先日紹介した2ZZ用の軽量ピストンの裏側です。軽量化オプションの紹介にちょうど良いのでそれぞれ紹介します。
１ スカート裏側切削
スカートの裏側を機械加工で切除し、最適な厚さにします。
２ プランジボス
ピンボスのピストンピンより上側の肉抜きです。ドーム高やコンプレッションハイトが高い場合に特に有効です。
３ シェルフミル
Xタイプの鍛造型向けのオプションです。オイルリングの下のランド部の厚さを調整します。スカート幅も狭めることが可能です。
他には裏側の３D切削加工も効果が高く、冠面の形状によっては劇的に重量が変わります。
当社にて製作する場合、用途やピストンの形状によってお勧めのオプションを提案しています。
特注ピストンは製作回数が多い車種用だとノウハウの蓄積により完成度が高くなる場合が多いです。RoverのKシリーズ用のピストンも結構な回数製作しており、品質に自信があります。
ノーマルのスリーブだと、真円度が低く、ブローバイガスやオイル消費が多くなりやすく、フリクションも大きくなりがちです。固定もヘッドで押さえつけてあるだけなのでガスケット抜けが定番トラブルとなっています。ベースの1.4Lから1.8Lまで拡大した結果、ピストンの寸法にも若干無理があり、棚落ち等のトラブルが発生している車両も見受けられます。対策としてシリンダースリーブを製作、圧入してからダミーヘッドを取り付けボーリング＆ホーニングを行うケースが増えています。
今回のピストンも圧入スリーブ用で製作しています。
ピストンピンは純正が圧入タイプですが、フルフロー用で製作、コンロッド小端部肉厚にあまり余裕がないのでピン径を縮小することでブッシュ分の寸法を稼いでいます。
ピンボス周りの肉抜きやピンボス間の肉抜き等で重量を削っています。ラウンドタイプの鍛造型を使用していますが最終的な形状はスリッパータイプに仕上がっています。
当社の特注ピストンは特定の車種を専門的に手掛けるショップさんや、やり込み志向のプライベーターさんからの注文もあり、要望に応じて様々な改良を提案しています。
特に古めの車両だとピストンとコンロッドを同時に製作すると大きく性能を伸ばせる場合があります。
特注ピストンの詳細はこちらをどうぞ。
CP社、JE社、Wiseco社での製作が可能です。各メーカーそれぞれ特徴、得意不得意があり、なかなか面白いですよ。
前回の20バルブ用に続き、16バルブ用を紹介します。
16バルブよりバルブ径もバルブリフトも大きくなるのでバルブリセスが深くなります。
設定圧縮比12.5（0.8㎜ガスケット使用時）でもピストントップの盛り上がりは少なく済んでいます。
スカート長は長め、ピンオフセットの設定もしています。ストリート使用でも調子よく使えます。
こちらも一台分だけオンラインストアで販売中です。
7A-FEという実用エンジンに高性能版の4AG用のヘッドを載せる７AGですが、基本的に16バルブ（92後期）、20バルブ（AE101orAE111）のシリンダーヘッドを使用する場合が多いと思います。これは７A用5mmロングコンロッド＋AE111ヘッド用で製作した例です。
このトップ形状で圧縮比１２．５：１になります。４AGだともっと盛り上がった形状になります。これがストロークアップの恩恵で、ピストン容積をあまり稼がなくても十分な圧縮比が確保できます。燃焼室形状が良くなり、燃焼状態も良くなります。結果としてストロークアップ以上にトルクが出せます。
スカート長も長めの寸法を指定して耐久性や静粛性に配慮しています。
ピストンピンオフセットも設定してあり、鍛造ピストンにありがちなスラップ音も出にくいです。
CP社のXタイプ鍛造型を使用しています。
各部に当社のノウハウが注ぎ込まれています。
一台分のみ在庫あり。オンラインストアで販売中です。
名門コスワースの名機BDR用に2種類の特注ピストンが完成したので紹介します。
一つ目はボア85㎜、すでにロングコンロッド化されており、既存のピストンが使用できないので特注製作となりました。形状は鍛造型との相性も良く、追加の軽量化工無しで276gとなかなか軽量になりました。
コンプレッションハイト(CH、通称ピンハイト)が約1インチとかなり思い切った寸法になっており、元のピストンは寸法設定の影響で溶損していました。今回はトップランド寸法を稼ぐためサポートレールを採用し、トップランドの厚みを増して対策しています。
オイルリングが脱落しないようにリング溝内の下側にピストンリング状の部品（サポートレール）を装着してからオイルリングを組付けます。
もう一つはボア90.5㎜と大分デカいです。フラットトップに深いリセスで重くなりそうだったので軽量加工有りでの発注にしました。
こちらはコンプレッションハイトも純正と同等です。約36.7㎜と1.5倍近く高いです。
重量は358gで純正の390gと比較するとまあまあ軽くなりました。軽量加工無しだと純正と同等かやや重たくなっていたと思われます。
とがったエッジが出来やすい場所ですが、図面で処理を指定しています。絶妙な形状に仕上がっています。
エンジン屋ならではの気遣いで製作しております。ピストンの供給や仕様でお困りの方はご相談下さい。
中央のバルブシートカッターは普通のカッターです。右側に映り込んでいるやつが今回の主役です。
右側のカッターがバルブ直径約90㎜用に特注した物です。希望の直径、角度にて製作可能です。パイロットステム（ガイド棒）も特注できますので、船舶用のエンジンなど、二輪、四輪以外にも対応可能です。バルブサイズ70㎜、バルブステム直径12㎜までは通常ラインナップでも対応できます。まれにバルブシート用ではなく、テーパー加工用の工具としての注文も受けたりしています。同軸の穴があればパイロットステムをガイドにテーパーの座面が加工できるので、何かお困りでしたらご相談ください。
しばらく前の例ですが、某クラシックカーイベント出場車両の仕様変更という事でご依頼頂いたケースです。下の方がこれまで使用していたもので、既に特注品に代わっていました。作りからするとヨーロッパ系の雰囲気ですね。
ピストンは二輪用を流用するそうなので、それに合わせて寸法変更を行い、なるべく軽量になるよう指定して発注してあります。
元のコンロッド 566.8g（メタル付き）
製作例 415.2g（メタルなし）
メタルの分を考慮しても1/4程度軽くなっています。コンロッドが軽くなることでエンジンのレスポンス向上、ベアリングの耐久性向上等のメリットがあります。適切な強度が無いとエンジンの破損に繋がるので重量と強度のバランスが重要です。
今回の寸法だとH断面の方が軽くなるとの事だったのでH断面にしました。最近の普通四輪のコンロッド寸法だとI断面の方が軽くなる場合が多いです。
近年の純正コンロッドは設計技術の向上で軽いのは良いのですが、強度的な余裕が少なくなっているので改造の際には注意が必要です。コンロッドメタルもフリクションを低減する為にコンパクトになってきていますが、増加した慣性力や燃焼圧力を受け止めるには軸受け面積も非常に重要になります。流用で多少でも軸受け性能を改善できると耐久性も大きく改善できると思います。
根強い人気を誇る名機、日産A14型エンジン用の特注ピストンの製作例を紹介します。
この手のエンジンを本気で追及すると、既製品にバルブリセスや冠面のカット等、追加工が必要になる場合が多いです。
そんな事なら丸ごと特注も選択肢に入ってきます。
リセス間の薄肉部が生じないように形状を指定してあります。
今回発注したCP社の場合、ボア80㎜近辺だとクロスフロー2バルブ専用の鍛造型はありませんので、4バルブ用を使用し、機械加工で余肉を切除し軽量化する事で軽量に仕上げることが出来ます。
単体重量僅か216g程度と、かなり軽量に仕上がりました。
吸排気バルブの位置が気筒により異なりますので、リセスの向きで2種類あります。当然、裏側形状も対象になっています。このような場合も4気筒分から発注可能です。
もっとエンジンの性能を上げたい。そんな方の力になりたいと思っております。