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LSを磨く

Jan 17, 2024

長年にわたり、シリンダーホーニングは日常的で単純な手順として表現されてきましたが、それはプロのエンジンビルダーの手においてのみ当てはまります。 このテーマに関する現代の科学的知識は昔ながらの技術よりはるかに進んでおり、今日の情報過多のインターネットのせいで、多くの初心者建築者がこのテーマに関する誤解の犠牲になっています。 磨きの真の複雑さとその重要性は、常にあるべき形で反映されているわけではありません。

プロのビルダーは、さまざまなシリンダーホーニング技術をいつ、どこで使用するかを認識する経験と知識を持っています。 ドリルの先端に伝統的なボールホーンを付けるなど、昔ながらの方法を採用する場合、専門家による数十回のタイミングの良いストロークにより、例外的な結果が得られます。典型的なドライバーの「平均的な」エンジン構築には確かに十分です。スタイルのクラシックカー。 しかし、古い学校はそこで終わります。

今日の高性能、高馬力エンジンに関しては、古いものは終わり、新しいものは取り入れられています。人気の LS エンジンの場合も例外ではありません。 現代のホーニング技術は、エンジン設計の一部であると同時に、性能面でも懸念されています。これは、最近のエンジンに必要な公差と仕様が非常に厳しくなっているためです。

排気ガスの削減と燃費向上の必要性の結果、過去数十年にわたってエンジン効率が大幅に向上したことには疑問の余地はありませんが、その背後にある技術は日常のドライバーの枠を超え、高性能エンジンの構築と直接連携しています。

シリンダーホーンは他のどの側面よりも重要であると考えるべきではありませんが、シリンダーホーンはそれ自体が最終パフォーマンスに劇的な影響を与える可能性のある要素です。 ホーニングは、特定の用途に適したクロスハッチ パターンと粗さを生み出す表面処理の技術です。 これまで多くの技術が利用されてきましたが、現代の機械加工はより厳密な道をたどっています。

「覚えておいてください、スペックは今日のようなものではありませんでした。それが、今日、磨くことは磨くことであり、退屈なものは退屈である理由です」とSunnenのボブ・ドルダーは言います。 「ホーニングで次のオーバーサイズに進む必要はもうありません。シリンダーをホーニングするために少なくとも 0.005 インチ以上は残しておきたいでしょう。」 ホーニングで求めているのは、工具の跡を取り除き、シリンダーを可能な限り完璧にすることです。 ここでジオメトリ、表面仕上げ、クロスハッチ角度を取得します。これらはすべて重要であり、その仕様はホーニング会社からではなくリングメーカーから取得します。」

エンジン製作の開始は、エンジンの最終的な用途である全体像を検討することから始まります。シリンダーホーンの重要性を考慮すると、その意味がさらに重要になります。 ピストンとリングの決定が下されると、それが現実になり始めます。リングには、メーカーからの重要な仕様セットが付属します。 彼らはエンジンの使用に基づいて詳細な仕様を提供することになり、影響を与える複数の質問への回答が必要になります。 ストリート用ですか、レース用ですか? どのような種類の燃料を使用しますか? 油の種類は何ですか? これらの質問への答えなどによって、ホーンの仕様が決まります。

「何年もの間、誰もが可能な限り滑らかな仕上げを求めていました」と Rottler Manufacturing の Ed Kiebler 氏は言います。 「問題は、摩擦を減らすことになりますが、シーリングが犠牲になることです。ターボ、ブロワー、亜硝酸モー​​ターを使用すると、燃焼圧力が上昇し、これらのエンジンに信じられないほどの量の燃料を供給することになります。そして何が起こるかというと、これらの本物のモーターでは、仕上げをきれいにすると、シリンダーの壁からオイルを洗い流すことになります。リングのシールにはオイルが必要です。」

なぜリングメーカーがこれらの仕様を提供する必要があるのか​​疑問に思っている場合は、リングメーカーが何をしているのかを簡単に見てみましょう。 彼らは、摩擦、摩耗、潤滑の研究であるトライボロジーの分野の専門家です。 エンジンの摩擦のほぼ半分はピストン リングとシリンダー壁の間の接触から発生するため、この科学の角度がリング メーカーの主要な研究となっています。 多くの複雑さの 1 つは、リングの材質と構造とシリンダー壁の潤滑との関係です。これはホーニングと密接に関連しています。したがって、ピストン リングを成功させるには、次のことが重要です。これら 2 つのテーマの専門家。

長年にわたり、シングル ステップ ホーニング (別名オールドスクール) がその方法でした。 目に見える結果とその成功を測定する方法はクロスハッチ角度にありました。 これはオイルの被覆をシリンダー壁全体に広げることができるため、非常に重要な角度です。

「リングの回転も強化されます」とキーブラー氏は言う。 「クロスハッチの角度が急になりすぎると、リングの回転が速すぎて摩耗してしまいます。クロスハッチの角度が平らすぎると、オイルがより平らなクロスハッチを引っ張るため、リングが滑り始めます。」 。」

クロスハッチの角度は目に見えるものですが、問題は見えないことです。結果として得られる表面仕上げは、同じ高さと深さの山と谷で構成されます。 このタイプのホーンの表面テクスチャのパラメーターは、平均粗さ (Ra) で測定されました。 慣らし運転中に、高い山部分が摩耗し、エンジン オイルを保持する谷のある滑らかな表面がほとんど残ります。

1 段階ホーニングの欠点は、慣らしプロセスが比較的制御されておらず、破片だけでなく性能に影響を与えるシールの問題も発生する可能性があることです。 60 年代になっても、性能と排出ガスの基準によって自動車メーカーの首は締め付けられ始め、プラトー ホーニングと呼ばれる新しいプロセスが開発されました。その目的は、慣らし運転を軽減し、エンジンの密閉性を向上させることでした。

「以前は、Rk パラメータを利用して、摩擦を軽減するために本当に細かい仕上げをしようとしていましたが、今では、Rpk 測定と呼ばれる、プラトーで本当に細かい仕上げをしようとしています。それがリングから見えるものだからです」とキーブラー氏は言います。 。 「その後、台地の両側に深い谷を設けて、リングをシールする石油を保持しようとします。」

プラトーホーニングは、谷を作成する粗いホーニングと、山を作成する滑らかなホーニングで構成されます。 その後数十年にわたり、その科学はエンジン設計のより関連性の高い技術の 1 つに進化しました。 この新しい技術に関連して、平均値ではもはや適切ではなくなったため、表面仕上げを正確に測定するための新しいパラメータが開発されました。

単に Rk 仕様と呼ばれることが多いこの新しい仕様は、シリンダー壁の底面の粗さであるコア粗さ深さ (Rk)、ピークの平均高さを示すピーク縮小平均粗さ (Rpk)、および縮小平均粗さ (Rpk) でした。平均谷深さ (Rvk)。

リングのメーカーは、リングとシリンダー壁の間の実際のシールにおいてエンジン オイルが重要な役割を果たすことを知っています。また、トライボロジー研究の一環として、適切なシールのためには、適切なオイルの種類と粘度が必要であるだけでなく、適切なタイミングで適切な場所に適切な量が存在する必要があります。

これらすべての要因により、量産エンジンからあらゆる形式のレースに至るまで、あらゆる種類のエンジンの性能に重大な影響を与える Rk 値のさまざまな組み合わせが生じます。これは、さまざまなエンジン アプリケーションにさまざまなホーニング パラメータが必要であることを証明しています。

ホーニング仕様を設定したら、次のステップは、機械工がその仕様を達成するためにホーニングを実行する方法を決定することです。 Rk 測定には、表面特性を 100 万分の 1 インチの精度で追跡する測定装置であるプロフィロメータの使用が必要です。

しかし、このプロセスには、単に磨き上げて測定するだけではありません。 「これを正しく行うには、さまざまな種類のブロックごとにログを保存する必要があります」と Sunnen の Dolder 氏は言います。 「硬度テストを行って、そのブロックと硬度に合わせたレシピを作成します。」

ブロックの硬さは製造公差によって異なるだけでなく、ブロックが古くなり、打ち込みが激しくなるほど、金属は硬くなります。 「硬度を確認し、仕様を満たすためにどのようにホーニングを行うかを決定するのは、機械工の仕事です」と彼は言います。 「LS を磨くには、それがいつどこで生産されたかに応じて、複数の異なる方法があります。」

硬度が異なれば、必要なホーンの粒度も異なります。個々のブロックの「レシピ」を決定するには多くの時間がかかりますが、ログブックを作成することで、時間の経過とともに、ブロックの種類、硬度、および必要なホーンパラメータが決定されます。空白を埋め始めると、はるかに効率的なプロセスになります。

表面形状計と硬度計は、高品質のダイヤル ボア ゲージとトルク プレートとともに必要となる 2 つの主要なツールです。 「ホーニング中はトルクプレートを必ず使用する必要があります」とドルダー氏は言います。 「メーカーはその重要性から新しいブロックにトルクプレートを使用します。」

新しいホーニングマシンは複数の異なるホーンに合わせてプログラム可能で、複数の異なるプログラムを保存できるため、エンジン工場は配合のログブックから恩恵を受けることができますが、最終的な責任は依然として機械工にあります。

「推奨される Rk 値を確認するのは機械工次第であり、その後、使用する研磨剤と、荒加工から仕上げ加工までを行えるように機械をどのようにセットアップするかを組み合わせることになります。」とドルダー氏は述べています。と言う。 「場合によっては、2 段階のプロセスであることもあれば、3 段階のプロセスであることもあります。それは、それらの測定値が何であるか、そしてどのようにそこに到達するかによって決まります。ここで、機械工は機械がどのように動作するかを考え、理解する必要があります。」そしてそれが何ができるか、そして他のすべてを考慮に入れてください。」

適切なツールは、現代のテクノロジーのもう 1 つの側面であり、他の側面と同じくらい重要です。 「何年もの間、人々は 2 つの石のホーンヘッドを使用していました」とキーブラー氏は言います。 「おそらく 6 石のホーン ヘッドが最も最適で、真の真円度が得られます。6 石のホーン ヘッドと新しい表面仕上げパラメーターの間で、実際に馬力の向上が見られます。とても楽しいです。」

「私は公道走行する車にもプラトー仕上げを施しています。その利点を理解しているからです。馬力に気づくことはありませんが、エンジンの寿命を延ばすのに役立つため、今でもそうしています。」

長年にわたり、このプロセスは簡単だと考えるのが一般的でしたが、近年では決してそうではありません。 一見日常的で昔ながらの方法は、プロの手によってのみ成功を保証できます。また、現代のエンジン製造業者の専門知識が新しい研磨方法の科学に反映されています。EB

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