整備性とかの前に、構造的な無理があります。

というか、普通、組み込めません。トヨタだったら絶対にこんなことしません。

要は、純正で、短く硬いゴムホースを、短距離で無理に曲げて使えい!ということなのですが、
このまま組み込んでも、オイル漏れの原因になるので、智慧をつかって、45°ホースを採用
45°ベントのサムコホースをあわせて対処解決することにました。

メーカ―もここの不具合は、さすがに判っていて、
油漏れ対策で、ここのホースのホースバンドの対策品でお茶を濁しているようです。
少しは懲りたのか、その後のR129、W210等、湿気る(笑)ので有名な 
悪名高いデストリビューターが無くなった
ダイレクトイグニッションのMEモデルでは、写真のようなタンク一体型のポンプとしています。

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私なんかが、言うまでもなく、
直径16mmのゴムホースを約2d(直径の約2倍の半径r)で曲げれば、内側と外側でホースの当たり、面圧がかわります。
ここを金属バンドで、どう締めこんでも、バンド自体の加締めの不均衡もあるし、
温度変化による、金属バンド自体の収縮伸長もあるわ、ゴムの痩せや 劣化、硬化もあるわで、
経時変化が加わると、漏れてあたりまえです。

サムコホースの45°、角度的には、これで良いと思いますが、色の統一感がないので、黒にします。

と、ここでホースの調達に、何日、いや何週間か、かかる(笑)

軽量化したパワステブラケット、後期オートテンショナーなので、不必要な箇所を削って、
肉抜きしたブラケット
                       (2010/02/22) に,
特注しました テーパーチタンボルト             (2017/02/14)で組み込みます。

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パワ―ステアリングポンプ本体も、
六角ボルトをチタンにしました。軽量化されたフランジの形状がわかると思います。
アッパーの3か所のトルクスボルトは、チタンボルトの到着待ちです。

VH45のNISSANの文字、右肩下がりなのが、もはや斜陽産業となった
自動車メーカーの 行く末を示すようで、
とても シュールですが、この廻りも、チタンキャップボルトにしてます

あ、プラスネジはまだだ、たのまなきゃ でここでまた数週間





2018/11/11

W124 500EARP スタッドボルト フロントハブ 取り付け / W124 500E Wheel Hub Stud Bolt preparation

 トルク増大と、ブレーキ性能が向上しているので、
 既述のとおり、スタッドボルトのサイズ M12もアップすることにしています。

 W124の頃では、190EのW201,W124 までは M12 PT 1.5 のホイールボルトですが、
 W140 SクラスにはM14 PT.1.5 と サイズアップしてました。
 W210、W202 までは M12でしたが、 W204 Cクラスなんかは M14にサイズアップしています。

 車重が増えたのと、タイヤ外径が増えた、ブレーキ制動力や エンジントルク増大等が理由でしょう。

 そんなわけで、ヘアライン号もM12 では、さすがに厳しい、SPARCOのM12のホイールスタッドも
 曲がる気配があったので、サイズアップすることにしました。

 M14や 5/8 は、ホイールのボルト穴の関係で無理そうなので、1/2 インチ、ARPのクロモリスタッドにしました。

 リアのハブ同様 クロモリスタッドいれるのに、ハブ後ろのテーパ-面をフラットにして、
 垂直だして圧入する必要があるので、その加工をお願いしました。




 クロモリスタッドの傘サイズにあわせて、平らになっています。

  ARPのボルトは、先端部がCURL 形状、ホイールの裏側がボルト先端にあたっても、
  ピッチがつぶれないような形状になっています。
  センターロックが禁止されているNASCAR も こんな感じの形状ですね

  エアログレードのクロモリの剛性、強度もありますが、こういったtころは、
  さすがであると思います。

  この後、セラコートをリアハブ同様にかけます

 このスタッドポルトが1/2-20PT なので、それに合わせた座面角度60°のホイールナットが
 必用になり、6角面はメートルサイズのほうが、作業時に混乱がないので、17mmという
 インチ、メートル混合のヘンテコなナットを造った(つくらざるをえなかった)というのが、
 実情です。 素材は、もちろん、6-4チタン 転造です。

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メーカ―も、M14にサイズアップしていることからすると、
大馬力、大トルクで乗る車には、ドライブシャフトとあわせて、
スタッドボルトなり、ホイールボルトのサイズアップも必要なようです。



 
 



2018/10/29

 2列アンギュラーベアリングのグリスアップ W124 500E リアハブ 2 /  Crazy about Low Friction  2 !

 ワゴン用  ハブキャリアに、ローフリクションのスペシャル ベアリング (径 (49㎜ 88㎜)と幅が大きい! )が入りました。

 セラコートをしたハブキャリアと、軽量化した梅花ハブ M12ではトルク増で
 やく不足となたっため、サイズアップの1/2 ARP スタッド、 32Tの 太いスタッビの図です(サイドフランジは30T)



上の写真は完成図ですが、

ベアリングのグリスアップ、シールドタイプだと、通常は封入されているので、
シールをばらしてまでは、グリス入れ替えや、洗浄まではやりません。

スケートボードや、スピンナー、釣り具のリールですと、
セラミック球を使用したベアリング等もあり、特殊なクラス、
ウルトラ ハイエンドではやってる人も多いです。

自動車でベアリングのグリスアップというと、
大昔は、グリスニップルによる給脂、
グリスニップルが乗用車ではほとんどなくなった現代でも、
FRやRR車のフロントハブのローラーベアリングでは、手にグリスをとって、塗りこみ
ます、これを簡便確実に行う、グリスアップ用の治具を使う方法もあります。

今回は、本来は給脂しないシールド式のベアリングを分解しての給脂ですのと、
二列アンギュラーであることもあり、グリスを確実に入れておく必要があったため、
治具を使うことにしました。

当初は、汎用治具で行けると思ったのですが、幅径ともにあわないため、
デルリンを削り出して、ベアリングの径、内径に合わせて、押し込むことにより、
給脂をする方法としました。

エスコート塩原さんの長年の競技一筋、実践にもとずく、経験と 創意工夫の賜物です。

自動車用シールドベアリングを洗浄して、入れ替え、
グリスアップする人なんてまずいないでしょうが、もし、ベンツの同ベアリングを
お使いの方で、こんなことやりたい方がいらっしゃったら、日本の埼玉県、戸田の
エスコートまでお出かけください。

日本中で、いや、世界中で、こんなバカげたこと、いい大人が国際電話であーでもない、
こーでもないと、相談して、それを実現してるところは、他にはないはずです。

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さて、その内容はといいますと、

まず、ベアリング外径より大きい、デルリン、エンジニアリングプラスチックを用意します

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それをベアリング外径にあわせて、凹を切削します。
ベアリング内径にあわせた円柱を切削

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組み合わせて 灰皿状の凹型 凸型出できた へこみにスペシャルグリスを入れます。
粘度はミディアムにしました。液状のオイルも考えたのですが、動作温度や
使用形態考えると、最初から冒険はできないので、無難なものにします。

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割り箸(新品)で、スペシャルグリスを口までいれて、

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ベアリングを押し込めば、グリスが下から入って、上まで上がってきます。



これで、グリースアップ できました!
2018/10/24

 2列アンギュラーベアリングのグリスアップ W124 500E リアハブ/ Crazy about Low Friction !

 だいぶ、時間が空きましたが、

 ドライブシャフトの破損から始まった、スタッビのスプラインサイズアップ⇒ワゴン サイズのナックル&ベアリング⇒
 高精度リアハブベアリング⇒ハブ製作⇒ついでにデフのサイドフランジも製作⇒LSD組むから新しい高精度ベアリング何機目かのLSD完成
 ⇒ハブナックル他セラダーコート
 
 の延々と続くループ、
 
ベアリングをセラコートしたハブキャリアに組み込む際に、グリスアップをしようとして止まっていました。

 ベンツのリアハブは、無給脂のシールドベアリング 2列アンギュラーをつかってます。
 良いベアリングを使っていて、耐久性にはメーカーも配慮している部分です。
 重荷重のワゴンや w124でも6リッターモデルには、さらに 幅の広いサイズの大きいベアリングを使う位
 気をつかっている部分です。それだけ重要なんでしょう

 ところが、外観、トレッドが狭いリア、ボディのフェンダーとタイヤの入りをあわせようとして、
 オフセットのあわないリアタイヤ履いたり、意味のわからないスペーサーを使っていると、
 純正ホイールなら20~30万キロ耐久性がある部分が、
 10万キロ未満で、短いと2万キロ位で ゴロゴロいってきます。

 なので、ここはとても重要な部分です。 そこで、新品ベアリングを組み込む際も、
 ベアリングメーカーが封入しているグリスを洗浄して、さらに良いグリスを使うようにしました。

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 ベアリング玉の研磨処理とサイズあわせ、タングステン、、モリブデン処理をしてもらったマイクロブルー社の
 ベアリングを使います。

 用途別で グリスの硬度が分かれてます

 最近はメーカーでも、ベアリングに封入するグリス硬度、粘度、成分を調整して、省燃費競争をする位ですから、
 重要な部分です。
 少し前に流行したベアリング入りの回転ブレードなんかですと、ベアリングの質もそうですが、
 グリス、潤滑油によっても、粘度抵抗により、回転時間が変わってくる部分です


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 単純に、汎用のグリスカップツールで給脂できると思いきや!
 ベアリングの幅がワゴン、60用は広いので、入りきりません 奥まで届かない(汗)

 ここで止まってましたが

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 工具を改良して、ベアリングにあわせt、グリスアップツールを製作して対応することにしました(汗)

 つづく

 この話につき、ここまでこだわる、病的に執着する 理由を尋ねられたことがあります。

 つまり、何度かいってます 「フリクションの低減」 です

 大排気量とはいっても、所詮NAなので、走行抵抗は少ないに越したことはなく、
 滑らかさ、滑走時間が増えること、を狙ってます。

 その背景は、私の少年期に遡ります。

 家のすぐ近くが競輪場だったこともあり、中学生から 踏み切りのピストにのってました。
 (良く思い出したら、小学生のころから遊びで、肢つかないのに、トークリップ巻いて のってました)

 まわりにもプロ選手やオリンピック選手も多い、普通にいる環境で、
 雨の日でも室内でローラー台で練習する位熱を上げてたことがあります。

 そんなこともあり、実は、競輪学校受験したことがあります(笑)
  
 自分で乗って、整備してた自転車の、わっぱ、リム、スポークも自分で組みましたし、
 ボトムブラケットのベアリングや、ハブベアリング、ステムのベアリング、
 を洗浄して、ベアリングやあたり面を ピカールで磨いて、カンパニョーロ大缶のグリスで給脂してました。

 そこそこ努力はしてはいたのですが、まだ身体もできていない、才能もない、 非力な少年は、
 足し算が無理なら、引き算(走行抵抗)を 減らそうとして、 
 工夫して、足掻きました。

 たぶん、そのころからの習性です。0.1gでも軽くのチタンボルトの嗜好もこのころがスタートです。

  「CARBOY」 の前に、「サイクルスポーツ」@八重洲出版 読んでたんですね

 たとえば、1000m走って、クランクの一踏みの半分、100分の一でも先にいければよい。
 手で廻して粘度の高いグリスより、エンジンオイルのほうが廻りがいいとか、
 すこしでも前に出らればヨシと思いをこめて、磨いてました。

 リムの振れを見るのに、振取台で車輪を回転させたときに、いつまでも廻るハブベアリングに
 ものすごい執着してました。
 
 フィールドで走れば、そこそこ脚も早い、力自慢、腕自慢の少年も
 賞金稼ぎのプロ、
 プロを目指して、毎日バンク走っている人の前では、とても太刀打ちできるはずもなく、

 もちろん、プロで 大成できる実力も、素養も、根性も 持ち合わせてなかったので、
 ものすごく、恵まれた環境にありながら、 早々に勝ち目のないことに 気が付いた紅顔の少年は
 もっと すこしは、楽な学校の勉強を一生懸命しようと 言い訳をして、
 ごく自然に、方向転換して、心を入れ替えて、それは、熱心に、日夜、寝る間も惜しんで、
 受験勉強に励むようになりました とさ(笑) 

 そんな思い、思春期の挫折、劣等感、コンプレックスもあって、
 それが 化体された ローフリクションには いまだ はなはだ、強い思い入れがある という わけです。
2018/08/08

W124 500E M119 6PKと 8PKの ATI ダンパー クランクプーリー製作 W124 500E M119 Clank Pulley for ATI Dumper 6PK&8PK

以前に私家用で造りました M119用 ATI ダンパー用ハブ 


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こちら、私用のATIダンパー用 フルプーリーセット、オルタ、パワステ、クランクプーリー 電動WP用の
 4PK x 2のお馬鹿さん 仕様

 こんなもの絶対に頼む人いないと思いましたが、
 ダンパー自体が生産中止、品切れなのか、さらにパワーアップ、振動押さえて、フィーリングアップをしたいのか、
 エンジン破損を防ぐのが目的かは、わかりませんが、
 世の中はまだまだ広いようで、2つも注文をいただきました(笑)

 ただし、賢者の選択8PKと6pk 純正WP仕様のクランクプーリーとATIダンパーとハブのセット

 ダンパー自体はシボレー用をアメリカのATIから買う、ハブは寸法出して、図面を引いてあるので、
 切削加工 レーザーカット、焼き入れ 表面処理でおわります。
 (ベンツのクランクのピンのななめのカットが厄介な点です。)

 今回は、6&8PKの クランクプーリーとセット、
 わかりやすくいうと、追加加工、調達なしで、「ポンづけ」でできるようにしてほしい、
 との注文だったので、 クランクプーリーの寸法を出すことから始まります。
 (他のWP,ファン、パワステ、オルタのプーリーは今回はなし)

 というのは、私のは、4PKのダブル、電動WPなので、ウォーターポンプレス、
 ファンカップリングも無しなので、ベルトの配置が違います。

 私のは エンジン側が、クランク+テンショナー+パワステ+エアコンで4pk 1本
       ラジエター側が、クランク+オルタネーター で4pk 1本の 合計2本の4pkドライブです。

 そこで、問題になったのは、ベルトの突出し位置、
 4pk ダブルのときは、エアコンも4pkにしたので、
 エアコンにあわせて、クランクプーリー位置、パワステ、オルタプーリーを造りました。

 今回は、6PKと8PK の純正位置でのプーリー流用なので、前後の突出しを
 既存のものとあわせないとなりません。

 ここの突出しがずれると、ベルトの横が摩耗したり、スリップしたり 山跳び、音が出たりという症状がでてきます。

 なので、実際にエアコン6PKと8PKを装着して、それぞれ6PKと8PK用のベルトを装着して、
 クランクプーリーの位置を出します。




 写真は、クランクプーリーは4PKX2 ですが、それ以外は6PKを装着したところ
 クランクプーリーのスラスト方向、距離を測って、アライメント位置を出します。

 基準点がないので、ただの位置決めですが、結構難儀な作業です。

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下の段ボールにあるのが、いままで使っていた M119用のジュラルミンプーリー 6PK
今回のクランクプーリーは7000番台の超超ジュラルミンを奢っての制作になります。

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ボーイングや戦闘機に使われてる戦略資材材料、こんなところに使うのは気が引けるのですが、
最近は、入手が容易になったようで、こんなところにも使えます。

 測ってみて、わかったことですが、6PKと8PKの差は、
 8PKのスラスト方向 前側を2山カットしたのが 6pkということがわかりました。

 センターオフセットではなかったです(笑)

 ですので、現在制作中ですので、もう少しお待ちください

 でも、これ、クランクハブ、触れ防止で交差キツキツに製作してますから、
 エンジン単体ででも、熱ハメ、冷やし嵌めでもしないと、組めない精度に仕上がってます。

 加工なし、ボルトオンでできるようになってますが、
 車上でするには、スペースの関係でラジエター外す、ウォーターポンプも外すという
 結構な作業になると思います。

 いままで、いくつプーリー作ったか、思い出しますと、
 標準サイズ、+10%、-10% 等々で、100キロ位、アルミ材料使ってることに気が付きました(笑)

 ここの軽量化は、回転部なので、効きます(特に重いクランクプーリー)が
 空ぶかしでは、レスポンス良くなったのを感じますが、0-400タイムで、どれくらい早くなるかというと、
 微妙なところだと思います。シフトダウン、アップの多い、周回だったら、もっと差が出てくるのかもしれません。