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エンジン(基礎編2)

シリンダーヘッド

---基本構造---
シリンダーブロックと共にエンジンを構成する最も基礎的な部品。
シリンダーブロックの上部に取り付けられており、シリンダーを上から覆い、燃焼室を構成する。
シリンダーヘッドには、吸排気バルブ・カムシャフト(OHVは付かない)・ロッカーアーム・スパークプラグ
・インジェクター・シリンダーヘッドカバーなどが 装着される。
内部は、吸排気ポートと潤滑用オイルライン・冷却用ウォータージャケットが通っている。
近年ほとんどの乗用車のシリンダーヘッドはアルミ製となっていて、溶けたアルミを型へ流し込む鋳造で製造されている。


【出典】https://www.weblio.jp/content/シリンダーヘッド



---サイドバルブ(SV)---
サイドバルブは、バルブがシリンダー側にあるので、ヘッドにはプラグだけが装着される。
下面(シリンダー側)は、燃焼室の形状に窪んでいる。上面は冷却フィン になっていることが多い。
バルブがシリンダーの横に並ぶ構造上、燃焼室は幅広い複雑な形状になり燃焼効率は悪い。


【出典】http://www.italian.sakura.ne.jp/bad_toys/engine/engine01.html



---オーバーヘッドバルブ(OHV)---
吸排気バルブがシリンダーヘッドに組み込まれる。
カムシャフトはシリンダーブロックに組み込まれプッシュロッドを介してヘッド上部のロッカーアームを押し上げる。
押し上げられたロッカーアームは反対側にあるバルブを押し下げる。
シリンダーの上部にバルブを設置することが可能になり燃焼室は円形に近くなった。
カムシャフトは シリンダーの左右どちらかにしか設置出来ないので
プッシュロッド・ロッカーアーム・吸排気バルブもシリンダーの片側方向に集中して配置される。
吸排気のポートは 同じ方向(ターンフロー)で燃焼室はウエッジ型又はバスタブ型燃焼室になるのが一般的。


【出典】https://ja.wikipedia.org/wiki/シリンダーヘッド


【出典】https://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2002/00200/contents/013.htm



---オーバーヘッドカムシャフト(SOHC)---
吸排気バルブ・カムシャフトがシリンダーヘッドに組み込まれる。
カムシャフトはクランクシャフトからベルト又はチェーンを介して駆動される。
カムシャフトは直接 又はロッカーアームを介してバルブを押し下げる。
プッシュロッドが不要になったことで慣性質量が少なくなり高回転化が可能になった。
吸気ポートと排気ポートが左右 別方向になるクロスフローが可能になり、吸排気効率が向上する。
バルブを直接動かす直動式は吸気・排気それぞれ1本づつの2バルブになる。
吸排気効率を上げるには バルブの大口径化が必要で慣性質量が増加し高回転化には不利になる。
ロッカーアーム式は吸気2本・排気1又は2本の4バルブ・3バルブ化が可能。
バルブの小型化で 慣性重量は小さくなるがロッカーアームが長くなるのでバルブサージングが起こりやすくなる。
カムシャフトを左右どちらかにオフセットすることで、スパークプラグを 中央付近に設置することが可能になり燃焼効率が向上した。


【出典】https://ja.wikipedia.org/wiki/SOHC



---ダブルオーバーヘッドカムシャフト(DOHC)---
吸気用カムシャフト・排気用カムシャフトが独立してシリンダーヘッドに組み込まれる。
カムシャフトはクランクシャフトからベルト又はチェーンを介して駆動される。
カムシャフトは直接又はロッカーアームを介してバルブを押し下げる。
吸排気のカムシャフトが独立したことでバルブの開閉タイミングやリフト量の設計がより自由になり 高出力化が可能になった。
吸気ポートと排気ポートが左右別方向になるクロスフロー、吸気2~3本・排気2本の5バルブ・4バルブ化が可能。
バルブの小型化で 慣性重量は 小さくなる。ロッカーアームタイプでもアームを短くできるのでサージングは起こりにくい。
カムシャフトの中央にスパークプラグを設置することが可能でペントルーフ 型燃焼室となり燃焼効率が向上した。
SOHCのシリンダーヘッドより大型になる。


【出典】https://ja.wikipedia.org/wiki/DOHC

シリンダーブロック

エンジンの心臓部、ピストン・コンロッド・クランクシャフト・オイルポンプ・ウォーターポンプなどが組み込まれる。
燃焼室で爆発した熱エネルギーを回転運動に変換 する部分。
内部は、吸排気ポートと潤滑用オイルライン・冷却用ウォータージャケットが通っている。
下面は、エンジンオイルを溜めるオイルパンが付く。
近年ほとんどのガソリンエンジンのシリンダーブロックはアルミ製 となっていて、
溶けたアルミを型へ流し込む鋳造で製造されている。
シリンダーの摩耗防止のために鉄製のシリンダーライナーを挿入するか、
シリンダー内壁にメッキ を掛けることが一般的である。


【出典】https://motor-fan.jp/tech/10009007


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