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2018/01/17

いまさらながら M119 ウォーターポンプの流量増加について How to modify M119 Water pump and up grade its flow ?

 おもえば、雑誌で500E倶楽部の連載をしていたのが、
 2005年夏からですから、いまからもう13年も前の話です。

 そのころからの読者という方から、ウォーターポンプに関する質問をいただいたので、
 まだ、書いてなかった話しを続きでかきます

500Eのウォーターポンプ

 2009年の記事で、あとで、ウォーターポンプの改造の話を書くといって、そのままでした。
 SJの小沢さんが、ミナグチさんのところの流路改造の話を書いていますので、それで用は足りると思ってましたが
 せっかく、質問をいただいたので、書いておこうと思います。

M119 メーカーリビルド ウォーターポンプ

119-200-2101.jpg





 M119のウォーターポンプ、ベンツでは、典型的な消耗品で、
 昔は、純正新旧、OEM、社外と沢山ありましたが、
 玉石混合というか、ガラクタも多いため、SJで今扱っているのは純正だけです。
 純正も新品供給はなくなって、ベアリング、シール類、インペラーを交換した
 メーカーリビルドだけになってしまったようです。

 M119エンジンに関していえば、
 エンジン・ポンプの設計が、その前のM117のころと変わっておらず、
 SOHC2Vから DOHC4Vになって、燃焼室廻りの水流路が複雑になり、抵抗が増えた、
 出力向上により、発熱量が増えたにもかかわらず、
 インペラーに大きな変化がないものですから、どうしても水流量に問題がでるんだと考えています。

 うすうす、私もわかっていたのですが、何度目かにエンジン開けて、ウォーターポンプを見てから
 これは!というので、電動WPに進むようにって今にいたります(でも、時間かかってます(笑))

 電動ポンプの水流路のことを考えてみていると、メーカーなりに、いろいろ苦労しており、
 ヒーターの電動ポンプや、ウォーターポンプから遠いため、水流が滞留しがちな
 4.8番シリンダーをヒーターへの水流で冷却させることや、
 ウォーターポンプの前に、左右ヘッドからの水戻り(小穴ね!)を設けて、流量を補うようにした苦労や、
 ベンツ伝統のお家芸、純正で、ウォーターエアセパレーターを設ける等の伝統的な工夫も多く見受けられます。

 しかしながら、インペラーのサイズや口径を見ると、そのターゲットは、3000-4000回転程度の流用に
 ターゲットを絞っているようであり、それ以下だと流量が下がって、冷却能力が不足する。
 それより上だと、インペラーの回転があがり、キャビテーション、泡だちが発生しだすという
 制約の中にあることがわかります。

 500Eが低速・渋滞が苦手というのは、ラジエターの通風のこともありますが、
 ウォーターポンプの水流量が、頭でっかちのDOHC4バルブヘッドの複雑な水路だと、
 絶対的に不足するという問題もあります。

 高速については、エンジンの油圧タペットLHAの設計や、カム、吸気管の長さで
 中低速に振っているためもありますが、ウォーターポンプのインペラー自体が、高回転型ではないので、
 連続で6000回転超とかだと、ウォーターポンプのインペラー由来の泡立ちが激しくでてきてしまいます。

 そのため、高速ランナーのみなさんは、水ポンプのプーリーを大きくして、ゆっくり回転させるようにしてます
 (低速、低回転での流量減を犠牲にしても)

 ここらへんの限界を見て、ターボのタービン(排気)のマップを頭に置いてですが、
 要は ターボでいうA/R を変える Aの面積を増やす
 もしくは、インペラーのサイズ(直径・R)変えるか、厚みを変えるか)、補助ポンプつける、電動ポンプにするしかないなと
 私は思って今にいたります。
 
 もうひとつの、古典的な実績のある方法が、ウォーターポンプの流路の拡大です。
 つまり A/R のA  ストート部分の面積を増やすことです
 (ウォーターポンプ自体は、水を遠心力で圧送する側なのでターボでいう吸気圧縮側と同じ仕事をする点に注意) 

 私が、最初にこれを見たのは、もう20年以上も前、えちごやのミナグチさんを紹介した、
 スペシャルカーズの記事した。最初は???でしたが、今になって考えれば、その理由がわかります。

 不足する低速、低回転域での流量を補うために、
 インペラーの出口、入口につながる、ウォーターポンプ、サーモスタット部分の通路の一部を削る(青いところね)
 ことにより、流路をスムーズにし、ラジエターから、インペラー、ブロックの水通路の流路をスムーズに
 ととのえるものです。

 流路面積でいえば、ざっと2割位は増えるでしょうから、インペラーで吸い込む箇所であり、
 吸気リストリクターを外す、ターボのパイピングを
 太くスムーズにした以上の効果が流動抵抗の大きい水にはあるわけです。

 アルミ鋳物をリューターで削るだけですので、さほど難しくもなく、
 流動抵抗こそ減るものの、低回転の水量が犠牲になるとうデメリットもない加工ですので、やってない人は、
 ぜひ加工してみてください。

 ポンプ前後の遮蔽佛を取り払うわけですから、流路抵抗へるし、
 泡立ちも減るで、デメリットなくできることだと思います。

 部品買うときに、加工をお願いして加工済みのものを用意しておいてくれれば、さらにいいと思います(>小沢さん)


 くどいようですけど、たとえば、夏場で外気温が高いときでも、
 また、今の時期で水温が低いときでも、
 高速道路で、エンジン回転3000-4000回転位だと、エンジン水温がサーモスタットの設定温度まで下がるでしょ?
 
 今ぐらいの時期、冬場だったら、もっとわかりやすいと思います。(特に70℃サーモつけてる人)

 それが、それより下の速度域や、それより上の速度域だと、エンジン水温があがる
 発熱や 回転抵抗、車速、通風量の問題もあるんでしょうが、水ポンプの効率の部分も相当あるんだと思っています。

 私の場合、さらなる出力向上狙っていますので、
 水ポンプ自体の抵抗をとりたい、流量自体が補えないとの結論で、電動化にいくことにしましたが、
 400馬力+αであれば、ポンプ加工、良い通風、良いラジエター、オイルクーラー、アルミパン等の放熱増等で
 乗り切れるんじゃないかと経験上おもってます。
 

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