SPnet保安-もう一台のSJ13-RMX4その⑤ ラジエター詰まり,メカニカルシールの点検


RMX ・ SJ-13A 整備資料





2015.06.14  RMX4 その⑤  ラジェター詰まり点検,メカニカルシールの点検



1.冷却系統の詰まり点検


a.疑った理由


RMX4のラジエター詰まりを疑った理由は、

①エンジン停止中は冷却水ドレン孔から冷却水がもれないが、エンジンを動かすと冷却水が「ポタリ、ポタリ」と漏れる。
②メカニカルシールとインペラ樹脂リングに損傷はない。
③15分程度のアイドリングで冷却水高温異状のランプがついた。

・②から冷却水の漏れはメカニカルシール不良が原因ではない。
・①でエンジンを動かすときにだけ冷却水が漏れるのは、冷却系統がスムーズに循環しておらずメカニカルシールに基準値より大きな圧力がかかるから。
・③で高温異状ランプがついたのは、冷却系統がスムーズに循環していないから。


b.冷却水の流れと詰まりのチェック方法


今までオーバーヒートを起こしたことはなく、ラジェターのことなど気にしたことはありません。

冷却水がどのように流れているのか、サーモスタットがどこにあるのか考えたこともありませんでした。

まずは、マニュアルで冷却水の流れを確認。


 (冷却水の流れ)

 ・シリンダーを冷却して熱くなった冷却水がシリンダーヘッドからラジェターに送られる。
 ↓
 ・ラジェターに送られた熱い冷却水はパイプ上部で左右に分かれる。
 ↓
 ・熱い冷却水は左右のラジェターの上部から下部へ流れ、
   フィンから放熱してさまされる。。
 ↓
 ・左ラジエターの下部に来た さめた冷却水 は右ラジエターの下部に送られ、
   右ラジエターの下部に来た さめた冷却水 と合流する。
 ↓
 ・さめた冷却水 はウォーターポンプに入りシリンダーヘッドに送られる。


 SJ13のことはよく知っているつもりでしたが、こんな基本的なことも知りませんでした。


(詰まりのチェック)

では、この冷却経路の詰まりをどのようにチェックしたらいいのでしょうか?

ラジェターを外せば簡単ですが、外さないでチェックする方法です。


また、ウォーターポンプ入口のパイプは外すと、はめるときにチャンバーがじゃまになって苦労します。

ウォーターポンプ入口パイプごと外してしまえば、はめるときにチャンバーがじゃまになりませんが、このパイプの取り外し・取付を繰り返すとそれだけOリングが損傷してしまいます。

だから、ここではウォーターポンプへのパイプを外さないでチェックする方法を考えます。


もっとも、タンクは外さなければなりませんが…。

 ①と②の詰まり
 ・b と d を外す。→ 差込口 b を指で押さえて、a から水を入れる。
 ↓
 ・b と d から水が出ればラジェター各部に詰まりはない。
 ・b と d から水が出なければ①か②か各パイプに詰まりがある。

 ①の詰まり
 ・b と d を外したまま、c を外す。→ 差込口 b を指で押さえて、a から水を入れる。
 ↓
 ・c から水が出れば①に詰まりなし、出なければ詰まりあり。

 ②の詰まり
 ・b と d と c を外したまま、c から水を入れる。
 ↓
 ・b と d から水が出れば②に詰まりなし、出なければ詰まりあり。

 シリンダー冷却経路の詰まり
 ・d を外したまま、b と c をつなぐ。→ a から水を入れて d を手のひらで押さえる。
   ※必ずしも d を塞ぐ必要はない。
 ↓
 ・シリンダーヘッドから水が出れば詰まりはない。出なければ詰まりあり。
 


『そんなこと、いろいろ考えていないで、ラジェターを外して水を入れたらいいじゃない!』

ごもっともです。

上の方法は後から考えたものです。

実際には パイプの土汚れを取るついでがあったので、ラジェターを外してパイプから水を入れました。

写真左では左ラジエターの シリンダー側 d より水を入れています。
写真右では右ラジエターの 。ウォーターポンプ側 f より水を入れています。

各パイプや各差込口から勢いよく水が出ました。
ラジェターの詰まりはまったくありません。

考えてみれば、「何十年も雨ざらしで放置してあったもの」でない限り「ラジェターが詰まっている」ことはないでしょうネ。

    
c.サーモスタットの点検


(サーモスタットの働き)


サーモスタットがどこにあるか分からずにサービスマニュアルを見ました。

こんなところにあったのですね。

シリンダーヘッドのこの出っ張り、今までは単なる冷却水の入口(本当は出口)だと思っていました。

サーモスタットを取り外すと奥に冷却水の通路が見えます。


サーモスタットは開閉弁。その役割は「シリンダー内冷却水の温度が高くなったら、弁を開いて熱くなった冷却水がラジエターに流れるようにする」こと。

マニュアルによると、「サーモスタットは 60℃で開き始め、75℃で全開」。

シリンダーが温まらないうちに冷却水を循環させて温度を下げると冷えすぎになりますからネ。


『質問です!』

どうぞ。

『シリンダー冷却水の温度が60℃になるまではサーモスタットが開かずに冷却水はラジエターの方に流れないのですよネェ…。』

シリンダーを冷やしすぎてもエンジンがスムーズに動きませんからね。

『でも、エンジンが動いていればウォーターポンプは動いていますよ。
  ウォーターポンプは冷却水をシリンダーに送っているのに、サーモスタットが冷却水の流れを止めている。
  水は空気と違って圧縮されないからウォーターポンプ内の圧力が高くなって問題が起こるのではないのですか?』

それが、今回の冷却水漏れの原因だとか?

『そんな気がしますけれど…。』

もし、それが今回の冷却水漏れの原因なら、新車のSJ13 でも冷却水漏れがしますよ。
だから、それは原因ではありません。

しかし、「サーモスタットが開くまではウォーターポンプの圧力が高くなって弊害が生じるのではないのか」という疑問はもっともです。

それにはちゃっんと対策がしてあります。

 
 サーモスタットには逃がし穴が開けてあるのです。

 サーモスタットはシリンダーの冷却水温度が60℃になるまで弁を開きません。

 60℃になるまではこの穴から冷却水を逃がして、
 ウォーターポンプ内の圧力が上がらないようにしているのです。


 また、ウォーターポンプの背部(後方)にはラジェターがあります。

 ラジエターには上部に空間があるし、ブリーザータンクにもつながっています。

 だから、ウォーターポンプの圧力が高くなりすぎても、
 余分な圧力をラジエター部分でで吸収することもできます。



(サーモスタットの点検)



 マニュアルには
「サーモスタットを水中に入れ、徐々に水温を上げながら温度計を用いて開弁温度を確かめる」
「60℃で開き始め、75℃で全開になる」
「サーモスタットは水中に浮かせてください」

 しかし、100℃まで計れる温度計が一般家庭にない。
 室内温度計は50℃まで。

 だから、60℃は“おおよそ”でやるしかない。
「気泡がプツ・プツ出てくる程度」と勝手に解釈しました。


 また、「水中に浮かせる」とは
 「容器の底や縁に触れさせない」ということで「水没させること」ではありません。
 要はサーモスタット底部の温度感知部分を温水に漬ければよいのです。

 サービスマニュアルのイラスト通りにするのは大変ですよ。

 画像ではサーモスタットがすでに全開状態になっています。
 だから、「気泡がプツ・プツ出てくる程度」は 75℃以上なのかも知れません。


 サーモスタットの全開リフト量は5.5㎜以上。

 「弁自体の下がり量」や「弁上部の下がり量」を計測するのはなかなか厄介です。
 モタモタしていると弁が閉じ始めてしまいます。

 写真のように下部の温度感知部分の下がり量(出っ張り量)を計測しましょう。

 左がRMX4のサーモスタット、右が1.7万円エンジンのサーモスタット。

 どちらも基準値以上でOK。
 測定値は「7㎜くらい」。

 なぜ、細かい測定値ではなくて“くらい”なの?

 「全開リフト量は温度感知部の下がり量を計ればよい」と分かったのは後からなのです。

 実際には弁上部の下がり量をノギスで計っていたので正確な測定ができなかったのです。


 以上で、「冷却水ポタリ、ポタリ」の原因は冷却系統の詰まりではないことが分かりました。

また、冷却系統は問題ないから、オーバーヒート(水温異状ランプの点灯) の原因は 「単にアイドリングが長すぎた」ことだったのでしょう。

 では、「冷却水ポタリ、ポタリ」の原因はやはりメカニカルシール部分?


     
2.メカニカルシールの点検


a.メカニカルシールの働き


メカニカルシールの働きと交換については こちら を参照してください。

ここではメカニカルシールの点検を説明します。

点検だけならウォーターポンプのカバーを外すだけです。


インペラをウォータープライヤーで挟んで取付ボルトを外しインペラを外します。


 インペラシャフトの周りにあるシールがメカニカルシールです。


 冷却水はウォーターポンプ室にあり、インペラによって循環させられます。

 インペラを動かすのはエンジンです。

 インペラシャフトはクランクケース内にあるギヤにつながっています。

 インペラシャフトはシャフト孔に納まっています。

 つまり、ウォーターポンプ室とクランクケースはインペラシャフト孔によってつながっています。

 冷却水はこのシャフト孔を通って、ウォーターポンプ室からクランクケース内に侵入しようとします。

 これを防ぐために四つの対策が取られています。



b.クランクケースに取り付けたシールとインペラに取り付けた樹脂リングを密着させて回転させる。


これが第一番目の対策です。

 メカニカルシール(写真左)の a 部分とインペラ(写真右)の e 部分を密着させて、
 シャフト孔に青矢印のように水が入るのを防いでいます。

 a を e に押しつけるのはメカニカルシール内にあるバネです。

 
 ここで点検しなければならないのは「a と e が密着するかどうか」。

 具体的には
 ① a 部分が平坦であるか? e 部分が平坦であるか?
 ② バネの力は充分か?
 ③ インペラ取り付けが甘くないか?

 ① a と e は常に擦れ合っていますから片減り,変形,損傷,劣化 が起こります。
    a と e が両方とも平坦でなければ、両者は密着せず冷却水の侵入を防ぐことはできません。

 ② a を e に押しつけるバネの力が弱くなれば密着力がガ弱くなります。
    密着力が弱ければ、a と e が平坦でも冷却水が侵入します。

 ③インペラの取付が甘いと a を e に押しつけるバネの力が正常でも、
   インペラがシャフト方向に逃げて a と e の密着が弱くなり冷却水が侵入します。



 実際のメカニカルシールの状態です。

 RMX1 のメカニカルシール a 部分はもう限界です。
 これ以上磨耗が進むと、インペラの樹脂リングと密着することはできません。
 冷却水漏れの一歩手前の状態です。

 このような状態なら即交換です。


 RMX3 と RMX4 のメカニカルシールはOKです。



c.メカニカルシールのバネ部から冷却水が侵入するのを防ぐ


これが二番目の対策です。


 メカニカルシールには シール先端面(a) とインペラ樹脂リング面を密着させるためにバネが内蔵されています。
 メカニカルシールのシール部分とメカニカルシールのケース部分はこのバネでつながれています。

 メカニカルシール先端面がインペラ樹脂リング面に押しつけられると、
 バネが縮みシール部分はケース部分に納まります。

 このときに、シールの側面部 b と ケースの内面 c が密着しないと、
 ここから冷却水がシャフト孔に侵入します。

 ここでの点検は
 ・b 部分と c がピッタリと密着するかどうか?
 具体的には「b 部分の変形,磨耗があるかどうか」です。。

 メカニカルシールの b 部分は a 部分のように常に擦られているわけではありません。
 だから、 a 部分ほど磨耗や損傷は大きくないはずです。
 しかし、ここからも冷却水は侵入できます。


 なお、メカニカルシールケースの d 部分はシール剤を塗ってクランクケースに取り付けます。
 だから、この部分(メカニカルシールのツバより下)から冷却水が侵入することはないでしょう。



 以上のように、
 メカニカルシールの点検は 先端面 a だけでは不十分です。
 側面部 b も点検しなければなりません。

 写真は RMX4 のメカニカルシールです。

 先端面 a は問題ありませんが、側面部 b が少々痛んでいます。

 RMX4 の冷却水「ポタリ、ポタリ」はこれが原因なのかもしれません。



d.インペラ取り付け部分から冷却水が侵入するのを防ぐ


これが三番目の対策です。

 メカニカルシールの先端面 と インペラ樹脂リング面 e が密着していれば、
 インペラシャフト孔に冷却水が侵入することはありません。

 しかし、インペラ樹脂リングの取り付け部分のシールが不完全だと、
 そこから冷却水が侵入し、シャフト孔に漏れ出してしまいます。

 これを防ぐために、樹脂リングにはゴムシールがかぶせてあります。

 ここで点検しなければならないのは、このゴムシール部分の磨耗や劣化。

 樹脂リングは メカニカルシールと擦れ合って回転していますから、
 ゴムシール部分は絶えず力を受けています。
 だから、磨耗や劣化の可能性は大きいといえます。


 また、インペラをシャフトに取り付けるボルト部分からも冷却水が侵入する可能性があります。

 写真の h 部分です。

 これを防ぐために、ボルトの下にゴムコーティングされたガスケットを挟みます。

 しかし、このガスケットとインペラが接する部分 ( g ) からも冷却水が侵入する可能性があります。

 ここで点検しなければならないのは、
 ・ガスケットのボルト取り付け部分 (h) の損傷・劣化。
 ・ガスケットのインペラ接触部 (g) の損傷・劣化。

 特に、ボルトを差し込む h 部分は ボルトを外せば損傷し防水力が落ちてしまいます。
 だから、「インペラを外したときは必ず交換」でしょう。

 写真はRMX4 のボルトガスケットです。
 そうとう痛んでいます。


RMX4 は取り敢えず、樹脂リングと 取り付けボルトガスケットを新しいものにしました。

左側が取り付けた新品、右側が取り外したものです。

表を見ている限りではそれほど違いがありませんが、裏返して見ればその違いがはっきりします。

樹脂リングのゴムシールは痩せて弾力を失っているし、ボルトガスケットは変形して完全にシール力を失っています。


なお、応急処置なら「樹脂リングのゴムシール部分やボルトガスケットにシール剤を塗る」ことが有効です。


インペラのシールとガスケットは簡単に点検できます。

冷却水漏れがあった場合は、まず樹脂リングとボルトガスケットを交換して様子を見ましょう。

冷却水漏れが止まればラッキー、止まらなければ覚悟してメカニカルシールを交換しましょう。

この二つを交換したRMX4 の「冷却水ポタリ、ポタリ」は、
交換直後は「10秒に一滴」が「1分に一滴」に、
そして30㎞くらい走ったあとには「アイドリング5分で漏れなし」になりました。

交換直後の「ポタリ」は「シャフト孔やドレン溝に溜まっていた冷却水」が出たものだったのでしょう。

取り敢えず、このままで様子をみることにしました。


しかし、メカニカルシールの側面部 b が 少し磨耗していたので、
この部分から冷却水が侵入し「ボタリ」が再発するかもしれません。

今度、「ポタリ」があれば、迷わずメカニカルシールの交換です。

マニュアル指定のスリーボンドボンド 1215も準備しました。



e.四番目の方策


『あのう…、質問があるのですが…。』

なんですか?

『冷却水がクランクケースに侵入するのを防ぐ対策は四つあると言いましたよねぇ?』

四つありますよ。

『まだ、三つしか出ていないのですが、四番目の対策は何ですか?』

それを言うのを忘れていましたね。


四番目の対策は冷却水が漏れ出す穴です。

「メカニカルシールと樹脂リングの密着不良」や「インペラ側シールの不良」で冷却水がシャフト孔に侵入したときに、この穴から冷却水を排出してクランクケースに侵入しないようにしているのです。


問題が起こらないように対策を立てることはもちろん必要だけど、問題が起こったときの回避対策を立てておくことも必要です。
四つの対策のうち1番目・2番目・3番目が前者、4番目が後者です。


これは原子力発電所の建設でも同じです。

『これだけ予防策が立ててあるのだから、絶対に事故は起こらない。』

そんなことはなかったでしょう?



次回はタンク内の錆び取りです。


つづく。

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