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事例:145

プラグホールに堆積した砂利と強固に固着したプラグの取り外しについて


【整備車両】

 GSX400R (GK71B) GSX-R 2型  年式1985年  参考走行距離:不明


【不具合の状態】

 スパークプラグが著しく固着していて取り外しが極めて困難な状態でした.


【点検結果】

 この車両はお客様のご依頼によりメガスピードにて定期点検を実施したものです.

プラグキャップを取り外してスパークプラグを確認したところ,

すべてのプラグ座面付近に砂利や枯葉等が堆積しているのが確認できました.




図1.1 枯葉と砂利の堆積している3番及び4番シリンダスパークプラグ

 図1.1は3番及び4番シリンダのスパークプラグの様子です.

すべてのプラグ座面に砂利が堆積していましたが,特に3番はそれ以外に虫や枯葉が積もっていました.



図1.2 砂利が噛み込んでいる1番シリンダスパークプラグ座面付近

 図1.2は1番シリンダのスパークプラグ座面付近の様子です.

目視できる範囲で砂利が複数噛み込んでいるのが確認できました.

このままではプラグを取り外した時にエンジン内部に砂利が落下してバルブとシートのすき間に挟まり,

著しいエンジンの圧縮低下を引き起こす原因になります
※1

したがって,まず表面付近に見える砂利やゴミ等を除去しました.



図1.3 1番シリンダのプラグねじ溝に噛み込んでいる砂利

 図1.3は砂利等を除去しながらプラグを3回転程度回した様子です.

表面だけでなく,上からは目視できない境界にあった砂利が,プラグを回転させることにより脱落してねじ溝に挟まった為,

それらを取り除きながら慎重にプラグを取り外しました.



図1.4 適切にプラグを取り外したプラグホール

 図1.4はエンジン内部に異物を脱落させることなく適切にプラグが取り除かれたプラグホールの様子です.

完全に周囲の異物を取り除くことにより,次にプラグを取り付ける際に座面に挟み込む心配をなくし,

またエンジン内部に脱落させる危険性も除去しました.



図1.5 固着した2番シリンダスパークプラグの取り外し

 図1.5は2番シリンダのプラグを取り外す際に,初期トルクに異常な手応えを感じたことからプラグが固着していると判断し,

かかるトルクと破損の危険性との釣り合いを見計らいながらプラグを取り外している様子です.

最大トルクは約22N-mと,正規の締め付けの2倍の数値になっていました.



図1.6 強固に固着している3番シリンダスパークプラグの取り外し

 図1.6は2番シリンダと同様に異常な手応えを感じたことからプラグが固着していると判断し,

検査用トルクレンチを使用して現在の数値を見ながら抜き取っている様子です.

3番シリンダが一番強烈に固着しており,最大トルクは約40N-mと,正規の4倍程度のトルクが必要でした.


 2番シリンダはギリギリにしても,4番シリンダは完全にプラグあるいはシリンダヘッドが破損するレベルのトルク
※2 です.

締め付けにおけるオーバートルクの概算数値すなわちどれくらいでプラグやヘッドが破損するかについては,

私自身すでに実験や経験,検証等により知識や手応えあるいは抽象化した技術として肉体化していた為,

今回の事例におけるプラグの固着はオーバートルクによる締め付けではなく,

環境が固着させたものであると判断することができますが,

手応えや検査用トルクレンチの表示とのにらみ合いにおいて,

どの段階までトルクをかけるかは,その一切が整備技術者の判断に委ねられ,

このレベルでの固着に対する取り外しは非常に技術を要し,

判断を誤れば瞬時にしてエンジン破損に至る難しい作業であるといえます.


 それではどのくらいのトルクでプラグあるいはシリンダヘッドが破損するのか,今回改めて実験検証を行った
※2 ので,

あわせてご覧下さい.



図1.7 強固に固着していたスパークプラグ

 図1.7は強固に固着していたスパークプラグの様子です.

左から1番シリンダ,2番,3番,4番となり,特に2番と4番が強固に固着していました.

プラグの焼け具合に関しては,距離等から算出しても妥当であるといえますが,

2輪用のプラグの交換推奨走行距離が約3,000~5,000kmとメーカーで指定していることと比較すれば,

すでに4,5倍は過走行であるといえ,今回の定期点検においてはその燃焼状態の確認だけでなく,

新品に交換する為にも,正確な取り外しが求められました.



【整備内容】

 メーカーの交換推奨走行距離をすでに大幅に超過していた為,

4気筒すべて新品に交換すると同時にプラグキャップ等の点検も実施しました.



図2.1 規定トルクにて正確に取り付けられた1番及び2番シリンダのスパークプラグ

 図2.1は規定トルクで確実に正確に取り付けられた1番及び2番シリンダのスパークプラグの様子です.

ねじ溝を破損させることなく取り外したため,再び正確にプラグを取り付けることができました.

またキャップ等は問題ないと判断し,再使用しました.



図2.2 完全に燃焼しているスパークプラグ

 図2.2は各部を点検整備し,新品のスパークプラグを取り付けて約30km程走行してから取り外したプラグの様子です.

すべての気筒で完全に燃焼しており,碍子部も不純物等の付着はなく,焼け切れている状態でした.

CR8HSAは8番までしか番手がない為,9番にするにはイリジウムを選択する必要がありますが,

現在の焼け具合から番手をひとつ上げても状態はほとんど変わらない可能性が高いと過去の検証結果から判断し,

標準プラグのCR8HSAを使用することにしました.



考察】

 スパークプラグはエンジンの中でも最も重要な部品であるだけでなく,

脱着回数や取り付け位置,材質その他を含めた要素から,

その相方であるシリンダヘッドは実際には破損し易いといってもおかしくはありません.

確かにアルミニウム合金という比較的柔らかいシリンダヘッドのねじ溝を破損させるのを恐れるあまり,

締め付け不良になっている車両
※3 や,

メーカーの旗艦ですら素人整備による締め付けトルク不足に陥っている車両
※4 も少なくありませんが,

逆にねじ溝が破損してしまっている車両も潜在的にかなりの量にのぼります.

特に締め付け時だけに注目が集まりそうですが,

それと同じくらい取り外し時の破損についても注意を払わなければなりません.


 今回の事例では車両が当社に持ち込まれる前にエンジンが載せ替えられた経緯があるということから,

おそらくその時にスパークプラグが取り付けられたものであると推測できます.

砂利や落葉の堆積から水分の侵入による錆が固着をもたらしている可能性があることを汲み取り,

プラグ戻し始めの初期トルクに神経を注いで作業にとりかかりました.

案の定,異常な手応えを感じた為,検査用トルクレンチを使用し,己の手応えと数値を比較して,

過去の経験や実証等と照らし合わせながら取り外しました.

それと同時に砂利等がエンジン内部に落下しない様に養生しながら作業を進めなければならず,

プラグが外部から見えていて,一見取り外しが容易に見える部位に関しても,

その状況においては非常に難しい流れになる場合があるということが,

良く理解できる格好の事例であるということができます.





※1 “スパークプラグ取り付け部の砂利の堆積によるエンジン破損の危険性について”

※2 “M10サイズのスパークプラグの締め付け限界とその実験検証について”

※3 “スパークプラグの締め付け不良とエンジン型式MC14Eのプラグホールについて”

※4 “旗艦モデルとされるエンジンのスパークプラグの締め付け不良について”






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