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自動車のバルブスプリングとは

自動車用バルブスプリングは、シリンダーヘッドとバルブロッドテールのスプリングシートの間に位置する、自動車エンジンの重要な部品です。主な機能は、バルブが適切な位置にしっかりと固定され、エンジンの振動によるバルブのうなり音やシールの破損を防ぐことです。
バルブスプリングは通常、高品質の合金鋼線で作られ、疲労強度を高めるために熱処理されています。スプリングの腐食を防ぐため、表面には亜鉛メッキまたはリン酸塩処理が施されます。加工工程中の歪みを防ぐため、両端はスプリング軸に対して垂直かつ平坦に研磨する必要があります。
バルブスプリングの設計と材料選択は、エンジン性能に重要な影響を与えます。共振を避けるため、現代のエンジンでは主に可変ピッチスプリングまたは同心円状に取り付けられたダブルスプリングが採用されています。ダブルスプリング設計は、内外にそれぞれ反対方向に回転する2つのスプリングを配置しています。外側のスプリングの剛性が高く、共振を効果的に防止します。また、片方のスプリングが破損しても、もう片方のスプリングが引き続き作動し、バルブの正常な閉鎖状態を確保します。
バルブスプリングの動作原理は、バルブが閉弁する過程で慣性力を克服し、バルブがバルブシートにしっかりと密着することを確保し、圧力負荷によるバルブの飛び上がりを防ぐことです。さらに、バルブスプリングはバルブの動きを制御し、バルブ機構の分離を防ぐこともできます。
つまり、バルブスプリングはエンジンの中では小さいものですが、エンジンの正常な動作と安定した性能を確保するためにその役割は非常に重要です。
自動車用バルブスプリングの主な役割は次のとおりです。
バルブシートの適時の密着性を確保：バルブスプリングは、バルブが閉じているときにバルブシートまたはバルブシートリングにしっかりとフィットすることを保証し、エンジンの振動時にバルブが飛び跳ねるのを防ぎ、良好な密閉性を維持します。
慣性力を克服する : バルブが開くと、バルブ機構が慣性力を生成します。バルブスプリングはこれらの慣性力を克服し、トランスミッション部品が常に CAM によって制御され、互いに分離しないことを保証します。
‌ 共振とフラッターを防止する ‌ ：作動過程でのバルブスプリングの共振を防止するため、一部のエンジンではダブルバルブスプリング構造が採用されています。2つのスプリングは互いに回転が反対で、スプリングの振動を相殺し、バルブスプリングの安定性を向上させます。 ‌
‌ 疲労強度と信頼性の向上 ‌ ：バルブスプリングは通常、高品質の合金鋼線で作られ、疲労耐性を向上させるために熱処理されています。錆を防ぐため、表面には亜鉛メッキまたはリン酸塩処理が施されています。
‌ 高い動的応力と高速運転への適応 ‌ ：エンジンの高出力化、高速化に伴い、バルブスプリングはより高い動的応力とより速い応答速度に耐える必要があります。そのため、バルブスプリングの設計と製造には、より高い技術要件が求められます。

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