ずっと言われているように、EC04エンジンは、新品状態では回らないけれども、特に手を入れなくても、使い込むに従って同じキャブレターセッティングで使用オイルやオイルとガソリンの混合比を変えなくても、最高回転数は上がってゆきます。この原因は、以下の点にあると考えられます。
まず、エイジング処理とはどういう事なのかをご説明します。
本来、エイジングとは、経年という意味で、機械モノの場合、使い込んでいくに従って、状態が変化する事を意味しています。 よく使われるのは、オーディオ機器のスピーカーのエイジングです。これは、新品では動きが固く、本来の音を出せないので、ある程度使い込む事によって、各部をなじませ、本来の音を引き出すために行われる作業です。
ここでは、EC04の場合に、使い込むに従って、煽動部分が摩滅してゆく意味で使用しています。
3-1.クランクシャフトまわりのエイジングについて
EC04の場合、ベアリングは中国製も含めて、安物を使ってはいますがベアリングとして出荷されているものの場合、その精度は非常に正確に造られています。外径、内径の誤差は、1/1000mmレベルで管理されているようです。対して、クランクシャフトは1/100mmレベルで製造されているようで、外径は、15.001mmで製造されています。ベアリング内径に対して、1/100mm太くなっている訳です。
クランクケースのベアリング挿入穴も同様に、1/100mm小さく造られています。これを圧入という方法で組み込んで出荷されています。この場合、本来はクランクシャフトの回転は、ベアリング内のボールべアリングの回転だけで支持されるように意図して設計されています。
けれども、ベアリングがクランクシャフトとクランクケースの両方から圧力を受けており、それにより回転抵抗が発生し、新品は回らない、という結果につながっています。また、新品のベアリングに塗布されているグリスがかなり固く、これも新品が回らない原因となっています。
EC04は、本来6000rpm程度を想定した草刈り機用エンジンですので、そのレベルで使っている限りは、上記の設計で問題ないのですが、1万数百回転以上で使用するレーシングエンジンとして使用した場合、想定以上の力がクランクシャフトベアリングの周りに加わるため、本来、圧入の圧力で回らないはずの、クランクシャフトベアリングの内径とクランクシャフトの間に回転が生じ、その摩擦抵抗によって、クランクシャフトとクランクシャフトベアリングの内径に摩滅が発生します。また、一方、クランクシャフトベアリングの外径とクランクケースの内面にも同様に回転が発生しようとするのですが、クランクケースがアルミ製の鋳造品であり、表面にざらつきがあって抵抗となり、また、クランクシャフトベアリングの内径に比べて2倍程度外側になる為、かかる力が半減し、回転しにくくなっています。とは言っても、アルミ製ですので、使用するに従い、クランクシャフトより先にこちらが回転を始め、クランクケースが摩滅する場合もあります。
EC04のエイジングは、常時10000rpm以上で回し続けることにより、上記のクランクシャフトベアリングの内面とクランクシャフトの間に摩滅が発生し、これが1/100mmを超えると、ベアリングとはバラバラにクランクシャフトも回転を始めます。また、ベアリングのボールベアリングも圧入圧力から解放されて、軽く回るようになります。この摩滅が左右均等に2/100mm程になると、12000rpm程度まで回るアタリのエンジンが出来上がる訳です。ここまでくると、新品では、クランクケースを割る際に、プーリーのような工具を必要としていたものが、軽い抵抗を伴い、手でクランクケースを割ることができるようになります。これが、「EC04は育てるエンジン」と言われてきた理由です。
けれども、時間をかけて回し続けていった場合、必ずしも、上記のように、左右均等にクランクシャフトとクランクベアリングの内径が削れていってくれるケースばかりではなく、むしろ、これは数少ないケースと言えます。
多くの場合、クランクシャフトベアリングの内面とクランクシャフトの間に摩滅が発生する前に、クランクシャフトベアリングの外径とクランクケースの間に摩滅が発生し、こちらが削られ始めます。
そうなると、クランクシャフトベアリングの内面とクランクシャフトの間のクリアランスは摩滅による変化が無くなり、アルミ製で硬度が低いクランクケースの内面の摩滅が進み、最終的には、ここが回転し始めて大きな抵抗を発生します。こうなると、もうクランクケースの交換しか対処方法はなくなります。クランクケースを割る際、手では割れず、プーリー等の工具を使用して割った時に、クランクシャフトにクランクシャフトベアリングが固着して外れた場合、クランクケースの摩滅が始まっていると考えるべきです。もし、この状態で使用を続けると、最悪、クランクケースとベアリングのクリアランスが、クランクケースが手で軽く外れるほどに過大になり、高価なクランクケースの交換ということになります。こうなったものが所謂、ハズレエンジンということになります。
以上がクランクシャフト周りで自然に発生するエンジングの実態です。
3-2.弊店でのエイジング処理について
冒頭で掲げた、高価なアタリエンジンを探すという、不条理な行動をなくすために、弊店では、 意図的にクランクシャフトベアリングの内面を削り、ここのクリアランスを2/100mm程度にし、この部分が軽く回転するようにすることで、フリクションロスを低減し、クランクケースとベアリング外面の摩滅を防止して、所謂アタリのエンジンにする、というものです。
厳密に言えば、これはレギュレーションで禁止されている切削加工に該当するという見方もできますが、長期間の使用による自然な摩滅を意図的に進めるということなので、問題はないと考えます。事実、全バラ車検をしたとしても、このクリアランスが自然に生じたものか、エイジング処理によるものかの判別は、ほぼ不可能です。
過去、クランクシャフト周りの抵抗を減らすことで、より高回転まで回るエンジンができる、ということは広く知られており、多くのショップ、個人で、クランクシャフトを削るということは当たり前のように行われてきましたが、その多くは、通常の使用によるエイジングでは起こりえないほどのクリアランスを取って加工されています。このようなエンジンは、クランクケースを割って、クランクシャフトをベアリングに挿入した場合、過度のクリアランスによりガタが出るほどにスカスカに出し入れできるようになっています。厳密な全バラシ車検が行われた場合は、最悪、意図的な研磨として失格となる場合があり、その場合は、高価なクランクシャフトの交換ということになります。
この部分の過度のクリアランスは、エンジンの高回転化には寄与せず、クランクシャフトの偏摩耗を引き起こすことにもつながります。また、車検でエンジンを振り、カタカタ音がすればアウト、というところもあり、このようなエンジンがそれに該当しています。
ですので、弊店のエイジング処理というのは、通常の使用で発生しうる範囲での、調整であり、クランクケースが摩滅するのを防ぐ予防措置でもあります。
3-3.ピストンリングとシリンダー内面の潤滑と回転抵抗の問題
ピストンクリアランスというのは、シリンダー内面とピストンリングをつけない状態でのピストンとの隙間のことですが、このクリアランスは少ないほどエンジンの爆発圧力がクランクケースに逃げないのでよいとされています。
一般的な市販バイクなどでは、このクリアランスは0.05mm程度、KT100エンジンでは0.03mm程度です。EC04エンジンでは、このクリアランスに結構バラツキがあり、平均すると0.05mm程度になっています。
しかし、このピストンクリアランスが少ないほど、ピストンリングが強くシリンダーに圧着されて、フリクションロスを生み出します。しかし、クリアランスが大きいと、爆発した混合気が、ピストンリングとシリンダーの隙間からぬけてしまい、トルクの低下を招きます。この兼ね合いは、爆発圧力ロスのトルク低下とフリクションロスとのどちらを重視するかによります。また、ピストンリングのバネとしての強さは、エンジンの使用頻度により、焼きなましを繰り返し行われることとなって、弱くなってきます。そうなると、シリンダー内面にあたる圧力が低下してきますが、フリクションロスという観点からは、よい方向に働きます。
ピストンリングは、頻繁に交換するとよいという風評が一般的ですが、数字としての結果が現れた例はあまりないようで、体感レベルでのようです。ピストンリングだけを交換すると、シリンダー面とのアタリをもう一度取り直すことになるので、この際、シリンダーとの接触面が減り、一時的にフリクションロスが低下することが原因と考えられますが、同時に圧縮モレも起こっており、また、すぐにアタリがついてしまうので、頻繁なピストンリングの交換はあまり意味が無いと考えられます。
また、デルタエンジンに変わってからは、ピストンとピストンリングの中国の製造元が変わったこともあって、特に50ccエンジンで新品パーツ同士でも、クリアランスに違いがあり、すぐに固着してしまうというケースも報告されております。
また、以上の事からも、ピストンとピストンリングは、確実に同一メーカーのものをセットで交換するのが良いと考えられます。
高温、高回転で回すレーシングエンジンのピストンは、短時間で熱変形が起こるため、消耗部品であるとされています。EC04でも、このことはあてはまり、ピストンの熱変形のため歪みが生じて、部分的に、ピストンクリアランスが変化して、抵抗を増大させます。
50時間程度の使用で最高回転が落ちてきたら、ピストンの交換時期だと思ってください。ピストン交換の際に、同一製造元のピストンリングを併せて交換する、という方法が最も適切です。
EC04の太い2本のピストンリングとシリンダー内面との煽動摩擦も結構なフリクションロスを招いてはいます。
レギュレーションでは切削加工として禁止されていて、分解車検でシリンダーにホーニング跡が残っていたいた場合、失格となり原則手を入れることはできませんが、この部分は煽動運動で摩滅しエイジングが進む部分でもありますので、エイジング加工が可能な部分でもあります。原則として弊店ではホーニング加工は、特にご依頼が無い限り行いません。
また、事実KT100のようなレーシングエンジンでは、オーバーサイズピストンの用意もあり、シリンダー内面の研磨はホーニング、ボーリング処理として一般化しています。
EC04の場合は、オーバーサイズシリンダーも無く、シリンダー内面も硬化メッキ処理されているため、ホーニング、ましてやボーリングはあまりできません。フリクションロスと圧縮ガスの抜けを天秤にかけた場合、0.07〜0.10mm程度のクリアランスがバランスが良いですが、ノーマルとそれほど大きな違いは無いようです。
以上の点を改善して、後述のオイル添加剤を塗布してやることで、EC04エンジンは、フライホイールを手で回してみると驚くほど軽く回ります。これで、適切なキャブレターセッティング、点火系の改善と、後述するプレイグニッションにより点火時期を早めたのと同じ効果が期待できる、カーボンの付着しやすい、植物性のエンジンオイルの使用によって、2025年時点の現行のエンジンも含めて、大抵の場合、軽く13000rpmwes程度まで走行時のエンジン最高回転数が上がります。
