自動車のエンジンについての質問なのですがOHCについて教えて下さい。 また、そのロッカーアームとチェ

自動車のエンジンについての質問なのですがOHCについて教えて下さい。
また、そのロッカーアームとチェーンベルトとタイミングベルトについて教えて下さい。
よろしくお願いします。

No.7 回答者： whtg001 回答日時： 2019/09/29 17:57

ＯＨＣ(over head camshaft)エンジンは一般的なエンジンです。

エンジンの回転軸からベルトまたはチェーンによって、のカムシャフトへと回転力を伝達します。”ＯＨＣ　エンジン""で検索すればわかります。

これに対して、ＯＨＶ式エンジンは昔のアメリカの車に多く採用された方式で前述のように、吸気・排気するためのエンジンのヘッド側にある穴を閉じたり塞いだりするためにカムシャフトではなくバルブを別の方式氏で駆動していました。
”ＯＨＶ　エンジン""　で検索するとわかるはずです。

ＯＨＣのほうが高回転型です。なお、より回転数をあげるには、カムシャフトを２連にした方式（ＤＯＨＣ）があります。

付随して、バルブ（吸気・排気の穴をふさぐ弁）（穴）の数はＳＯＨＣでもいシリンダに3個あった時期もありました。

ＤＯＨＣでは一般的に１シリンダ当たり4個のバルブがあるのが一般的です。

また、同じＤＯＨＣでも高性能なエンジンでは、カムシャフトのカムを低回転・高回転で切り替えるようなエンジンもあります。

ロッカーアームはカムから弁に向かって弁の動きをコントロールするシーソーのようなものです。
ロッカーアームで検索すればわかります。

ＯＨＣやＤＯＨＣのベルトは10万キロまたは10年で交換を要しますが、チェーンの場合はベルトよりもメンテナンスフリーで強固ではあるけれども伸びる可能性もあります。

No.6 回答者： chiha2525 回答日時： 2019/09/23 05:57

少し関係ないですが、DOHCとツインカムはよく混同されますが別物ですので注意してください。

DOHC：弁駆動メカニズムが吸気側と排気側の２系統
ツインカム：カムが吸気に２つ、排気に２つ

DOHCでも、カムが吸気と排気に１つづつというものも存在します。ただ今は、ほとんどのDOHCはツインカムですが。

No.5 回答者： loftybridge 回答日時： 2019/09/22 22:27

>OHCについて教えて下さい。

　OHC=Over Head Camshaft＝オーバーヘッドカムシャフトというヤツ。流行りのDOHCもOHCの一種です。

※まずバルブというものは御存知ですか？
　エンジン内部では、密閉された部屋(燃焼室）でガソリンを爆発させなければ爆発力が逃げてしまい、爆発力を回転するチカラに変換出来ません。
　しかし燃焼室には、新気（燃えていないガソリンと空気の混合ガス）を入れ、また燃焼後のガスを排出する為の穴が必要です。この穴を開けたり閉じたりしているのがバルブです。

※開けるよりもしっかり閉まって機密を保つ方が重要なので、バルブは何もしなければばねのチカラで閉まっています。
　新気を吸入したり燃焼ガスを排出する時だけバルブを開ける必要がありますが、カムシャフトという部品を使っバルブをあけています。カムシャフトは、エンジンの回転軸(クランクシャフト）によって回転しています。
　このカムシャフトがエンジンの下の方にあるのがSV＝サイドバルブやOHV＝オーバーヘッドバルブという形式で、OHC＝オーバヘッドカムシャフトではカムシャフトが燃焼室より上に（オーバーヘッドに）あります。

※カムシャフトはバルブを開く部品ですが、カムシャフトとバルブが離れていると、カムシャフトの動きをバルブに伝える部品が必要になります。
　この部品は、当然ですがそれぞれ質量を持っていますが、この質量が問題で、エンジンが高回転になると『勢いがついて』カムシャフトの動きとは関係なしにそれぞれの部品が踊ってしまいます。
　こうなるとバルブが正確に開閉しなくなり、馬力が出なかったり燃費が極端に悪化したりします。

※そこでバルブのすぐ近くにカムシャフトを配置し、カムシャフト～バルブ間の部品を減らしたOHCという形式が考案されました。
　現在のエンジンの殆どが採用しているDOHC＝ダブルオーバーヘッドカムシャフトは、吸気バルブと排気バルブでそれぞれ別のカムシャフトを持つ（カムシャフトがダブル）構造であり、一方カムシャフトを吸気と排気で共用している形式をSOHC＝シングルオーバーヘッドカムシャフトといいます。（DOHCと差別化する為に、OHCというとSOHCの事を指す様な風潮がありますが、工学的にはDOHCもSOHCもOHCの仲間です。）

>また、そのロッカーアームと

※DOHCでもSOHCでも、カムシャフトとバルブの間に短いシーソー或いはテコ状の部品を置いて、それでカムシャフトの動きをバルブに伝達する形式のエンジンがあります。
　このシーソー或いはテコ状の部品を、ロッカーアームといいます。

※DOHCやSOHCにしても、何故ロッカーアームが必要になるか？っというと、色々理由がありまして。

①燃焼室の形状が決まっている＝バルブの位置が決まってしまう
　ガソリンの爆発を効率よく回転力に変換する為には、古いヘミヘッド（半球型。OHV式で使われた燃焼室形状です）ではダメで、現在では燃焼の分析が進み、浅いペントルーフ型（＝教会の屋根型という意味。横から見て三角形になります）とするのが、ガソリンエンジンでは『絶対の設計条件』となっていますが、これを実現するとバルブの配置が決まってしまい、カムシャフトの位置と必ずしも一致しません。そこで短いロッカーアームが必要になります。
②特にDOHCでは、カムシャフトでバルブを直動しようとすると、燃焼室周りの全幅が広くなってしまいます。
　エンジン搭載上の都合によりエンジン上部の幅をあまり広げられない場合、カムシャフトの位置も吸排気でなるべく接近させる必要がありますが、しかし上述した様に、バルブの位置は燃焼室形状を決めた時点で決まってしまい、動かしようがありません。
　そうなるとカムシャフトとバルブの位置がずれ、間にロッカーアームが必要になります。

※多くの方が誤解していますが、SOHCだから必ずロッカーアームが必要になるとは限りません。
　燃焼室形状はエンジンの特性によって選択肢が色々あります。比較的低回転で燃焼効率がよいウェッジ型やバスタブ型の燃焼室形状を選択し、SOHCでもロッカーアームを省略してカムシャフト直動バルブとしたエンジンもあります。
　ロッカーアームが必要になるかどうかは、『どういう燃焼室形状を採用するか？（どういうバルブ配置になるか？）』『カムシャフトをどこに置くか？』で決まります。

※ちなみに。
　ロッカーアームをバルブが閉じる方向にも使い、個々の部品の慣性質量に関係なく強制的にバルブを開閉する事により更なる高回転を狙ったエンジンもあります。
　この機構をデスモドロミックといい、戦前既にこの方式のエンジンが作られています。いわゆる機構学的にカムシャフトとバルブを連結するので、OHVでもOHCでも、カムシャフトの位置は関係ありません。（更に言うと、クランクシャフトとバルブを直結して、カムシャフトを省略したエンジンもあります。）
　が、①エンジンの部品は熱膨張を考慮して各部品に隙間を設けておかなければならず（これがガタになります）、バルブの閉鎖を保持するには結局ばねのチカラに頼らなければならない　②各部品それぞれには固有振動数という共振する振動数を持ち（部品が共振すると振動で壊れます）、部品点数が増えるのは共振で壊れる部品が増えるとも言え、デスモドロミックにしても途方もない高回転では結局回せない、など‣・‣・わざわざ複雑な構造を採用してもメリットが少ないということで、今日でも一般的な技術ではありません。

>チェーンベルトとタイミングベルトについて

※カムシャフトはエンジンの軸（クランクシャフト）で駆動されます。
　このクランクシャフトでカムシャフトを駆動する方法が、①歯車をズラズラ並べる　②駆動シャフト　③チェーンをかけてる　④歯付きのゴムベルト（タイミングベルトとかトゥースベルトといいます）をかける‣・・・などいろいろありますが、①と②はどうしても歯車の組み合わせ箇所があり、ガタの大きさの管理が難しく（歯車の組み合わせでは、バックラッシュという隙間がどうしても必要になります）、チェーン若しくはタイミングベルトで駆動する方式が一般的となりました。

※チェーンは耐久性が高いですが、重い上にジャラジャラとした騒音を発生し、一方タイミングベルトを使えば軽量で音も非常に静かになりますが、所詮ゴムベルトにはチェーンほどの耐久性はなく、2万km～10万ｋｍ毎の定期交換部品となっています。（交換の距離は、クルマによって違います。）
　タイミングベルトを交換しないとやがて断裂してカムシャフトが動かなくなりますが、もしバルブが開いた位置で停止すると、ピストンという激しく上下動している部品とバルブが衝突し、エンジンは場合によっては修復不能となるほど破壊されます。
　これは非常にまずい状況で、最近ではタイミングベルトの使用を断念し、チェーンでカムシャフトを駆動する設計のエンジンが増えています。

No.4 回答者： fxq11011 回答日時： 2019/09/22 18:45

その昔はサイドバルブ、バルブの位置がシリンダーヘッドに対して横の位置、下から押し上げるバルブで開口します、クランクシャフト横に歯車駆動のカムシャフトがあり、それについているカムで直接弁を上げ下げ、弁の先端が長くなる。

その後OHV、オーバーヘッドバルブ、バルブをヘッドの半球形の位置に移動、開くための力は上から押し下げる形になります、駆動はサイドバル部と同様で、バルブ部分のないプッシュロッドを押し上げ、それがヘッドのロッカーアームの片方を押し上げます。
ロッカーアーム、言ってみればシーソーの様なもの、一方を上げれば、もう片方が下がる→これでバルブを押し下げる
OHC→オーバーヘッドカムシャフトの略
カムシャフトがエンジン上部の中央にあり、それにカムがついている、駆動はチェン、タイミングベルト、かつて歯車も・・。
カムシャフトが中央に一本のため、吸気、排気弁の位置がそれぞれ異なるのでカムによる動きをロッカーアームで動きを伝えている
DOHC、カムシャフトを２本（ダブル）にすれば、バルブの真上にカムを置き直接バルブをたたくことができます（ロッカーアーム不要）
オーバーヘッドバルブは燃焼室の形状が理想的？な、半球形にできます、サイドバルブはバルブの部分がはみ出す形。
オーバーヘッドカムシャフトは、プッシュロッド、ロッカーアームの慣性質量による、損失、というよりジャンピング等の不正確な動きがなくなります。
いずれにしてもバルブを押し下げて開くときだけカムで押し下げます、復帰して閉じるのはスプリングの働きです、上で言ったジャンピングを抑えようとすれば強力なスプリングが必要になります、当然カムを動かすのに大きな力が必要になります。
これを解消のためバイクのドカといわれるメーカー、カムの動きを往復動に変換してバルブを強制駆動にして実用化したバイクがあります、カムシャフトは手で簡単に回せるそうです。
熱膨張による影響が心配ですが、ともかく実用化はされていますが一般的ではありません。

No.3 回答者： rgm79quel 回答日時： 2019/09/22 16:41

かつては、バルブがエンジン上部にあり、カムは下にあるＯＨＶ（オーバーヘッドバルブ）エンジンが主流でした。

零戦や隼などに積まれていたエンジンは全てOHVです私、今でもハーレーなどはこのOHVです。
カムをヘッドの上に置いちゃったのがOHC=オーバーヘッドカムシャフトです。
ロッカーアームはあるエンジンと無いエンジンがありますよ。
私はロッカーアームの無い直動式エンジンが大好きです。素直で規律正しく高性能、何と言っても捲ったときの美しさは何物にも代え難いです。

この回答へのお礼

回答していただきありがとうございます！

お礼日時：2019/09/22 17:34

No.2 回答者： yucco_chan 回答日時： 2019/09/22 16:37

https://www.weblio.jp/content/OHC

この回答へのお礼

URLありがとうございます！

お礼日時：2019/09/22 17:34

No.1 回答者： quantum 回答日時： 2019/09/22 11:55

大雑把すぎ。

検索して調べた方がわかりやすいと思う。
OHCオーバーヘッドカムシャフト。
バルブを駆動するカムがヘッドの上、つまりピストンの上部に位置する。通常はカムシャフトが1本なので、ロッカーアーム等を介してバルブを駆動する。複雑なロッカーアームを使ってバルブを放射状に配したRFVCとか色んな派生型がある。
カムを駆動する方法として、ギヤ、チェーン、タイミングベルトなどが使われる。

この回答へのお礼

回答していただきありがとうございます！

お礼日時：2019/09/22 17:33