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第2回 バルブタイミングについて

・みなさんEngの調子はいかがでしょうか?

・最近、思うことについて書いてみます。 それは、バルブタイミング(以降バルタイ)についてです。
タイミングベルト交換で、分解時にバルタイを測定してみると、ほとんどの場合なぜか大幅にずれて
います。許容範囲として、ずれているなと感じる範囲はせいぜい±1°ぐらいですが、それ以上に
ずれているEngがあります。しかも、V8なら左右バンクが合っていないなど・・・ん〜て感じです。

・機械的に、合いマークを合わせればと思われがちですが、それは、精度管理の行き届いた国産の
Engの話で、FやLやPやAなどは、きちんと角度板を付け、ダイヤルゲージをカムやリフターにあて
実測しながら合わせるべきだと思うのですが。(バルタイの定義はいろいろあると思いますが、ここでは
カムの最大リフト時をセンター角として、話を進めます。)

・メーカーのマニアルには、INT・Exhカムそれぞれの作動角度が明記してあります。そこから、センター角
を計算し設定値とします。(メーカーによっては、○○mmリフト時何度と言う表現もあるようですが・・・
この場合、タペットクリアランスの調整具合等の要因もありますので、私はあくまでも、カムの最大リフト時
のクランク角度をみたほうが、再現性のあるデータが測定できると思います。)

・さて、本題のバルタイですが基本的にACCELでは、STDの値にセットします。(一般走行の場合)
レースなどの限られた、走行条件の場合は、ギア・タイヤ・空力等によりEngのパワーバンドに(回転域)
トルクを合わせて行きますので、アイドルがラフでもストールしなければいいので、あまり気になりませんが
一般走行では、アイドル〜パーシャル域の使用頻度が、圧倒的に多いので、この辺のトルクが出ていない
と乗りずらくなってしまいます。そこで、バルタイは、アイドルから上までをカバーできるSTDのタイミングを
ACCELは推奨します。

・ここでは、一般的な特性について、説明します。(吸気系・排気系はそのままという条件です)
 たとえば、ツインカムの場合、INT・Exhの組み合わせをあげるときりがないので、オーバーラップの
 変化でみてみますと、オーバーラップを増やすと、中速域はよくなりますが上は伸びません。しかも
 アイドルは、悪くなります。また、オーバーラップを減らすと、中速は落ち込み上が伸びます。アイドルも
 安定します。(これは、ターボEngも同じです。)

・余談になりますが、各社 それぞれのタイミングのいいとこ取りをするために、可変バルブタイミング機構
をつけています。しかしながら、Engベンチなどで定常運転で出力試験をするとたしかに、良いデータが
でるのですが、いざ、走らせるとあまり変わらないという評価になってしまいます。走行状態は、いわゆる
過渡状態で加速か減速という条件のため、どうしても遅れが生じ、定常運転と同じようにはなりません。
その、遅れを嫌ったメーカーは、作動油圧を上げたり、2段3段の切り替えtypeにしたりと、工夫をして
います。

・次に、カムをハイカム(リフト・作動角UP)にしたいという場合。
カムは何度がいい(プロフィールは・・・)というのは、おいといて、ハイカムにした場合、当然 吸排気系も
それにあわせないといけませんが、その前に圧縮比をUPしないといけません。なぜかというと、ハイカムで
作動角が広くなった分(バルブが開いている時間が長い)有効圧縮が下がってしまいます。ピストンの
ストロークは変わりませんので、当然コンプレッションが下がります。このため、圧縮比を上げます。

・圧縮比は、なかなか一発では、決められません。一般には 11〜12ぐらいがいいとこでしょうか。
それは、ノッキングとの兼ね合いで難しいです。圧縮比を上げれば、熱効率が上がりパワーにつながる
ように思われがちですが、世の中うまくいきません。(圧縮比を上げると言うことは、簡単に説明しますと
膨張比がUPするということです。同じ空気量・A/Fでも、一生懸命 圧縮すれば、それだけパワーに
つながります。)
そして、ノッキングを撮影した、私としては、いかにノックを回避して、ADVを進角できるかが課題です。
圧縮比を上げADVが27〜30°ぐらいに設定できれば、うまくいった方でしょう。ノックでADV20°
以下になると、気象条件等により非常に設定がシビアになり責めすぎるとEngを壊すことがあります。
また、排温も上がりいいことがありません。この場合、少々圧縮比を下げても、ADVを優先した方が良い
でしょう。(ノッキングの回避方法は、燃焼室形状や、水流れ等いろいろありますが、簡単に回避するには
圧縮比の変更でしょう)・・・最近は、メタルヘッドガスケットが増えてきましたが、これを利用するのが手っ
取り早いでしょう。

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