カムが曲がってるのか?ネジレているのか?


カム測定・腰下本組付け

私の2000GTVに装着していた「カム」・・・・。

リセス確認で、1番側と4番側にすごく差がありました。

どうしても、納得いきません。カムに原因があるのか??無いのか??

今まで中古で購入して、12年間乗ってきた「カム」

曲がっているのか?ネジレているのか??

予備のカムは「どれくらいの精度」なのか???をチェックします。


私のガレージでは、完璧に測定できないので内燃機屋さんにお願いしました。

フライス盤に、V型ブロックを設置して、カムを載せます。

このV型ブロックは、1000分代の精度で設置できる精度だそうです。

まずは、カムの振れ=曲がりを測定してみます。

カムキャップ部分ジャーナルの1番3番にVブロックが当たるようにして、2番(中心部分)の振れ幅を読みとります。

ダイヤルゲージは、1000分代で計測できるもので測定してもらいました。

単位(mm) 旧インテークカム 旧エキゾーストカム 新インテークカム 新エキゾーストカム
振れ幅 0.0060 0.0160 0.0035 0.0000
1/2曲がり量 0.0030 0.0080 0.0018 0.0000

※数値の桁数が大変なことになっていますね。。。(^^;)(^^;)(^^;)
1000分代のダイヤルゲージで更に10000分代を目測してもらっています。。。(^_^;)

この時点で、いままで使っていたカムは、ご臨終です。。。。。<(_ _)>

なんの未練もなく、予備のカムを使用することにします〜〜〜!!!!(^_^)v

曲がり量の計測が終わったので、今度は、カムの最大リフト量をチェックしてもらいました。

ダイヤルゲージは、100分代に戻してもらいます。

データ蓄積のため実質の最大リフトを計測します。

、ある程度押した状態で、「0セット」してもらい、そこから、インテークのクリアランス0.475mmダイヤルゲージを上げます。

0.475mm上がった所で再度「0セット」します。
そこから、カムを回していきます。右回転。
旧インテークカム=9.60mm

旧エキゾーストカム=9.60mm

新インテークカム=9.62mm

新エキゾーストカム=9.65mm

こういう結果になりました。

カムプロフィールは、10.04mmですので実際の数値は、少ないことがわかりました。これが事実ですね!
10.04mmが、どういう時点での数値かは、わかりません。

旧カムは、最大リフトで、少しだけ摩耗してると言えるのか??

っていう程度の差ですね。言い切る程の変化ではないかも。

カム本体の曲がりに個体差が発生していますので、実リフトにも多少影響がでます。
これからが一番大事な計測です。

カム山にネジレが生じているかどうか????です。

一番精度の悪い、旧エキゾーストカムと

一番精度の良い、新エキゾーストカムを実測してみます。

カムの後ろに全円分度器を接着します。

エキゾーストのカムですので、1番のカム山がタイミングギア側から見て左に来る位置辺りを分度器0度に持ってきています。

測定箇所は、それぞれ、2点。
1番が最大リフトになる部分を0度でセットする。
もう一点は、1mmリフト時を0度にセットする。
1番カム〜4番カムは、それぞれ完璧に90度づつ加工してあるはず。1,3,4,2の順番で、右周りでカム山が来るようになっていますね!

ですから、1番の最大リフト時を0セットして、2番に移り、最大リフト点を出した時の分度器に設置している針の位置で読み取ります。順番にしてもいいですし。角度通り、1,3,4,2の順でも構いませんね。

これを全てのカムで読み取り、ネジレが生じていれば、遅れて出てくるはずです。
測定針を分度器の前に設置して、1番のカムの最大リフトで「0度セット」

4カ所測定が終わった後は、今度は、1番上死点位置(合マーク)から、ダイヤルゲージ針を0.525mm上げてやり、0セット。

そこからカムを回して、ダイヤルゲージの針が1mmリフトした地点を分度器側で「0セット」します。

これを4カ所のカム山で測定するのです。

説明の意味が分かってもらえましたでしょうか??(^^;)
0度、90度、270度、180度の位置に来ないといけないんですけど。。。。。

やっぱり、ネジレているよ〜〜〜〜。(>_<)(>_<)

角度は、赤い文字側で読みとるため、画像は、185度になります。

カムのネジレ測定
測定箇所 カムの種類 1番 2番 3番 4番
一番曲がり量が大きかった旧エキゾーストカムでの測定
最大リフト時の
カム角度
旧エキゾーストカム 0 度 91度 272度 183度
1mmリフト時の
カム角度
クリアランスは、
0.525とした場合
旧エキゾーストカム 0 度 92度 273度 185度
一番曲がり量が少なかった新エキゾーストカムでの測定
最大リフト時の
カム角度
新エキゾーストカム 0 度 90度 270.5度 181度
1mmリフト時の
カム角度
クリアランスは、
0.525とした場合
新エキゾーストカム 0 度 91度 272度 182度

数値を比較してみると、曲がり量の違いほどは、ネジレに対する数値の変化は
  見られなかった。(もっと、変化があることを期待していましたけど。。(^^;)195度とか。。。。(笑)

後は、また新インテークカムとエキゾーストカムを装着してみて、バルブリセスを確認してみないと
はっきりしたことは、言えませんね。角度で3度の差がリセスにどれだけ影響あるのか??

バルタイの中心角セットを同じ数値にすることは、無いかもしれませんけどね。。。(^^;)(^^;)

以前、カムのプロフィール測定をしていますが、最大リフト時のネジレは、ほとんど無いんですが
1mmリフトあたりからのカーブ曲線に誤差が出て、中心角計算に誤差が出たりするのも
このネジレが原因の一つになりますね。

アイドリング時のみ、1発死んでるような症状の時、キャブのバタフライのシャフトのネジレも原因として
挙げられますが、このカムのネジレを突きとめるには、ここまでやらないとわかりませんね。
これが原因で、バルブの開閉のタイミングがズレて、高回転では、問題ないけど、キャブのスロー
アジャストスクリューを全閉にしても、エンジンの症状が変化しない。などの時には疑える部分です。

ってことで。。。。もう一回、タペットクリアランス(シム調整)をやり直すことになるの?!!(>_<)

新カムのリフト量の違いぐらいでは、線間密着には、影響がでませんね!!(細か過ぎます〜〜)


ブロック内部が光ってますね〜。

腰下本組付け

さて、リセス確認もしました。カムも新しく予備のカムを使用することになりました。

これで、腰下は、本組付けできるようになりました。

まずは、クランクシャフト側を組み付け、それに合わせて、コンロッド側(クランクピン側)

そして、最終状態での、クリアランス測定を行ってから、トルク管理で締め付けます。

上記画像のように、綺麗に洗浄されたブロックに、メインジャーナルメタルを設置して

クランクシャフトを静かに置きます。すぐに、メインの3番にスラストワッシャーを回し入れます。

メタルのブロック側は、綺麗に脱脂。シャフト側は、GRP添加オイルを塗布します。

リセス確認用に、粘土を多めに設置する予定でしたので、ピストンリング側へ粘土が付着したり
するのを想定していました。よって全バラして、綺麗に洗浄して最終確認しながら
再度組み付けていきました。

まずは、クリアランス測定用に、本締め付けと同じように、スナグトルクから弾性域角度締め付け法で管理して、プラスチゲージにより測定します。

締め付けは、中心から外側へですね!

トルク管理は、メインベアリングキャップナットは、オイル塗布して4.7kgf・m〜5.0kgf・mですので、2キロ、3キロ、4.9kgf・mで締め付けた後で、クリアランスチェックしています。3kgf・mで締め付け後、角度を0セットして、4.9kgf・mでトルクが切れるまでを角度で読みとり、トルクレンチと角度の両方でチェックしながら最後は締め付けました。

実際に、トルクレンチの精度は正確であることもわかりました。
その後、均等に何度にも分けて緩めて、プラスチゲージの潰れ方を観察して、専用のゲージを当てて読みとります。

なるべくアップで撮影しました。
途中が潰れていないのは、メタルのオイルラインの為ですね!

クランクピン側(ビッグエンドベアリングキャップナット)といっしょにデータは下で公開します。

今回なぜ、シリンダーゲージとマイクロメータで測定しなかったかというと、マイクロメーターや、シリンダーゲージでは、点測定しかできないからです。初めのエンジン取り外しの時にシリンダーゲージで何度も測定したのですが、メタルは材質が柔いので、すり傷がいっぱい付くんですよね。なんせ、右端、真ん中、左端、90度ズラしで、一カ所で6回は測定します。するとメタルの表面がシリンダーゲージの測定子のバネで傷が付いたんです。ミクロンの測定をするのに、これだけ傷が付くことがずっと、頭に残っていました。
ですから、新品メタルの時は、プラスチゲージのみで測定しようと思いました。

プラスチゲージなら、潰れた幅に違いがあれば、アタリが強い部分と弱い部分も円周上のクリアランスで把握できますよね。

そう思って実施しました。あくまでも私の見解です。(^^;)

私は、潰れたプラスチゲージを外す時に苦労しないように、先にCRCを薄く塗っておきます。剥がす時は、爪じゃなく、割り箸の先端をマイナスドライバー状に削ったもので、剥がします。丁度いい、フリクションで傷を付けずに剥がすことができます。(^^)
1番から5番までクリアランス測定が終わったら、本締めします。

打刻番号が揃うように確認してください。排気側から見て読める方向です。3番キャップには、凸部分のスラストワッシャーが入ります。オイル溝は、クランク側です。

分解時の資料も参考にしてください。

キャップナットを締め付けたら、1番から4番までは、ナットをロックする、ロックナットを締めます。(黄色矢印)これは、トルク1.2kgf・mで管理します。

5番側は、ロックワッシャーが付きます。
最終の本締め付けの時点で、新品に交換しています。

5番キャップを締め付け後に、ゴム製のプラグを打ち込みことを忘れないようにしましょう。

キャップとブロック側の継ぎ目に円柱上のゴム製のプラグを打ち込みます。外側に薄くシール剤を塗布してプラスチックハンマーで打ち込みました。プラグの中心は、打ち込む時の空気の逃げ穴ですので、中心部分にシール剤を入れないようにしましょう。

5番のロックワッシャーは、トルク管理の後で、ドライバーなどでゆるみ止めのため、片側をナット側に折り曲げておきます。

クリアランス測定中や、中古のワッシャーは、折り曲げを繰り返すと亀裂破壊しますので、最終締め付け時には、絶対再利用しないように新品と交換しておきます。

この時点で、クランクを手で回してみます。
フリクションとしては、指一本で軽く回せる程度です。

クランク単体の時点で、片手で力を入れないと回らない程度では、再度クリアランス、メタル、トルク管理を点検したほうがいいです。
ライナーまで、分解して組み付けします。最後にもう一回ブロック内部から全部、ゴミ、キリクズ等が無いか確認して、トップリングや、ラビリンス効果の溝に入っている粘土もきれいに洗浄して、再度、きれいにオイルを塗布して、指さし点呼確認しながら組み付けています。

確認作業に妥協を許しません!!
再度、リングの合い口を全部ズラした位置で確認して、コンロッドの打刻番号は、もちろんのこと、すべて重量管理をしてるため、メタルなども洗浄後に間違えないように気を付けながら、脱脂と、オイル塗布を確認しながら、きちんと組み付けていきます。

床は、水を敷いて、作業上は、新聞紙でパーツ紛失とゴミの付着を予防し、ほこりが入らないように配慮しながら、確実に組み上げました。
ライナー側は、始動までオイルが回らないので、ピストン側面との接触傷を防ぐために、オイルを多く塗布しています。

オイルパン側を締め付け後には、もう、エンジンを裏返しにはしませんので、その時点でも、プラグ穴側からオイルを垂らしておきます。
ピストンをセットしたら、クランクピン側の接続のため、ビッグエンドベアリングキャップのクリアランスも測定します。

メインジャーナル側と同じような考えで、プラスチゲージで測定しています。

規定クリアランスになるためには、分解時の測定では、スタンダードでOKと判断しています。

メタル設定を個別には、出来ないので、そういう意味では、グレード選びのみとなり、後は規定値を超えないように、クランク側をアンダーサイズに研磨して、メタルをオーバーサイズにする等して対応していくしかありませんね。

データは、↓になります。

プラスチゲージで測定 規定値 1番 2番 3番 4番 5番
メインベアリング
クリアランス
0.026〜0.067 0.045 0.045 0.045 0.045 0.051
ビッグエンドベアリング
クリアランス
0.023〜0.058 0.032 0.040 0.038 0.032

すべて、規定値内に収まっている。ジュリアのクリアランスとしては、
丁度いいぐらいと思いませんか?日本車なら、広すぎですが、
レース仕様なら、これぐらいですよね!
クランク、ピストンセットを組み付けましたので、リア側を組み付けます。

まずは、リアのクランクシールから。

ゴミの付着など無いかを確認。。。

あるわけないです。(笑)
オイルラインもきれい過ぎます。(笑)自画自賛です。
リアクランクシールを入れる向きを確認します。

裏か、表かを間違えないように!!

フロントシール同様に、スプリングが付いてる方がエンジン内の方になるように挿入します!

当然、外周に液体ガスケットを薄く付着させて押し入れます。

クランクシールは、ガスケットを塗らなくてもいいようです。
プラスチックハンマーで、少しづつ均等に力を加えながら、ゆっくり確実に、少しづつ入れていきます。

奥まで入ったら、それ以上は、入りません。

フロントシールは、奥まで入れると貫通します。(笑)

挿入後も、クランクシールの外周の際に薄くガスケットを押し入れておきます。

余分な液体ガスケットは、拭き取ります。
続いて、リアのオイルカバーです。

私は、ワコーズの液体ガスケットを使用しています。シリコン系ですので、弾力があります。

使用オイルのモチュール及び添加剤のGRPとの相性も確認していますが、相性はいいようです。一部には、ガスケットを侵す添加剤などもあるようですね。

ガスケットには、両面に薄く液体ガスケットを塗ります。
止め付けるネジ穴部分にも液体ガスケットを入れています。
9カ所を均等に締め付けて、完了です。ボルトは新品です。

当然プレートは再利用しますので、綺麗に洗浄しています。

この時点で、入れ忘れのないように、バックプレート(スターターの取り付け穴が付いている金属プレート)も装着しておきます。

右上と左下のノックピンに引っかけるだけですね。

ベルハウジングとの締め付けは、分解時は、スタッドボルトが使用されているところがありましたが、後々の作業性を考えて、全てボルトナット式に変更しています。そのかわり、ナットのゆるみ止めとして、皿ワッシャーをすべてに使用しています。ボルトナットは、焼き入りを使用してます。

これについては、私の個人的主観です。

スタッドボルトを外したことにより、エンジンとミッションが近い位置からセットできるスペース的利点はありますが、ミッション結合時にスタッドボルトに通して挿入できないので、センターセットして入れにくいケースが出てきます。
本来は、オイルパンアッパー等を付けていく手順でしょうけど、私は、先にフライホイールを付けます。

そのためには、中心部の6穴(前期は、8穴)をトルク管理しないといけませんので、当然フライホイールの回り止めが入ります。

これは、私が寸法を当り、スケッチしてイメージを伝えて、内燃機屋さんにワンオフで作ってもらいました!

ベルハウジングのこの穴を利用します。上と下は、エンジンスタンドで利用しますので、この左の穴が一番都合いいんです。

ボルトを締める時は、この爪の向きです。緩める時は、ひっくり返して使います。材質は、45Cです。爪先は、粘りが出るように、あえて焼き入れをしていません。

フロントプーリーのボルトもこれを利用できますね!
フライホイールを設置して、ボルトの下に、ドーナツ状のワッシャーを付けることを忘れないように!!

私は、このワッシャも位置も決めて、ボルトも位置決めして、ダイナミックバランスを取っています。

ですので、その時と同じように、組み付けていきます。

あの時のクランクバランスがこのエンジンの中で再現されるわけですね〜〜。楽しみ!!

トルク管理して締め付けます。オイル塗布して11kgf・m〜13kgf・mです。私は、10キロ以上は、Nm単位のトルクレンチですので、12.8Nmでトルク管理しました。3Nm。8Nm。と3段階に分けて、締める順番は、1,3,5,2,4,6の順番で締めていきました。

日本車では、このボルトの内側にも液体ガスケットを付けて装着しないとオイル漏れしたりするケースがありますね。

2000GTVは貫通ボルトではありませんので、問題ありません。
前期は、ハーフリングに貫通しますので、塗っておいたほうがいいかもしれませんね。状況を観察して決めましょう!
フライホイールを先に組み付ける理由は、1番圧縮上死点をフライホイール側でも管理しておくためです。

バルタイ設定中に、フロント側が動いたりしても、リア側で確認できること。

クラッチカバー側は、エンジンが全部完成して車載する前に装着します。

純正の1番上死点Pを示すプレートと、全円分度器の0度を示す位置と、リアのフライホイール側の位置で、いつも3カ所でチェックしていました。

こうすることでミスを防ぎます。

ベアリングキャップナットや、ビッグエンドキャップナット、ヘッドボルトなどをトルク管理するときは、絶対、エンジンスタンドに固定することを勧めます!

そうしないと、エンジンが動いて規定トルクで管理できないと思います。特に1人で作業する場合は、推奨します。

ですから、スタンドの設置高さと同じ高さになる、テーブルが必要になりますね。
とりあえず、フロントカバー側のクランクのフロントシールを付けておきます。

先ほど言ったように、スプリングが付いてるほうが、エンジン内側です。

フロントシールの外周に薄く液体ガスケットを付けて打ち込みます。

私は、丁度よいソケットを当てて、プラスチックハンマーでゆっくりゆっくり均等に入れていきました。
フロントシールは貫通しますので、丁度いい位置で止めます。

状態をよく確認しておきます。

こちらも、装着後は、フロントシールの際に液体ガスケットを追加して上から擦り込んでおきます。

余分な液体ガスケットは、ふき取ります。

リアクランクシール同様に、液体ガスケットを付けなくてもいいです。

私は、付けましたけど。。(^^;)


腰下本組み付けと言いつつ、オイルポンプ類や、オイルパン等は、装着していませんね。

再度、新規カムを付けるので、バルブリセスの確認を行います。

もちろん、タペットクリアランスも再調整です。(^^;)

タイミングチェーンや、何かを落としたりするようなトラブルがあってはいけませんので

リセス確認が終わってから、腰下にフタをします。フロントカバーもその時点で

きちんと装着する予定です。

ですから、今の時点は、この程度で組み付け作業は止めておきました。


さて、二度手間ですが確認作業をもう一回します!!

もう、中心角が何度の時にどれぐらいのリセス。って言うのを把握していますので、

前回のように、多く粘土を付けることはしなくていいですね!

今度は、ピストンリング側に、はみ出ない程度で最低限の量ですので、

全バラする必要はありませんね!!その予定で、組み付けしてきました。

こういうことを、一つ一つやらないと、作業は先に進みません。

どうでも、いいなら。それまで。

妥協をしたら、それまでのエンジンです。
(フリクション優先のため、最大荷重統一を妥協しましたけど。。。(^^;)