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2023/10/29

M119 エンジンのたこ足 (33)  180°集合 !  できるかな? 一次集合 ほぼ決まるか?! 見栄と根性に やせ我慢

  無理が通れば道理が引っ込む

  見栄と根性に やせ我慢

  無謀に 思えた W124/ 500Eのたこ足、Long Primary Tube Headers,

 大倉さん@ファクトリーデザートイーグル の おかげ 多大な ご苦労もあり 
  時間かけて ようやく形になりつつあります

 おもえば、最初にお会いしたのはもう10年以上、 いや15年、20年以上も前だったと思います

 八重洲出版 藤本さんが やっていたウルトラマニアックな
 CARBOY チューニングパワーズの会場 たしか1999年くらいのことです

 もう四半世紀も前、25年越しの恋です

 こちらは2009年のTUNING POWERSの記事!

 当時、福島にあったデザートイーグル、 大倉さんの展示は また一味違ってました

 水圧バルジでのパイプ加工や、簡易金型をつかってのエルボー成形、13Bのターボエキマニなど
 それは素晴らしいもので、驚かされました。
 まだ、リーマンショック前、2011年 東北大震災の前のことです

 その後、大震災を挟んで、
 新潟に工場を移転し、実際に形どり用の500Eを運んでから 5年の月日が
 かかりました。その間、新型コロナに罹患されたり、大きな転換があったりでご苦労されていましたが、
 おなじく武道を志、人生修行とまでいわれる 持前の 押忍の精神で ここまで仕上げていただけました

 まだ、道半ば、完成前の途中では ありますが、あまりにうれしく、皆さんに共有させていただきます


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 まずは、右バンク、

 当初は、故 込谷さんの遺作に習って V8クロスプレーンの 270度集合、つまり右バンクなら 1-3 2-4、
 で 製作を考えつつ、希望的に可能であれば、 180度集合、クロスバンク 
 つまり右バンク 1-4 2-3で 左バンクは5-8 6-7、左右バンクを跨いで
 1-4と6-7、5-8と2-3が 集合する理想的な方法にすることを模索していました。

 規格時、MOTEC後のヘアライン号のM119が約493馬力とかでしたから、それを上回る出力を目標にしてます。

 すなわち、これ以降の新エンジンにあわせるためのものですので、
 ソリッドタペットでプロフィール新設計のカムシャフト、あわせて高圧縮のNA仕様。
 そうなると、 フローは必要で、
 そのため排気管の太さは、現行のものより どうしても要求される口径が太くなります。


 既存のものより、フランジはビレット、軽量化、4バルブの出口は、
 整流を考えて、プレス製のモナカに、山型の3分割校正、
 形状管径は大きくなっています

 そして、クロスプレーンクランクの片バンク不等間隔爆発の難点をなくすために、
 左右バンクを跨いでつないで、180度集合としています。

 
 それがこちらです φ48.6 インコネル薄板製、
 Bundle of Snake バンドルオブスネーク 蛇の絡みつき にもたとえられる 迫力をご覧ください


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 そのために、こちらの写真のように、遠慮なくフレームから生える
 アイドラアームのステーをぶった切ってます。

 ラックアンドピニオン化のおかげで、これでエンジン脇、左右スペースが稼げました。 

 1-4は、エンジン長だけパイプ長さが 異なるので、
 1番は短く直線、集合部にむけて 最短距離で 斜めに、
 対して4番は大きく蛇行して距離を稼ぐ必要がある困難な箇所です。

 このレイアウト、きめるまでに、まえにアップしてます 干し柿、ポテトチップスが活躍します
 何度も、数えきれないほどの脱着を重ねて この形状です

 聞くに タコ足設計では、自由度が少ない場所から始めるのが 定石のようです。

 写真で見るように、
 この車は、まだATクーラーはラジエター純正、レベライザー配管もついているので、余計なパイプが残っています。

 1-4の集合部、パイプ突合せでテーパーになっている部分が見えますでしょうか?
 これによってスムーズな排気ガスの流れと、圧力波の伝播、反転が期待できます。

180°集合なので、
わかりやすく言うとフラットプレーンのV8エンジンと同じ、
4気筒エンジン2基を90°ずらして点火 クランク2回転で 8回爆発することになります。

なので、1-4,6-7の集合は、4気筒エンジンと同じ、4-2-1の TRIーYになります

吸入ー圧縮ー爆発ー排気の4行程(2回転 720°)ですから、
1番が爆発してるときに、4番は吸入、実際にはオーバーラップがあるから、
1番爆発の後半で排気バルブが開き、その排気ガスの慣性、吸出し効果と

排気ガスの圧力波(音速)の反転により、
4番のシリンダーの吸入、前述のとおり、排気と吸気のオーバーラップがあるので、開いた吸排気バルブ、
つまり燃焼室の排気バルブ前後、吸気バルブ前後における

排気管を流れる排気ガスの慣性による吸出し効果、集合する気筒に対する吸出し効果、
圧力反転波の負圧による吸出し効果が特定の回転域では期待できるというのが、集合管の基本原理です。

今回は、1次集合長は約750㎜(フランジ面外から)で合わせました。

計算のもとになる排気温度は、スロットルの開度、点火時期、燃料、ニトロ、ターボか によっても、
排気温度は大きく変わります。
アイドリングなら、それこそ150℃とか200℃以下ですが、全開時なら800℃超と幅があります

今回のタコ足の設計にあたっては、
ターゲット回転、温度を複数 組み合わせて考えました。

1次集合、2次集合、3次集合とありますので、それぞれに差をつけて、できるだけ多くの回転域で
集合管によるトルクアップ、燃焼安定ができるように 狙っています


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 ステアリングギアボックスのある左バンクと比べると、一見 楽に思えた、右バンクですが、
 大きなオイルフィルターハウジングが鎮座してるので、1番パイプとのクリアランスが、非常にタイトです。
 

 最悪、もうオイルブロックつくって、移設しようか、いっそのことドライサンプにしようかとまで考えてましたが
 とりあえず、

 紙フィルター交換の際に、ボルトを抜く、蓋を外す、フィルターいれるは、ok。
 ただし、そのまま蓋とボルト、ワッシャーごと
 上に抜ぬけるスペースがない、たこ足の1番が太くてあたるので、
 抑えのワッシャーが落ちないようなスプリング加工はボルトに必要になるかもしれません
 (2割くらい、オイルハウジングのキャップにかぶってるのが分かると思います)


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 こちらが、さらに苦労の左バンク
 5-8集合の仮固定ができました。

 前回お話ししているように、”明日のためにその1”で、ベンツの鈍重なボールアンドナット方式のステアリングボックスを
 廃止して、ラックアンドピニオン式に変更します。

 これやらないと、φ60.5 2本は スペース上 とおりません。
 圧力波考えると、 プライマリーφ48.6ですので、ここで絞っちゃうとその あと下流すべて 
 有効利用が厳しくなるので ここは譲れません。 

 まずは、長さの差が約30cm以上あって困難な5-8の集合からつくります。ここは右バンクと同じ手法です
 エンジンのヘッドが90°V8 頭でっかちのDOHCで大きく、それでいてw124のフレーム幅が狭いので、
 必然的に、内側の6-7 は 中通し になります。

 先に紹介したステアリングシャフトの中側を6-7が、外側を5-8が通る構造です

 ここ、とくに左バンクは、エンジンの振れ、加減速時の前後や、エンジンのトルク反動で左右、前後に動きます

 w124 500Eは ベンツの液体封入マウントであるので、ここは、もっと硬度の高いマウントにするか
 エンジントルクダンパー、リジッドマウント、もしくはモータープレートとなるかもしれません

車種によりますが、ステアリングシャフトがタコ足にあたってハンドルが切れなくなるという例も聞くので
 ここは注意が必要です


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 困難な左バンク、横から見た写真
 まだ6-7の配管する前なので、排気ポート集合部の形状が良くわかります

 ここも1次集合と同じく、スムーズに各ポートの排気ガスを流したい、圧力波の戻りを使いたいところなので
 大事な箇所です。

 難加工材 インコネルのモナカで 中央に仕切り版いれてまで
 整えたい
理由の一端が見えますでしょうか?

 百聞は一見に如かずですが

 5-8の長さを合わせるために、5番は最短距離で斜めに集合部に向かい
 8番は大きく蛇行、U_ターンして管長を稼ぎ、さらに微調整して、長さをあわせて、
 1次集合につながります

 次回はもう少し、右バンクタコ足についてお話しします




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