燃費向上に貢献！ローラーロッカーアームとは？
車を知りたい
先生、「ローラーロッカーアーム」って普通のロッカーアームと何が違うんですか？
自動車研究家
いい質問だね！ローラーロッカーアームは、カムと接触する部分にローラーが付いているんだ。普通のロッカーアームだと、カムと擦れ合って抵抗になるんだけど、ローラーが付くことでその抵抗を減らしているんだよ。
車を知りたい
なるほど！それで燃費が良くなるんですね。でも、高速エンジンには向かないって書いてありましたが、どうしてですか？
自動車研究家
そう、燃費改善には効果的なのだけど、ローラーを付けることでロッカーアームが重くなってしまうんだ。そのため、高速で動くエンジンには負担が大きくなってしまうので、不向きだと言われているんだよ。
ローラーロッカーアームとは。
「ローラーロッカーアーム」とは、エンジンの吸排気バルブを動かすロッカーアームの一種で、カムと接触する部分にローラーが組み込まれています。このローラーが回転することで摩擦抵抗を大幅に減らし、燃費向上に貢献します。特にアイドリングや低速走行時に効果を発揮します。しかし、ローラーの分だけロッカーアームが重くなってしまうため、高回転を多用するエンジンには不向きです。また、アイドリング時の回転数をコンピューター制御していないエンジンでは、摩擦抵抗の減少によって回転数が不安定になりやすく、ライト点灯などの電気負荷によってエンジン回転が変動することがあります。
ローラーロッカーアームの基礎知識
車の燃費を向上させる技術として、近年注目を集めているのが「ローラーロッカーアーム」です。
従来のロッカーアームと何が違うのか、その仕組みやメリットについて解説していきます。
そもそもロッカーアームとは、エンジンの吸気・排気バルブを開閉させるための部品です。
カムシャフトからの回転運動を、バルブを押し下げる上下運動に変換する役割を担っています。
従来のロッカーアームは、カムシャフトとの接触面に金属製の「スリッパー」を使用していたため、摩擦抵抗が大きくなってしまうという課題がありました。
一方、ローラーロッカーアームは、この接触面にベアリングを内蔵したローラーを使用しています。
これにより、摩擦抵抗が大幅に低減され、エンジンの回転が滑らかになります。
その結果、燃費の向上や出力の向上、静粛性の向上などに貢献するのです。
燃費向上効果の仕組み
ローラーロッカーアームは、エンジンの吸気・排気効率を高めることで、燃費向上に貢献する部品です。従来のロッカーアームとの違いは、カムシャフトとの接触面にローラーベアリングが組み込まれている点にあります。
このローラーベアリングが回転することで、カムとロッカーアームの間の摩擦抵抗を大幅に低減します。その結果、エンジンはよりスムーズに回転し、燃費の向上、出力の向上、静粛性の向上など、様々なメリットが得られます。
近年の燃費基準の厳格化に伴い、自動車メーカー各社は燃費向上技術の開発に力を入れています。ローラーロッカーアームもその一つであり、多くの車種に採用され始めています。
アイドリング時や低速運転でのメリット
アイドリング時や低速運転時は、エンジン回転数が低く、バルブのリフト量も小さくなります。このとき、従来のスライディング方式のロッカーアームでは、カムとロッカーアームの接触面積が大きくなるため、摩擦抵抗が増加してしまいます。 一方、ローラーロッカーアームは、カムとの接触部にローラーが組み込まれているため、摩擦抵抗を大幅に低減することができます。その結果、燃費の向上、特にアイドリング時や低速運転時における燃費向上に大きく貢献するのです。
高速エンジンへの不向きな理由
ローラーロッカーアームは、その名の通りカムとバルブの間にローラーを挟むことで摩擦を低減し、燃費向上や出力向上に貢献するパーツです。しかし、高速回転になるとこのローラーが追従しきれず、バルブタイミングのズレや異音、振動の原因となることがあります。そのため、高回転が得意なスポーツタイプのエンジンには不向きとされています。
回転変動に関する注意点
ローラーロッカーアームは、その低摩擦特性から燃費向上に貢献する一方で、回転変動という側面も考慮しなければなりません。 エンジン回転数が変化する際に、従来のロッカーアームと比べてローラーロッカーアームは慣性モーメントが小さくなる傾向にあります。これは、バルブタイミングの制御がよりシビアになることを意味し、場合によってはバルブサージやバルブフローへの悪影響を及ぼす可能性も否定できません。そのため、高回転域での性能を追求する際には、適切なバルブスプリングの選定やバルブタイミングの調整など、綿密なエンジンチューニングが不可欠となります。