ねじ棒工場

夏を好きにならないわけがないでしょう？確かに暑いですが、寒い季節よりは断然いいですし、夏を満喫するにはたくさんの時間が必要です。Engine Builderのチームは、レースイベントやショーへの参加、エンジンメーカーやショップへの訪問、そしていつものコンテンツ制作など、多忙な日々を送っていました。
タイミングカバーまたはタイミングケースに位置決めピンがない場合、あるいは位置決めピンの穴がピンにぴったり合わない場合は、古いダンパーの中央をやすりで削り、クランクの先端にスライドできるようにします。このダンパーを使ってボルトを締め、カバーを固定します。
プロのエンジンビルダー、整備士、メーカーの方、あるいはエンジン、レーシングカー、そして速い車を愛するカーマニアの方にも、Engine Builderはきっとご満足いただける内容です。弊社の印刷版雑誌では、エンジン業界とその様々な市場について知っておくべきあらゆる技術的な詳細情報を提供しています。また、ニュースレターでは、最新ニュースや製品情報、技術情報、業界関係者の情報をお届けします。ただし、これらはすべて定期購読でのみご利用いただけます。今すぐご購読いただくと、Engine Builders Magazineの月刊印刷版および／または電子版、さらに毎週配信されるEngine Builders Newsletter、Weekly Engine Newsletter、Weekly Diesel Newsletterがメールボックスに直接届きます。あっという間に、馬力に関するあらゆる情報が手に入ります！
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燃焼圧力が高い場合、シリンダーヘッドがシリンダーブロックの表面にしっかりと密着することが極めて重要であることは周知の事実です。そのため、確実にその役割を果たしてくれる信頼できるブランドのシリンダーヘッドを選ぶことも同様に重要です。
一日中稼働する作業用トラックであろうと、多目的な作業向けに設計されたトラックであろうと、あるいはその中間であろうと、すべてのトラックは新しいシリンダーヘッドボルトセットによって恩恵を受けることは間違いありません。
スタッドボルトなどのエンジン用ファスナーを購入する際、長年にわたりトップブランドとして君臨してきたのがARPです。ARPは50年以上の歴史を持ち、その功績として、要求の厳しい用途向けに高性能ファスナーの製造に尽力し続けています。しかし、近年この分野での競争は激化しており、市場シェアを争う企業の1つが、フロリダ州グローブランドに拠点を置くKT Performanceのブランド、Gator Fastenersです。
燃焼圧力が高い場合、シリンダーヘッドがシリンダーブロックの表面にしっかりと密着することが絶対に不可欠であることは周知の事実です。そのため、確実に機能する信頼できるヘッドウェアのブランドを選ぶことも同様に重要です。私たちは最近、ARP社にヘッドスタッド製品について、またオハイオ州カントンのZeigler Diesel Performance社にGatorファスナーについて話を聞き、各社のスタッド仕様と技術の最新情報、およびディーゼルエンジン愛好家にとっての類似点と相違点について話を聞きました。
一般的に、今日の純正ファスナーは、降伏強度で締め付けられる使い捨てタイプのファスナーです。つまり、時間が経つにつれてシリンダーヘッドがブロックから外れ、シリンダーヘッドガスケットが損傷する可能性が非常に高いということです。ARPやGator Fastenersなどのアフターマーケット製ボルトは、トルク降伏強度を持たないため、純正ボルトのように伸びることはありません。
「ディーゼルエンジンの性能に関して言えば、当社の製品は通常、工場出荷時の機器を20%上回ります」とARPのクリス・ラシュケ氏は語った。「それが私たちの焦点であり目標でした。また、再利用可能な製品も求めていました。私たちが話を聞いた多くの人々は、ARP2000と625釘を使用していたのです。」
ARPは、さまざまなガソリンエンジンおよびディーゼルエンジン用のヘッドボルトキットを提供しており、Gatorファスナーは主要なディーゼルエンジンプラットフォームにも対応しています。ただし、Gatorはガソリンエンジン向け製品としては販売されていないようですが、LSエンジン用のヘッドボルトオプションが用意されています。
ディーゼルエンジン用ゲーターボルトは、2001年式デュラマックスエンジンから、改良された2020年式L5Pエンジンまで対応しています。パワーストロークエンジンとカミンズエンジンは、1989年式ラムエンジンから1994年式パワーストロークエンジンまで、今年まで対応しています。
「ゲーターマウントは、私がこれまで見てきたものと比べて非常に優れているように見えます」と、Zeigler Diesel Performanceのジャスティン・ゼイグラー氏は語った。「他のメーカーのスタッドボルトの中には、非常に疑わしいものもありました。ARPは他社よりも長くゲーターマウントを使用しています。しかし、ゲーターファスナーは間違いなく良い選択肢だと思います。品質、価格、入手しやすさが気に入っています。」
22万psiを超える引張強度を持つゲーターファスナーは、純正ボルトのように伸びることはありません。最適な疲労強度を実現するため、熱処理後に転造ねじ山で製造されています。同心度を確保するためにセンタレス研削加工が施されており、各キットには熱処理済みのクロム鋼、平行研削された12ポイントナット、耐久性を高めるための黒色酸化皮膜処理を施したワッシャーが含まれています。
Gatorは新ブランドとして当然ながら高級製品を提供できるものの、ARPの最大の強みである「体験」という点が欠けている。
「当社では、トルクテンショナーを使用して工場出荷時のファスナーをチェックし、工場出荷時の取り付け方法を使用して工場出荷時のファスナーから得られる締め付け荷重をチェックしています」とラシュケ氏は説明します。「そこから当社の製品が構築されました。また、内部に試験室を備えた炉である熱試験治具も備えており、実際にエンジン作動温度まで加熱して、作動温度でのファスナーへの影響を確認できます。あらゆる用途向けのファスナーキットを作成する際には、これらの要素を考慮する必要があります。当社は必要な作業を行うための多くのツールを保有しています。」
従来、ファスナーには18万～20万psiの強度を持つ8740鋼が使用されていましたが、これは工場設備の交換には十分すぎるほどの強度でした。現在では、ARPなどのブランドが、より高い引張強度を持つARP2000、インコネル、またはカスタムエイジ625 PLUSといった選択肢を顧客に提供しています。
「8740材では、約20万psi（ロックウェル硬度で約38～42）の圧力までしか耐えられません。ここからが本番です」とラシュケ氏は語った。「それ以上の圧力をかけようとすると、ヘッドピンが摩耗してしまいます。材料は、本来の性能を発揮できる範囲で選ぶ必要があるのです。」
ARP 2000は220,000psiの圧力で非常に優れた性能を発揮し、ラシュケ氏によれば、より高い締め付け荷重でも良好な疲労特性と延性を維持していた。ARPは、そこから独自の経年変化材を提供している。
「Custom Ageの素晴らしい点の1つは、錆びないステンレス鋼素材であることです」とラシュケ氏は語った。「引張強度が非常に高い（260,000psi以上）ので、揺らしても問題ありません。また、ステンレス鋼ですが、ディーゼルエンジンの問題点は、熱、湿気、排気ガスが多いことです。それだけです。一般的な鋼製機器とは違います。腐食によって水素が発生し、水素脆化によってファスナーが損傷する可能性があります。スタッドを過熱して強度を高めると、腐食誘発腐食が発生します。水素脆化の問題が発生する可能性が2倍になります。」
もちろん、ニーズに最適なスパイクを選ぶ際には、材質だけでなくサイズも影響します。一般的に、ほとんどのカミンズエンジン搭載車には12mmのヘッドボルトを使用できます。しかし、非常に高性能な製品を求める場合は、14mm、9/16インチ、あるいは5/8インチのスタッドボルトを使用することもあります。
「ほとんどの場合、工場出荷時のカミンズエンジンのスタッドボルトはすべて12mmです」とジーグラー氏は語った。「レースの世界では、より高いトルクを得るために常に14mmまたは9/16インチを使用してきました。私のレーシングカーのヘッドボルトは250ft.lbsで締め付けられています。12mmのボルトは125ft.lbsです。保持力には大きな違いがありますが、用途も全く異なります。」
ラシュケ氏によると、カミンズ社の多くの従業員は、以前は十分な強度のあるスタッド材がなかったため、より大きなスタッド材を使用するようになったという。そして今、ARPのおかげでそれが可能になった。
「人々は依然としてブロック状の部品を使いたがりますが、私たちはより高品質な材料を提供しています」と彼は述べた。「私たちの解決策は通常、工場で使用するためのより高品質なファスナーを製造することです。何か変更が必要な場合は、当社の専門部門が全力で取り組みます。私たちは様々なディーゼル車に携わってきました。シェード、ヘイズリー、ワグラーなどのメーカーも同様のサービスを提供しています。」
大きいサイズの方が良さそうに思える場合もありますが、ラシュケは、ブロック、頭の形、そして大きなニキビを活かすために必要なことに基づいて警告を発しています。
「これらのブランクでは、9/16 や 5/8 を使用する人もいます」と彼は言いました。「最終的には、最大のスタッドを取り付けることができますが、シリンダー壁がそれを支えられなかったり、シリンダーヘッドガスケットのためのスペースがなかったりして、ブロックを台無しにしてしまいます。ヘッドは、より高いクランプに耐えるほど強くありません。重い負荷？単にもっと強いものを取り付けるのではなく、考えるべきことがたくさんあります。また、これに対処するための構造特性を備えたヘッドワッシャーも必要です。
「現在販売されている多層構造のガスケットの場合、レーシングカーよりも一般車両の方が耐久性の高い留め具が必要になります。なぜなら、レーシングカーは分解整備の頻度が高いのに対し、一般車両は何十万マイルも走行する必要があるからです。ヘッドレストを平らにしたり、伸縮させたりすることはできません。」
ゼイグラー氏はこれらの意見に対し、ほとんどの場合、特大のスタッドや頑丈な素材は必要ないと回答した。
「もしそれが、特に変わったところのないシンプルなアプリなら、そんなにお金をかける必要はない」とジーグラー氏は語った。「きちんと作業すれば、良質なボルトとワッシャー、そして適切な下地処理があれば問題ないはずだ。」
ほとんどのエンジン作業と同様に、正しく作業を完了すれば99%の成功率が得られます。ヘッドボルトの締め付けも同様です。今回は、Zeigler Diesel Performanceのジャスティン氏に、Gator FastenerがCummins 24バルブエンジンに12mmのヘッドボルトを取り付ける様子を見学してもらいました。
ジャスティンはすぐに、Gatorのパッケージとプレゼンテーションを称賛した。GatorとARPのスタッドは同じサイズの箱に入っており、必要なハードウェア、ブランドデカール、および取り付け説明書が含まれている。ARPのスタッドは通常、個別のプラスチックブッシングとナットとワッシャーがビニール袋に梱包されている。Gatorの留め具では、スタッドは美しいプラスチックケースに収められ、各スタッドにはネジ山を保護するためのプラスチックキャップが付いており、ワッシャーとナットは個別の袋に入っている。最も大きな違いの1つは、提供される潤滑剤である。ARPは小さなグリースパッケージを提供しているが、GatorはAMSOILの取り付けグリースが入った大きなチューブを提供している。
間柱を取り付ける前、そして各穴に蛇口を差し込んだ後は、後々のトラブルを避けるために、清掃を徹底することが非常に重要です。
「最も重要なのは清潔さを保つことです」とジーグラー氏は語った。「穴を開けたら、エアで穴を吹き飛ばし、ブレーキクリーナーで全体を拭き取って、パッドを表面に取り付ける前に、すべてが非常にきれいになっていることを確認する必要があります。」
Cummins Gator スタッドキットには、ヘッドの外側に 6 本の長いスタッドと内側に 20 本の短いスタッドの 26 本のスタッドが付属しています。各スタッドは、ヘッドとブロックに取り付ける前に、取り付けグリースで潤滑されています。ARP2000 スタッドと同様に、これらの 12mm アリゲーターは、125 ft-lbs. (40、80、125) に達するために 3 つのトルクシーケンスが必要です。一方、ARP 625 スタッドは 150 ft-lbs. (50、100、150) まで対応しています。どちらのブランドの説明書にも、スタッドを所定の位置にねじ込む方法が簡単に説明されています。
前述のとおり、ARPはすべてのマウントを設計しているため、80%の荷重でのみ取り付けることを推奨しています。膨張のためにさらにしっかりと固定したい場合は、20%の緩衝材を使用できます。GatorもARPも、スタッドを再利用できるかどうかは明記していません。Justinが実際に試してみて、何が再利用できるかを教えてくれます。
「数年前、私のトラクターには5種類の異なるエンジンに同じARP製のスタッドボルトが使われていました」と彼は言った。「それらを測ってみたところ、伸びたり変化したりした箇所はなかったので、ずっと使い続けていますが、問題は一度も起きていません。」
スタッドボルトの取り付けには、作業内容にもよりますが、4～6時間かかる場合があります。自社の機械工場がない場合、唯一できないことは、ヘッドを仕上げのために外部に送ることです。
総じて言えば、ヘアピンを作るのも設置するのも高度な数学は必要ありませんが、それでも正しく作業を行うことが重要です。間違った方法で行うと、悲惨な結果を招く可能性があるからです。
「重要なのは、実績のある組み合わせを選ぶことです」とラシュケ氏は助言する。「人々はインターネットでターボチャージャー、インジェクター、ヘッド、リングオブファイアなどを選び、それらをすべて組み合わせても、うまくいかないのです。彼らは自分のニーズに合った組み合わせを選ぶのではなく、4人か5人の異なる人のアイデアを鵜呑みにしているのです。何かを作る際には、常に全体像を把握する必要があります。」
「適切なワッシャー、適切なクランプ荷重、そしてヘッドワッシャーが必要です。極限の性能を求めると、ファイアリングなどの対策が必要になります。」
ゼイグラーによれば、スパイクそのものに関しては多くの人が間違いを犯すのではなく、むしろその準備段階で間違いを犯すのだという。
「特にこれらの積層鋼製ワッシャーを使用する場合は、デッキ表面を清潔に保つことが非常に重要です。表面仕上げが適切でなければなりません」とゼイグラー氏は述べた。「表面仕上げは常に一定であるべきです。」
今日では、ほぼすべてのエンジン部品において、購入者は様々な選択肢を得られるようになっています。しかし、エンジンハードウェアに関しては、品質、経験、そして製品力においてARPが明らかに選ばれるブランドである数少ない分野の一つと言えるでしょう。その優位性はまだ確固たるものではありませんが、Gator Fastenersのような企業が市場に参入しており、最近のサプライチェーンの問題も他社に有利に働いています。
「ARPの成功に影響を与えることができる人は誰もいない」とジーグラー氏は認める。「しかし、ゲーターファスナーズは価格設定が行き過ぎなければ成功できると思う。価格は適切だし、品質も申し分ない。ARP製品のようなものではなく、本当に良い選択肢になると思う。なぜなら、今は数ヶ月も待たなければならないからだ。」
ラシュケ氏は、多くのメーカーが需要に追いつくのに苦労しているため、ARPも課題に直面していることを認めた。同社は待ち時間を短縮し、生産量を増やすために取り組んでいると述べた。
「ARPの製品に勝るものを見つけるのは難しいが、Gator Fastenersも同等の選択肢のように思える。」