バリエーター（可変バルブタイミング）
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可変バルブタイミング（VVT）は、内燃機関のバルブ開度を変化させるシステムです。これにより、エンジンは高出力を発揮するだけでなく、低出力時でも安定して効率的に作動します。[ 1 ] VVTには多くのシステムがあり、エンジンの吸気バルブと排気バルブの相対的なタイミング、持続時間、または開度を変化させます。
初期の実用的VVTシステムの一つは、バリエータを用いてカムシャフトとバルブの位相[注1 ]を変化させていました。このシンプルなシステムでは、バルブの開弁時間やリフト量を変えることはできませんでした[注2 ] 。その後のヘリカルカムシャフトや可動支点システムなどのVVTシステムは、これらの要素も変化させることができました。こうした制限があるにもかかわらず、バリエータは既存のエンジンに比較的簡単に追加できる装置であるため、現在も使用されています。
バリエーターの利点は吸気と排気の相対的なタイミングを変化させることにあるため、バリエーターシステムはダブルオーバーヘッドカムシャフトエンジンにのみ適用されます。吸気と排気の両方に単一のカムシャフトを動かすバリエーターシステムも実現可能ですが、性能上の利点はありません。
アルファロメオシステム
アルファロメオは、量産車に可変バルブタイミングシステムを採用した最初のメーカーです（米国特許4,231,330）。1980年型アルファロメオ スパイダー 2.0Lには、米国で販売されたSPICA燃料噴射車に機械式VVTシステムが搭載されていました。後に、1983年型アルフェッタ 2.0 クアドリフォリオ オロ モデルやその他の車にも採用されました。この技術は、1970年代にアルファロメオのエンジニアであるジャンパオロ・ガルセアが行った研究に由来し、イタリア語ではこの装置はvariatore di faseと呼ばれています。[ 2 ] 1987年型アルファロメオ 75に導入されたアルファロメオ ツインスパークエンジンも可変バルブタイミングを採用しています。[ 3 ] [ 4 ]
アルファシステムはカムタイミングの位相（持続時間ではない）を変化させ、吸気カムシャフトに作用する。 [ 5 ]
アルファロメオのバリエータは、ヘリカルスプラインとともに圧力室とピストンを収容する円筒形のチャンバーです。エンジンオイルの圧力によって内部のピストンが動かされ、ヘリカルスプラインによってピストンがわずかに回転して、吸気バルブのタイミングを 25 度進めます。バリエータへのオイルの流れはソレノイドバルブによって制御されます。エンジン速度が特定の速度 (ツインスパークアプリケーションでは通常 1500～2000 rpm) に達すると、ソレノイドが励磁され、加圧されたオイルが吸気カムシャフトを通じてバリエータに送られます。吸気カムシャフトの位置が 25 度進み、バルブのオーバーラップが増えます。約 5000 rpm でソレノイドがオフになるまでこの進んだ状態が維持され、バリエータピストンがバルブタイミングを自然な状態に戻します。可変タイミングにより、エンジンの中間域での柔軟性が向上し、排出量が削減されます。正確な切り替えポイントはバージョンによって異なります。この比較的初期のシステムには、変更なしと完全に進んだの 2 つの設定しかないことは注目に値します。
アプリケーション
- 1980年式アルファロメオ・スパイダー[ 2 ]
- 1987年式アルファロメオ75ツインスパーク
- 1991年式アルファロメオ155 1.8Lおよび2.0Lガソリンエンジン
- 1997年式アルファロメオ156（ 1.6L、1.8L、2.0Lガソリンエンジン搭載）[ 6 ]
- 1998年式アルファロメオGTVとスパイダー（1.8Lと2.0Lのガソリンエンジン搭載）[ 7 ]
- 2000年式アルファロメオ147 1.6Lおよび2.0Lガソリンエンジン搭載車[ 8 ] 、 105bhpエンジン搭載車を除く
- 2004年式アルファロメオGT（ 1.8Lおよび2.0Lガソリンエンジン搭載）
- 2001年式フィアット・スティロ（ 1.8L [ 9 ]または2.4L [ 10 ]エンジン搭載）
フォルクスワーゲンシステム
フォルクスワーゲンは、カムシャフトごとに1つずつ、計2つのバリエーターを備えたバリエーターシステムを採用しています。アルファロメオのシステムと同様に、これらはカムシャフトのタイミングベルトプーリーに取り付けられた電気制御の油圧ユニットです。[ 11 ]これらのシステムは、フォルクスワーゲンVR5およびVR6エンジン、そしてW8およびW12エンジンに搭載されています。マルチバンクWエンジンには、カムシャフトごとに1つずつ、合計4つのバリエーターが搭載されています。
フォルクスワーゲンのバリエーターは、油圧部品の形状から「フルーテッドバリエーター」と呼ばれています。ヘリカルスプラインと間接駆動を採用したアルファロメオのシステムとは異なり、[注 3 ]フォルクスワーゲンのシステムは直接回転動作を行います。バリエーターの内部部品は、ルーズケース内のパドルホイールに似ており、左右に数度自由に動くことができます。これらのパドルの片側に油圧をかけることで、位相シフトが実現されます。[ 11 ]作動油はエンジンオイルで、シリンダーヘッドに取り付けられたソレノイドバルブによって制御され、 ECUによって制御されます。ホール効果センサーもカムシャフトの位置を監視します。
その他のバリエータベースのVVTシステム
参考文献
- ^フォルクスワーゲン、フルーテッドバリエーター、pp. 4-5
- ^ a b「アルファロメオ スパイダー FAQ」。
- ^ re (2005-10-17). 「アルファロメオ」 . italiaspeed.com . 2018年3月31日閲覧。
- ^ 「アルファロメオ75の歴史」。
- ^ 「可変バルブタイミング（VVT）」 Austincc.edu 。 2018年3月31日閲覧。
- ^ 「Alfa Romeo 156 Variator」 Alfaworkshop.co.uk 2018年3月31日閲覧。
- ^ 「Alfa Romeo GTV Variator」 Alfaworkshop.co.uk 2018年3月31日閲覧。
- ^ 「Alfa Romeo 147 Variator」 Alfaworkshop.co.uk 2018年3月31日閲覧。
- ^ 「フィアット スティロ バリエーター」 Fiatworkshop.co.uk . 2018年3月31日閲覧。
- ^ 「技術情報：stiloバリエーターソレノイド部品番号」 FIATフォーラム. 2018年3月31日閲覧。
- ^ a b「フルート付きバリエータ付き可変バルブタイミング」（PDF）。フォルクスワーゲン自習プログラム。
