吸気カムシャフトと排気カムシャフト: 設計、タイミング、交換における主な違い

インテークカムシャフトとエキゾーストカムシャフトとは何ですか?

吸気カムシャフトは混合気を流入させる吸気バルブを開き、排気カムシャフトは燃焼廃棄物を放出する排気バルブを開きます。ローブのプロファイルから熱処理に至るまで、2 つの間の設計の違いはすべて、分業によるものです。

シングル オーバーヘッド カムシャフト (SOHC) エンジンでは、1 つのシャフトに吸気ローブと排気ローブの両方が搭載されているため、この区別はシャフトごとではなくローブごとに適用されます。 DOHC エンジンでは、2 つの機能が別々のシャフトに分割されているため、吸気と排気の問題は物理的な部品選択の問題になります。吸気シャフトと排気シャフトには異なる部品番号が付いているため、個別に注文する必要があります。たとえば、KORBOR のカタログには次のように記載されています。 フォードエンジンのカムシャフト OEM 部品システムとまったく同様に、排気側シャフトとは別の部品番号として指定されます。

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2 つの物理的条件がプロファイルの違いを引き起こします。吸気側は流量が制限されています。空燃柱は吸気ポートを通って加速する必要があるため、吸気ローブのリフトと開口率がシリンダーに入るチャージの量を直接制御します。排気側は温度が制限されています。排気側は燃焼熱を完全に通過させますが、炭素と煤がバルブステムとローブの面に負荷を与えるため、排気ローブは少ない潤滑マージンで動作します。

デザインとローブのプロファイルの違い

吸気カムシャフトと排気カムシャフトは、ローブリフト、持続時間、ローブ分離角度、および材料処理が異なり、これらの各パラメータは、吸気側の流れと排気側の耐久性について個別に調整されています。

吸気リフトが高くなるとバルブ開口面積が増加し、高回転でのシリンダーの充填に役立ちます。排気継続時間を長くすると、排気バルブがオーバーラップ ウィンドウの後半まで開いたままになり、高回転での掃気が向上しますが、オーバーラップが大きくなりすぎるとアイドル品質が損なわれる可能性があります。したがって、市販の排気カムシャフトの持続時間は長くなる傾向にありますが、吸気カムシャフトのピークリフト量は多くの場合より高くなります。

材料の選択も同じ論理に従います。硬冷鋳鉄グレードはローブ面の摩耗性排気堆積物を処理し、一方、ダクジュラー鋳鉄グレードは曲げ荷重下でジャーナルに必要な靭性を提供します。 KORBOR は両方のファミリーをキャストおよびマシン化します 社内の鋳造および機械加工ライン 、ブランク鋳造段階から完成した研削プロファイルまで、カムシャフトの位置に合わせた材料処理が行われます。

バルブタイミングと 2 つのカムシャフトがどのように連動するか

DOHC エンジンでは、吸気カムシャフトと排気カムシャフトはタイミング チェーンまたはベルトを介して相互にタイミングが調整され、後続の排気ローブと先頭の吸気ローブの間のオーバーラップ ウィンドウがアイドル品質、低速トルク、最高出力を決定します。

各バルブ イベントは、クランクシャフトの回転角度で定義されます。吸気カムシャフトは、上死点前の吸気バルブの開きと下死点後の吸気バルブの閉じを制御します。排気カムシャフトは、下死点前の排気バルブの開きと上死点後の排気バルブの閉じを制御します。これらの終了点間の関係により、効果的にオーバーラップが設定されます。

可変バルブタイミングによって 2 つのカムシャフト間の区別がなくなるわけではありません。フェイザーはクランクシャフトに対してカムシャフトを回転させてオーバーラップウィンドウを移動させますが、ローブプロファイル自体は固定されたままです。両方のシャフトにフェイザーを備えたエンジンでは、低回転トルクのために吸気カムを前進させ、高回転パワーのために排気カムを遅らせることができますが、各シャフトは依然として独自の吸気または排気プロファイルを保持します。

2 つのカムシャフトを交換または混合するとどうなりますか?

たとえシャフトがベアリングの穴に適合し、スプロケットのボルトが取り付けられていても、排気カムシャフトを吸気位置に取り付けてエンジンを正常に動作させることはできません。機械的なフィット感は機能的なフィット感と同じではありません。

シャフトを交換すると、2 つのローブ プロファイル間の違いによってすべてのバルブ イベントが移動します。エンジンは動作しますが、測定可能な範囲で動作が悪化します。

• 吸気バルブが遅く開き、早く閉じるため、アイドル状態が粗くなり、マニホールドの負圧が低下します
• 2,500 rpm 未満でトルクが失われる (特に低速応答用に調整されたエンジンの場合)
• 排気ブローダウン中に吸気バルブが開いたままの場合、スロットルボディを介して吸気バックファイアが発生する
• オーバーラップがなくなり燃焼熱がシリンダー内に滞留するとオーバーヒートの危険性がある

1 つ例外が存在します。いくつかの量産エンジンでは、吸気カムシャフトと排気カムシャフトの基本プロファイルが同一であるため、交換しても問題はありません。それは外部から推測するものではなく、工場のサービスデータから確認する必要があります。プロファイルが異なる場合、パフォーマンス構築における意図的なカム交換は、バルブ スプリング、ラッシュ調整、ECU キャリブレーションと組み合わせられ、ドロップイン交換ではなく調整された変更になります。

交換用カムシャフトを購入する前に確認すべきこと

交換品を注文する前に、エンジン コード、カムシャフトの位置、ローブ リフト、期間、および部品番号を元のシャフトと照合して確認し、材料グレードと熱処理の一貫性を確認できるサプライヤーから購入してください。

1. 位置を確認してください。吸気カムシャフトと排気カムシャフトには、ほぼすべての DOHC エンジン ファミリの異なる部品番号が付いています。
2. エンジン名だけでなく、エンジンコードと年式も合わせてください。
3. シャフトを取り外す前に、元のローブのプロファイルとジャーナルの状態を検査してください。
4. サプライヤーの品質システムを確認します。 IATF 16949認定の品質管理 .

KORBOR は自動車およびオートバイのカムシャフトを個別の製品ファミリーにまとめており、番号付けは位置ごとに異なります。の 日産カムシャフト カタログ内のユニットは同じ規則に従っているため、吸気シャフトと排気シャフトを曖昧にすることなく注文できます。オートバイの DOHC エンジンも同様に機能します。ライダーがエンジンを注文します。 ヤマハバイクカムシャフト 車の所有者と同じように、吸気または排気の位置を確認する必要があります。

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カムシャフトは材料、熱処理、ローブのプロファイル、ジャーナルの仕上げがすべて、エンジンが 100,000 マイルを超えて仕様内に留まるかどうかを決定する部品であるため、このレベルの制御は重要です。独自の鋳造および機械加工チェーンを運用するメーカーは、アフターマーケットの再構築に依存する一貫性を提供します。

インテークカムシャフトとエキゾーストカムシャフト: FAQ

エキゾーストカムシャフトを吸気側に使用できますか？

工場サービスデータにより、両方のシャフトが同じローブプロファイルを共有していることが確認された場合に限ります。プロファイルが異なると、吸気位置にある排気カムシャフトが吸気の開閉ポイントを大きくシフトさせ、アイドリングの乱れ、吸気のバックファイア、低速トルクの損失を引き起こします。パフォーマンスを向上させる場合は、代替品としてではなく、スプリングのマッチングと ECU のキャリブレーションを必要とする意図的なプロファイル変更として扱います。

吸気カムシャフトと排気カムシャフトを区別するにはどうすればよいですか?

シャフト端に刻印されている品番、サービスパーツカタログ、タイミングマークをご確認ください。一部のエンジンは 1 つのシャフトから補助コンポーネントを駆動するため、ウォーター ポンプ駆動スプロケットや位置センサー リラクタ リングなどの目に見える違いが生じます。疑問がある場合は、両方のシャフトのローブ リフトをキャリパーで測定し、その値をサービス仕様と比較してください。

吸気カムシャフトと排気カムシャフトの摩耗速度は異なりますか?

はい。排気カムシャフトは炭素堆積物の負荷がより高い高温環境で動作するため、ローブの孔食や表面の亀裂が最初に発生します。インテークカムシャフトには、オイル汚染によるジャーナルの傷やローブの研磨がより頻繁に発生します。走行距離が多い場合、通常、最初に交換が必要になるのは排気シャフトです。

両方のカムシャフトを同時に交換する必要がありますか?

エンジンにタイミング ベルトの故障、バルブとピストンの接触、または深刻なオイル不足が発生した場合は、両方のカムシャフトとリフターを一緒に交換してください。新しいローブの使用済みリフターは予測できない速度で摩耗し、繰り返し故障を引き起こす可能性があります。別々の吸気カムシャフトと排気カムシャフトの場合、一致するペアは 1 つではなく 2 つの部品番号になります。