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<<   作成日時 : 2010/11/07 23:51   >>

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バルブについて

:バルブタイミング
バルブタイミングとは、弁機構を用いる4サイクルガソリンエンジンのバルブの開くタイミングのことである。
弁機構を持たない2ストロークエンジンにもポートタイミングと呼ばれる物が存在するが割愛する。

:吸気時
一般的にはピストンが上死点から下死点に向かい始める状態に開くと考えがちだが、
空気にも慣性があるので、上死点前に開くことにより、完全に上死点から吸入することが出来る。
*空気の流れは渋滞時の車の流れに例えると、先頭が加速すると、後ろに行くにつれて出遅れる形となり、
先頭の車が減速すると後ろに行くのにしたがって車間が狭まる(密度が高くなる)形となる。
:圧縮時
上記と同じく空気の慣性でピストンがある程度上昇するまでは空気の流れはシリンダー内に入ろうとする流れが続くので、
下死点を過ぎて少し時間だけ吸気バルブを開いている方が吸入効率が上がる。
:燃焼時
点火タイミングは圧縮上死点直前でスパークプラグによって発火させられる。(余談)
:排気時
燃焼行程でピストンが下死点に到達するまでにバルブを開く
燃焼されたガスは膨張して圧力が高まる為、ピストンで押し出さなくとも勝手に排気バルブから抜ける形となり、
結果としてその方が排気効率が良くなる。

:オーバーラップ
オーバーラップとは吸気、排気バルブが同時に開いている状態のこと
先述の吸気時に記載したような理由で吸気バルブと排気バルブが同時に開いている。
つまり、上死点でバルブを開くとピストンが下がる時の負圧で吸入する空気が出遅れる形となるので吸入効率が落ちる。
また、排気ガスが排気バルブを抜けるときにも負圧が発生するので混合気を引っ張る形となる。

:オーバーラップの時間の関係
広く取ると吸気の充填効率が下がるためトルクは落ちる。
しかし、圧縮比が落ちるために発熱が抑えられる為、高回転まで回せるようになり、パワーは増大する。
狭く取ることで充填効率が高くなるのでトルクは上がるが、高回転時にはバルブが開くのが遅くなり、充填効率が落ちる。
つまり、広く取ることで高回転型となり、狭く取ることで低回転大トルク形となる。
最近ではこれらを両立する為に可変バルブタイミング機構がある。(例、i-VTEC、VTC、NVCS)

:バルブリフト
バルブの開く量のこと
多ければ低回転時に圧縮する空気が抜けるためパワーとトルクは落ちる
少なければ高回転時に吸入する空気が十分でないうちに閉じてしまい、結果として充填効率が下がる。
最近ではこれらを両立する為に可変バルブリフト機構がある(例、VTEC、)

:バルブサージング
バルブ自体はカムによって開き、スプリングによって閉じている。
よって、速度に限界があり、バネが縮むスピードを超えてしまうとピストンの上昇時にバルブが閉じきらず、
最悪ピストンとバルブが衝突しエンジンブローとなる。
また、エンジンの振動でバルブスプリングが共振し、バネの役割を果たさなくなり、上記のようなブローが起きる。
一般的にツインカムが最も良く、OHVが悪いと言われるのはバルブの駆動を軽量、単純にできるツインカムの方が
バルブサージングを起こしにくく、高回転まで使っても大丈夫からである。
対策としてはバルブスプリングを強化品に変えることだが、バルブの駆動抵抗が増える為にレスポンスが悪くなる。

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