2014/07/01

タコ足、HEADERS V8クロスプレーンクランクの難儀 M119タコ足(1)



今月のテーマは、タコ足、

 写真はヘアライン号に搭載の”えちごやM119用-等圧管-” 右バンク用 4-2-1
(4-1管ではないですよ! くどいですが、念のため)

 過去にも何度か、記事を書きました、タコ足、HEADERS 
 片バンクが不等間隔爆発のクロスプレーンクランクのM119用は難しい-
 等間隔爆発の直列6気筒や、4気筒とは違うよ! という話は過去にも書きました。

 理由は、”1-5-4-8-6-3-7-2”の点火順序のM119エンジン、SOHCのM117も一緒。

  ①②③④
F
  ⑤⑥⑦⑧
 ベンツは上記の気筒表示順です。

 *ちなみに、同じベンツでもE55のM113は点火順序違いますし、
GMやFORD他のメーカーも違います。
 そもそも、気筒の順番がベンツは上のように右前から1234、左前から5678 ですが、この表記順が違うメーカーもあります。M119とエンジン型式で呼ぶ位のマニアでしたら、点火順番位、ソラで言えるようにしましょう!ここを間違えると、先にすすめません。

いえ、心配することありません、 
 日本の中小,大クラスの上場企業の開発で、
 仕事でベンツのM119、V8弄った人でも、これ間違えたり、勘違いしていた位です(笑)、

 自動車産業は分業と集成ですから、個々で役割が決まっています。

 ですので、各部分の下請け、外注先の溶接屋さん
 とても上手なワンオフマフラー屋さんが、等間隔爆発の経験で、クロスプレーン、不等間隔爆発のタコ足つくっても
 必ずしも良い結果がでるとは限らない訳です(汗)。 
それはマフラー屋さんが悪いのではなくて、頼む人が、適切な指示、監督をしていないからです......。
ワンオフというと聞こえがいいですが、多くの場合は、現場合わせであり、
性能向上まで頼むのであれば、それは開発です。それには条件整えて別に試験をしなくてはならないですし、
それと製作は別次元の話です。そこに叡知、ノウハウがあります。

また、その管理も同様、管理管理監督というのは実は大事で、出来る人は限られてます。
だから、世の中では高い報酬、給料をもらいます。
実務できないで監督管理は難しい(という方もいます。)ですが、
「実務できなくても、監督管理はできます。」。それが、マネージャーですね、
そもそも、監督も管理も実務もできないのは失格ですね(笑)戦力外です。


 さて、過去ログで、片バンク、気筒の点火順番は書きましたが、要は、
 右バンクだと1-2気筒、左バンクだと 8-6が、90度しかずれていないので、
 たとえば、「2nd(8th)t気筒が排気行程にあるときに、90°ずれて隣の1st(6th)気筒が吸入行程にあること」
 これによって、

 ①特に吸排気行程の時間が長い低回転において、隣の排気と自分の吸気が干渉する時間が長い。
 ②M119エンジンは、吸気側にだけ可変バルタイが付いていて、その変動が20°@KE, 25°(LH以降)
と大きいので、低速側の可変バルタイ作動後に排気干渉が目立つ

 という定めがあります。

AMGインテークのカムが、I/OがATDC30 °I/CがABDC30°の間 だから、-30+180+30=180°が作用角(2mmリフト)@バルタイ遅角後
25°遅角前、進角時だと-5°+180+5°の180°
0mmリフトだと240°約の作用角。

AMGエグゾーストのカムが VVT進角遅角なしの固定でBBDC E/O15°、BTDC E/C15°だから、15+180-15≒180°が作用角(2mmリフト)
0mmリフトだと同じく約240°弱の作用角

だから、バルブオーバーラップは、2mmリフトだと
進角時でも 0° オーバーラップなし。0mmだと正確には-5+25で20°のオーバーラップ 。
さすがに0mmリフトだと、20°位はオーバーラップ。

遅角だと同じく -30°だから、0mmリフトでも0°で本当にオーバーラップなし。

インテークはVVTで25°動く、
アイドリング時は遅角、
その直後の1500-2000rpmから進角 つまり早く開く、
そして、高速側では、もどって、慣性吸気を生かすために遅く閉じる。

アイドリング後、中速で早く開くために戻って、
その後、高速で遅く閉じると、I/Cが2ミリリフトで30°クローズ。0mmだと60°になります。 これが、単独の気筒の状態です

ここだけ見ると、特に問題、おかしな点はありません。ふつうの市販車、高速よりのカムクローズの吸気タイミングです。
オーバーラップも0mmでも遅角で15° 低速 高速
進角時でも25+15で40°が中速

排気行程の後半で、爆発の排気エネルギーが少なくなった状態、慣性排気の状態で、
ピストンの上昇圧力で排気するので排気ガスが排出され、
うまくすれば排気脈動によって、また慣性で排気管、排気ポートが負圧になっている状態。

ここで、IN&EXのバルブのオーバーラップがあり、排気系、排気管の負圧、慣性、脈動で、引っ張られて、
理屈では、さらに吸気と掃気できるはずなのに、

ところがどっこい、不等間隔爆発のクロスプレーンだと、そうは問屋が卸さない。

お隣が90°ずれた排気行程の中番の、ピストンストロークによって押し出される
排気行程、中盤、ピストンが上がり始めて、スピードも高く、かつ、勢いのあるエネルギーの高い排気ガスが、
隣の排気管から、自分の排気管押し寄せてくる。しかも、となりからの排気逆流だけでなく、自分のシリンダーの吸気バルブがオーバーラップで開いている。

排気脈動の負圧を利用するどころか、高い排気圧力で戻ってこようとする。
要は、自分の吸気とお隣の排気が、自分の気筒のオーバーラップ時に干渉してきます。

つまり、 自分の気筒(1番)が、吸入行程を始めるとき、排気行程とのオーバーラップ時、上死点後5°(2mm)。 上死点前25°(0mm)


吸気バルブが開きはじめたところで、
お隣の2番は90° ずれた排気真っ盛り、下死点後で
排気ガスも流速が早い、勢いある状態、中心角手前でリフトが、これからさらに開こうとしてい状態であります。
ここで、自分の気筒はオーバーラップで掃気をしよう、新しい吸入空気を勢いよく吸い込もうといている状態です。

よって、お隣(2番)の高温、高圧の排気ガスが、勢いのある状態でピストンによって、
排出され、それが、お隣の排気ポート、排気マニ管、自分の排気マニ、排気ポートを通じて、
自分(1番)の燃焼室(さらには、更に進んで吸気マニホールドまで、

そしてさらには Vバンクを通じて、他の吸気バルブが開いている気筒(6番)の燃焼室まで)
に逆流してくるわけです。Vバンクを通じての吸排気干渉です。

1と2の気筒間はクランク角で90°ずれていますから、バルタイのオーバーラップが、30°+15°=45°なものが、隣の
排気干渉があると、45°+90°=135°と、まあいわゆる”フるッチューン”のカムの320度位のオーバーラップとか、ロータリーのペリポートに近いオーバーラップになります。

すなわち、自分の気筒の吸排気バルブはオーバーラップして開いているので、
自分の吸気ポート、自分のインマニを通じて、バンク向かいの
他の吸気マニ、開いているバルブのある気筒の燃焼室まで
高温高圧の排気ガスが逆流することになります。
(まあ、自己EGRですね)

これが、クロスプレーンの排気干渉、特に低速時のドロドロ、ゲロゲロの排気音です。
バルブオープンの時間が長い、低速時に、これが目立ちます。

M119で、鋳物タコ足で、通常の非等長、非等圧の排気管、たとえば、
ノーマル形状のフロントパイプで、マフラーを変えたときに、でる(というか、目立つ)ドロドロ音、
特に可変バルタイが動いた後で、ゲロゲロいうのは、これです。

具体的には、アイドリング後、水温安定した後で、回転が上がって、
可変バルタイが作動して、吸気タイミングが早くなった1500rpm直後、2000RPM位の間です。

このテーマは、難しいぞ! 
ついてこれるかな?

つづく

というか、ドラッグレースのウイリーの記事は、ドラッガーには少しは参考になると思うけど、
V8不等間隔爆発の低回転のゲロゲロ気にして、バルタイ、反射波、脈動まで
グラフと方程式使って、考える人ってどれくらいいるんだろう、
OHVの典型的なアメ車には可変バルタイついてないし、そもそも上を回すので、カムとタコ足変えるから
あまり需要はない、最新型のV8DOHCはエキゾーストも可変バルタイ.... ニッチだな

国産カムだと0ミリ表示 AMG、ベンツは2ミリ表示、ポルシェは1ミリ、アメ車は1・27ミリ表示とわかりずらいです。
最大リフトにもよるけど、2ミリと0ミリ表示だと60度くらいかわってきます
またLSなんかだとOHVでも可変バルブタイミングついているので、さらにややこしい。

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コメント

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R129とE124

いつもためになります。

正直なところこのスペースでエキマニ作るのは本当に大変だと思います。

今回R129のロングハイトブロックで遊んでいるわけですが、エキマニも良く考えているなと思います。

ブロックハイトが上がった分だけエキマニが長くなっているんです。
それも、同じR129でそうなっているだけならまだしも、違う車種であるW124でも同じ設計になっているんですね。
他の部分ではだいぶ苦労していますが、、、

ところで、以前にポルシェ928GTSのエンジンを見たのですが、エキマニはもっと酷かったですよ。
感じとしては一本のパイプにそのままフランジが4つ付いているだけ、そして一番後ろからフロントパイプへ。
RB20ターボみたいな形状ですね。

排気干渉って何?って感じです。

Re: R129とE124

かわばたさん

 お役に立つようなレベルではとてもないと思います。

 間違い、勘違い、基礎的な誤解、未校正の誤記はたくさんありますし、
 書いていることは、大学受験レベル以前の
 高校生の赤点物理レベルです。
 図書券稼ぐZ会の添削レベルには至ってません(笑)
 
 正直、こんな有様でしたから、東大理三に受からない似非文系で
 いい年して出稼ぎする訳です。

 私に言わせれば、なんでお金がないといっている人が、
 難しいマフラー、ブランドや人の評判だけで買い替えて、中古交換工賃払ったり、
 ワンオフという冒険をするのかがわかりません。

 そういうことをしていると、さらにお金がなくなることを予想して
 「お金がない」と先回りしているのかと勘繰りたくなります。

 そういう私も、これまで何度も似たような経験をしているわけで、
 さすがに、歳取って、すこしは経験値積んだので、
 なんだ、本読んで、計算すりゃあいいやと学習した、人まねしてるだけです。

 自白しますと、最初に私が買ったタコ足は、なけなしのお金払って買った、
 中古の藤壺もどきの機械曲げの12A改13B用のロータリー用でした。
 その後、スポーツキットや、ERC。レーシングビートのロングプライマリーの集合長さ
 の理由を勉強したわけです。

 先に手を動かせないのは、元が似非文系のせいもありますが、
 今は物理的な移動距離の問題のほかに、
 飯食うために、無駄にネクタイ締めてる時間が長いからだと思います(汗)

 まあ、本来、自分で解決すべき問題の愚痴の垂れ流しや
 伝聞、顧客悪口満載の放言よりは、
 情報アクセスや、経験で多少は恵まれた環境にある分、
 選良の義務として、少しはかかわる範囲で良くしなければ思って続けていますが、
 何分、スタッフや編集の手助けなしのメモ中心の記述です。

 シニアになっても、一向に少なくはならない日常の仕事量と、
 どうしても最低限しなくてはならない、自分の体のトレーニング、稽古を除くと、
 まあ、私の能力ではこの程度がマックスです。というか、もう無理かも(笑)
 

> 正直なところこのスペースでエキマニ作るのは本当に大変だと思います。

 一言でいうと、そういうことです。付け加えれば、スペースの制約があるなかで、
 最適値、妥協値の解を複数作れる人の偉さです。

 ですので、これを作る人、考えて作らせる人は限られて、つけられる人も限られます。
 恵まれたという私もエンジン載せ替えてから3年かかりました。

> 今回R129のロングハイトブロックで遊んでいるわけですが、エキマニも良く考えているなと思います。
> ブロックハイトが上がった分だけエキマニが長くなっているんです。

 いえ、正確にいうと、もともとハイデッキにあわせて作った汎用インマニを他車種に流用したのだと
 思います。ローデッキのW124とハイデッキ129用の比較はまでできていませんが、
 車種だけでなく、ローハイ共有でしたか?

 ちなみに、M117も途中までは、鋳物分割の4-2-1のタコ足でした。
 AMGも一時期までは、パイプタコ足でしたね(あとで紹介します。)

 夜中に書いてると徹夜明けラブレターみたいになりますね(笑)

エキマニ

ハイデッキにハイデッキ用のエキマニをつけたものと、ローデッキにローデッキ用のエキマニをつけたもので互換性があるんです。

ハイデッキには長いエキマニでローデッキには短いエキマニ。

マフラーが共用できる設計です。

オイルパンは共通でしたし補機類は互換ありです。

Re: エキマニ


> ハイデッキには長いエキマニでローデッキには短いエキマニ。
> マフラーが共用できる設計です。

かわばたさん

 へー、そうですか、
 さすが共通には力がはいっていますね。コストダウンには部品の共通化ですからね
 
 サクラムの宇野さんは、エキマニみると本気度がわかるといってましたが、
 そうなると、ポルシェ、やベンツは本気ではないです 笑