MAHLE ピストンキット

MAHLEピストンの特徴

■はじめに　About "MAHLE"

MAHLE社(マーレ)はドイツに本拠点を置く世界最高峰のピストンメーカーです。
1921年にはじめて実用アルミピストンを採用し、今日に至るまでに様々な特許と高い技術力を駆使して世界No1のピストンサプライヤーとして業界に君臨しています。

80年を超える開発とレース実績を背景にリーディングカンパニーとして、今日のF1、ルマン、IRK、NHRA、NASCAER等世界中のメジャーレースにMAHLEのピストンは活躍しています。

ハーレーダビッドソンでも一部のショベルやCVOファミリーのピストンに採用されています。
世界のトップメーカーゆえに可能な高い技術と最先端の設備により、最高品質の製品が世に送り出されているのです。

■軽量ピストン/スリッパースカート型デザイン

ピストンの中心に向かって支柱が走るため既存の丸型に比べて変形しにくく、軽量でありながら強靭な造りを実現。
高い耐久性を備え、極限のエンジンコンディションでもそのパフォーマンスは実証されています。

■コーティング　/　特許コート

MAHLEのピストンはブラックダイヤモンドと称される所似でもあり、黒々としているのが代表的な特徴です。
全体を濃いグレーでコーティングしている技術をPHOSPHATE(フォスフェート/リン酸塩)コートと言います。リン酸塩によるコーティングは母材よりも柔らかく、多孔質な為、保油性が高いという利点があります。金属一金属の直接接触を防げるのでスカッフィングしにくく、更に防錆効果もあります。
フォスフェートの作用をサーマルバリアと考える方もいますが、狙いはリング溝とピンボスに施すことで初期馴染みを向上させることにあります。リングに関しては、マイクロ溶解(凝着)現象やスカッフィングを抑え、ピストンについてはカジリを防止する狙いがあります。
更にスカート部に施す黒いコーティングをグラファルコートと呼びます。フェノリックレジンとグラファイトを融合させたMAHLEの特許コートです。
グラファルはスカート部の潤滑を担い、摺動抵抗を抑え、シリンダー壁のスカッフィングを防止する効果があります。
その他にもクッションの役目もあり、ピストンスラップの低減(静かなエンジン)シリンダー壁の耐摩耗性向上などもあります。

このグラファルコートはピストン製造の工程で一環で行われるもので他社製品のような跡から塗布するといったたぐいの物とは一線を一線を画し、容易に剥がれ落ちることはありません。

■ピストンリング

MAHLEでは自社一貫生産に基づき、リングまでもMAHLE製となります。
最大の特徴はリング幅が薄く作られていることです。

リング幅が大きいと、摩擦面が増えて摩耗過失が大きくなるばかりではなく、フラッタリングや側面のたたかれ摩耗が増します。

持ち上がり現象は、ブローバイの増大、オイル消費にも関連してしまいます。高性能エンジンでは厚いリングは不向きなのです。

MAHLEのウルトラフラットに仕上げられたリングとリング溝はリング幅を薄いものにすることを可能とし、シール性に大きな効果を発揮しています。
また比較的柔らかい特性を持っており、常に強い張力でシリンダー内壁に当たる硬いリングと比べて『抵抗』が抑えられる利点があります。

優位性
トップリングはスティール鋼を用い表面処理は窒化処理されています。大きな特徴はウルトラフラットリングとスティールリングにおける断面部のフリクションの軽減。全体的な妥協をせずに強度を保ち、リング幅やリング厚みの両面において最適化。このことがシリンダー側のボアの歪などに対してリングシール性や追従性をより引き上げています。この薄い（コンパクトな）リング断面は高回転時のリング質量、慣性力の軽減化、及びフラッタリング（バタつき）を押さえる役目をします。

圧縮が入った際にだけキュッとリングが張り、燃焼ガスやオイル漏れを防止します。

■ピストンピン・サークリップ

ピストンの軽量化はピストン設計における大事な要素でありながら、ピンについてのコメントは他メーカーからは意外に少ないものです。
ピンも大変大切なアイテムです。

MAHLEのピンはまず短いことが特色です。

専用の洗練された鍛造型から作り出されるピストンはスリムな形状を成し、ピンボス周りはコンパクトであり、結果的にピンも短いものが適用されます。
全てのピンはターボアプリケーションが前提とされ、フルパワーを掛けても十分応える設計となっています。
ピン表面の処理はわずかに曇る程度(人の手の指紋の様)に仕上げが施され、オイル潤滑と摺動抵抗を抑える効果が得られる工夫がされています。
ピン両端に接するピストン側のボス内径に関しては、フルパワーを前提にして、一部テーパード仕上げされているものもありますが、これはピンにかかる高負荷を前提にした予めの油膜確保に他なりません。
更に特筆すべきは、シンプルな形状に見えるラウンドタイプのサークリップです。

MAHLEがF1スタイルと称されるサークリップは形状、線形、ともに専用にデザインされています。
加えてピストンピンの両端は適切な面取り加工が正確に施されます。
フルフロー加工されたピンには強烈なスラスト方向への力が働き、これに対して確実にピン抜けを防止する設計となっています。
上下するピストン応力は、そのままピン上下に掛かりやすく、平たいサークリップでは同様に上下にストレスがかかります。
結果、平坦状のクリップは破損しやすいのです。また、ピンエンドの面取り加工を理想的に仕上げないと、端面がサークリップを押し出そうとする力が働く場合もあり、トラブルの原因になりかねません。

MAHLEではまずピン両端の面取りが正確に行われスラスト方向に働く力を面取り部で逆にサークリップを溝内に押し込むような力に変えています。

サークリップも張力を持たせた専用の設計で、ピンスラストに対し持ちこたえます。
確実なピン形状とサークリップまでにわたるMAHLEのこだわりは深い。
F1クオリティと称される技術はこんなところにまで及ぶのです。