エンジンのパフォーマンスを向上させることになると、スポットライトの下にいることが多い最も重要なコンポーネントの1つは、エンジンシリンダーヘッドです。エンジンシリンダーヘッドの大手サプライヤーとして、私はこれらの部品がエンジンの全体的なパフォーマンスに与える変革的影響を直接目撃する特権を持っていました。このブログ投稿では、パフォーマンスエンジンシリンダーヘッドからどれだけのパフォーマンスゲインが期待できるかという質問を掘り下げます。
シリンダーヘッドの役割を理解する
パフォーマンスの向上を議論する前に、エンジン内のシリンダーヘッドの基本的な役割を理解することが不可欠です。シリンダーヘッドはエンジンブロックの上にあり、燃焼室を形成します。摂取量と排気バルブ、スパークプラグ、燃料インジェクターを収容しています。シリンダーヘッドの設計と機能性は、エンジンの空気を吸収し、燃料と混合し、混合物に火をつけ、排気ガスを効率的に追放する能力に大きく影響します。
設計されたシリンダーヘッドは、燃焼室の内外を最適化できます。これは、吸気ストローク中にチャンバーに詰められる空気と燃料が増えるほど、パワーストローク中に燃焼が強力になるため、これは重要です。同様に、効率的な排気流により、使用済みガスがチャンバーからすぐに除去されるようになり、新鮮な空気 - 燃料混合物を次の摂取する余地があります。
パフォーマンスの向上に影響する要因
いくつかの要因が、パフォーマンスエンジンシリンダーヘッドで達成できるパフォーマンスの向上に寄与します。これらには以下が含まれます：
1。ポートデザイン
シリンダーヘッドの摂取量と排気ポートは、空気と排気ガスが流れる経路です。パフォーマンスシリンダーヘッドは通常、最適化されたポート設計を備えています。滑らかで井戸 - 右交差領域を備えた形状のポート - 気流の制限を減らすことができます。これにより、より多くの大量の空気と燃料が燃焼室に入り、排気ガスの速度が速くなります。たとえば、慎重に設計された吸気ポートは、入ってくる空気に渦巻く効果を生み出すことができます - 燃料混合物は、より良い混合とより完全な燃焼を促進します。
2。バルブのサイズと構成
バルブが大きいほど、空気や排気ガスの流れ面積が増加する可能性があります。パフォーマンスシリンダーヘッドは、ストックシリンダーヘッドと比較して、摂取量と排気バルブが大きくなる場合があります。さらに、シリンダーあたりのバルブの数（たとえば、4-バルブ対2-バルブ設計）などのバルブ構成もパフォーマンスに影響を与える可能性があります。マルチバルブ設計により、一般に、より良い気流管理とより効率的な燃焼が可能になります。
3。燃焼室の設計
燃焼室の形状とサイズは、燃焼効率を決定する上で重要な役割を果たします。設計された燃焼室は、空気の迅速かつ完全な燃焼 - 燃料混合物を促進することができます。これにより、出力が増加し、燃費が向上します。たとえば、コンパクトで井戸の形の燃焼室は、火炎移動距離を減らし、より効率的な火傷をもたらすことができます。
4。材料と製造品質
シリンダーヘッドの製造に使用される材料と製造プロセスの品質もパフォーマンスに影響を与える可能性があります。アルミニウム合金などの高品質の材料は、鋳鉄と比較してより良い熱散逸特性を提供します。これは、特に高いパフォーマンス条件下で、エンジンを涼しく保つのに役立ちます。精密製造により、ポート、バルブ、燃焼チャンバーが正確に機械加工され、漏れや気流の破壊の可能性が最小限に抑えられます。
パフォーマンスの向上を定量化します
パフォーマンスエンジンシリンダーヘッドからの実際のパフォーマンスの向上は、エンジンの元の設計、シリンダーヘッドに加えられた特定の変更、およびエンジン全体のセットアップによって大きく異なります。ただし、改善が一般的に見られる一般的な領域を見ることができます。
1。馬力の増加
最も顕著なパフォーマンスの向上の1つは、馬力の増加です。井戸 - 最適化されたシリンダーヘッドは、エンジンの体積効率を改善し、サイクルあたりより多くの燃料と空気を燃やすことができます。平均して、パフォーマンスシリンダーヘッドのアップグレードにより、馬力が10％から30％増加する可能性があります。たとえば、200馬力の元の出力を備えた自然の吸気エンジンでは、シリンダーヘッドのアップグレードが220〜260馬力にパワーを高める可能性があります。
2。トルクの改善
トルクはエンジンによって生成される回転力であり、加速とけん引には重要です。パフォーマンスシリンダーヘッドは、特にミッドレンジRPMでトルク出力を強化できます。気流と燃焼効率を改善することにより、エンジンはより低い範囲の速度でより多くの力を生成できます。これにより、スロットル応答が向上し、より楽しい運転体験が得られます。 10％から25％のトルクの増加は、シリンダーヘッドのアップグレードでは珍しくありません。
3。燃料効率
驚くべきことに、パフォーマンスシリンダーヘッドは燃料効率を向上させることもできます。燃焼プロセスがより効率的になると、エンジンは燃料からより多くのエネルギーを抽出できます。これは、無駄になる燃料が少なくなり、エンジンがガロンあたりより良いマイルを達成できることを意味します。燃料効率の向上は、パワーとトルクの改善ほど劇的ではないかもしれませんが、長期的には依然として重要である可能性があります。
実際の - 世界の例
パフォーマンスエンジンシリンダーヘッドからのパフォーマンスの向上を説明するために、いくつかの実際の - 世界の例を見てみましょう。
例1：コンパクトな車の小さな変位4シリンダーエンジン。元のエンジンは、120馬力と110 lb -ftのトルクを生成しました。最適化されたポート、より大きなバルブ、改善された燃焼チャンバー設計を備えたパフォーマンスシリンダーヘッドにアップグレードした後、エンジンの馬力は140に増加し（16.7％の増加）、トルクは125 lb -ft（13.6％の増加）に上昇しました。ドライバーはまた、燃料効率がわずかに改善されており、車は高速道路でガロンあたり2〜3マイルのさらに2マイルを達成しました。
例2：マッスルカーのV8エンジン。ストックエンジンの出力は、350馬力と380 lb -ftのトルクでした。高いパフォーマンスシリンダーヘッドを設置した後、馬力は420にジャンプし（20％の増加）、トルクは440 lb -ft（15.8％の増加）に増加しました。車の加速は大幅に改善され、すべてのRPMでより反応が良くなりました。
補完的なコンポーネント
パフォーマンスエンジンシリンダーヘッドは、それ自体で大幅なパフォーマンスの向上を提供できますが、他の高性能コンポーネントと組み合わせるとさらに強化できます。たとえば、アップグレードされた吸気マニホールドは、シリンダーヘッドと連携して動作して、エンジンへの気流を改善できます。同様に、高性能排気システムは、排気ガスが迅速かつ効率的に排出されることを保証できます。
また、シリンダーヘッドをアップグレードする場合、他のエンジンコンポーネントも調整またはアップグレードする必要がある場合があることに注意することも重要です。たとえば、新しいシリンダーヘッドのエアフロー機能の増加に合わせて、カムシャフトを交換する必要がある場合があります。さらに、改善された燃焼プロセスに適切な量の燃料を提供するために、燃料噴射システムを再調整する必要がある場合があります。
関連する自動部品
エンジンシリンダーヘッドに加えて、エンジン全体のパフォーマンスに貢献できる他の自動部品があります。これらの部品の詳細については、次のリンクをご覧ください。
調達のための連絡先
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参照
- Heywood、JB（1988）。内燃焼エンジンの基礎。マクグロー - ヒル。
- テイラー、CF（1966）。理論と実践における内部燃焼エンジン。 MITプレス。
- Stone、R。（1999）。内燃焼エンジンの紹介。 Society of Automotive Engineers。