JPH08178802A - ファイヤリング法による動弁系摩耗試験装置 - Google Patents

ファイヤリング法による動弁系摩耗試験装置

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JPH08178802A
JPH08178802A JP6334871A JP33487194A JPH08178802A JP H08178802 A JPH08178802 A JP H08178802A JP 6334871 A JP6334871 A JP 6334871A JP 33487194 A JP33487194 A JP 33487194A JP H08178802 A JPH08178802 A JP H08178802A
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JP
Japan
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valve
retainer
engine
genuine
wear test
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JP6334871A
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English (en)
Inventor
Yoshiya Norimoto
令也 則元
Atsumasa Matsumoto
篤正 松本
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Showa Shell Sekiyu KK
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Showa Shell Sekiyu KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、ファイヤリング法による動
弁系摩耗試験装置において、苛酷度を一定の目標値に再
現性よく設定できるようにする点にある。 【構成】 ファイヤリング法による動弁系摩耗試験装置
において、エンジン内のバルブスプリングリテーナとし
て種々の重量のものを複数用意し、これを取替自在とし
たことを特徴とするファイヤリング法による動弁系摩耗
試験装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、ファイヤリング法における動弁
系摩耗試験装置に関する。
【0002】
【従来技術】エンジン動弁系摩耗試験装置としては、エ
ンジンの動力それ自体を使用して動弁系を駆動するタイ
プと、エンジンの動力は使用しないで別途電動モーター
を取付けてこのモーターにより動弁系を駆動するタイプ
とが存在する。前者のタイプのものをファイヤリング動
弁系摩耗試験装置と言っている。このファイヤリング動
弁系摩耗試験では、モータリング動弁系摩耗試験では得
られない燃焼に起因した摩耗への影響を、観察評価でき
る利点がある。自動車技術会の規格JASO M 32
8−83では、ファイヤリング動弁系摩耗試験の試験エ
ンジンとして日産L18が規定されていたが、産業界で
は同系L16も同一目的のために実際使用されている。
このファイヤリング試験における試験条件の1例は表1
に示すとおりである。
【表1】 備考 1.燃料の性状は、JIS K 2202(自動車ガソリン)2号 相当品であること。 2.オイルパン油温は、オイルレベルゲージの先端で測定する。 しかしながら、この試験条件のみでは、目的とする苛酷
度に至らない場合あるいはエンジンバルブ毎に苛酷度が
一定範囲以上のバラツキがあり試験方法として不適切な
場合が多々存在することが判った。
【0003】
【目的】本発明の目的は、ファイヤリング法による動弁
系摩耗試験装置において、苛酷度を一定の目標値に再現
性よく設定できるようにする点にある。
【0004】
【構成】本発明の第一は、ファイヤリング法による動弁
系摩耗試験装置において、エンジン内のバルブスプリン
グリテーナとして種々の重量のものを複数用意し、これ
を取替自在としたことを特徴とするファイヤリング法に
よる動弁系摩耗試験装置に関する。本発明の第二は、前
記ファイヤリング法による動弁系摩耗試験装置におい
て、さらに、エンジン内のバルブスプリングリテーナと
して種々のコッタ穴径のものを複数用意し、これも併せ
て取替自在とした請求項1記載のファイヤリング法によ
る動弁系摩耗試験装置に関する。本発明においては、苛
酷度を正確に目標値に調整し、データの再現性を一層向
上させるため、エンジンオイルの温度を一定に保つこと
のできる油温制御手段を付設することができる。前記油
温制御方式としては、エンジンのオイルパンからパイプ
により油をとり出し、熱交換器を通して油をオイルパン
に返送する方式であることが好ましい。
【0005】前記バルブスプリングリテーナは、例えば
純正品の標準重量、これに+3.5g、+7.0g、+
10.0g、+15.0g、+20.0g、−5.0
g、−8.5g、−12.0gといったように種々の重
量のものを用意する。そして、ロッカーアームパッドの
スカッフィングの程度に応じて適当な重量のバルブスプ
リングリテーナに取替える。エンジンが異なればバルブ
スプリングリテーナの重量を変えなければ同一の苛酷度
にならないケースが発生するのは理解できなくもない
が、1つのエンジンにおいても、各気筒毎にすべて同一
の苛酷度になるわけではないので、各気筒毎にバルブス
プリングリテーナの重量により苛酷度を調整することが
できる。エンジン毎には勿論のことではあるが、各気筒
毎に苛酷度が自由に調節できるのが本第一発明の最大の
特色であり、メリットである。そして、不思議なことに
前記バルブスプリングリテーナの重量を大きくすればす
るほど苛酷度は高くなり、小さくするほど苛酷度は低く
なるのである。前記動弁系内のバルブスプリングリテー
ナのコッタ穴径は、純正部品の穴の壁面に平行に穴の大
きさを種々の大きさに変化させたものを用意する。通常
穴径を0.1mmずつ変化させたものを5〜10種類用
意すれば充分である。そして、ロッカーアームパッドの
スカッフィングの程度に応じて適当なコッタ穴径のリテ
ーナに取り替える。エンジンが異なればリテーナのコッ
タ穴径を変えなければ同一の苛酷度にならないケースが
発生するのは考えられなくもないが、1つのエンジンに
おいても、各気筒毎にすべて同一の苛酷度になるわけで
はないので、各気筒毎にリテーナのコッタ穴径を変える
ことにより苛酷度を調整することができる。エンジン毎
には勿論のことではあるが、各気筒毎に苛酷度が自由に
調節できるのが本第二発明の最大のメリットである。そ
して、不思議なことに前記リテーナはそのコッタ穴径を
大きくすればするほど苛酷度は強くなり、その穴径を小
さくするほど苛酷度は小さくなるのである。一般的にエ
ンジン動弁系の固有振動数は、次式により求める。
【数1】 ただし、fo:動弁系固有振動数 Hz Ko:動弁系等価剛性 kgf/mm me:動弁系等価質量 kgf エンジンの動弁機構を評価する際に、エンジン高速化へ
の対応能力や耐スカッフィング性能は、重要な尺度の一
つである。これらの性能をはばむ原因の一つに、動弁系
の異常運動がある。これは、例えばエンジン回転速度の
上昇に伴って、カムの弁揚程曲線の高次ハーモニックス
成分が動弁系固有振動数に近づき重なった時に、固有振
動を引起し、さらにこれがジャンピングやバウンシング
をはじめ異常運動を起こす現象である。本発明者等は、
試験装置の苛酷度について種々検討した結果、駆動系に
より引き起されるねじれ振動数と動弁系固有振動数の間
の関係が重要であることを解明し、本発明を完成するに
至った。バルブスプリングリテーナなどの重量を変化さ
せると、上記数1式のmeが変化して動弁系固有振動数
が変化する。すなわち、ウエイトを付加してmeが大き
くなると動弁系固有振動数が低くなって、動弁系の異常
運動が起こりやすくなり、スカッフィング摩耗等に対
し、苛酷度が大きくなることが分った。さらに、バルブ
スプリングリテーナのコッタ穴径を変化させても、前記
数1式のKoが変化して動弁系固有振動数が変化する。
すなわちコッタ穴径を大きくしKoが小さくなると、動
弁系固有振動数が低くなり、動弁系の異常運動が起こり
やすく、スカッフィング摩耗等に対し、苛酷度が大きく
なることが分った。
【0006】動弁系摩耗試験におけるエンジンオイルの
温度制御は、従来からの試験装置においても一応存在し
ており、その方式としては、(1)オイルパン周囲に配
置された多数の穴を有するパイプより冷却用の水をスプ
レーする方式、(2)オイルフィルタとオイルフィルタ
取付台座の間にオイルクーラーを付設する方式、が存在
しており、一応本発明においても使用することができる
が、これらの方式では表2に示すとおり温度分布にみだ
れがあり、まだ油温制御は不完全である。したがって、
本発明においては前述のような熱交換器方式が好まし
い。また、温度制御にあたってはオンオフパルス形PI
D(Proportional/Integral/D
ifferential)制御であることが好ましい。
従来から広く使用されているサーモスタットによるオン
オフ制御は、温度が安定するまでの間温度の上下のブレ
が大きすぎるのであまり勧められない。
【0007】
【表2】
【0008】バルブスプリングリテーナは、種々の重量
のものを用意する必要がある。以下にその例を述べるが
重量の変更方法は任意であり、以下の記述に限定するも
のではない。一般的にその製作方法は、もし通常ガソリ
ンエンジンによく使われている焼結合金を使うなら、図
2のように基本構造部以外の増加・減少により重量の調
整を行うことができる。図2の(a)は、従来から使用
されている普通のリテーナをその裏側より見た斜視図で
あり、(b)は(a)の基本構造に関係のない部分を大
きくすることによりリテーナの重量を増加させた例を示
す斜視図である。また現場で簡便に行う方法として、図
3のように鋼リング(例えば平座金)を現在使用してい
るリテーナに、溶接または銀ろう接合をする方法などを
使用することができる。図3の(a)は、従来から使用
されている普通のリテーナをその表側より見た斜視図で
あり、(b)は(a)の基本構造に関係のない部分に平
座金を接合することによりリテーナの重量を増加させた
例を示す斜視図である。さらに重量の減少したものを用
意するには、機械強度が高く密度の小さな材料、例えば
セラミックスを使って、純正リテーナと同一形状のもの
を製作し、図3のように鋼リング(例えば平座金)を銀
ろう接合するなどの方法を採用することができる。通常
バルブスプリングリテーナは、例えば標準重量の純正部
品以外に+3.5g、+7.0g、+10.0g、+1
5.0g、+20.0g、−5.0g、−8.5g、−
12.0gといったように種々の重量のものを準備して
おくことが好ましい。
【0009】
【実施例】
(1)使用器具(図1参照・図中の実線矢印は冷却水の
流れを示す)
【表3】 エンジン 型式 日産L18またはL16 総排気量 cm3 1770または1595 サイクル数 4 気筒数 4 弁配置 OHC 最大トルク kgfm/rpm 15.0/3600または 13.5/4000
【0010】(2)調整用準備部品 重量を変化させたバルブスプリングリテーナ 純正品、+3.5g、+7.0g、+10.0g、+1
5.0g、+20.0g、−5.0gのものを用意 コッタ穴径を変化させたバルブスプリングリテーナ 純正品、0.1mm拡大、0.2mm拡大、0.3mm
拡大したものを用意
【0011】(3)エンジンオイル 昭和
シェル石油(株)標準油NXP230(以下、REO3
として表示) エンジンオイルの性状
【表4】試 験 項 目 REO3 比重 15/4℃ 0.8658 引火点(COC)℃ 232 動粘度 mm2/S @ 40℃ 61.95 @100℃ 10.60 粘度指数 162 流動点 ℃ −35.0 全酸価 mgKOH/g 3.20 全塩基価(塩酸法)mg KOH/g 5.57 硫酸灰分 %wt 0.6 りん分 %wt 0.058 亜鉛分 %wt 0.066 カルシウム分 %wt 0.024
【0012】(4)苛酷度の調整目標
【表5】 評 価 項 目 REO3 ロッカーアームパッド評点(M.R.) 8.3±0.05
【0013】(5.1)苛酷度調整結果 (1.6リットル直列4気筒OHCエンジン、熱交換器
方式による油温制御)
【表6】 (1) (2) REOREO3 リテーナ重量の変更 No.1 純正リテーナ +7.0gに変更 2 純正リテーナ 純正リテーナ 3 純正リテーナ +7.0gに変更 4 純正リテーナ +10.0gに変更 5 純正リテーナ +7.0gに変更 6 純正リテーナ +10.0gに変更 7 純正リテーナ +7.0gに変更 8 純正リテーナ +7.0gに変更 エンジン振動 横 方 向 変位 mmp−p 0.11 0.12 加速度 g 0.26 0.26 縦 方 向 変位 mmp−p 0.18 0.20 加速度 g 0.28 0.30 (1) (2) REOREO3 動弁系摩耗損傷 ロッカーアームパッドM.R.平均値 8.4 8.3 〃 平均摩耗量 mg 4.7 5.4 カムノーズ M.R.平均値 8.4 8.3 〃 平均摩耗量 μm 6.9 7.9 ロッカーアームパッドM.R. No.1 8.4 8.3 2 8.3 8.3 3 8.4 8.3 4 8.5 8.3 5 8.4 8.3 6 8.5 8.3 7 8.4 8.3 8 8.4 8.3 注 ロッカーアームパッドまたはカムノーズM.R.
は、ロッカーアームパッドまたはカムノーズ評点であっ
て、スカッフィングが発生する可能性のある面の全面積
に、どのような形態のスカッフィングがどの程度発生し
たかを示す数値であり、このM.R.の合計を平均して
平均値を求めた。なおM.R.評価法の詳細はJASO
M 328−83に記載されている。
【0014】(5.2)苛酷度調整結果 (1.6リットル直列4気筒OHCエンジン、熱交換器
方式による油温制御)
【表7】 (1) (2) REOREO3 リテーナコッタ穴径の変更 No.1 純正リテーナ コッタ穴径を 0.2mm拡大 2 純正リテーナ 純正リテーナ 3 純正リテーナ コッタ穴径を 0.2mm拡大 4 純正リテーナ コッタ穴径を 0.3mm拡大 5 純正リテーナ コッタ穴径を 0.2mm拡大 6 純正リテーナ コッタ穴径を 0.3mm拡大 7 純正リテーナ コッタ穴径を 0.2mm拡大 8 純正リテーナ コッタ穴径を 0.2mm拡大 エンジン振動 横 方 向 変位 mmp−p 0.11 0.11 加速度 g 0.26 0.27 縦 方 向 変位 mmp−p 0.18 0.19 加速度 g 0.28 0.31 (1) (2) REOREO3 動弁系摩耗損傷 ロッカーアームパッドM.R.平均値 8.4 8.3 〃 平均摩耗量 mg 4.7 5.7 カムノーズ M.R.平均値 8.4 8.3 〃 平均摩耗量 μm 6.9 7.9 ロッカーアームパッドM.R. No.1 8.4 8.3 2 8.3 8.3 3 8.4 8.3 4 8.5 8.3 5 8.4 8.3 6 8.5 8.2 7 8.4 8.3 8 8.4 8.4
【0015】(5.3)苛酷度調整結果 (1.6リットル直列4気筒OHCエンジン、熱交換器
方式による油温制御)
【表8】 (1) (2) REOREO3 リテーナコッタ穴径 および重量の変更 No.1 純正リテーナ コッタ穴径を 0.2mm拡大 2 純正リテーナ 純正リテーナ 3 純正リテーナ コッタ穴径を 0.2mm拡大 4 純正リテーナ コッタ穴径を 0.3mm拡大 5 純正リテーナ コッタ穴径を 0.2mm拡大 6 純正リテーナ コッタ穴径を0.2 mm拡大、さらに重量 を純正品より+7.0 gに変更 7 純正リテーナ コッタ穴径を 0.2mm拡大 8 純正リテーナ コッタ穴径を0.2 mm拡大、さらに重量 を純正品より+3.5 gに変更 (1) (2) REOREO3 エンジン振動 横 方 向 変位 mmp−p 0.11 0.11 加速度 g 0.26 0.28 縦 方 向 変位 mmp−p 0.18 0.19 加速度 g 0.28 0.33 動弁系摩耗損傷 ロッカーアームパッドM.R.平均値 8.4 8.3 〃 平均摩耗量 mg 4.7 5.6 カムノーズ M.R.平均値 8.4 8.3 〃 平均摩耗量 μm 6.9 8.2 ロッカーアームパッドM.R. No.1 8.4 8.3 2 8.3 8.3 3 8.4 8.3 4 8.5 8.3 5 8.4 8.3 6 8.5 8.3 7 8.4 8.3 8 8.4 8.3
【0016】
【効果】本発明により、ファイヤリング法による動弁系
摩耗試験における苛酷度の設定が容易かつ正確にできる
ようになったので、試験におけるデータのバラツキが大
幅に減少した。また、本発明によれば1つのエンジンに
おいて各バルブ毎に苛酷度が調整できる点も大きなメリ
ットである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の具体例を示すモデル図である。
【図2】(a)は従来から使用されている普通のリテー
ナを裏側から見た斜視図であり、(b)は、(a)の基
本構造に関係のない部分を大きくすることにより重量を
大きくしたリテーナの裏側から見た斜視図である。
【図3】(a)は従来から使用されている普通のリテー
ナの表側から見た斜視図であり、(b)は(a)の基本
構造に関係のない部分に平座金を接合することにより重
量を大きくしたリテーナの表側から見た斜視図である。
【符号の説明】
1 エンジン(この上部に動弁系が存在) 2 水温制御熱交換器 3 外部冷却水系統 4 加圧キャップ 5 ベント 6 ウォータポンプ 7 振動計 8 油温制御装置 9 オイルポンプ 10 油温制御熱交換器 11 加速度計 12 スロットルアクチュエータ 13 排気ガス分析装置 14 制御記録計

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ファイヤリング法による動弁系摩耗試験
    装置において、エンジン内のバルブスプリングリテーナ
    として種々の重量のものを複数用意し、これを取替自在
    としたことを特徴とするファイヤリング法による動弁系
    摩耗試験装置。
  2. 【請求項2】 さらに、エンジン内のバルブスプリング
    リテーナとして種々のコッタ穴径のものを複数用意し、
    これも併せて取替自在とした請求項1記載のファイヤリ
    ング法による動弁系摩耗試験装置。
  3. 【請求項3】 エンジン内の油温を一定に保持するため
    の温度制御手段を付設した請求項1または2記載のファ
    イヤリング法による動弁系摩耗試験装置。
  4. 【請求項4】 前記温度制御手段が、オイルパンからパ
    イプにより油をとり出し、熱交換器を通して、オイルパ
    ンに返送する回路を循環させることにより所定温度に修
    正するものである請求項3記載のファイヤリング法によ
    る動弁系摩耗試験装置。
JP6334871A 1994-12-20 1994-12-20 ファイヤリング法による動弁系摩耗試験装置 Pending JPH08178802A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003503161A (ja) * 1999-07-06 2003-01-28 ハース メディヅィンテクニク ゲーエムベーハー 透析液用の酸性濃縮物の成分を入れた容器と、透析液を生成する装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003503161A (ja) * 1999-07-06 2003-01-28 ハース メディヅィンテクニク ゲーエムベーハー 透析液用の酸性濃縮物の成分を入れた容器と、透析液を生成する装置

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