油圧リフターの選定と調​​整

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油圧リフターの利点は、バルブトレインのクリアランスを自己補正し、バルブトレインの調整の必要がないことです。 通常の量産車両にとって、このメンテナンスの軽減は明らかなプラスであり、製造の観点からは、バルブトレインがよりシンプルで安価になるという利点もありました。 油圧リフターは単純な固体よりも複雑ですが、メーカーはバルブトレインの調整を不要にすることができました。 シンプルで非常に安価なワンピースのスタンプスチールロッカーは必然の結果でした。

何よりも、油圧機構の移動により、生産公差の変動が容易に吸収され、間違いなく生産プロセスが合理化され、エンジン工場や将来の使用段階でのバルブラッシュの設定の必要がなくなりました。

さらに嬉しいのは、油圧がラッシュゼロに自動調整されるため、OE エンジン設計の主な目標である比類のない静粛性を実現できることです。 必要な量が大量に生産されるため、油圧式リフターは比較的低コストの部品となり、現在でも一般に油圧式リフターが入手可能な中で最も安価です。

油圧式リフターが考案されたとき、全面的なレーシング パフォーマンスが議題になることはありませんでしたが、販売されているパフォーマンス カムの大部分は間違いなく油圧式グラインドです。 デトロイトで人気を博したのと同じ特質のいくつかは、多くの愛好家に支持されています。 ほとんどのエンジンは当初油圧カムを使用してセットアップされていたため、通常は油圧パフォーマンス カムが最もコスト効率の高い交換選択肢となります。 ソリッドグラインドに切り替えるとコストが急速に上昇する可能性があり、最も一般的には調整可能なロッカーと互換性のあるプッシュロッドへのアップグレードが必要になります。 コストに加えて、二重目的の用途では、動作音が静かでバルブを調整する必要がないため、油圧式が魅力的な選択肢となります。

油圧は、中程度の rpm アプリケーション、つまりほとんどの軽度に改造されたストリート エンジンの範囲で非常にうまく機能します。 ただし、性能と回転数を上げていくと、穏やかな用途でそれらをうまく機能させる油圧機構自体が問題を引き起こす可能性があります。 デトロイトの油圧リフターへの愛情が最高潮に達していたときでさえ、自動車メーカーは一般に、最も本格的な高性能パワープラントではソリッドリフターカムを好んでいました。 クライスラーの Hemi エンジン (1970 年まで)。 GM の LT-1、LS-7、または L-88。 あるいはフォードの「HiPo」289 などは、自動車メーカーが完全な高回転パワーが目標だったときに、得意の油圧装置を採用しなかったほんの数例にすぎません。 なぜ？ 高回転のストレス下では、通常の動作ではクリアランスをゼロにする働きをする油圧ピストンがポンプアップまたはブリードダウンする可能性があります。 これらは 2 つのまったく異なる現象であり、どちらもバルブトレインの不安定性を引き起こし、油圧リフターの性能を妨げます。

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すべての油圧リフターは、リフト サイクル中にリフターのプランジャー ピストンを通過する流体の流出により、走行中のカムのリフト プロファイルのごく一部を吸収できます。 純正または軽度のストリートでの使用では、吸収はおそらく無視できる程度です。 過激なストリートまたはレース用途での非常に攻撃的なカムプロファイルとスプリング荷重は、油圧リフターのメカニズムに負担をかけ、潜在的なパフォーマンスの一部が吸収によって失われる可能性があります。 狭い内部クリアランスとバルブを備えたリフターは、カムのプロファイルに最も正確に追従します。

誤動作の 2 番目の形式は、リフターの「ポンプアップ」というよく知られた問題です。 油圧リフターのプランジャーには、エンジンの給油システムからの油圧が継続的にかかっています。 高回転などの厳しい状況下では、バルブトレインが部分的にアンロードされる可能性があります。 このアンロードは、バルブのフロートの開始時、スプリング サージ中、閉じる際のバルブ バウンス時、またはカムのローブがノーズ上で高回転で回転しているときにバルブトレインにかかる動的スプリング荷重が大幅に減少するときに発生する可能性があります。 油圧リフターのプランジャーは、油圧ピストンに作用するオイルの力がリフターのプランジャーにかかるバルブトレインの力を超えるとすぐにギャップアップします。 これにより、リフターが一時的に過度に伸ばされ、リフターの「パンプアップ」と呼ばれる状態になります。 リフターが伸びすぎると、カムシャフトがベースサークル上にあるときにバルブがシートからわずかに離れた状態に保持され、事実上バルブがぶら下がってしまいます。

私たちのベースラインリフターは、パンプアップ防止設計の Comp の Pro Magnum でした。 これらのリフターの推奨プリロードは 0.002 ～ 0.004 インチです。 ゼロ点は、プッシュロッドを軽く回し、アジャスターをゆっくりと回し、わずかな抵抗を感じる位置まで回すと、ゼロ点を感じることができます。 これはゼロです。 ロッカーを仕様に合わせて設定し、付属のダイノテーブル (上) の行 1 に示されている出力を与えます。 6,200 rpm までは顕著なバルブトレインの不安定性は見つかりませんでした。

次のテストは、実際のラッシュが 0.002 インチのプロ マグナム リフター セットで行われました。 ダイナモ表の 2 行目に示されているように、ラッシュがあるとパワーが不安定に見えましたが、最高のプル力は前回のテストでわずかに向上していました。 2 馬力と 2 ポンド フィートの平均ゲインの場合、ラッシュによるバルブトレインの追加の衝撃と、プルからプルで観察される不一致を考慮すると、この設定に価値があるとは思えません。

従来のリフターを備えた油圧カムは、幅広いリフターのプリロード設定にわたって自動調整されますが、パフォーマンス用途では、プリロードを最小限のレベルに調整することが標準的な推奨事項です。 Comp は、0.030 インチ +/- 0.010 インチの理想的なプリロード、または標準アジャスターのゼロからの回転の約半分を指定します。 場合によっては、特に純正の調整不能なバルブトレインを備えたエンジンでは、さらに多くの走行をしてしまうという罪を犯してしまいました。 この実践にはどれくらいの電力が必要でしょうか? 私たちは不思議に思いました。 私たちは、プリロードを下からわずか 0.010 インチの位置から最高まで変化させて、プランジャーの移動範囲の全範囲をテストし、出力がどの程度変化するかを確認することにしました。

私たちは、アプリケーションの Comp High Energy リフターのプランジャー移動量を測定するために、アーバー上にこのリグを考案しました。 プランジャーの上部から下部までの移動距離は 0.195 インチであることがわかりました。これはかなりの範囲です。 プリロードの初期設定によってパワーに違いは出ますか？

私たちはテストエンジンを解体し、プロマグナムリフターを撤去して、OEM交換スタイルの高エネルギーリフターに道を譲りました。 リフターを穴から取り外すには、強力な磁気回収ツールが便利です。

アフターマーケットでは、標準装備の油圧リフターのバリエーションをいくつか開発しました。 最初の改良点の 1 つは、アンチポンプアップ リフターの導入でした。 コンセプトはシンプルであると同時に効果的です。 アンチポンプアップリフターでは、油圧リフターの内部プランジャー移動の端にある軽量の保持クリップが、より重い、より確実なストップに置き換えられます。 調整可能なバルブトレインと組み合わせて使用​​すると、アンチポンプアップリフターを設定して、カムシャフトがベースサークル上にあるときに内部プランジャーが移動範囲の最高点またはその近くになるように設定できます。 運転中、アンチポンプアップリフターは基本的に調整されており、ピストンがすでにストップに達するまでポンプアップされており、プランジャーがそれ以上伸びる可能性が排除されています。 もちろん、アンチポンプアップリフターを意図どおりに使用するには、調整可能なバルブトレインが必要です。 アンチポンプアップリフターには、ブリードダウン特性を変更するためにリフターのバルブやクリアランスの変更が含まれる場合もありますが、現在の理論では「硬い方が良い」と考えられています。

油圧リフターの別のバリエーションは、いわゆる可変持続時間設計です。 市場にはこの種の油圧リフターがいくつかあり、いずれもリフターの油圧プランジャーのブリードダウン率を高めるという共通原理を共有しています。 目標は、大きなカムを制御するために、特に低回転数での油圧吸収によるカムのリフトと持続時間を一部失うことです。 基本的に、油圧プランジャーのブリードダウンは、リフター プランジャーの後ろのオイルが逃げるために利用できるクリアランス領域とサイクル タイムによって決まります。 ブリードダウンが発生する領域は一定であるため、ブリードダウンの量は経過したサイクルタイムに応じて変化すると理論的に考えられます。 低回転数ではサイクル時間が長くなり、より多くのブリードダウンが発生しますが、高回転数ではサイクル時間が短くなり、オイルが逃げる時間が短くなるため、カムのリフトプロファイルの大部分がカムに与えられます。バルブトレイン。 しかし、批評家は、高速ブリードリフターはカムのリフト量と持続時間の潜在能力に決して到達しないと主張しています。

油圧リフターの不安定性がパフォーマンスの妨げになるのはどの時点ですか? 残念ながら、その答えは組み合わせによって異なります。 バルブトレインの重量と形状、プッシュロッドのたわみ、プリロード調整、スプリング荷重、カムプロファイルの滑らかさと強さは、回転数以外にも油圧リフターのバルブ制御を維持する能力を乱す可能性のある要因の一部です。 オイルの粘度や温度でも違いが生じることが報告されています。 油圧リフター カムシャフトの rpm 能力を正確に特定するには変数が多すぎますが、油圧カムの使用における長年の経験が基本的なガイドラインを示唆します。 カムシャフト/バルブトレイン/スプリングの組み合わせに応じて、標準の油圧リフターは 5,500 ～ 6,000 rpm の範囲で効果的に動作すると予想されます。 通常、アンチポンプアップリフターは rpm の可能性を 500 ～ 1,000 rpm 上げることができます。 確かに、これらの数値をはるかに超えるものもあれば、さらに保守的なレベルで問題が発生する組み合わせもあります。

私たちは、一般的に入手可能な油圧リフターのいくつかをテストし、それらが高性能エンジンにどのような影響を与えるかを自分の目で確認したいと考えました。 また、ストックバルブトレインを使用しているユーザーが、推奨されるリフタープリロード設定を取得することに悩んでいるのを見てきました。調整不可能なセットアップが推奨される 0.020 ～ 0.030 インチのプリロードに達しない場合は、大きな問題になります。 純正交換タイプの油圧リフターを使用した場合、プリロード量を変えるとどれくらいの違いが生じるでしょうか? 特殊な油圧リフターの一部は、一般的な 6,000 rpm のストリート エンジンで何らかの利点を発揮しますか? Mopar ビッグブロックのダイノテスト中に発見したことについては、続きを読んでください。

私たちは、底部近くから始めて上に向かって、プランジャーの移動範囲の全範囲にわたってリフターを動作させたいと考えていました。 リフターのプランジャーを深く走行するときにロッカーのアジャスターが伸びすぎてしまうのを補うために、ラッシュキャップを使用して距離の一部を補いました。

高エネルギーリフターの主な設定は、プランジャーを完全に底から 0.010 インチまで下げて調整することでした。 プランジャーがほぼ完全に下がっているため、リフトサイクル中に油圧ピストンが押し戻すことによってカムの動きを吸収したり損失したりする余地はありません。 前回のテストよりもパワーは向上していますが、プロ マグナムと比較して回転数能力は低下していることがわかりました。 エンジンは 6,000 rpm を超えると調子が悪くなり、その時点でプルを制限しました。 実際、プランジャーをほぼ完全に下げた状態では、内側プランジャーの基部にある繊細なバルブとリフター本体の底部の間には貴重な少量のオイルが存在します。 この設定はリフターに損傷を与える可能性があるとエンジン製造業者が警告していると聞きました。

底部から 0.010 インチの初期設定から、0.150、0.100、0.050 インチのプリロードに相当する 0.050 インチの増分で作業を進め、ダイノ テーブルの行 4、5、および 6 に結果が表示されました。それぞれ。 0.150 インチのプリロードでは、出力は前回のテストよりもほぼ完全に底に達しており、エンジンの可聴バルブトレインの不安定性のため、テストの最高 rpm を 5,900 回転まで下げる必要がありました。 0.100 インチのプリロードでは、エンジンは非常に満足のいくものではなく、テストで最低の数値を示し、5,800 rpm を超えて回転することを拒否し、フラタリングミスを起こしました。 0.050 インチのプリロードでは、状況が改善し始めました。 次に、プリロードを基本的に推奨レベルである 0.025 インチに設定すると、エンジンが再び所定のテスト レッドラインの 6,200 rpm に回転することがわかりました。 パワーが著しく向上しました (ダイノテーブル、列 7)。 最終テストでは、高エネルギーリフターをゼロラッシュに設定しました。 このリフターのデザインは、リテーナークリップが故障する可能性があるため、ゼロで動作するように設計されていませんが、その日の最高のパワーを発見しました（ダイノテーブル、8列目）。

私たちの最後のテストは、専用の高ブリード設計である Comp Hi-Tech リフターを使用したものでした。 Hi-Tech は、主に非常に大きな油圧カムを使用してバキュームとスロットル応答を向上させること、または油圧カムが必要でバキューム規則が定められているレース用途で設計された特別目的のリフターです。 長時間の街中での使用はお勧めできません。 ハイテク製品は、プランジャーの高速ブリードダウンを使用して持続時間を吸収し、低 rpm でリフトします。

Hi-Tech リフターの推奨プリロードは、標準の油圧リフターと同様に、ゼロラッシュを超えて 1/4 ～ 3/4 回転です。 ハイテク企業が約束を果たしていることがすぐにわかりました。 アイドル真空度は 7.2 in-hg から 9 in-hg 近くまで増加し、かなり劇的な変化でした。 アイドル時の品質が著しく向上しました。 ダイナモ表の 9 行目に示されているように、パワープルではプロ マグナムと同様の出力が明らかになりました。

油圧リフターと従来の中実フラットタペットの違いは、リフター本体内に油圧で作動する内部プランジャーが追加されていることです。 バルブトレインが取り付けられる (または調整される) と、プッシュロッドはその移動範囲内でプランジャーを圧縮します。 リフタープランジャーがその基本設定でどれだけ下方に変位したかは、リフタープリロードと呼ばれます。 油圧はリフター本体のオリフィスを通ってリフターに入り、別のオリフィスを通ってリフター プランジャーの中空本体に流れ込みます。 プランジャーの底部にある一方向チェックバルブにより、すべてのクリアランスがなくなるまでオイルが下のキャビティを満たすことができ、ラッシュゼロへの油圧自動調整が行われます。

カムが回転してリフト サイクルに入ると、プランジャーの基部にあるチェック バルブがバルブ スプリングによる圧力で閉じ、バルブが開いたときにオイルが押し戻されるのを防ぎます。 一部の油圧リフターのプランジャーの上部には計量バルブまたはプレートがあり、バルブトレインに注油するためにプッシュロッドにオイルを供給します。

編集者注: この記事は元々、『Engine Masters』誌の 2014 年夏号に掲載されたものです。

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