スバルの可変動弁機構

スバルの可変動弁機構

スバルが開発した可変動弁機構は、同社の車に搭載されるエンジンに用いられる先進的な技術です。この機構は、エンジンの吸排気性能を向上させることを目的としており、燃焼効率を最適化する鍵となります。

動弁機構とは

レシプロガソリンエンジンにおける吸排気量は、燃焼室における吸排気口の開口面積、開弁時間、および開口のタイミングに大きく依存します。一般に、これらはカム機構によって制御されており、リフト量が開口面積を、作用角が開口時間を、中心角が開口時期を決定します。

ただし、エンジンの回転数や負荷によって最適な吸排気の量とタイミングは変わりますが、従来のカム駆動方式では、特定の回転数に合わせた設定しかできず、それ以外の回転範囲では性能が最適でない可能性があります。そこでスバルは、この課題に対処するために可変動弁機構を開発しました。

可変動弁機構の種類

スバルの可変動弁機構は大きく分けて、連続可変バルブタイミング機構と可変バルブリフト機構の2つに分類されます。

1. 連続可変バルブタイミング機構 (AVCS)

AVCSは、クランクシャフトに対するカムの位相を連続的に調整できる機構です。3代目レガシィのDOHC NAエンジンに初めて採用された後、EJ20、EJ25などのターボエンジンやEZエンジンにも搭載されました。AVCSは、日本ではトヨタのVVT-iによく知られていますが、構成部品はトヨタ系サプライヤーのデンソーから供給されています。特に、吸気側だけでなく排気側も制御できるデュアルAVCSも存在します。

FB型エンジンでは、油圧式の可変バルブタイミング機構としては初めて中間ロック式AVCSが導入され、始動性の向上が図られています。AVCSの構成部品は、専用のカムスプロケットや油圧を制御するオイルコントロールバルブ（OCV）、油圧を伝える油路から成り立っています。

2. 可変バルブリフト機構

可変バルブリフト機構には、ダイレクト可変バルブリフト機構とi-AVLSがあります。ダイレクト可変バルブリフト機構は、バルブリフトを2段階で変更することができ、AVCSと組み合わせて使用されることが一般的です。

EZ30エンジンでは、吸気のリフト量に差をつけることで燃焼効率を向上させており、これはi-AVLSでも同様のアプローチが取られています。d

一方、i-AVLSは主にSOHCエンジンで使用され、吸気2バルブの片側だけのリフト量を変える機構です。低中回転域では片側をローリフトにして渦流を発生させ、燃焼状態を改善し、中高回転では両バルブをハイリフトにして充填効率を向上させています。

結論

スバルの可変動弁機構は、エンジン性能を向上させるための革新的な技術です。これにより、エンジンの効率と燃焼状態が大幅に改善され、より高性能で環境に優しい走行が可能となります。

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