ニュース

May 26, 2023

プッシュロッドではなぜサイズと強度が重要なのか

I motori Pushrod sono preferiti da molti nelle arene delle prestazioni e delle corse.

プッシュロッド エンジンは、そのシンプルな設計とローエンドの出力能力により、パフォーマンスやレースの世界の多くの人に好まれています。 OHV エンジンは、OHC エンジンに比べてパッケージが小さく排気量が大きいため、多くの利点があります。 利点の多くは 1 つのコンポーネント、つまりプッシュロッドに起因します。 外見は比較​​的シンプルですが、プッシュロッドには見た目以上の機能があります。 バルブトレインを正しく設定しない場合、またはビルドに適した素材とサイズを選択しない場合、バルブトレインの弱点となる可能性があります。

OHV エンジンを標準状態から改造し始めると (低速、軽負荷、rpm が 6,000 ～ 6,500 の範囲になります)、ダイナミクスが変化します。 より大きなリフトと持続時間を備えたホットカムを取り付けるということは、より高いエンジン速度と負荷に対応するためにプッシュロッドとバルブスプリングもアップグレードする必要があることを意味します。 しかし、どの程度のアップグレードが必要なのでしょうか?

「通常、スプリング圧力が標準値を超えると、エンジン製造業者はプッシュロッドのアップグレードを検討する必要があります」とエンジンパーツグループのロジャー・ボーラー氏は言う。 「ガイド プレートが追加される古いアプリケーションでは、OE のスプリング圧力であっても、プッシュロッドを硬化素材にアップグレードする必要があります。すべての Engine Pro プッシュロッドは硬化されており、ワンピース設計が採用されています。」

Elgin Industries の品質マネージャーである Brier Dieckman 氏によると、プッシュロッドで最も一般的な故障の 1 つは、潤滑不足とスプリング圧力の増加です。 「プッシュロッドをバルブトレイン内の『ヒューズ』と考えるとわかりやすいでしょう。故障の最も一般的な原因は過負荷による部品の曲がりと、潤滑不足による端部の摩耗の促進です。」

ディークマン氏は、より強力なプッシュロッドにアップグレードする必要がある場合についてボーラー氏の意見に同調し、「プッシュロッドにかかる負荷が増加しているときは常にアップグレードを検討する必要があります。したがって、RPM を上げたり、タイミングを変更したりする場合は、より強力なプッシュロッドにアップグレードすることを検討してください。」より強力なプッシュロッド。」

トレンドパフォーマンスブランドマネージャーのスティーブ・ローディ氏によると、スプリング圧力が高いとプッシュロッドがたわみ、バルブタイミングが狂う可能性があるという。 「変形は、疲労や高調波を引き起こす最大の問題の 1 つです。その主な原因は、用途に応じた適切な直径の壁厚を使用していないことです。バルブトレインに関して言えば、多くのエンジン製造業者は重量を念頭に置いています。 「これは誰もが恐れている大きな言葉であり、支点のその側では、より大きく、より安定したバルブトレインを使用する方がはるかに合理的であることを理解する必要があります。これは、より強力なバルブトレインがパワーを増加させることを示しています。」

ボーラー氏によると、プッシュロッドの故障の多くは、高いスプリング圧力や過剰な回転数による不一致が原因であると考えられます。 さらに、不正なバルブトレインの形状、不十分な潤滑、不十分な慣らし運転も故障の要因となります。 「金属間の接触を制御することは、カム/リフターのインターフェースと同様に、プッシュロッド/ロッカーのインターフェースでも重要です。高性能のアセンブリ潤滑油(亜鉛入り)を使用することが重要です。」

ボーラーによれば、同社の高級プッシュロッドには 0.094 インチの壁と硬化 1010 炭素鋼が付属しているという。 「ワンピース設計は、溶接されたボール先端を排除するためにウェッジエンドを使用しています。これらは 58 ロックウェル C に硬化されており、OEM プッシュロッドからの優れたアップグレードです。また、開放スプリング圧力が 400 未満であるマイルドなパフォーマンスの用途にも適しています。サイ」

スプリング圧力と回転数が増加する場合、ボーラーは、直径 5/16 インチと 3/8 インチの両方のデザインで利用可能な、高強度の 4130 クロモリ素材を使用することをお勧めします。 「0.083 インチの壁のシームレス チューブは、ロックウェル 60 ～ 62 "C" で窒化炭素処理されています。また、この一体型デザインの端は 0.156 度の半径に機械加工されています。」

「バルブトレインの分離」によりパワーがフラットになるか低下する場合、最大の原因はプッシュロッドのたわみであることがよくあります。 著名なカムメーカーが実施したテストでは、204/214 @ .050 カム (.420/.443 バルブリフト) を搭載した SBC で、0.065 インチのウォールストックプッシュロッドから0.080インチのウォールプッシュロッド、そしてスプリングはわずか110ポンドでした。 シート上で245ポンド。 開ける。

一部のプッシュロッド メーカーは、マイルドなパフォーマンス 1010 カーボンを使用した 0.094 インチの壁を使用していますが、パフォーマンス 4130 クロモリ用途にはさらに薄い 0.083 インチの壁を使用します。 なぜなのかと首をかしげるかもしれないが、ボーラー氏によれば、4130 はより強力な素材であるため、強度の向上と軽量化が不可欠な場合によく使用されます。 素材本来の強度により、肉径が薄くなるほど変形をより効果的に防止できます。

スプリングの圧力と回転数が増加すると、より硬いプッシュロッドが必要になります。 プッシュロッドのメーカーは、さまざまな性能用途に対応できるように設計されたいくつかの壁厚を提供しています。 「顧客が厚肉プッシュロッドの能力を超えたら、プッシュロッドの直径を大きくする時期が来ます」とボーラー氏は付け加えます。

Elgin の Dieckman 氏は、必要なクリアランスを確保できる可能な限り最大のプッシュロッド直径を使用するように述べています。 「通常、どのサイズが適合するかは用途によって決まります。基本原則は、壁が重ければ重いほど、部品の動きやたわみが少なくなるということです。これは、すべての動作条件にわたってより一貫したバネ定数が得られることも意味します。 」

より大きな直径とより厚いプッシュロッドはバルブトレインの重量を増加させますが、当社の専門家は、プッシュロッド側の重量はロッカーのバルブ側の重量よりも悪影響がはるかに少ないと述べています。

ロッカーのリフト比により、バルブが閉じるときにスプリングがロッカーを押し戻す力が倍増します。 ロッカーのバルブ側の動きと移動距離も、リフターやプッシュロッド側よりも重要です。 厚くて重いプッシュロッドでプッシュロッド側の重量を増やすことを心配するよりも、より軽いスプリングと軽量のリテーナーでロッカーのバルブ側の重量を減らすことが最善です。

回転数が上昇するにつれて、より硬いバルブ スプリング、より硬いプッシュロッド、より軽量なバルブトレイン コンポーネント (バルブ、リテーナ、ロッカー) の必要性も高まります。 高いエンジン回転数で負荷がかかると、プッシュロッドがぐらつき、曲がります。 これはバルブトレインの安定性、バルブタイミング、安定したパワーにとって良くありません。 プッシュロッドの直径と肉厚を大きくすることで、プッシュロッドの強度と剛性が高まり、より安定します。

Rhodey 氏によると、Spintron プログラムのため、選考に関する作業の多くが行われています。 トレンドには、初期の頃からスピントロニクスを使用してプッシュロッドを検証してきた歴史があります。 「私たちは今日に至るまで、ここでLSモーターのような新しいスタイルのプラットフォームを使ったスピントロニクスのテストを継続的に行っています。調整可能なバルブトレインを備えた大きな立方インチのLSモーターのおかげで、ジェセルのような多くの企業が優れた調整可能なロッカーアームセットアップを発表しています。十分なスペースのある大きなシリンダーヘッドから非常に長いプッシュロッドが稼働しています。これらのものに0.5インチまたは9/16インチのプッシュロッドを取り付けることは何もありません。Spintronの助けを借りて、私たちはすでに多くのパッケージを設定しています推測の作業を始めるまで。」

ディークマン氏は、ほとんどの OEM プッシュロッドは低炭素鋼のチューブとエンドを備えているが、性能用途に合わせて材料の品質が向上していると見ています。 「工具鋼の端部を備えた 52100 材料などの軸受品質の合金鋼への移行が見られます。性能カテゴリーでは、当社の最高の技術は、4130 クロモリのシームレスなチューブと端部を備えたワンピース設計です。低炭素のための冶金学「材料はその証明された利点により本質的に変更されていません。新しい 52100 鋼には、より優れた制御、複数の焼き戻し、およびさまざまな熱処理アプローチが必要です。」

当社のプッシュロッドの専門家は、適切なチップ (工具鋼、カップ スタイル、ボール スタイルなど) の選択は用途、特にプッシュロッドとロッカーの間、特に完全に開いた状態と閉じた状態の間にどのようなタイプのクリアランスが必要かによって決まると言っています。 クリアランスが不十分な場合、特に高回転時にチップの破損につながります。 先端の半径とデザインにも注意を払うことが重要です。

一部のビルダーは、ロッカーアーム/プッシュロッドの干渉が問題となる高リフト用途で 0.210 度の半径チップを使用することを好みます。 これらの用途は通常、高回転、高揚力、高ばね圧力であるため、1010 材料での 0.210 半径や 0.083 インチの壁の性能ラインは提供していないとボーラー氏は言います。 ただし、壁が 0.116 インチ (直径 5/16 インチ) から 0.140 インチ (直径 3/8 インチ) の範囲のプッシュロッドの高性能ニトロ ブラック ラインで提供されています。

ディークマン氏は、エンジンの設計が先端の設計を決定すると述べています。 「材質にはオプションがあり、より優れた耐摩耗性を備えた先端材質にアップグレードできます。」

一方、Rhodey 氏は、Trend の 4130 クロモリ プッシュロッドは熱処理によく反応するため、非常に人気があると述べています。 まっすぐにするのはとても簡単です。 疲労や亀裂、高温に対する優れた耐性を備えています。 彼は、プッシュロッドの先端と材料に関しては、あらゆる角度や奇妙な形状を考慮して、すべての異なるロッカー アーム アジャスター メーカー間の互換性を検討する必要があると述べています。

「最近のカムリフトは信じられないほどです。オフセットリフターを使用していて、ロッカーアームレシオが大きくて厄介で、さらに1インチのカムリフトを使用していると、オイルをつまんでしまいます。 「それがあなたのポイントの負荷です」と彼は言います、「それが油を注ぐことが非常に重要である理由です。」

ローディ氏によると、一度加熱すると、アジャスターとプッシュロッドの表面の熱処理はメーカーごとに異なります。 「つまり、それらはすべて異なる温度で焼きなましすることもできます。多くの極端な用途では、H13 硬化および窒化された工具鋼である工具鋼チップを使用することを好みます。また、当社にはアジャスターの製品ラインもあり、それらはそれぞれです」 「H13 炭素窒化工具鋼も同様です。ただし、合わせ面に少し独自の形状があります。つまり、当社のプッシュロッドとアジャスターの間には、一見すべてが非常に満足できるように見える科学があります。」

Rhodey 氏は、プッシュロッドはバルブトレインとカムの間のリンクであるだけではないと付け加えます。 それはフェイルセーフでもあります。 「プッシュロッドが壊れる原因はたくさんあります。つまり、爆発、調整、トルクコンバーターの破損、バーンアウトボックスのオーバーレブなどです。あの小さな金属片にどれだけの負荷が伝わるかはクレイジーです。 」