ブログ

Jan 05, 2024

エンジンの排気バルブの後退の原因は何ですか? — 一般航空ニュース

Di Ben Visser · 23 novembre 2022 · 8 commenti Questa è la domanda che ho ricevuto

ベン・ヴィッサー著 · 2022年11月23日 · 8件のコメント

これは私がよく受ける質問であり、とても良い質問です。

しかし、航空業界や人生における多くのことと同様、明確な答えはありません。

この原因についてはいくつかの理論があり、その中には燃料中の鉛が潤滑剤のように作用してバルブシートを摩耗から保護するというものもあります。

これはある意味真実かもしれませんが、有鉛燃料でエンジンを慣らし運転し、その後無鉛燃料に切り替えたときに、シートが通常正常である理由の答えにはなりません。

別の理論は、avgas に含まれる鉛添加物が何らかの形でシートに合金化されているか、何らかの形でシートの素材が硬化しているというものです。

繰り返しになりますが、それは可能かもしれませんが、私の限られた冶金学の知識ではそれを完全に保証するものではありません。

鉄製の排気シートは通常、製造時に可能な限り硬くなります。 これ以上硬くすると脆くなって割れやすくなると言われています。 少し柔らかいリードではおそらく役に立たないでしょう。

では、答えは何でしょうか？

私にとって最も理にかなっている理論は、リードが密閉を助け、熱伝導を改善するというものです。

シートとバルブを取り付ける際、研削プロセスにより合わせ面に小さな微細な欠陥が生じます。 これにより、少量のガスがバルブを通過して漏れ、バルブとシートの温度が上昇します。

これは非常に少量ですが、リングとシリンダーの壁のシールと同様に、シートを「慣らす」ためにある程度の摩耗が必要です。

燃焼の副産物である鉛がこれらの欠陥を埋め、バルブの密閉性を高めます。

2 番目の部分は、バルブシートへの熱の伝達です。

燃焼サイクルの終わりに排気バルブが開くと、燃焼プロセスからの超高温の火炎前面が排気バルブに当たります。 これにより、排気バルブ、特にバルブエッジとシート領域の温度が上昇します。

バルブを冷却するために、熱の多くはステムを通ってバルブ ガイド領域に伝わり、さらにはバルブ スプリング領域のオイルにも伝わります。

このため、一部のエンジンではバルブの熱伝達率を向上させるためにナトリウムが充填されたバルブが使用されています。

しかし、排気ガスからの熱のほとんどはバルブの端またはシート部分から得られます。 その領域を冷却するために、吸気、圧縮、および出力サイクル中に熱の多くがバルブシートに伝達されます。

慣らし運転中に有鉛燃料を使用すると、燃焼の副産物である鉛が研削プロセスで残った小さな谷を埋めます。 これにより熱伝達率が向上し、排気バルブのエッジの温度を制御下に保つことができます。

鉛が存在しない場合、はるかに高温のバルブ面がシートに当たり、時間の経過とともに浸食が発生する可能性があります。

景気後退のプロセスに影響を与える要因は数多くあります。 一つは負荷です。

1970 年代に無鉛燃料の使用を強制されたとき、多くの自動車が影響を受けなかったのはこのためです。 巡航時には航空機エンジンよりもはるかに低い負荷率で動作します。

さらに、それらのほとんどは有鉛燃料で生活を開始し、有鉛燃料は 1980 年代まで依然として生産されていました。

もう 1 つの要素は RPM です。 RPM 動作範囲が低いほど、シートへの熱伝達率が向上します。

そのため、1,000 ～ 1,200 rpm で動作する農業用トラクターなどの車両は、無鉛燃料に切り替えても大きな問題が発生しませんでした。 また、これらはすべて液冷式であるため、バルブシート領域の温度をより適切に制御できます。

最も重大な問題はガソリン燃料トラックにありました。 たとえ水冷であっても、より高い RPM とより高い負荷の下で動作しました。

無鉛燃料で運航される航空機ではバルブの後退が問題になりますか?

特に古い航空機の場合は、新しい古い在庫部品を使用してオーバーホールした後、可能性があると思います。