バルブシート

内燃ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンのバルブシートは、エンジンの動作サイクルの一部でバルブが閉じているときに、吸気バルブまたは排気バルブが接する表面です。バルブシートはエンジンの重要な部品であり、製造時に位置、向き、または形成が不適切だと、バルブ漏れが発生し、エンジンの圧縮比、ひいてはエンジン効率、性能 (エンジン出力とエンジントルク)、排気ガス、およびエンジン寿命に悪影響を及ぼします。

バルブシートは、多くの場合、まずステライトなどの硬化金属合金のほぼ円筒形の部分を、各バルブステム位置の上にあるシリンダーヘッドの鋳造凹部に圧入し、 ^[1]次に、対応するバルブの対応する円錐部分とかみ合う円錐断面をバルブシートに機械加工することによって形成されます。通常、2 つの円錐断面表面 (1 つはより広い円錐角を持ち、もう 1 つはより狭い円錐角を持つ) が実際のかみ合い面の上下に機械加工され、かみ合い面を適切な幅に形成し (シートを「狭める」と呼ばれる)、バルブの (より広い) かみ合い面に対して適切に配置できるようにします。これにより、バルブが閉じているときは良好な密閉性と熱伝達が得られ、バルブが開いているときはバルブを通る良好なガス流量特性が得られます。

安価なエンジンでは、バルブシートがシリンダーヘッドやエンジンブロックの素材に切り込まれているだけである（エンジンの設計による）。新しいエンジンの中には、シートがヘッドに押し込まれるのではなく吹き付けられているものがあり、シートが薄くなり、バルブシートを介した熱伝導がより効率的になり、バルブステムがより低い温度で機能できるようになり、バルブステム（およびバルブトレインの他の部分）をより薄く軽くすることができる。^[2]これらのバルブシートはレーザークラッドバルブシートとも呼ばれる。^{[3] [4]}

バルブシートが不適切に配置または加工される原因はいくつかあります。これには、圧入ステップでの不完全な着座、公称円形のバルブシート表面の歪みにより完全な真円度または波状度から許容できないほど逸脱すること、バルブガイド穴の軸に対する加工面の傾き、バルブシート表面のバルブガイド穴との同心度からの逸脱、およびバルブシートの加工円錐セクションのバルブ表面と一致するために必要な円錐角度からの逸脱が含まれます。挿入および加工されたバルブシートの自動品質管理は、デジタルホログラフィーの出現により、これらすべての偏差を測定できる 高解像度計測が可能になるまで、歴史的に非常に困難でした。