いろいろな構造

気の向くままに・・・、気になる部分の概要をまとめました。

AirIntakeExaustTS

AspExAngleAndSparkPlugTS

BKR6EKPA

AirIntake-ExaustV6

AspExAngleV6
2.0TSの給排気です。
エンジンの性格を大雑把に判断する方法として、 給気と排気の角度が45°より狭いと燃費(トルク)型、 広いと馬力型というのを見たことがあります。 TSは47°・・・微妙です。(笑)  でもこの「45°の定義」が本当なのか怪しいです。(笑) HEMIとかは簡単に角度を増やせると思いますが、 バルブ数を増やした現代のエンジンで圧縮率を上げれば、 ヘッドの形状は自然と平らに近づくと思います。
2008.2.20 追記:
角度はどうもスワール(swirl)タンブル(tumble) (給気の流速を利用して、新気がシリンダー内に渦を巻くようにを送る)と関係しているみたいです。 吸排気とスワール/タンブル効果の関係なんて2ストエンジンでしか意識しないかと思っていたのですが、 井の中の蛙でした。知識不足が露呈しまくりです。(笑)
2ストでは掃気/給気で排気をいかに上手く押し出せるかが焦点になるのに対して、 4ストでは完全燃焼が焦点になるあたりが面白いと思いました。 そんな訳で「45°の定義」は時代遅れな考えのようです。
中段の図のようにスパークプラグの電極アームを揃えると、 レスポンスが良くなります。 方法は簡単で、プラグを付ける時にT型レンチを使って、 プラグのアームとレンチのハンドルの位置関係を覚えておくだけです。 レンチのハンドルの片方にマークをつけておくと楽です。
プラグのガスケットが潰れるマージンを利用して最終位置を調整するので、 新品でないとシリンダーヘッドのスレッドをカジる危険性があります。 新品でも限度があるので、ムキになって揃えると危ないかも。 メインとサブを同時に点火させると、効果倍増かもしれません。
でもTSデフォルトの BKR6EKPA だとアームが2個つあるんだよなぁ ・・・PFR6B(プラチナ)にする位なら BKR6EIX-P (イリジウム)に変えてしまおう。

プラグ1個のエンジンでも、 電極アームが給排気の流れを邪魔しないように取り付けると調子よく回るようになります。

NGKの多極プラグのページ放電・着火性能ページの内容を総合すると、 BKR6EKPAの点火直後の炎は主に垂直(ピストン方向)に広がるみたいです。 普通のプラグ(TSのサブプラグ)の炎は水平方向に広がるので、 3段目の図のように揃えると上手い具合に完全燃焼できるような気がします。
メインはAlfaRomeoが指定するNGK BKR6EKPA、 サブはDENSOの IU22 (イリジウム)で同時点火するのが面白そうです。 (メインは90°違っても良いかも)

よくメインとサブを同時に点火させるように配線して、 「TSを同爆化」と書いてあるページを見ますが、 正確には給排気が同期している2つのシリンダーを同時に点火する特殊な仕組みの事を「同爆」と呼ぶそうです。 この場合クランク2回転で(1,4)-(2,3)の2回の点火になります。
TSはクランク2回転で1-3-4-2の4回ですが、 ストックのプラグコードの繋ぎ方だと(1,4)-(3,2)-(4,1)-(2,3)と給気したシリンダーと排気中のシリンダーの2つを同時に点火しています。 ・・・つまりストックの状態が、ある種の「同爆」です。
面白いのは、3番と4番シリンダーは給気後に点火するのがサブのプラグで、 排気中に点火するのがメインのプラグです・・・エンジン動作を荒くする味付け?

そんな訳で、メインとサブを同時に点火するように配線を変更するのは、 「元来のツインスパークに戻す」と言うのが正確な言い方だと思います。

偉そうに書いていますが、私が最初に「ツインスパーク」と聞いたとき(=車を手に入れたとき(笑))は、 MSD IGNITIONという会社が作っているプラグを複数回/長時間点火するシステムと同じようなモノだと思っていました。 後から手先が器用な友人に「2個付いてる」と言われて、 調べてみたら本当に「ツイン」だったんで驚きました。 プラグの数ならV6を凌いでいます。(笑)

下2つの図は2.5V6の給排気とバルブの角度です。
TSではフィルターの前にレゾネーターがありますが、 V6はフィルターの後に(5)あります。

V6の給排気バルブの角度は37°のようです。
Modular Inlet Manihold

Modular Inlet Manihold V6
インテークマニフォールドです。
TSはプラスチック製なのが悲しいですが、可変(補助ポート付?)なのは嬉しいです。 「Modular Inlet Manihold」と呼ばれる機構らしいのですが、略字では何故か「V.I.S.」です。

TSはECUが制御するソレノイドで動作させているようですが、 図を見るとバキューム(右の1)も利用しているみたいです。
2008.02.25 追記:
ソレノイドの動作確認をしました。 結果は、給気の流入量が160Kg/hを超えるとONになり、 回転数が6500rpm位に達するとOFFになるようです。 ONの時の電圧は13.7V位で、電流は0.3A位でした。 ひょっとしたら給気量変化のΔ(変化率)も計算している可能性があり、 急加速を行うと、早い場合で120Kg/h程度でONになる事がありました。

加速後にスロットルを全閉にして故意に気流を乱すと、 不規則にON/OFFを繰り返しました。 ソレノイド電源とAlfaDiagを使った目視による確認なので、 ECUが実際にどのような計算を行ってON/OFFを決めているかは不明です。

V6はECUに制御用の出力が見つからないので、 マニホールドで発生するバキュームのみ(5a、5b)を利用して動作するみたいです。
(未確認)
structure_02_Variator_s.gif

structure_02_VariatorPic.jpg
可変バルブです。TSだけの秘密(笑)兵器です。
このページを作った理由のひとつ・・・バリエーターの仕組みが知りたかった。(笑)
FA(ソレノイドがON)の状態ではオイルがA→B→C→D→Fと伝わり、 G(バリエーター内のヘリカルギア)に届きます。 するとGが時計回りに回転し、 ギアに接続されている5(バリエーターの内側の軸)とその先の6(カムシャフト)が一緒に回転します。 これにより、給気タイミングが25°早まります。
下の写真が可変の肝となるバリエーター単体です。 左側のネジにカムシャフトが接続され、2つある穴が図のFの後と思われます。 図ではオイルの道筋が一直線になっていますが、 実際にはバリエーターはカムシャフトと一緒に回転しています。 穴の手前の溝にオイルが溜まるようになっているので、 回転していても2箇所の穴からGに向かってオイルが流れるみたいです。
・・・裏ページ(笑)に可変バルブに関する考察を書きました。
structure_03_Tappet_s.gif タペットです。TS、V6共通だと思います。
HLA(ハイドロリック・ラッシュ・アジャスター)というシムを使わずにオイルを使って高さを調整 ・・・というか油圧を介してバルブをリフトする機構です。
バルブが閉じているときは5(スプリング)がタペットを上方向に押すため、 4(ボールバルブ)が開き6(チャンバー)が負圧になりオイルが入ります。 カムが1(カップ)を押すと2(ピストン)も一緒に押されるため、 4が閉じて6内のオイルが閉じこめられます。 このため3(スリーブ)が一緒に押されバルブをリフトします。 圧力が高いため、6内のオイルの一部は2と3の隙間から漏れます。

2、3、4の隙間が増えるとオイルや圧力の漏れが多くなってしまうため、 タペット音がするようになるそうです。 そうなると(図を見る限りでは)リフト量も減ってしまうように思います。 結果的にカムの作用角も減る事になると思うので、パワーダウンが激しいような・・・。
LHA式は高速な動作に向いていないとの事ですが、どれ位のrpmが上限なのか分かりません。 レブリミットが7000rpmなので、その辺でしょうか?

バルブを下げて開ける事を「リフト」と言うのは、 OHV時代の名残でしょうか?
structure_04_CamBelt_s.gif

structure_04_CamBeltV6.gif
カムベルト・・・156の鬼門です。

上はTS、下がV6です。 図を見る限りではTSよりもV6の方がベルトが長く負荷も高そうなので、 テンショナーの締め付けの力も強力そうです。 だとするとV6の方がベルト交換の深刻度(?)が高そうです。

変なCDによると、2(オートマティック・テンショナー)が自動的にベルトの張りを調整するため、 メンテナンスはいらないそうです。

・・・でも2自体が壊れるんだから、話にならない。(笑)
AlfaRomeo社は、156発売当初はベルトのメンテナンス期間を70,000Kmと発表して、 後から3,5000Kmに訂正したようです。←怪しい情報(笑)

設計ミスじゃ・・・あ、イタリアは気候が比較的に温暖だから?
それって20年以上前の外車が故障する時の言い訳だったような・・・。(笑)

2008.05.09 追記:
TSのベルトの交換時期に関してはいろいろな情報が飛び交って(?)いるみたいです。 変なCDでは当初 120,000Km 距離に関係なく3年/5年(穏やかな使用状態)と付け足したように見えます。 ペコーさんのブログにある情報では、60,000Km または 4年/5年で交換となっているようです。

私の予想は、AlfaRomeo がサービスプランの 60,000Km の欄に丸を付け忘れ、 お茶を濁すため後から「3年/5年」を付け足した・・・です。(笑)
いずれにしろ寿命は国産車の半分以下と思って間違いないみたいです。

また、V6は120,000Km または4年/5年で交換のようで、TSの方が、若干早くお亡くなりになるみたいです。 これはTSの方が頻繁に回転を変化させるためでしょうか?
Belt-Alternator,Water,Steering,A/C アクセサリ用のベルトです。多分両方ともTSです。(上は1.8?)
(私の技量では、変なCDでV6のベルト図を表示できませんでした。)
各部品名は、
  1. Poly-V type ベルト
  2. オルタネーター
  3. パワーステアリング・ポンプ
  4. a/c コンプレッサー
  5. オートマティック・テンショナー
です。
テンショナーは、カムベルトと同様に「メンテナンス不要」となっており、 実際こちら側のベルトのトラブルは(まだ)聞いたことがありません。
2008.03.02 追記:
アクセサリ用のベルトも壊れるみたいです。 Jin-nさんがご自身のブログで
発生時修理内容を 報告しておられました。 (メンテナンスプランに沿って) ベルト&テンショナーは、 カム用とアクセサリ用の両方を交換したほうがよさそう。
RPM and Timing Sensor
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V6 RPM and Timing Sensor
RPMセンサーとタイミングセンサーです。
クランクシャフトに付いている歯車の凸凹を監視しているのがRPMセンサーです。 センサーは磁気を使います。
排気カムのプーリーに(外側に向かって)付いているのがタイミングセンサーです。

ここを調整すれば、点火時期を全体的(一律)に変更する事が出来そうです。 でも回転数に応じた変更ではないので、 「高回転用」か「低回転用」といった大雑把な変更になってしまいます。 残念。

V6のRPMセンサーはフライホイールの後ろにあり、 タイミングセンサーは(確か)前バンクの排気カム側に付いています。

CoolantLine
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CoolantLineV6
冷却機構です。
上がTSですが、図はたぶん1.6か1.8です。下がV6です。
各部品名はTS、V6ともに、
  1. ウォーター・ポンプ
  2. (表示用)水温計センサー件警告灯スイッチ(初期型のみ)
  3. 水温計
  4. サーモスタット
  5. ラジエーター
  6. 電動ファン
  7. リザーバー
  8. ウォーター・ポンプへの給水パイプ
  9. オイル熱変換器
  10. ヒーター・ユニット
です。
どちらも、ウォーター・ポンプが左(ベルト)側のエンジン内部に内蔵されているみたいです。 私の経験では、ベルトでドライブしないあたりが変りものだと思います。 バイクみたいだなぁ。
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TS、V6共に9でオイルも冷却するのが嬉しいです。(普通なのかな?)
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2008.02.20 追記:
ウォーターポンプはカムプーリーの下に付いていて、 ベルトドライブでした。
structure_07_LubricationLine.gif
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structure_07_LubricationLineV6_s.gif
潤滑機構です。
LHAやバリエーターも含まれているので、 オイルラインといった方がいいかも。 (書く事がないだけです(笑))
エンジンオイルが潤滑以外でも使われているので、 オイルの選択には気を使っています・・・というか、 私は純正オイルを使っています。 156の指定オイル「SELENIA 20K」のSAE粘度は10W-40です。 この粘度は性能がいいと思いますし、 値段も悪くないと思います。(08年2月現在、リンクにあるJO-YAでは5Lで約8000円) 車載マニュアルに「指定以外のオイル以外を使ったら早めに交換しろ」と記載されているのも理解できます。

5W-XXや0W-XXといった低温時に粘度が低いオイルを使う場合は、 高温時の粘度を表す後ろの数字(XXの方)に気をつけた方が良いと思います。 つまり5W-40だったら大丈夫そうですが、5W-30だったら危ないかもしれません。

ちなみに、JTS用の指定オイルは「SELENIA StAR」で5W-40、 レースや高回転エンジンで指定されるのは「SELENIA RACING」で10W-60です。 JTS用はEURO3を意識していると思いますし、 値段も大差ないので試してみてもいいかも。(追記参照
2008.08.08 追記:
「StAR」はブレラ以降のGM直4 2.2 や V6 3.2 の指定オイルで、156JTS用は「RACING」だそうです。  指定オイルが10W-60って・・・(汗)

オイルの粘度に関する詳しい解説はWikipedia(日本語)等を参考して下さい。 (上の説明は大雑把なので)  余談ですが、以下 Wikipedia より引用:
欧州車等では基本的に上が40以上であるものが純正である場合が多く、国産と同じ上側30程度をいれてエンジンブローに至った例も多く存在する。
・・・相変わらず個人の意見めいた極論が散りばめられてるような・・・。(笑)
structure_08_VapourlizedFuelRet_s.gif 気化ガスの処理機構です。
図はTSですが、V6も同じような構造です。
大まかな動作方は・・・タンク内で発生した気化ガスは1(多機能バルブ)を通って2(セパレーター)に送られます。 一部は2で液化されタンクに戻りますが、残りは3(パイプ(笑))を通って4(キャニスター)に溜められます。 エンジンが動作しているときは、ECUが5(ソレノイド)を開けて、気化ガスをインテークに送ります。
structure_09_PreTentioner.gif シートベルトの安全装置です。
事故の状況に応じてエアバッグ用のコンピューターが1(ガス発生装置)を発火させます。 すると2(ピストン)が上に移動し3(金属ケーブル)を押し上げます。 すると4(ワインダー・リール)が回転し、5(シートベルト)を巻き取ります。
私の予想ですが、この安全装置が動作する衝撃の閾値はエアバッグよりも低い(エアバッグよりも動作しやすい)と思います。 変なCDで読んだ記憶があるのですが、 確かエアバッグが動作した場合はコンピューターを交換する必要があるのですが、 シートベルトの安全装置が動作しても3回まではリセットするだけでコンピューターを再使用できたハズです。

変なCDを読むまでは、シートベルトに安全装置が付いているとは知りませんでした。 AlfaRomeoと言えど、欧州の基準に沿った安全設計が施された車なんですね。 結構嬉しかったりします。(笑)

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