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BMW M52TUB/M54Bエンジンへ過給機の取付問題点を解決するために

BMW M52TUB/M54Bエンジンへ過給機の取付問題点を解決するために

自分の車にスーパーチャージャーを取付してから丸12年経過しています。

スーパーチャージャーを取付してから14万キロ近く走行しているのですが、知らぬ間にNAノーマル時よりもスーパーチャージャー取付した後の走行距離の方が長くなってますね。(笑)

ターボチャージャー、スーパーチャージャーなどの過給機の取付方法にもいろいろとあって、自分の物は、5段階のランクでわけるんだったら、3ぐらいでしょうか?

自分の車の場合ノーマルのECUによるエンジン制御は行っていませんので、ランクで言うともう一つ上の4ぐらいになるのかもしれませんがね。

現在の仕様は、エンジン本体には一切手を入れず、過給機の追加とインジェクターの交換という単純な仕様です。

単純と言ってもNAエンジンに過給機を取り付けるわけですから、もともとのエンジンの色々な意味での許容範囲内でどのぐらいの出力を上げるかが重要になってきます。

自分が調べた範囲ですが、後付けの過給機キットには大きくわけて2つあるようです。

1つはエンジンの出力を倍~まで上げる物、もう1つは低加給でエンジンには一切手を入れず低加給で30馬力程度のパワーアップするものです。

前者の場合、色々な意味でリスクがあるため、キットを取り付けただけでOKとうい訳にはいかないものがほとんどです。

後者のキットの場合、エンジンには一切手を入れず(インジェクターもノーマルのまま)最大でも0.3kg/cm2ぐらいの加給圧で、ノーマルエンジンよりもトルクアップをして乗りやすくするという物です。

 

これまで自分の車の世代のエンジンであるM52TUB、M54Bエンジンへ取り付けるターボチャージャー、スーパーチャージャーキットは色々と探して調べてきましたが、基本的には自分と同じランクで言うと3ぐらいの物が大半で、先の前者に含まれます。

どのぐらいのキット数が装備されているのかは知りませんが、世界中のnon-M E46、E39、Z3等に過給機を取り付けた人で、ランクで言う3以上の人はすべてM52TUB/M54Bの構造上の問題点によるアイドリング回転域が安定しない問題に悩まされていると思います。

悩んでいないのならば、過給機を付ける場合はアイドリングが安定しないという前提で取り付けしているんだと思います。

実は先日、海外のe46fanaticsのフォーラム内で自分の同様の問題点について相談している方にDMを送ったところ、フォーラム内部ではスーパーチャージャーを取り付けて良いダイノ結果を得られたと言っていたのですが、色々とやり取りをしてみると案の定、2000回転以下はエンジン回転数がラフだと返答がありました。

これは国内のフォースインダクション専門家に聞いた話ですが、どうも海外のスーパーチャージャーなどのキットメーカーは、パワーを出す事だけを重視しているので、アイドリングが不安定とかはあまり気にしないというのが大筋らしく、エンジンが動いて、エンストしなければOK的な感じだそうです。

 

M52TUB、M54Bエンジンの何が問題か?

結局、「M52TUB、M54Bエンジンへ過給機を取り付ける点で何が問題か?」と言うと

M52TUB/M54BIntakemanifold&Injector injection angle

上記にM52TUB、M54Bエンジンインテークマニホールドのインジェクター部分のポートの図を描いてみたのですが、上記のようにインジェクターのノズルに25°の噴射角度が付いており、非常に特殊なインジェクターを使用しているのため、他車の大容量インジェクターを流用することがほとんどできません。

M52tub/M54エンジンのインジェクター噴射角度の比較

通常のインジェクター(左)はインジェクターのノズルの真下に広がるように作られていますが、M52TUB・M54Bエンジンのインジェクターは右図のように斜めに噴射して、エンジンヘッドの吸気ポートめがけて噴射しています。

MS43のインジェクターノズル図

上記はSIMENC、MS43のアウトラインマニュアルに記載されていたインジェクターノズルに噴射角度が付いているという説明図です。

インジェクターの先端もインテークマニホールドの中に少し飛び出るようなロングノズル形状のインジェクターが使われているので、星の数程ある他車のインジェクターを流用しようにも限られた種類しか使用することができません。

ロングノズルと通常のノズルの比較

例えば上記の写真は海外で有名なESS社のスーパーチャージャーキットに付属しているインジェクター(左)とM54B30のインジェクター(右)の比較となります。

2つのインジェクターを比較すると上部の燃料レール側はほぼ同じ形状(インジェクターのハーネスも含め)ですが、ノズル側のOリングに合わせてインジェクターを固定するため、燃料レールにスペーサーを入れて下側のOリングで位置を合わせて取り付けています。

Oリング位置で比較するとわかりますが、噴射されたガソリンはインテークマニホールドのインジェクターポート内部から噴射され、100%インテークマニホールド内部(フロア)にすべて吹きかけられてしまうため、インテークマニホールドから吸気ポートへ液だれしたガソリンが流れ落ちるので、特に回転数が低いアイドリング回転域が不安定となってしまいます。

M52TUB・M54エンジンの物理的な形状の問題で、本来吸気バルブに向けて噴射される燃料がすべてインテークマニホールドに吹きかけられているので、サイズ的に取り付け可能で容量アップしたインジェクターを取り付けただけではダメで、エンジンを安定動作させるために使用するインジェクターはかなり重要となります。

ロングノズルのインジェクターで噴射角度付きは世の中に存在するのか?

「インテークマニホールドの構造に合わせたインジェクターが必要になる」っとわかってから3か月間、様々なメーカーのインジェクターを探してきました。

海外のnon-M E46にターボチャージャー、またはスーパーチャージャーを取り付けている人は、大きく分けて2種類の噴射角度無しのロングノズルインジェクターを取り付けていることがわかりましたが、それ以外のインジェクターで唯一BOSCH製のベントアングル(噴射角度)10°付きのロングノズルインジェクターを装備している方をe46fanaticsで見つけたので、状況を聞いてみたところインジェクターの向きを逆につけていました。(笑)

QVj0sjw.jpg

上記の写真は送ってもらった写真です。

燃料レールの形状からM54Bエンジンというのがわかりますね。

この取付位置では、本人が言っていた通り2000回転以下はラフになるし、このインジェクターを付ける意味はありませんね。

このインジェクターの型番はBOSCH製0280157000、453cc/min、ベントアングル10°が付いていますが、コネクター端子側に向かって斜めに噴射するので、上記ではインジェクターの向きが逆となります。

0280157000

自分も先日テストしましたが初期不良のため使用を断念しました。

上記の写真はインジェクタートップへクリップを付けるためにインジェクター上部に溝を切り込んだときの写真です。

e46fanaticsの方へインジェクター噴射向きが逆な事を伝えると、「向きを変えて取り付けたけど6番インジェクターの上部から燃料漏れした」との連絡があり、その後アイドリングが安定したのかどうかはまだわかっていません。

このBOSCH製のインジェクターは、噴射角度付きインジェクターとして唯一の望みだったのですが、状況はわからないままです。

「ロングノズルのインジェクターで噴射角度付きは世の中に存在するのか?」の結論としては、豊富ではありませんがロングノズルで噴射角度が付いていて理想的な噴射容量を持つインジェクターはいくつか存在するようです。

 

インテークマニホールドを入手して取付状態を確認することに…

このブログの中で度々紹介してきたインジェクターに関する話の総括として、中古のインテークマニホールドを入手して、インテークマニホールドの形状に合わせた位置に取り付けする計画が先日やっと開始しました。

インテークマニホールドへテストで仮組

上記は仮組の状態でインジェクターノズルがインテークマニホールドの内部でどのように配置されるかを確認しつつ、燃料レール、インジェクター取付ホールの形状の計測を行い、インジェクター周りを一新する予定です。

また、今回これまで話題にしてきた12ホールインジェクターを使用することにします。

ベントアングル(15°)付き、ロングノズル、360cc/min容量の12ホールインジェクターをやっと発見できたので、それを使用する予定です。

先日、インジェクター容量の計測時、12ホールインジェクターからのガソリン噴射状態を初めて見てきましたが、本当に細かくガソリンが噴射され、燃費重心の国産車に多用されるの理由がよくわかりました。

目視しただけでもノーマルのインジェクターやこれまで装備したインジェクターとはガソリンの気化の状態が全くことなります。

ガソリンの気化状態がこれまでと極端に変わることで混合気の状態が良くなり、さらにベントアングルが付いて吸気ポートに向かってほぼガソリンが噴射されるようになれば、確実に低い回転域での回転の安定、トルクアップが望めるようになるかと思います。

以上、「BMW M52TUB/M54Bエンジンへ過給機の取付問題点を解決するために」でした。

 


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