ノーススターエンジンシリーズ

ノーススターエンジン
4.6L ノーススターエンジン
概要
メーカー	ゼネラルモーターズ
別名	キャデラック ノーススター プレミアムエンジン
生産	1992–2011
レイアウト
構成	90° V8 / V6
変位	3.5 L; 211.9 cu in (3,473 cc) 4.0 L; 243.8 cu in (3,995 cc) 4.4 L; 266.7 cu in (4,371 cc) 4.6 L; 278.6 cu in (4,565 cc)
シリンダーボア	87 mm (3.43 インチ) 89.5 mm (3.52 インチ) 91 mm (3.58 インチ) 93 mm (3.66 インチ)
ピストンストローク	84 mm (3.31 インチ) 92 mm (3.62 インチ)
シリンダーブロック材質	アルミニウム
シリンダーヘッド材質	アルミニウム
バルブトレイン	DOHC 4バルブ x シリンダー、VVT付き
圧縮比	9.0:1、9.3:1、10.0:1、10.3:1、10.5:1
燃焼
スーパーチャージャー	4.4Lバージョン
ターボチャージャー	2000年のノーススターLMPプログラムのみのツインターボ
燃料システム	AC ロチェスター シーケンシャル FI
燃料の種類	ガソリン
冷却システム	水冷式
出力
出力	215～469馬力（160～350kW）
トルク出力	234～439 ポンド・フィート (317～595 N・m)
年表
前任者	キャデラック ハイテクノロジーエンジン（V8）
後継	キャデラック ツインターボ V8

ノーススターエンジンは、ゼネラルモーターズが1993年から2011年にかけて製造した高性能90° Vエンジンのシリーズです。GMの最も技術的に複雑なエンジンとみなされている、オリジナルのダブルオーバーヘッドカム、シリンダーあたり4バルブ、アルミニウムブロック/アルミニウムヘッドV8設計は、オールズモビルR＆Dによって開発されましたが、^{[引用が必要] 、}キャデラックのノーススターシリーズ と最も関連付けられています。

基本形では排気量 4.6 L; 278.6 cu in (4,565 cc) でしたが、直系の系統は縦置き型と 4.4 L; 266.7 cu in (4,371 cc) のスーパーチャージャー付きバージョンに移行しました。派生型はオールズモビル(オーロラ L47 V8 および「ショートスター」 LX5 V6として)で使用されたほか、2000 年代のいくつかの高級ポンティアックおよびビュイックにも使用されました。

関連するノーススター システムは、キャデラックが 1992 年半ばに導入したパフォーマンス機能パッケージの商標名であり、4T80E トランスミッション、100,000 マイルのサービス間隔、路面感知サスペンション、可変パワー ステアリング、および 4 輪ディスク ブレーキを、ディビジョンの高出力および高トルクのノーススター エンジンに組み合わせたものです。

GMは2011年にノーススターの生産を中止した。ノーススターを搭載した最後の車であるキャデラックDTS、ビュイックルーサーン、キャデラックSTSは2011年にラインオフした。^{[1]ノーススターは、} CTS-Vなどの新しいキャデラックV8モデルで使用されているGM LSスモールブロックOHVエンジンに置き換えられ、よりシンプルで信頼性の高いプッシュロッドエンジン設計への一歩を踏み出した。これらのLS V8エンジンは、2018年に2019年キャデラックCT6-VでクリーンシートブラックウィングV8が導入されるまで、その後8年間キャデラックが使用した唯一のV8エンジンであった。キャデラック専用であったこのエンジンは、わずか2年後の2020年初頭に生産中止となった。

GM は、1984 年のある時期に、ヨーロッパと日本の競合他社が 10 年後に導入することになる高度なデュアルオーバーヘッド カムV8 エンジンを見越して^{[要出典]、}最終的にノーススターの設計となるものをオールズモビル R&D ^{[要出典]で開始しました。当時、キャデラックはアルミニウム製の}HTオーバーヘッド バルブ(OHV) V​​8 を使用していましたが、GM はこれを急いで生産に投入しました。これは、 1982 年のCAFE 基準が1981 年のV8-6-4 の使用に優先するためでした。当時の GM の企業方針では、ガソリンを大量に消費する車に対する税金を消費者に転嫁しませんでした。

キャデラックは、 BMW、メルセデス・ベンツ、そしてアジアのライバルであるレクサス、アキュラ、インフィニティなどの最高級車に対抗できる新モデルを開発していました。GMは、アランテと改良型エルドラドおよびセビリアSTSに搭載するアイテムの長いリストを作成しました。これには、洗練されたステアリング、ブレーキ、サスペンション技術、そして部門のディーラーが熱望していた「キャデラック」専用のエンジンが含まれていました。この機能群は、ノーススターシステムとして知られるようになりました。その中心となるのは、増え続ける輸入車に対抗できる性能と洗練性を備えたハイテクV8でした。

4.6 L、278.6 cu in (4,565 cc) の排気量から 300 hp (224 kW) を生成できる Northstar は、一体型の上下半分に分割された 4 in (101.6 mm) のボア間隔を持つ鋳造アルミニウム 90° V8 ブロックを備えています。下部クランクケースアセンブリは、従来のメイン ベアリング キャップなしでクランクシャフトを支えました。一体型シリコン ガスケットを備えたオイル マニホールド プレートは、この下のオイル ギャラリーを形成します。通常のオイル交換では、7.5～8 US クォート (7.1～7.6 L、6.2～6.7 imp クォート) のオイルが使用されます。

GM は鋳鉄シリンダー ライナーを指定し、鋳造アルミニウム ピストンにはバルブ クリアランスが含まれていました。ノーススターは干渉エンジンです。つまり、タイミングがずれると、バルブがピストンに衝突します。ブロンズ ピストン ピン ブッシングとフリー フローティング ピストン ピンを備えています。GM は、シリンダーあたり 4 つのバルブを備えた鋳造アルミニウム シリンダー ヘッドを使用しました。ヘッドは、"メンテナンス不要" のカム駆動チェーン ケースを介して駆動されるデュアル オーバーヘッド カムを使用しました。カムは、バルブの端にある油圧リフターに直接作用し、シリンダー ヘッドを縦方向に貫通する穴が開けられた潤滑通路から潤滑油が供給されます。吸気バルブは 25° 傾斜し、排気バルブは中央にプラチナ チップのスパーク プラグが取り付けられて 7° 傾斜しています。カム カバーは軽量で防音効果のあるマグネシウム製です。

燃料噴射は、 8 本の熱可塑性チューブを介して順次行われます。点火はディストリビューターレスで、廃棄スパーク設定になっています。パワートレイン制御モジュール(PCM) は、スパークと燃料噴射のタイミング、および新しい 4 速横置きGM 4T80 トランスミッションのシフト ポイントを制御します。このファミリーのすべてのエンジンは、同じNorthstar ベルハウジング パターンを共有しています。

当時宣伝されていた注目すべき機能の 1 つは、「リンプ ホーム」フェイルセーフ モードです。これは、エンジンが冷却剤なしで一定時間作動し続けることができるものです。1 つのシリンダー バンクにのみ順番に燃料を供給し、エンジンは非アクティブなバンクを「空冷」します。この技術は、オールアルミニウム構造と大容量のオイルと相まって、エンジンを安全な温度に保つことができ、Northstar 搭載車は冷却剤なしで約 100 マイル (161 km) 走行しても損傷しません。Seville 、DeVille、Eldoradoなど、電子機器を大量に搭載した Northstar 搭載車のもう 1 つの珍しい機能は、液冷オルタネーターです。これはオルタネーターの寿命を延ばすためのものでしたが、GMは2001 年に、漏れの可能性のある箇所や余分な配管を排除するために、従来の空冷セットアップに戻しました。

その後の開発には、コイルオンプラグ直接点火、ローラーリフター、可変バルブタイミング（吸気を最大 40°、排気を最大 50° 変化させることができる）が含まれていました。VVT は縦置きLH2 バージョン用に考案されたもので、パッケージング上の理由から横置き前輪駆動エンジンには使用されませんでした。^{[説明が必要]}

このエンジンは1992年半ば、1993年型キャデラック アランテに導入されました。1996年にノーススターはフリートウッドを除くすべてのキャデラックの標準エンジンになりましたが、現在では^{すべてのキャデラック モデルから段階的に廃止されています。275} hp (205 kW) のノーススター エンジンは、ノーススター搭載のすべてのキャデラックで使用されていましたが、デビル コンクール、エルドラド ETC、セビル STS、および2000年のデビル DTS には、300 hp (224 kW) バージョンが搭載されました。オリジナルのノーススター アランテでは、トラクション コントロール、アダプティブ サスペンション、アンチロック ブレーキを含むノーススター システムも導入されました。初期のノーススターは、安全に作動するために高級ガソリンを必要としました。

ノーススターは、2004-2005年のポンティアック ボンネビルと2006年のビュイック ルーサーンに導入されるまで、10年以上にわたってキャデラックによってその名前で独占的に販売されていました。しかし、4.0 L、243.8 cu in (3,995 cc) L47 V8 ノーススター バリアントはオールズモビル オーロラに、 3.5L LX5 V6 はオールズモビル イントリーグとオールズモビル シェルビー シリーズ 1 に使用されました。LH2 エンジン バリアントは、2003年10月に鍛造スチール クランクシャフトを受け取りました。LD8 および L37 バリアントは、2006年モデルで鍛造クランクシャフトを受け取りました。キャデラックは、この10年間にV12ノーススターを導入することを計画しており、おそらくエスカレードに使用されましたが、経済性と新しい CAFE 基準によりアイデアは廃れました。

ノーススター エンジンのほとんどは 275 ～ 300 馬力 (205 ～ 224 kW) を出力し、スーパーチャージャー付きのLC3では 469 馬力 (350 kW) にも達します 。2000 年には、コイルオンプラグ点火装置とローラー フォロワー バルブギアが改良され、燃費が向上し、排出ガスが削減されました。出力は変わりませんでしたが、この改良により、プレミアム燃料は必須ではなく推奨されるようになりました。

スーパーチャージャー付き以外のノーススターは、93 mm × 84 mm (3.66 インチ × 3.31 インチ) のボアとストロークで、排気量 4.6 L; 278.6 cu in (4,565 cc) でした。シリンダー間のヘッドガスケットの密閉性を高めるために、スーパーチャージャー付きバージョンはボアが 91 mm (3.58 インチ) に縮小され、総排気量は 4.4 L; 266.7 cu in (4,371 cc) になりました。ブロックは最大 5.4 L まで拡張できると考えられていますが、そのようなエンジンは製造されていません。

ノーススターは、1995 年、1996 年、1997 年の Ward のベスト 10 エンジンリストに選ばれました。

1995年から2005年モデルに搭載された4.6L V8エンジンは、ヘッドガスケットにトルクボルトを使用した設計上の欠陥により故障が多発したことで有名でした。^[2]基本的に、このタイプのボルトは取り付け時に弾性を超えて引き伸ばされるため、最終的にボルトの摩耗と疲労が増加し、耐用年数が短くなります。エンジンの高負荷により、最終的にこれらのボルトが弱くなり、ねじ山が緩み、シール部分が破裂してヘッドガスケットが破裂します。

ノーススター システムは、 1992 年半ばに 1993 年型キャデラック アランテで導入され、その後 1993 年型セビリアおよびエルドラドで導入された自動車性能機能パッケージのキャデラックの商標名です。

Northstarシステムには次のコンポーネントが含まれていました。

• • L37高出力 300 hp (224 kW)、295 lb⋅ft (400 N⋅m)
  • LD8高トルク275馬力（205kW）、300ポンドフィート（407Nm）
• 可変バルブタイミング(VVT) は、回転数範囲全体にわたって連続的に可変するシステムで、燃費を向上させます。

GM エンジンはダブルオーバーヘッドカムを使用しており、吸気と排気の両方を変化させてパフォーマンスを向上させます。

• GM 4T80-E 4速オートマチックトランスミッション
• ロードセンシングサスペンション（RSS）は、ショックアブソーバーの減衰率を15ミリ秒ごとに監視し、2つの設定から選択します。

RSS は標準システムと CV-RSS (連続可変) システムの両方で利用できました。

• ボッシュ製アンチロックブレーキ付き4輪ディスクブレーキ
• マグナステア速度可変パワーステアリングは、従来の油圧パワーステアリングと、出力軸の周囲に取り付けられた磁化された「ドーナツ」を組み合わせたもので、車速が上がるとステアリングが硬くなります。

ノーススターエンジンの後のバージョンには、2004年に始まった4.6L 320馬力（239kW）、315lb⋅ft（427N⋅m）のLH2と、以下に詳述するSTS-V用に作成されたスーパーチャージャー付き4.4L {{cvt|469|hp|kW|0} LC3が含まれています。

4.6 L、278.6 cu in (4,565 cc) のL37 ( VIN "9") は、オリジナルの Northstar でした。応答性とパワーを重視して調整されていますが、後期の LD8 はより落ち着いた使用向けに設計されています。L37 コードは、正確なエンジン仕様が進化しても、すべての高出力横置きNorthstar で使用されていました。L37 の圧縮比は、2000 年以前に製造されたエンジンでは 10.3:1、それ以降は 10.0:1 です。

オリジナルの L37 は 290 hp (216 kW) と指定されていたが、1993 年生産モデルは 295 hp (220 kW) と評価された。エンジンは 1996 年から 2004 年にかけてSTS、DTS、ETCモデルで最高 300 hp (224 kW) に達し、これらはこれまでに製造された中で最も強力な国産前輪駆動車の一部となった。^[要出典] 2005 年、高出力の Northstar は Northstar NHP となり、新しいSAE 認定馬力評価システムに基づいて 290 hp (216 kW) にダウングレードされた。2006 年には、更新された DTS「パフォーマンス パッケージ」モデルがわずかに増加して 292 hp (218 kW) となった。L37 を使用する車両には次のものがある。

4.6 L、278.6 cu in (4,565 cc) のLD8 (VIN "Y") は、前輪駆動車用の横置きV8です。1994 年に導入され、高回転の L37 よりも高いトルクを提供するように設計されています。LD8 コードは、正確なエンジン仕様が進化しても、トルク調整された横置き Northstar のすべてで使用されていました。圧縮比は、2000 年モデルより前に製造されたエンジンでは 10.3:1、それ以降に製造されたエンジンでは 10.0:1 です。1998 年改訂版は、油圧エンジン マウントのおかげで以前の Northstar エンジンよりも静かで、調整された吸気システムのおかげでパフォーマンスが向上しています。

ほとんどの LD8 Northstar の定格出力は 275 hp (205 kW)、トルクは 300 lb⋅ft (407 N⋅m) です。

4.6 L、278.6 cu in (4,565 cc) の Northstar は、もともと横置き前輪駆動用に設計されました。2004 年にSTS、SRX、XLRの縦置き 後輪駆動および全輪駆動用に大幅に改良され、吸気側と排気側の両方で連続可変バルブタイミングが採用されました。RWD ( LH2 ) Northstar は、320 hp (239 kW) と 315 lb⋅ft (427 N⋅m) のパワーを生み出します。可変バルブタイミングの追加により、L37 および LD8 Northstar からの出力増加の大部分が可能になります。

2006 年型Cadillac STS-VおよびCadillac XLR-Vには、4.4 L、266.7 cu in (4,371 cc)のスーパーチャージドNorthstar が使用されました。ボアを縮小して強度を高め、ヘッド ガスケットの密閉性を向上させました。吸気側と排気側の両方で可変バルブ タイミングが使用されています。STS-V エンジンは、9.0:1 の圧縮比で、6400 rpm で 469 hp (350 kW)、3900 rpm で 439 lb⋅ft (595 N⋅m) を発揮し、XLR-V エンジンは、6400 rpm で 443 hp (330 kW)、3900 rpm で 414 lb⋅ft (561 N⋅m) を発揮します。

L47オーロラ エンジンは、オールズモビル オーロラ用に設計された特別な V8 エンジンで、1995 - 1999 年および 2001 - 2003 年モデルに使用されたノーススター エンジンに基づいています。これは DOHC 4.0 L、243.8 cu in (3,995 cc) の V8 エンジンで、250 hp (186 kW) および 260 lb⋅ft (353 N⋅m) のトルクを出力します。ボアとストロークは 87 mm × 84 mm (3.43 in × 3.31 in) です。L47 の圧縮比は 10.3:1 で、プレミアム燃料を使用します。

冷却液損失システムを含むノーススターのほとんどの機能はそのまま残っていたが、ボアの縮小により重量が許容できないほど増加した。これを軽減するために、オールズモビルは一体型のガラス充填熱可塑性吸気マニホールドと、簡素化されたAC ロチェスターシーケンシャル燃料噴射を採用した。新しいダイキャスト構造のアルミニウム オイル パンにはバッフルが組み込まれ、激しい運転時のオイル不足を軽減した。スターター インターロックにより、静かな L47 がすでに作動している場合はスターターが作動しないようにした。

このエンジンの初期バージョンまたはプロトタイプは、第2世代のオールズモビル エアロテックに使用されました。このエンジンの大幅に改造された650馬力 (485kW) バージョンは、ゼネラルモーターズのレーシング部門によって、最初は1995年にオールズモビル オーロラ GTS-1 およびライリー&スコットLMP プロトタイプでIMSAスポーツカー競技に使用され、1997年にはインディ レーシング リーグ競技に使用され、その後、 2000年にキャデラック ノーススター LMPプログラムで使用されました。両方のエンジンは4.0 L の排気量を維持しましたが、ノーススター LMP バージョンはツインターボでした。^[3]オーロラはシェルビー シリーズ 1車にも使用されました。最初の DTM シーズンでは、オペルがL47 から派生した V8 で アストラをデビューさせました。

オーロラエンジンは1994年に1995年モデルとして導入されましたが、ゼネラルモーターズは2004年にオールズモビルが廃止されて以来、このエンジンを使用していません。

LX5はオールズモビルのDOHC V6エンジンで、1999 年にイントリーグとともに導入されました。GM のプレミアムエンジン グループによって製造されたため、開発中はプレミアム V6、または PV6 と呼ばれていました。L47 オーロラ V8 をベースにしており、L47 オーロラV8 自体もノーススター エンジンをベースにしているため、エンジニアはショート ノースと呼んでいましたが、オールズモビルのファンはショートスターと呼ぶようになりました。

ノーススターと同様に90°のV角を備えているが、エンジンブロックはゼロから設計されたため、ボアセンターが異なっている。チェーン駆動のデュアルオーバーヘッドカムと気筒あたり4つのバルブを備えているが、ビュイック3800エンジンに似たスプリットピンクランクシャフトを備えた均等点火設計である。LX5の排気量は3.5 L、211.9 cu in (3,473 cc)で、5,600 rpmで215 hp (160 kW)、4,400 rpmで234 lb⋅ft (317 N⋅m)を生成した。ボアとストロークは89.5 mm × 92 mm (3.52 in × 3.62 in)である。また、コイルオンプラグ点火を採用したGM初のエンジンの1つでもあった。圧縮比は9.3:1。

このエンジンの製造コストは高く、多くの車両には使用されませんでした。当時は、排気量が 3.3 L から 3.7 L のプレミアム V6 シリーズが続くと言われていましたが、GM が 2004 年に現在の主力 V6 であるハイ フィーチャー エンジンを採用してショートスターを廃止するまで、実際に製造されたのは LX5 だけでした。

LX5は、GMの在庫にある他のどのV6エンジンとも全く異なっていました。GMがこれまでに提供した他のDOHC V6エンジンは、1991年から1997年まで製造されたシボレー ツイン デュアル カムと、2004年から現在まで提供されているキャデラック/ホールデン HFV6のみでした。これら3つの設計は完全に無関係であり、1998年と2003年にはGMからDOHC V6が提供されなかった2つのギャップが残っています（発売時に最も顕著だった第1世代のキャデラックCTS、およびサターンLシリーズとカテラで使用された54度のオペルV6を除く）。これは、複数の設計を継続的に改善してエンジニアリングを進化させる競合他社の慣行と非常に対照的です。オーロラV8と同様に、オールズモビルの消滅とともに生産が停止しました。

3.5L LX5 は、1999 年と 2000 年の Ward のベスト 10 エンジンリストに選ばれました。

• フランク・マーカス、「1993 年の技術ハイライト」。Car and Driver (1992 年 10 月): 59–60 ページ。
• 「テクニカルハイライト」Car and Driver（1993年10月）：115ページ。
• ジョエル・D・ピエトランジェロ。「ノーススターは、ゼネラルモーターズのキャデラック自動車部門の新型ロードスター、'93 年型アランテの改良版の心臓部 - V-8 エンジン」。ウォーズ・オート・ワールド(1992 年 2 月)。
• ヤング、アンソニー（2016）。キャデラック ノーススター V-8：歴史。マクファーランド。ISBN 978-0786471188。

ウィキメディア・コモンズには、ゼネラルモーターズのノーススターエンジンに関連するメディアがあります。

• ノーススターエンジン - 公式サイト
• AutoSpeed の技術記事
• Wiebe 特許 #8,740,532、ノーススター エンジン用シリンダー ヘッド スタッド キット