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Aug 21, 2023

Duramax の歴史、レッスン 4: LMM

A causa delle normative più severe sui gas di scarico, la situazione del diesel ha iniziato a cambiare in modo significativo.

排出ガス規制の強化により、2007 年にディーゼルの状況が大きく変わり始めました。その年、フォード、ダッジ、GM はいずれも、環境保護庁によって義務付けられた新しい粒子状物質 (PM) および窒素酸化物 (NOx) の制限を満たすように設計されたエンジンを発売しました。 GM にとっては、6.6L デュラマックスの更新バージョン (RPO コード LMM) が用意されていたすべてでしたが、フォードとダッジはまったく新しいパワー プラント (それぞれ 6.4L パワー ストロークと 6.7L カミンズ) を発表しました。 基本的に、複雑な排気後処理システムを搭載した LBZ である LMM は、構造的には以前の Duramax ミルと同様のままでした。 新しい排出ガス制御システムにより複雑さが増したにもかかわらず、GM は依然として出力を向上させることができ、フォードやダッジよりも一歩先を行くことができました。

LMM Duramax は、排気ガス再循環、ディーゼル酸化触媒、ディーゼル微粒子フィルターなどの排出装置とともに、365 馬力と 660 ポンドフィートのトルクをもたらしました。 4.06 インチのボアと 3.9 インチのストロークにより、405 ci の変位も生み出されました。

最新のディーゼル エンジンの場合と同様、排出ガス制御装置が早期故障の大部分を占めています。 LMM も例外ではなく、処理後の迷路のような排気ガスも燃費の悪化、エンジン オイルの希釈、および長期的なエンジン寿命の低下の原因となります。 アフターマーケットでは、LMM が LBZ で使用されているものと同じピストンを使用しているため、亀裂の入ったピストンが依然として一般的です。 しかし、これらの欠点以外にも、LMM にはいくつかの利点がありました。 1) 他の Duramax よりも優れた鋳造アルミニウム ヘッドを採用し、2) パワーの向上とより完全な燃焼を提供する改良されたインジェクターを装備し、3) まったく新しい GMT900 プラットフォームにボルトで固定され、フレッシュなボディスタイル。

パート 5 もお忘れなく。LML では、より堅牢な内部構造、高圧噴射システム、追加の排出装置を備えた Duramax にスポットライトを当てています。

GM が 100 万台目の Duramax を生産したのは LMM の在任中です。 2007 年 4 月、エンジン番号 1,000,000 は最終組み立て後に DMAX Ltd. 本社に展示されました。 興味深い事実: 完成したすべての 6.6L Duramax は、オハイオ州モレーンの生産工場から出荷される前に、その性能と製造品質を検証するためにエンジン ダイナモで 8 分間のホットテストを受けます。

粒子状物質の排出を 90% 削減するために、LMM にはディーゼル酸化触媒 (DOC) の下流にディーゼル微粒子フィルター (DPF) が装備されました。 DPF は、燃焼プロセスで完全に燃焼しきれない有害な汚染物質を捕捉するように設計されており、最終的には再生と呼ばれるプロセスを通じて定期的に燃焼されるのに十分な量の煤を蓄積します (詳細は後述)。 LMM アプリケーション ('07.5 ～ '10 の Silverado および Sierra HD) で使用されるユニットの多くは亀裂や漏れを起こしやすかったため、GM が Duramax に DPF を装備するという最初の段階では、ある程度の成長痛が存在しました。

DPF が粒子状物質でいっぱいになるのを防ぐために、再生と呼ばれるプロセスが実行され、DPF 内に蓄積したすすの大部分が効果的に焼却されます。 再生には、アクティブとパッシブの 2 つの形式があります。 受動的再生は、激しい牽引や運搬の状況など、粒子状物質を低く保つためにエンジンが十分な熱を生成しているときに発生します。 アクティブな再生中 (アイドリングが多いトラックやあまり力を入れていないトラックでは一般的に必要です)、ECM はエンジンの排気行程で燃料を噴射するように要求します。 この追加燃料は、DPF 内の煤を燃焼させるために、DOC と DPF の両方の排気ガス温度を 1,000 度 F 以上に上昇させるために使用されます。 しかし、アクティブな再生サイクル（給油ごとに、またはおよそ 400 マイルの走行ごとに実行される）を実行するために必要な燃料が、LMM 搭載トラックの燃費に打撃を与えた主な理由です。

アクティブな再生プロセスは、DPF の入口と出口の間の圧力差が観察されるとトリガーされますが、問題がない限り、ダッシュボードに再生開始のメッセージが表示されることはありません。 トラックの再生ステータスを監視するために、多くのオーナーは Edge Products の Insight CTS2 を利用しています (上の写真はオリジナルの CTS モニターです)。 カラー タッチスクリーン モニターでは、トラックが再生モードにあることを確認できるだけでなく、DPF からの煤の蓄積の読み取り値 (右下にグラム単位で測定) を表示することもできます。 再生中には、EGT が 1,000 度を超えて上昇し、エンジンのアイドル状態が変化し、噴射タイミングが遅れていることにも気づくでしょう。

EPA の新しい粒子状物質基準を満たすことに加えて、NOx 排出量を 50% 削減する必要がありました。 これは、LMM ではより多くの排気ガス再循環 (EGR) が必要になることを意味し、冷却能力と動作寿命を向上させるためにはより大型の EGR クーラーが必要でした。 LMM に使用されている角型 EGR クーラーは、他のディーゼル エンジンにあるものと比べてかなり頑丈ですが、時々詰まり、ひび割れ、漏れが発生することが知られています。 EGR クーラーの漏れのトラブルシューティングの最初のステップは、多くの場合、エンジンが冷却液を消費していることに気づくことです。

粒子状物質排出基準を満たすための最も重要な点は、エンジン内に十分な熱を維持することです。 これは、エンジンには常に何らかの負荷がかかっている必要があり、上に示した吸気流バルブ (つまり、スロットル プレート) によって、LMM がまさにそれを行うことができることを意味します。 牽引、牽引、または激しい運転の場合には、そのサービスは必要ありません。 ただし、アイドリング時、ストップ＆ゴーの渋滞時、高速道路での巡航時は、EGT が大幅に低下する傾向があります。 ここでは、吸気流バルブ (ECM によって指令される) を使用して吸気量を制限し、それによって燃焼温度をより正確に制御します。

これらは LBZ にあるユニットと同じ基本的な車体構造を保持しており、依然として 26,000 psi 相当の燃料圧力を実現していましたが、LMM のボッシュ ソレノイド スタイル コモンレール インジェクターには改良されたノズルが装備されていました。 具体的には、LBZ インジェクターでは 7 穴、158 度のノズルが使用されていたのに対し、ピストン上部に 159 度のスプレー角度を持つ 6 穴ノズルが使用されました。 同じ信頼性の高い Bosch CP3 高圧燃料ポンプが圧力生成に使用されましたが、タンクから燃料を供給するリフト ポンプはまだありませんでした。

以前の LBZ と同様に、LMM は Bosch EDC16 ベースの ECM を使用しますが、前任者を制御したのと同じユニットではありません。 LMM に搭載されたバージョンは、新しい排出システムを制御する必要があるため、内部構造が若干異なります。また、更新された CAN バス システムを通じてトラック上の残りのモジュールと通信します。

新しい DPF システムとよりアクティブな EGR システムが間違いなく生成するであろう追加の熱 (つまりストレス) に対処するために、GM は冷却をより最適化するために鋳造アルミニウムのシリンダー ヘッドを改良しました。 LBZ ヘッドと直接比較すると、実際の違いは冷却剤通路のみです。 シリンダーの下にあるシリンダーは純正状態で 1,300 度 F を超える排気ガス温度を観測できるため、過渡熱をより効果的に放散する能力は GM のエンジニアにとって大きな優先事項でした。

LBZ と同じ 16.8:1 圧縮の鋳造アルミニウム ピストンをボア内で上下に動かすと、LMM の最大の弱点もピストンになります。 熱、シリンダーの圧力の増加、乱用、リストピン領域の肉の欠如はすべて、出力レベルが 650rwhp を超えると、赤ちゃんがリストピンの中心線を越えて骨折する原因となります。