＃２−２エンジンの改造編（編集中）
＊内容は淡々と書くためにできるだけ「である」調としました。気を悪くしないで下さい。
尚、本人は偉そうに書いておりますが、結構思い違いがあります。内容の誤り等がありましたら遠慮なく指摘してください。
加工依頼先から部品は引き上げました。（2006.11.25）
何年ほうっておくつもりだったんでしょう？！
当分休止します。（2007.9.17）
#２−２エンジンの加工の加工のはじまり
目標の設定
進捗状況
ピストン
コンロッド
クランク、クランクバランス
シリンダヘッド
バルブ
シリンダ
スタッドボルト（未作成）
費用内訳
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＃２エンジン（500cc)は６年くらい前に行きつけのショップで購入したものである。 元々は'89I.O.Mのものだがエンジンだけ購入した。
何年か眠っていたのだが、昨年、サトゥルノ好きさんレース用エンジンとしてシリンダを提供し、 その後間瀬耐久でブローさせてしまったのでヘッド、腰下も預けてあるものだった。
今回はエンジンの仕様を思い切り変更し、軽く、フリクションの少ない良く回るエンジンを作成しようと思っている。
350ccクランクを用いてショートストロークにする。
〜今回の改造のテーマ〜
(1) 耐久性とパワーの両立
低圧縮で元々仕様の高圧縮と同等かそれ以上のパワーを得られるようにする
(2) 高回転対応
ショートストローク化、軽量化によりフリクション、振動の低減を図る
(3)
〜大まかな目標〜
・排気量500cc
・後輪出力で50HPは達成 プラス5HPはほしい
・最大出力回転数：8000〜8500rpm 排気系も見直す
・・・・・このくらい
〜基本的な加工メニュー〜
このエンジンの加工メニューは＃３エンジンの加工情報と基礎データから
１．ヘッド：排気量に合わせたバルブサイズ（IN:Φ36mm、EX:Φ31mm）とそれにあわせたポート径に設定
２．ピストン：CRF450ピストン流用、Aシリンダはボーリングと再メッキ
３．コンロッド：@キャレロ特注、AメタルはCB1300流用／標準品
４．クランク：350cc用クランクを使用、バランス取り加工
である。
ポート加工は＃３と同じであるから詳細は省略する。
ヘッドはようやくSRX600並になるはず。
今回も比較的短時間で完成できるよう働きかけをすることにする。
〜予想される問題点と事前の対応策〜
・耐久性：爆発圧力の増大によるヘッドガスケット吹き抜け
→ 圧縮比を低減（10.5〜11.0）する。メタルガスケットの採用
・耐久性：コンロッド大端プレーンメタルの耐久性（メタル幅は狭く出来ない?）
→ コンロッドは２通り作成し異状が出ないか確認する（標準→幅狭）
他の策は検討中
・シリンダ側圧上昇によるピストンの首フリ
→ クリアランス指定を考慮する
・ピストンスカート面積が極小のためピストン磨耗
→ 元々２０時間程度の耐久性しかない。１年１回交換。（
・発熱量の増大、水／オイル吸熱量がノーマルとは異なる（オイルの方が多い）
→ オイルクーラーの大型化（6in7段→6in13段）
・ピストン径拡大に伴い燃焼時間が長く、ノッキング発生しやすい
→ ポート形状の見直し（Bポート）でガス流速を上昇、燃焼室の形状修正と表面積縮小
・大径バルブ使用による重量増加でバルブジャンプ発生
→ #3エンジンで使用した軽量パーツを利用しバルブジャンプを抑制する
| 部分 | 加工 | 加工/ 依頼日 |
完成/予定 | 状況/問題点/対策 | 備考 |
| ヘッド | 改造部品入手 | 8月 | 8月 | 完了 | − |
| バルブまわり加工 | 11/20 | １月頃 | NAPREC | ||
| ヘッドガスケット | 11/20 | １月頃 | NAPREC ステンレス | ||
| ポート加工 | - | 3月頃 | − | 吸気側Ｂポート化 自分で調整 |
|
| シリンダ |
ボーリング＋ ニカジルめっき |
11/13 | 2月頃 | − | グシゲプロダクト経由 |
| コンロッド | 特注製造 | 11/16 | 2月頃 | 1/22 | BabyFace経由 CARRILLO \48,000 |
| クランク | バランス加工 | 1/15 | 3月頃 | 計算式は確立済み | NAPREC |
ホンダのオフロードレーサーCRF450のピストンを入手した。
ピストンの上下寸法が非常に短い。約34mm
ピンハイトは約24mmである。隼の25mmよりも短い。
内幅は19.2mm
→コンロッド小端幅は18mm
ピストントップ、リング溝は多分ニッケルメッキ、スカートはモリブデンコートになっている。
これを350cc用クランクと合わせて使用すれば500ccのエンジンになる。 コンロッドも基本寸法は#3エンジン用と同じでピストンピンまわりのみ変更で済みそうだ。
ピストン質量
| パーツ名 | 質量(g) | 備考 |
| (1)ピストン | 248.9 | |
| (2)ピストンリング | 11.4 | |
| (3)ピストンピン | 73.9 | サークリップ含む |
依頼先は ベビーフェイス である。
大端メタルの仕様が２通りあるので注意が必要だ。（未記入）
| 場所 | クランク寸法 mm |
純正コンロッド mm |
特注コンロッド mm |
基準値 mm |
備考 |
| クランクピン径 | 40.015 | - | - | 40.018〜 40.030 |
貴様はもう死んでいる |
| クランクピン幅 | 26.0 | - | - | - | - |
| 大端幅 | - | 25.75 | 25.75 | クランクピン幅− 0.15〜0.25 |
- |
| 大端メタル幅 | - | 21 | 17.5 | - | |
| 大端内径 | - | 43.6 | 43.03 | 上下方向 | |
| 大端メタル内径 | - | (40.07) |
40.040(茶) 40.045(緑) 40.053(黄) |
クランクピン径+ 0.017〜0.060 |
上下方向 CB1300用メタル ()内はメタル色 |
| コンロッド長 | - | 126 | 136.5 | - | |
| 小端幅 | - | 25.75 | 18.0 | - | |
| 小端内径 | - | 22 | 19 | ピストンピン径+ 0.015〜0.030 |
細かい寸法はキャレロへお任せ |
| ボルト方向 | - | 上側ナット ボルト+ナット |
上側ボルト ボルトのみ |
- | |
| 小端質量 | - | 174.3 | 117 |
- | - |
| 大端質量 | - | 379.9 | 319 |
- | - |
コンロッド到着 2005.1.22
注文していたコンロッドが到着した。
形状は＃３エンジンとほぼ同じ。数値を表に記入した。
品番：GI-SAT1<-55374S-00
| パーツ名 | ノーマル 質量(g) |
改造後 質量(g) |
備考 |
| (1)ピストン | 380 | 248.9 | CRF450用 |
| (2)ピストンリング | 15.0 | 11.4 | − |
| (3)ピストンピン | 89.9 | 73.9 | サークリップ含む |
| (4)コンロッド小端 | 174.3 | 117 | − |
| (5)コンロッド大端 | 379.9 | 319+26.5 | メタル含む |
| (6)バランサ（小） | 238 | 実測値 | |
| (7)バランサ（大） | 281 | 350ccクランク上 実測値 |
クランクバランス率を100％にするためには以下の式のようにしなければならない。
クランクウェイト質量＝1/2×往復部分質量（(1)+(2)+(3)+(4)）＋コンロッド大端部分質量（(5)）＝ 571.1 g
バランサ質量＝1/2×往復部分質量（(1)+(2)+(3)+(4)） ＝ 225.4 g
事前の実験結果 から吸気ポート入口径は40mm、二股に分かれた先の径は31mm、Bポート部のポート高さは更に絞ってバルブ径の65%とする。
排気側は急激な断面積変化が無いように加工する。大きな変更はしない。
 |
 |
| 変更前INポート（正面） | 変更前INポート（上側） |
 |
|
変更前（とはいっても純正バルブ用に拡大してある）のIN側ポートは
入口径：Φ40mm，分岐後の径：27mm，バルブ径：31.7mm（純正）である。
＃３エンジンのヘッドよりも分岐後の径が太いため若干流量が多い。普通である。
ヘッドとピストンの隙間容積
圧縮比の式
圧縮比＝（隙間容積＋行程容積）／隙間容積
圧縮比は耐久性を考えて10.5〜11.0あたりに設定したい。
圧縮比を11.0にすると行程容積は502.3ccであるから、隙間容積は自動的に50.2ccとなる。
ピストン容積が未計測なことと、ビッグバルブ投入によるスキッシュエリアの見直し（縮小）で 燃焼室容積は増える方向にあるため、面研0.5mm程度必要と思われる。
| パーツ名 | 容積(cc) | 備考 |
| ヘッド | ３６ | ノーマルで |
| ピストン | ７ | ？ |
| ガスケット | ７．２ | 計算値 |
バルブ傘径はIN:36mm，EX：31mmでステム径は5.5mmでSRX600並みのサイズになる。
バルブまわりの重量（家庭用ハカリで見た大まかな値）
| 部品名 | 重量 g （サトゥルノ） |
重量 g （S2000） |
重量 g （DRZ400S） |
重量 g （改造後） |
備考 |
| バルブ | 45 | 50 | - | 50 | S2000はステム径φ5.5 |
| リテナー+コッター | 15 | - | - | <10 | チタンリテナー |
| ロッカーアーム | 35 | - | - | 35 | 往復部分の重量 |
| スプリング | 13.3(二重) | - | 11.7(二重) | 11.7 | 往復部分の重量 |
| 合計 | 108.3 | - | - | 106.7 | - |
バルブスプリングセット長とセット荷重（＃３エンジンからの抜粋）
| 車種 | 部品名 |
セット長 (mm) |
セット荷重 (kgf) |
ばね定数 (kgf/mm) |
備考 |
| ジレラ | 内SP | 29.1 | 6.2 | 0.7 | |
| 外SP | 30.9 | 11.7 | 1.3 | ||
| DR-Z400S | 内SP | 27.4 | 6.1 | 1.2 | |
| 外SP | 30.9 | 14.2 | 2.7 |
DR-Z400S用バルブスプリングはノーマルのスプリングよりもセット荷重が大きく、かつばね定数も大きい。
バルブ周りの重量がノーマルよりも大きくないためDR-Zのバルブスプリングで大丈夫のようだ。（多分）
スタッドボルトに必要な張力、径、締め付けトルクについて考えてみる。
−−張力−−
スタッドボルトの張力の合計はシリンダ圧力の2倍以上必要（ソース:日高氏blog）だそうだ。
エンジンシミュレータによると500ccエンジンで60HPを出すエンジンでは最大1500[PSI]の圧力が シリンダヘッドにかかるようだ。
単位変換：1 [PSI(lbf/in2)] ＝ 6895 [Pa(N/m2)]
1 [kgf] ＝9.8 [N]
シリンダヘッドにかかる力ｆは圧力P×面積Scylで得られる。
ｆ＝P×Scyl ＝1500×6895×（96×10-3/2)2×π ＝ 74.86×103[N] ＝ 7639 [kgf]
スタッドボルトは４本あるから、１本あたりにかかる力はｆ／４で
ｆ／４＝18.72×103 [N] ＝ 1910 [kgf]
−−スタッド外径−−
この引張り力を出すために必要なスタッド外径Dは、
・１本あたりのかかる力(f/4)
・燃焼圧力に対するスタッドボルトの締結力の比（ｎ）
・ボルトの引っ張り耐力T [N/mm2]
・以上から得られる断面積Sstud
から求められる。
一般の高張力ボルト（強度12.9)の引っ張り耐力Tは1110 [N/mm2]である。
スタッド外径Dは
Ｄ＝2×√（Sstud／π)
＝2×1/√π ×√（1/T×(n+1)×P×Scyl/4 ）＝2×1/√π ×√（1/1110×(2+1)×18.72×103 ）
＝8.0mm 以上必要
−−ナットの締め付け力−−
参考情報： www.mech.chuo-u.ac.jp/~inouelab/ishiwata.pdf の実験結果によると35 [kN]の軸力を得るにはざっくりと60 [N・m]で締め付ける必要があるようだ。
この締結力でケース側は大丈夫だろうか？
かかるかもしれない費用（税込み）推定金額も含む
| ブロック | 部品名 | 単価 | 数量 | 計 | 備考 |
| ヘッド | バルブガイド設計加工 | 5,000 | 4 | 20,000 | |
| ガイド入れ替え | 2,000? | 4 | 8,000? | ||
| シートリング作成 | 2,100 | 2 | 4,200 | IN側 | |
| シートリングザグリ・入れ替え | 4,200 | 2 | 8,400 | IN側 | |
| シートカット・セット長 | 2,625 | 4 | 10,500 | ||
| リテナー設計加工 | 6,090 | 4 | 24,360 | チタン製 | |
| バルブ短縮加工 | 3,150 | 4 | 12,600 | ||
| バルブ(IN) | 1,207 | 2 | 2,415 | S2000用 P/N:14711PCX000 |
|
| バルブ(EX) | 1,995 | 2 | 3,990 | S2000用 P/N:14721PCX000 |
|
| コッター | 157 | 8 | 1,260 | CB1300用 P/N:14781MB4000 |
|
| ステムシール | 336 | 4 | 1,344 | CB1300用 P/N:12209KL4005 |
|
| バルブスプリング | 500 | 4 | 2,000 | DRZ400用 P/N:1292029F00 |
|
| ワッシャ | 60 | 4 | 240 | P/N:G.68057 | |
| 小計 | 99,309 | ||||
| カム | カムシャフト | 35,000 | 1 | 35,000 | 購入済み |
| プーリー加工 | 10,000? | 2 | 20,000? | 加工済み | |
| 小計 | |||||
| シリンダ | シリンダボーリングめっき | 70,000 | 1 | 70,000 | このくらい |
| ウォーターポンプ加工 | 15,000 | 1 | #3エンジンから剥ぎ取り | ||
| プーリー | 4,704 | 1 | |||
| ベアリング | 2,058 | 1 | |||
| 小計 | 70,000 |
||||
| コンロッド クランク |
ピストン | 4,500? | 1 | 4,500? | CRF450用 |
| コンロッド | 50,400 | 1 | 50,400 | キャレロ特注 P/N: |
|
| コンロッドメタル | 500 | 2 | 1,000 | ホンダCB1300用 P/N: 13224MS2611(茶) 13225MS2611(緑) 13226MS2611(黄) |
|
| クランクバランス加工 | 10,000? | 1 | 10,000? | ||
| 小計 | 65,900 | ||||
| 合計 | < 300,000 | ならいいなぁ | |||
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