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バルブトレインは、内燃機関の吸気バルブと排気バルブの動作を制御する機械システムです。[1]吸気バルブは燃焼室への空気/燃料混合物（直噴エンジンの場合は空気のみ）の流れを制御し、排気バルブは燃焼が完了した後に燃焼室から排出される使用済み排気ガスの流れを制御します。[2]
レイアウト
バルブトレインのレイアウトは、カムシャフトの位置に大きく依存します。ピストン エンジンの一般的なバルブトレインの構成は、古いものから新しいものの順に次のようになります。
- フラットヘッドエンジン: カムシャフトとバルブは燃焼室の下のエンジンブロック内にあります。
- オーバーヘッドバルブエンジン: カムシャフトはブロック内に残りますが、バルブは燃焼室の上のシリンダーヘッドに配置されています。
- オーバーヘッドカムシャフトエンジン: バルブとカムシャフトは燃焼室の上のシリンダーヘッドにあります。
コンポーネント
バルブトレインは、カムシャフトの回転運動を吸気バルブと排気バルブの開閉に伝えるすべてのコンポーネントで構成されています。代表的なコンポーネントを、クランクシャフトからバルブまでの順に以下に示します。
カムシャフト
バルブ開放のタイミングとリフト プロファイルは、回転シャフト上の慎重に成形されたローブを使用して、カムシャフトによって制御されます。カムシャフトはクランクシャフトによって駆動され、4 ストローク エンジンの場合は、クランクシャフトの半分の速度で回転します。
クランクシャフトからカムシャフトへの動きは、ゴム製のタイミングベルト、金属製のタイミングチェーン、またはギアセットによって最も一般的に伝達されます。
プッシュロッド
プッシュロッドは、オーバーヘッドバルブエンジンで使用される細長い金属棒で、カムシャフト（エンジンブロック内）の動きをバルブ（シリンダーヘッド内）に伝達します。プッシュロッドの下端にはリフターが取り付けられており、カムシャフトはリフターに接触します。カムシャフトのローブがリフターを上方に動かし、プッシュロッドを動かします。プッシュロッドの上端がロッカーアームを押し、バルブを開きます。
ロッカーアーム / フィンガー / バケットタペット
バルブは設計に応じて、ロッカーアーム、フィンガー、またはバケットタペットによって作動します。オーバーヘッドバルブエンジンはロッカーアームを使用し、これはカムローブによって下から間接的に（プッシュロッドを介して）作動します。オーバーヘッドカムシャフトエンジンはフィンガーまたはバケットタペットを使用し、これはカムローブによって上から直接作動します。[3]
バルブ
現代のエンジンのほとんどはポペットバルブを使用していますが、スリーブバルブ、スライドバルブ、ロータリーバルブも時々使用されています。ポペットバルブは通常、カムシャフトローブまたはロッカーアームによって開かれ、バルブスプリングと呼ばれるコイルスプリングによって閉じられます。
バルブフロートは、エンジン回転数が高いときにバルブスプリングがバルブトレインの慣性を制御できない場合に発生します。[4] [5]
参照
参考文献
- ^ ブレイン・マーシャル（2000年4月5日）「自動車エンジンの仕組み」HowStuffWorks 。 2014年1月29日閲覧。
- ^ 「Sci-Tech Dictionary: "valvetrain"」. Answers.com . 2014年1月29日閲覧。
- ^ 「OHV、OHC、SOHC、DOHCエンジンの違いは何ですか？」www.samarins.com 。 2020年1月23日閲覧。
- ^ クランズウィック、マーク (2011)。『アメリカン・モーターズの自動車：図解歴史』マクファーランド、p. 80。ISBN 9780786446728. 2014年1月29日閲覧。
- ^ Vizard, David (1992)。シボレー スモールブロック V-8 カムシャフトとバルブの組み立てと改造方法。Motorbooks International。p. 114。ISBN 9780879385958. 2014年1月29日閲覧。