カテゴリー: 整備支援

過去、グラベルゾーンに落ち、首都高湾岸線でタイヤがバーストしたりして、その度にテンパータイヤを履く機会があった。原因はそれぞれ異なるが、個人的にはこうもテンパータイヤのお世話になるなんて、ある意味では運のいいことだと思っている。

いざというときには、自分の手でタイヤを入れ替えて、ダメになったタイヤを復旧させられるところまで走行を継続するシーンがあるかもしれない。そこで今回は、S15シルビアにテンパータイヤを試着してみて、どんな具合か確かめてみることになった。

タイヤの脱着は、普段からローテーションを自分でやっているだけに、手馴れたもの。あっという間に正規タイヤが外され、代わりにテンパータイヤが装着された。FR車なので、テンパータイヤは非駆動輪に装着、つまりフロント側に装着しなければならない。ぱっと見た印象では、ディッシュホイールみたいな感じ。しかも細いタイヤなので、低い走行抵抗を要する最高速チャレンジ車のフロントにも見えなくはない。

溝は深くはないし車重もあり、タイヤに余計な負担を与えないため、試走まではしなかった。十分な空気圧があることと、ヒビ割れ等のダメージがないことを確認して、正規タイヤに戻す。装着具合を確かめておけば、万一の際は手間取ることはないと思う。その万一とは、適正な空気圧維持とタイヤの状態確認、路面への注意を続けて、できるだけ避けておきたいところ。

130,000kmを超え、まだまだ頑張れそうな気配の中、クラッチペダルの踏み込みに違和感を覚えるようになった。クラッチペダルを動かしながらフロア下から覗いてみると、ギシギシと大きな異音まで発している。もともと前オーナーの使い方が荒く、そして現オーナーにとってしてみれば初の所有車となって、蓄積し続けてきたダメージがここにきて限界を迎えたらしい。このまま様子見状態を継続することもできなくなり、フライホイールを含めた、クラッチ周辺のオーバーホールを行うことになった。

車体から取り外され、検証のために一旦引き取ってきたクラッチ周辺の部品たち。クラッチディスクカバーはともかく、クラッチディスク本体及びフライホイールの形状が、普段イメージする形状と全く異なっている。

▲EK9シビックRの例。クラッチ周辺をイメージする形状といえばこれ。

なぜ、形状がここまで異なるのか。調べてみると理由はしっかりあった。それについては後述するとして、まずは部品の損傷状態からチェックを開始。

まずはクラッチディスクから。ミートしたときの衝撃を吸収するトーションスプリングの無いソリッドタイプで、衝撃吸収役はフライホイールが担っているため、クラッチディスクについてはこのようなシンプルな形状になった。フェーシングに刻まれているスリットは外周部分ではなくなっており、ミートする際は外周から接触し、内周に向かって圧力が広がっていったようだ。

整備書によれば、クラッチディスクの残量はフェーシングとリベットの段差で計測し、限度は0.3mm。残量は0.5mmほどで、ちょうどいいタイミングでの交換となった。これでもまだ滑りといった症状は出ておらず、限度を迎えてから異変が出るのかもしれない。

クラッチカバーのディスク接触面はそれなりに傷ついているが、バランスよく分散していることから、偏ることなく均一に接触していたようだ。凹みが感じられる大きな傷はなく、局所的な高熱で歪んでしまう熱変形も見当たらなかった。

ダイヤフラムスプリングの先端、レリーズベアリングと接する部分の摩耗はしっかり進んでいた。高さには不揃いはなく、正常に動作していたようだ。

そしていよいよ、見た目からしてゴツいフライホイールをチェック。これはデュアルマスフライホイールと呼ばれるもので、重量は12kgに達し、今回交換した部品の中では最も高価で10万円。クラッチディスクにトーションスプリングがない代わりに、クラッチミート時の衝撃をここで吸収できるよう、円周方向に僅かばかり動くようになっている。

重く高価なデュアルマスフライホイールを採用するに至った理由として、アイシン・エーアイ製6速ミッションが大きく関わっている。ミッションは、シルビアに比べれば軽量コンパクトなマツダ・ロードスター用に開発されたものをベースとしていることは有名で、キャパシティが小さくガラスのミッションとも言われている。しかも6速ともなれば内部のギヤが薄く共振しやすくなり、「ガラガラ…」といった歯打ち音や「ンガァアア…」といううなり音が出やすくなる。

わざわざ高価で重たいデュアルマスフライホイールを搭載した理由は、アイシン・エーアイ製6速ミッションの弱点を露呈させず、そして守るためだった。エンジンのフィーリングをあえて悪化させることで、ラフなクラッチ操作でもミッションへ伝わる力を緩衝させて壊さないように、そして薄く歯打ち音が出やすいギヤを黙らせている。同じミッションを使っているトヨタ・アルテッツァでも、やはりデュアルマスフライホイールを採用している。

▲12kgものデュアルマスフライホイールは、弱いミッションを守るだけでなく、SR20エンジン特有の、3,000rpm付近で起きるあのブルブルと揺するような振動を抑えることも関係している。このあたりはまた別の機会に。写真はパルサーGTI-R用SR20DETで、同じSR20DETを搭載するシルビアとはかなり異なる。

ファッション目的で軽量フライホイールを入れた結果、異音や振動を口にする人がいるが、もともとフライホイールは制振装置としての役割があり、エンジンやミッションにとって、最適な重量が設定されている。メーカーが熟慮して仕上げた回転部品を変えてしまえば、絶妙なバランスが成り立たなくなり、ドライバーは異音や振動を体感することになる。もっと言うと、異音や振動は車から異常を訴える悲鳴で、それを無視し続けるとどうなるかは、想像に難くないだろう。

→デュアルマスフライホイールの内部構造については、(シルビア用ではないが)製造メーカーの解説動画へ。

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クラッチ周辺一式だけでなく、クラッチマスターシリンダーとスレーブシリンダー、レリーズベアリング、レリーズフォーク、クランクシャフトシールを交換。入院期間は一週間に及び、出庫日前日の夜まで作業を行っていた。ここまで変えればさすがに費用は高額になるものの、不安要素はなくなり、当面は安心して走行できる。クラッチペダルの踏み込みに違和感が無くなり、当然異音も収まった。しかも作業前とは比べ物にならないほどの軽さで、脚への負担も少ない。かなり無理な状態で走り回っていたことに、改めて気付いたのだった。

久しぶりにフルサービスのガソリンスタンドで給油していたところ、どうも店員のヒューマンエラーで曲げられた(※1)らしく、開閉不可能な状態になってしまった。開かないと給油できなくなるので、強引にこじ開け、DIY(サボリン曰くDore Ittyo Yattemikkaの略)にて手曲げ修正。一応は、開閉できる状態まで戻すことができた。

ぱっと見た感じでは元には戻っているが、車体に写っている白線を基準にしてみると、曲がりだけでなく膨らみまで起きており、かなり歪んでいる。関節部へのダメージを考えると、これ以上の手曲げ修正は困難。

まず開閉不可能になり、そこから強引にこじ開けた結果、塗膜が大きく剥がれてしまった。整備工場曰く、新品のヒューエルリッドを入手し、ボディカラーとの色調を合わせて塗って交換となると、それなりの費用がかかるとのこと。

そこで中古品…となるわけで、運よく1,800円でゲット。車の性格上、ワイドボディに仕上げてヒューエルリッドまでワンオフで作るのか、外された純正品が中古市場に流れることがあるようだ。車体にはプラスねじ2本で固定されているだけなので、作業そのものは簡単。

上が交換するヒューエルリッド、下が歪んでしまったヒューエルリッド。曲がりが強くなってしまっており、これが車体に装着されると、一体感のあるデザインと相まって、歪んでいることがハッキリ見える。

チリ合わせを入念に行い、ベストな位置を探り当てたら固定ねじを締め込み、交換作業完了。交換前の写真と比較すると、白線がしっかり揃っていることが分かる。車体本体へダメージがなくて良かった。

※1 曲げられた
取り扱いミスの瞬間を見ていなかったので推測となるが、その前のセルフスタンドでの給油は異常が無かったことから、ほぼ間違いなくクロ。店員が給油ノズルを抜き差しする瞬間はミラー越しに監視し、何かあればその場でクレームを付けないとダメ。異変に気付いたのは、ガソリンスタンドから200km以上走って、休憩中の出来事だった。

エキマニの割れが判明してディーラーへ出向き、そのまま入院となってしまったS15シルビア。 結論から言うと、エキマニの割れ以外にも、タービンブローまで発覚。交換に次ぐ交換が重なることとなった。 部品の手配がうまくいかず、修理期間の見込みがなかなか立たないということがあったが、無事に復帰することができた。

ヒビと錆でボロボロになっていたエキマニの遮熱板は、新品交換。ここがキレイになると、エンジン本体の印象も大きく変わる。

遮熱板以外の交換された部品は、隙間からなんとか見てみるしかない。新品のエキマニの肌の色は、鋳鉄特有の銀色をしていた。

取り外された、割れている純正エキマニ。四番(右側)のパイプに割れが生じている。

エンジンブロック側からチェックすると、ヒビは最大で1mm近い隙間が生じていた。当初は上部だけのヒビだと思っていたら、下部(裏側/タービン側)まで回り込んでいたことが判明。パイプのヒビは30mmほど残してぐるりと入っており、まさに首の皮一枚でつながっていたようだ。

エキマニとタービンの連結部となる、各パイプの集合部分。SR20DETは直列4気筒なので、点火と排気の順序は1→3→4→2。このことから、集合部分での排気ガスが出てくる位置を見直してみると…。

こんな具合。番号はエンジンブロックの排気ポートの位置で、排気ガスの排出順序は1→3→4→2となる。排気ガスは仕切り板を境目にして交互に排出され、集合部での圧力干渉を極力避けるように設計されている。5ナンバーサイズのスリムボディにターボエンジンを縦置きで詰め込んでいるので、エンジンの排気ポートとタービンは非常に近い。限られたエンジンルームの中で等長エキマニにしようとすると、タービンに最も遠い1番パイプと最も近い4番パイプを同じ長さにしなければならない。こうなると、4番パイプは垂直に立ち上がり、∩形を描いて下に降りていくような(社外品に多い)デザインになってしまう。

SR20DET特有の低中回転域から発揮する、強力で爽快な加速力を得るには、タービンのハイレスポンスが不可欠だ。これを実現するためには、各排気ポートから出た排気ガスは最短距離でタービン本体に入り、いち早くタービンホイールを回す必要がある。ゲロゲロサウンドを発しながらも、あえて不等長エキマニにしていた理由が、ようやく分かった。

エキマニを実際に「割って」みた。パイプのほとんどが裂けていたおかげで、薄い鉄板を千切るような感覚で切り離すことができた。ヒビの断面にはカーボンがガッチリと固着しており、長い間割れたままになっていたと考えられる。切り離した4番パイプのみ、鋳鉄の勉強用に保管することになった。

エキマニ表面を覆う錆を磨いてみると、銀色の肌が出てきた。錆が防錆塗料の役割を果たし、エキマニ本体を守っている。ときどき、エキマニが錆びていることを心配する人がいるが、これは高熱での酸化によるものなので心配無用だ。

取り付けられた新品エキマニ。ターボエンジン特有の高い排気温度の影響からか、鋳鉄の銀色の肌が早くも錆び始めている。スタッドボルトやナットも新品を装着し、排気側のリフレッシュが完了した。純正エキマニは仕様変更されており、4番パイプ部分に排気温度計を装着できそうな枝が装備されている。

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当初はエキマニの割れだけかと思っていたところ、ディーラーから一本の電話が入った。「タービンの羽根がハウジングに接触することがあり、タービン本体も一緒に交換したほうがいい」なんとタービンブローが発覚。ここでタービンを交換せずに後回しにすると、完全に故障したときにエキマニの脱着工賃が再び発生してしまうことを意味する。費用は掛かってしまうが、工賃を抑えるためにタービンの換装を即了承するが、この時点での新品純正タービンの国内在庫はゼロ…。リビルドタービンも見つからず、メーカーに製造依頼となり、納期は一ヶ月弱。これがそのまま、ディーラーでの入院期間となってしまった。

さらに連絡が入り「新品タービンの納期が二ヶ月弱になりそうだが、よく探したところリビルドタービンが見つかった」という朗報がやってきた。迷うことなく、リビルドタービンをチョイスし、ようやく修理完了となった。ディーラーに入院してから、三週間が経過していた。

リビルド品への換装となるので、ブローしたタービンは業者に返送する。前オーナーがブーストアップを行っていたことで、極限状態で稼動し続けていた。本当にお疲れ様。

ブローバイガスの汚れが付着している、吸気側となるコンプレッサーホイール。ハウジングにはGARRETT、A/R60の表記も見える。

コンプレッサーホイールとハウジングが接触する様子。サービスマニュアルによると異音が疑われるが、特に発生していない。むしろ気になったのは、通常なら軽やかに回るはずのコンプレッサーホイールが、とても重たい回転になっていた点。これで疑われるのは「力不足、加速不良」とのこと。

純正状態でも高い回転数(100,000rpm以上)なのに、ブーストアップでより高回転化していた経歴を持つ。そこにオイルの劣化やタービンへの給油不良が起きると、軸の油膜切れで焼き付きが起きてしまい、タービンブローの原因となってしまう。前オーナーのオイル管理状況は分からないし、タービン本体の寿命も考えられるが、ブーストアップはそれなりのリスクがあるということ。

リビルドタービン本体は見えないが、美しい黒で塗装されたアクチュエータがリフレッシュしたことを静かにアピールしていた。

排気漏れの異音は無くなり、聞き慣れたSR20DETのゲロゲロサウンドだけが響く。明らかに加速力が良くなり、アクセルワークに対して車が機敏に反応するようになって、FR車ならではの軽快なドライビングが楽しめる。シルビアはピークパワーよりも、ドライビングプレジャーの追求のほうがピッタリと思った試運転となった。

S15シルビアのエキマニに取り付いている遮熱板を外そうとしたが、錆でガッチリと固着してボルトは回らなかった。しかも、なんとか緩めようと力を加えていったところ、ヌルッ…という嫌な感触が手に伝わり、ボルトの頭をなめてしまった。

これが遮熱板。写真上では4本のボルトが写っており、残り1本がコネクタのステーの下に隠れている。 頭をなめてしまったのが、一番左側のボルト。ちょうどオイルレベルゲージのすぐ横側に位置している。なめたボルトを外す戦いは、車だけでなく、あらゆる機械いじりをする人が挑む。というわけで、戦闘開始。

残念ながらグラインダーでボルトの頭を飛ばす、バーナーで炙るなどの直接破壊兵器は持っていない。そこで、和光ケミカル(WAKO’S)製の浸透潤滑剤、ラスペネという化学兵器を投入した。 強力な浸透力と潤滑性は、ホームセンターでおなじみ、KURE CRC 5-56とは比べ物にならない性能を誇る。ボルトに吹き付けて、しばらく放置…。再びボルトに吹き付けて、また放置…。これを午前中いっぱい繰り返し、ボルトに浸透させておく。

頭をなめたボルトを外すために、強力な支援兵器が用意された。ナットツイスターと呼ばれるソケットだ。ツイスト形状の切れ込みが、なめたボルトの頭を巻き込むようにして噛みこんで回す。ソケットが深くなるにつれて狭くなっていることから、ボルトの頭が差し込まれるだけ、強く噛み付くようになっている。

ラチェットに加える力を少しずつ強めていくと、ゴキッという感触と共に、ボルトが回り始めた。 錆で固着、頭がなめているという最悪の条件をラスペネとナットツイスターで克服し、ボルトとの戦いに見事勝利。(実際のところ、ボルトは折れてしまうだろうな…と半信半疑だった)

残る4本のボルトは順調に外れ、ヘッドカバーにつながる2本のブローバイホースを抜き、あとは知恵の輪感覚であれこれ…。ようやく、遮熱板を外すことができ、エキマニを見ることができた。メーカーは日立製で、この下にタービンが装着されている。なるほど、不等長エキマニのようだ。SRエンジンのゲロゲロドコドコサウンドは、この不等長エキマニが要因のよう…んっ…？

げ、エキマニがパックリと割れている。4番パイプの上部全体に渡ってヒビが入り、下部はかろうじてつながっている状態。社外品のステンレス製エキマニが割れることはよく聞くが、鋳造の純正エキマニが割れるとは。

割れた原因を探るために、現物を前にしてシミュレーションを行ってみた。
まずは前オーナーによる、パワーだけを優先したブーストアップが第一の原因で間違いなさそう。エンジンの回転による反動トルクは、パワーが増すだけ大きくなり、それが大きな振動というカタチで現れる。急激な操作を行うたびに、強烈に揺さぶられるエンジン。エキマニを介して吊り下げられたタービンや、フロントパイプも振動する。これらのパーツそれぞれが好き勝手に振動を繰り返し、そのストレスがエキマニの割れとなってしまった…。硬い金属に対する曲げや振動といったストレスは、最も弱いところに集中する。このS15シルビアのエキマニの場合、唯一独立している4番パイプにストレスが集中して割れてしまった…。こんなところだろうか。

エキマニの割れは表面的なものなのか、それとも完全に貫通してしまっているのか。答えは遮熱板の裏側を見れば、すぐに分かる。

黒いススを発見。貫通している割れだった。間違いなく重傷レベル。現オーナーはさっそく、交換を計画し始めた。タービンに接続する、オイルや冷却水のパイプも同時交換を視野に入れるようで、リフレッシュ修繕となるそうだ。どのように仕上がるのか、楽しみがまた一つ増えることになった。

YouTubeにS15シルビア排気漏れを追加

中古車として納車した時点では、エアクリーナーはA’PEXiのパワーインテークが装着されていた。オーナーは当初「(カッコいいから)このままでいい」と言っていたが、車の勉強を続けるうちに『燃調補正が必須』とされていることを知る。 当然、ECUはノーマルのまま。必須とされていることをやらないのは気味が悪いし、ECU側に安全マージンがあったとしても、長期的な影響は不明となってしまう。エレメント本体の寿命を迎えたことや、パワーや剥き出し型という見た目よりも、純正ならではの耐久性を優先するために、ノーマルに戻すことを決意。作業に取り掛かった。

剥き出しタイプのエレメントを装着し、純正シュノーケルが残されているという、S15シルビアではよく見るパターン。

エレメントをよく見ると、水滴の痕跡がある。雨天走行時は雨を巻き込んでいた(=水を吸っていた)らしい。

エアフロメーターからエレメントを取り外す。

外れたエレメント。お疲れ様。

残されたエアフロメーターは引き続き使う。Oリングは新品交換、フレームにエアフロメーターを固定していた汎用ステーも外す。

すっきりしたこの空間に、純正エアクリーナーのボックスを取り付ける。

新しいOリングと、集塵側のボックスを取り付け。

新品のエレメントを装着。さすがは純正、基本メンテナンスフリー。

エンジン側のボックスを取り付け。こちら側がエアフロメーターと接続される。

外していたシュノーケルを取り付ければ、完成となる。

作業前と比べると、部品が詰め込まれて密集度が上がった雰囲気となった。

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予想通り、吹け上がりの良さと、ブーストがかかってからのパワー感が失われる。ハーフスロットルでの巡航が難しくなったり、走行中でさらに加速する際はギアを落とさないとモタモタする加速になる等、気になる点が多いようだ。(ただし、このフィーリングはタービン交換以前のことなので、タービンがブローしている影響を考慮する必要がある。現在は一通り解消済み。)

このシルビアのエンジンは、4番シリンダーの燃焼状態があまり良くなかった。スパークプラグをチェックすると、4番シリンダーのみ白みを帯びたピンク色になっており、残る三本は正常な焼け具合だ。 純正エアクリーナーに戻したことで、全プラグの状態が同一となった。正しい量の吸気と正確な燃料噴射で、しっかりとした爆発に至ったようだ。