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。

2018/02/02

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

(これ、書いた後思いましたけど、表記間違いで、ブースト1.2kg/cm2の間違いなんじゃないかと思います。
つまり2.2bar、NA 330馬力の2.2倍で726馬力、だと計算あうかな)


 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。
 
2016/05/20

ハイカム入れると、速くなりますか? (3)


速くなりますかの答え

1 はい なります
2 いいえ なりません
3 わかりません

さあ、どれでしょうか

写真は、リクエストがあった、エキゾーストカム、AMGとの比較




こんなの見たい人いるんですね

車高落として、車高調整用のラバーシムの ”ひげ”本数気にしたり、
中古ホイールの面一(実測の車両センターからのアライメント数値でなくて、左右対称でないフェンダーからのマイナス位置のこと)
気にするほうが、大衆人民文化っぽいと思うけどね

と、いうことはさておき、前のインテークと比べると気づく人いると思いますけど、
AMGのエキゾースト、前期モデルカムのインテークとリフトは9.3mmでかわらないですね。
プロフィールは対象カムだし、作用角もさほどかわらない。
前にも書いたけど、インカムの排カム流用する人がいるのわかりますね

これ、もしかすると後期のカムは前期のエキゾーストとプロフィール一緒だったりするのかな?


と、閑話ののち 回答

どれも正解です。

ところで、私、職業柄か、クイズ嫌いなんですよ、

だいたい、世にいうソフィストなんてのは、ろくなもんでなく、
自分では、イエスかノーでお答えください とえらそうに聞くくせに、
自分が答えるときは、前提を、ろうろうとつける、
ときには、それでいながら、仮定の質問には答えられない などといいます。

だからなんですかね、前提決めない質問って、裏をかんがえちゃうんですよ

そんな私は、きっと、来世では、地獄に落ちると思っています。

来世で地獄に落ちるために、現世で借金していると思えば、道楽のチューニングにも気合がはいります。

さて、
「はい、なります」というのが正解なわけは、
ハイリフト、作用角大、オーバーラップ大のカムを組み込んで、高回転型にシフトすれば、
特定回転、現在より、高回転域では、吸気閉時間を遅らせることで、高速での吸気時間を増やせるから
慣性により圧縮行程でも吸気できるから絶対吸気量が増える。
ハイリフトにより吸気量が増える。
オーバーラップで、排気に引っ張られて初期に吸気を取り込めれば、充填効率があがる。

「いいえ、なりません」の正解は、
パワーバンドを上に持っていくわけだから、
特定回転、現在の回転域より下の回転域では、オーバーラップで吸気が吹き抜ける。
吸気の閉じが遅いので、有効圧縮比が下がる。
排気の効率が悪ければ、吸気行程で排気ガスが燃焼室に戻ってきて、充填効率が悪化する。
低回転では、トルクが下がるので、下の速度で遅くなる、高い回転を維持するために、ギアを下げる必要がでる
高回転で、フリクションが増えれば、+-がマイナスになる。

「わかりません」は前提条件、定めないととわかりません。

つまり、ハイカム活かすには、いっぱい、長い時間すいこむ、吸気量にふさわしい、
インテーク、エキゾースト、エンジンの圧縮、ギア比、
重量や抵抗を最適値にすることが必用になります。

現在のトルクバンド域にあわせて、条件下で最適化している今の仕様、そこそこ賢いメーカーの値、
妥協はありつつも、最大公約数の条件下での(当時の)最適解です。

これを変えていくなら、そこそこ賢いメーカーより賢い頭脳。
取捨選択、特定条件で負けないようにする絞り込み。

具体的には、どんな条件で、何馬力ターゲットにして、どの回転域でパワー出すかのターゲット絞る必要があります。

たとえば、ハイカムいれて、高回転、たとえば、7000MAXで 600馬力というなら、
280°位のカム、トルクコンバーターのままなら、
ストール3000か 3500、4000、ダブルプレーンの排気干渉なくすので、適切排気管長の
タコ足、排気系は必須。

オーバーラップの抜きを使いたいから、排気抵抗の少ない太い排気管。
吸気流量稼ぐために、太い吸気管。スロットル径、インマニ。必然的に、高回転仕様。
アイドリングは、ばらつくから、独立吸気管。

有効圧縮下げないために、高い圧縮比12とか13とか。
ノッキング勝負だから、ノックセンサーと気筒別制御、ドラガス上等。
低速でも高い回転数稼ぐために、ローギアード。
低速トルク補う軽い車重。ローフリクション。

となります。わかりきったことだけど、やっと冷却系改善して、駆動系もパワー負けないようになったばかりの
御身には、たいへんですねと、後出しじゃんけんで、期限きらない勝負を棚に上げて、いってみる。

基本、先達がやってることだから、専門教育課程程度の基礎的な知識と読解力、分析力と意欲があればできますが、
既存の取引関係があるメーカーが、過去の経験とノウハウをもとに、何万台製造するわけでないから、
メーカーなら1万個で1個あたり1万円で買ってるものと同等のものが、頼んで作ると、
計算、解析、実験で100万円、200万円になったりするのが辛いところです。
2016/05/15

ハイカム入れると、速くなりますか? (2)

えーっと、カムについて問い合わせがあったのと、
自分用に備忘のために書いておきます。

ベンツに限らず、どの車にも共通していえることですが、
作用角の大きいカム組んでも、圧縮比、排気量、車重、ギア比やストール回転、クラッチかトルコンかによって感じが違います。

これ、私も感覚的にしかわかってなかったのですが、
まだ若かりし学生時代の昔、もうヘロヘロになって勉強してたとき、疲れた頭で、このこと書いてあるアメリカのペーパーバック本を読んで、昔の経験思い出して、!!と思いました。

たとえば、同じシャーシに同じエンジン。
L型6気筒   L28のエンジン、68°の流用カム(笑)、オプションカムを同じ補機で入れて比べてみたのと、
コンロッド同じで、ボア上げたL30にして、68°のカム、オプションカム入れ比べたのじゃ、ほぼ同じ圧縮比でもフィールが違いました。(あたり前といえば、あたり前だけど)
わかりやすくいうと、排気量小さいほうが、ピンハイトもストローク同じでも、ピストン重さ割り引いても、ヒュンヒュン回る感じ。
オプションのカムで比べても、大排気量のほうが、トルク型で、オプションカムでみアイドルがバラバラの度合いも小排気量より少ない。

68カムだとトルクあるけど、上で詰まる。

そんな感じでした。


まあ、考えてみれば、気筒の容量少なければ、
カムが駆動するバルブが換気する量も小さいわけで、ヘッドの直径でバルブ径がきまるから、
バルブ径比がほぼ同じだとすると、排気量でかくなれば、換気に時間かかるわけでしょう。
もちろんボアだけじゃなく、ストロークもあるけど、ストローク増えれば、さらにトルク型。

ベンツM119に置き換えると、6リッターのAMGのハイカム intake の
作用角250度(実測0ミリリフト max約10.5mm)が
5リッターの前期カム作用角235度(実測0ミリリフト,max約9.5mm)と 5500以降のカム乗りではもちろん違うけど
全体のフィールとしては、馬力、トルクの差別にすると近似のフィール。

逆に6リッターに前期カムでストール1800、2.82だともう、トルクのバーゲンセール。これが街乗りだとすごく乗りやすく、パーシャルでも速い。タコ足にフロントパイプ合わせた車だと、2000ー6000弱迄のスーパーワイドのトルクバンド。何処で踏んでも速い。

対して、4リッターのAMGカムモデルは、圧縮11の違いもあるけど、ヒュンヒュンでBMW見たい。
上の図でみると、一番下のものでは キュービックインチなので5リッターがここ、
作用角200-210° ってあるから、ちょうど1/2インチリフトだと前期カムと近似ですね

あと、大事なのは、ギア比、重量
ファイナルをローギアにすれば、その分、駆動力増えるから、高回転型のカムいれても、実走で下でも進んでいきます。
駆動力変わるポイントを司る、オートマのストール回転も同じことです。
私の実感では、ノーマルのストール1800とかだと、前期カムや後期カムのほうが合います。

逆に3000ストール入れるなら、3000までは、トルコンが助けてくれるから、
トルクバンドが2500前後より上の表示作用角が260°とか270°のカムでマッチする理屈です。

最初に書いた、圧縮比、有効圧縮比も同じことで、ハイカム入れれば、インテークの閉じが遅れるから、
その分、有効圧縮比が下がります。実際の計算式では、コンロッドの長さ、角度やオーバーラップも
計算しますが、閉じが遅れるので、圧縮比を上げる必要がでてきます(ミラーサイクル(アトキンソン)なんかこれですね)。

話もどりますが、わかりやすく言うと、
排気量上げる、圧縮比上げる、ファイナル上げる(ローギア)などすれば、開度数の高いカムのマッチがいい
ファイナル下げる(ハイギア)なら。開度数低いカムのマッチがいい となります。

なので、5リッター、圧縮11にしてあって、
車両も100キロ軽ければ、250度(0リフト、0.2クリアランス)のAMGカム、1速、ストール1800なら、中間以降でカム乗りを楽しめますね。ハイギアの2.65のファイナルでも街で乗ってて楽しいと思います。

6リッター、前期カムの2.24ファイナル、1速スタート、ストール1800回転、乗らせてもらったことありますが、これも、カムの乗りが感じられ、
乗ってて楽しかったです。

20160513カム比較 

     

  こんなの興味ある人ほぼいないと思うけど、真面目な人には値千金(笑)。

AMGのカムと前期カムの測定結果、

比較データーのエクセル表の図です。

AMGインテークのカムは、実測で10.4ミリの最大リフト 作用角が0mmで250°(0.2mmクリアランス) 1㎜で200°  青グラフ前期のインテークのカムは、実測で9.5ミリの最大リフト 作用角が0mmで235°(0.2mmクリアランス) 1㎜で192.5° 赤グラフ

こう見ると、やっぱりAMGのほうがリフトが0.9ミリ大きく、作用角も1mmで7.5°大きい。

中間以降でのカム乗り、パンチ感は、リフト高とクローズが遅いところの味でしょう。
HLAの沈みこみがあるので、実際の作用角はもうすこし減るんでしょうが、
前期カムよりやはり、高回転、高出力傾向です。
中間以降に重きを置いたこのカムを下から活かすには、トルクを補う大きい排気量か、高い圧縮比(もしくは、楽に進めることの出来る軽い車体、ローギアード、トルク補う+500rpm位のハイストールコンバータ)が必用になります。

あー、AMGのEZLの回転レヴリミットが600回転違ったのは、こういうことなんでしょうね



2016/05/08

カウルスワップ  アッパーカウルの載せ替え

 同じ系統の車種のエンジン、補器を生かして、
 ボディを変えることを箱替えといいます。 エンジンなどを流用利用することをエンジンスワップといいますが、
 こちらの車、190Eは、カウルスワップです。




写真は VIrginia の Piper Motor Sport

http://www.pipermotorsport.com/




本来は、ブルジョア、貴族階級のものであったオートモーティブを
近代、大量生産によって、極めて安価に大衆に提供することによって、自然発生的にスタートした大衆自動車文化。

その国の自動車生産能力や産業技術、工業力のみならず、文化の熟度や美術力、センスを表します。

二度の大戦で、国土が破壊されることなく、パックスアメリカーナの栄華を享受しているためでしょうか、
自由度の高い大衆自動車,修理技術から発展した、モディファイだったり、
 性能競争の結果のレースカーも素晴らしいものがありあます。

今回紹介するのは、W212のシャシ、モノコックボディに、W201、190Eの側を乗せてます。
シャシといっても、モノコックで、ホイールベースも違うので、フロアは全長、真ん中を切って詰めてます。
Aピラーからフロントのストラットタワーへ通じる強度の必要な部分はボックスで作り直し、
ABピラーはケージでつないで、フロアの前後もパイプでつないでいます。

ドラッグレースカーのリア廻りを見慣れているからか、トランクスルーで
リアの剛性がちょっと足りないんじゃないかと思いますが、まあ普通に乗る分にはいいんでしょうね
こちらのお店は、ロールケージやボディワーク専門のようです。
M3でもに同様のことやって、完成させていますね

まだ、プロジェクト途中のようですが、この後、プロペラシャフト短くしたり、
内装、ドアのキャッチやトランクリリース、電気配線など細かい部分の仕上げをするんでしょう

コアサポートなんか、高さ合わせるだけでなく。上に持ちあげて。
板金で作り出して、純正エアダクトにあわせるように仕上げて、
パーリングで補強までしてます。他車流用のお手軽エアダクトとはえらい違いです(笑)
グリルの固定金具と、ほっとエア巻き込み考えてでしょう、ラジエターから 屋根。庇もわずかですが出してますね。

Frankenstein Mercedes Benz Project から


 こういうのをやろうとする人がたくさんいる国、アメリカと
 我が国のレベルを比べると、自動車産業だけでなく、文化、民度の点でも
 まだアメリカにはとてもかなわないなと思います。