2009年04月22日

コンロッドの重量バランス

コンロッドの重量バランス編ということでまず初めに ”今回の記事は完全に個人的な独り言” ですw
IMG_1904
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<独り言中>-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 即ち、たらこと明太子は元は同じでした。。。

IMG_1907IMG_1908ということで(どういうことで?w)、とりあえず今回のコンロッドに対する考えは、ロッドの破断よりも曲がりに対する強度を確保するため、応力の集中を防ぐ側面の鏡面加工はせず、必要分の重量合わせだけで使用する事にしたのですが、実際に重量合わせを行ったところ左画像の状態で一本だけ側面も研磨しないと他の重量に追いつかない状態でした。。。
ちなみに本当はストックのコンロッドがあるので選別して重量の近いモノを選んで使おうかと思っていたものの、いざ自分のエンジンをバラしてみたら両者間での重量区分が無加工の段階で大きな差があり、そこから研磨して重量を合わせるとなると一方はおもいっきり肉薄で一方が肉厚と強度的に偏りそうなので合わせることが出来ませんでした^^:
また、コンロッドの側面を重量を合わせつつリューターなどで研磨し、最終的に鏡面仕上げにする加工がありますが、側面研磨をすることにより応力による耐久性は向上しますが、コンロッド自体の全体的な強度が上がる訳ではありません。
純正コンロッドの側面をよーく見ると緩いRが掛かっていて若干タル型になっていたり、画像右のように吸気側と排気側で補強リブの入り方が違う時などもあり、ここを鏡面にする為にそのまま削ると側面がフラットになり肉厚も薄くなってしまい、純正で疲労強度や表面硬度を上げる為に施されている残留応力の効いている部分や熱処理をした各種表面処理部分も削ぎ落としてしまう事になるので、今回は高負荷時の撓みに対する強度優先で考える事にしました。
とか言いながら本当は所詮純正ですし、ボルトが限界を超えれば研磨しようがしまいが行く時は行ってしまいますしで次回バラした時にチェックしやすいように研磨しようか?とも思ったのですが、1本だけ重量合わせの段階で側面(片側)を削るハメになったので、そこからまた一番軽いコンロッドの両側面を研磨して、その重量にさらに合わせるとなると流石に1本だけ強度的に心配なので今回は見送りました。
また側面研磨をしてその後にWPC処理などのショット加工を施す事で全体の疲労強度は純正以上に増し、硬度も上げることが出来るという結果がありますので本来ならトータルでの加工をお勧めします。
また、疲労強度を上げるとは単純に強度=硬さ(10の力で折れていたモノが12まで耐えられる)などと言うことではありません。

IMG_1911IMG_1939
また今回のバランスですが、大端と小端での重量は全体で±3g以内でどうにか仕上げました。
本来なら全気筒をばっちり合わせた方がいいのですが、一番上の画像の測り方だと置く位置が1mmずれると数g 目方が狂うので何回も何回も同じ位置に置いてその中での平均値で重量を取りましたので結構大変です^^: そして画像右のメタル部分のオイルの焼き付き痕は熱伝導率が悪くなりメタルトラブルを引き起こす可能性がありますので、ホームセンターの研磨用品売り場などで150円くらいで売っている画像のスコッチの極細に潤滑材を付けてササッと擦れば右の状態のようにある程度は落ちます。
ただここのクリアランスは1/1000mm単位と非常にシビアな部分なので力を入れてゴシゴシ磨いたり耐水ペーパーで母材が擦れるほどガッツリやってしまうと1/1000mmは一瞬でオーバーします。
またキャップの合わせ面をオイルストーンなどで1/100mm単位で必要以上に研磨をしてしまうとメタルのクラッシュハイトが狂いメタルトラブルの原因となります。
※キャップ部分の研磨は両側で発生した圧力が共にセンターに逃げて中央部分は強い力が掛かりますので平均的に研磨せずサイド部分で調整しセンター部分の肉厚は確保します。ただ極端にやってしまうと今度はそこに力が掛かりますので極端は避けた方がいいです。 
というか、いくつかのキャップの合口部分にオイルの混入跡が・・・。

IMG_1945IMG_1932
そしてコンロッドの加工ですがエンジン内部で特に過酷な状態に置かれる部分なので非常に多くの力学が伴い制約事が多いです。
画像左の部分も良い例なのですが、応力に対する処理として外角に対して内角は角を丸くして力を逃がしそこからクラックなどが発生しないように加工するのですが、ロッド部分も面を研磨すると両サイドにバリが出来るのでその部分もしっかりRをつけて湾曲しないように仕上げ、鏡面部分も画像右のように削り痕が残っていると逆に強度が低下してしまいますので何でもかんでもという訳ではありません。
また通常しっかりと青棒で磨くと酸化クロムの皮膜が形成されるので表面の酸化防止に役立つのですが、他の研磨材や高回転なグラインダーなどで熱を入れてガシガシやってしまうといつの間にか青棒が無くなった状態で仕上げてしまい、後々に鏡面にした事でオイルの弾きが良くなり乗らない期間に画像右のような点錆などが発生して逆効果となることがあります。
とりあえず今回NOSを使ってみてどれ位まで純正コンロッドが持つのか興味深々ですが、一応12Rのスープアップ版のカワサキ1500cc S/Cエンジンにも純正で同じコンロッドが使われていたりで意外にイケルのかな?と思ったところでそちらは12Rよりも回転数もパワーも下なので参考になりません^^:
またコンロッドやボルトの引っ張り強度による破断は単純に言ってしまえば、普段ネジを締め込んでいると、ネジは締めれば締め込む程に弾性変形するので締め込む力が必要になってきますが、規定のボルト自体の最大締め付けトルクを通り過ぎると非常に強い力で締め込んでいた状況から一変してフッとテンションが抜けてそのまま回すとやがてはバチンと切れます。
これはネジ自体の引っ張り強さが限界(降伏点)に達した為にネジが伸びたからですが、一度降伏した金属は元の引っ張り強さ(張力)には戻りませんので今回のコンロッド周りにも状況と仕組みは若干違いますが材質的に同じような限界点があり、それらの事を考慮して作業をした方が良いと思います。

※ この記事は個人的な取り組みや考えによるもので時と場合により毎回こうであると言う訳ではありません。また記事内容が上手く説明できていない部分や飛ばした部分などもありますので決して真似などはせず、毎度同じくフィクションですので暇つぶしでお願いしますw

                  

akane380 at 01:06│Comments(0)TrackBack(0)│ │DRAG RACE 製作記 

トラックバックURL

この記事にコメントする

名前:
URL:
  情報を記憶: 評価: 顔