5バルブとか3バルブというエンジンが、昔にありましたがいつの間にか消えた。 と言うことは、機能的には無意味なメカであった。 と考えて正しいですか。

Question

バルブ数の話をすると必ず楕円シリンダエンジンの話を持ち出す人がいますがそれは聞き飽きたので言わなくてもいいです。
5バルブって宣伝のためだけのもので実は無能なメカだったんですか。

Answer 1

① 5バルブエンジン消滅理由
5バルブ燃焼室形状は混合気がシリンダー内で渦を巻いて燃料粒が細かくなって燃焼後の煤が少なくなって良好な燃焼となるためのスワール流やタンブル流が生じやすくない事がわかってきました。
燃焼状況の把握が乏しかった昔のエンジンは単に吸入バルブの面積が広ければシリンダー内への空気流入量が多くなるので馬力が出る筈だと思い込んでいたのですが、良好な燃焼にはシリンダー内での空気の渦の方が大切だと解ってきたので5バルブエンジンはほぼ消滅しました。
近年わかってきた理想の燃焼室形状は、バルブ挟み角が小さくコンパクトな燃焼室で高圧縮化が可能でスキッシュエリアがある必要があり、このためには直打式ではなくロッカーアームを用いたバルブ駆動方式である事がわかってきました。
5バルブだと多球形燃焼室になって燃焼効率が悪化します。

② 3バルブエンジン消滅理由
3バルブの代表は三菱のGDIエンジンです
ガソリンダイレクトインジェクションGDIは三菱自動車が社運を掛けて当時の車種に全面的に採用したのですが、当時のインジェクターの発出圧力が弱かった事とかスワール流やタンブル流の解析が未熟だったために、シリンダー筒内に噴射されたガソリン粒子が大きかった為に燃焼後に煤が多くトラブルの原因になりました。バルブオーバーラップ時に煤が吸入バルブシートに堆積して圧縮漏れが生じたりしたので三菱は大失敗をしました。

③ おまけ（直噴GDIの改善）
なお現在フェラーリやランボルギーニもGDIシリンダー内直噴エンジンを搭載していますが、BOSCHのGDIシステムはインジェクター圧力が200バール以上に強力になっていて一回の燃焼時に複数回の噴霧を行っています。
アウディ設計のエンジンを搭載したランボルギーニウラカンでは燃焼時に生ずる煤の付着を考慮して、直噴インジェクターとポート噴射インジェクターを併用してます。

質問者からのお礼コメント

思い出しましたァ。ダッシュ3X2というエンジンがありましたね。
可変バルブも完成度が低いまま売り出して他社に追い越され。

Answer 2

5バルブと言われて頭に浮かぶのはフェラーリ355、今や名車の域に達しております。

5バルブ、355が奏でる音色（排気音）は鳥肌ものです。

Answer 3

5バルブの大名目であった
『吸気通路面積増加による出力向上』よりも
『乱流による出力損失』が上回ってしまう。
5バルブをヤメたのはこのロスを解消する”時間”が足りなかったから

Answer 4

3バルブエンジンの多くは2バルブの実用エンジンと4バルブの超高性能エンジンの隙間を埋める過渡期の高性能エンジン。なので実用エンジンでも4バルブが当たり前になると(というか環境対策で4バルブが必須になると)廃れた。

5バルブはコンピューターシミュレーションの出来なかった時代にはそれなりに有効なものと考えられていた。そのあたりは二輪レースでの活躍やF1への採用、EB110への採用からもみてとれる。一方で決定的なアドバンテージをもたらすものではないことも4バルブに留まったメーカーの多さが示していた。

楕円ピストンはホンダの意地で作ったようなもの。重量にしろ信頼性にしろ当初は克服できると思っていた課題が克服できないことを身を持って知った段階で正攻法である2ストマシン開発に切替えている。

いざ蓋を開けてみると期待はずれだった…と歴史が証明したもののひとつにヴァンケルロータリーエンジンがある。20社以上が手を出したもの、結局どこも生き残らなかった(あえて生き残りを挙げるならマツダとノートン)どころか、本家ＮＳＵに至ってはこれで会社を潰している。既に結末を知っているという理由で過去を笑うのは簡単だが、EVやVCターボや直噴エンジン・ニューマチックバルブやアトキンソンサイクルエンジン(ミラーサイクルは除く)といった今をときめくものがその二の舞にならないという保証はどこにもない。

Answer 5

メカニカルロスが大きくなるので4バルブでバルブ径が大きい方が有利と気付い他のでしょうね

Answer 6

現代の技術であれば、5バルブ化するよりも4バルブのまま燃焼室形状を工夫するとかしたほうが性能向上につながるということがわかったということですね。
当時で言えば、4バルブよりも5バルブにしたほうが性能が良くなったからそれを売り出したのであって、単なる飾りではなかったですよ。
実際に同じ4AGでも、AE92よりAE101の方が出力も上がっているわけですからね。
＃まあ5バルブ化よりも可変バルブのほうが効いた可能性もありますが

Answer 7

私は素人のエンジン開発製作者ですが、昔から其の様に思っていました・・
ですから、スプリット・サイクル・エンジンを製作しているのです。

https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q10236605335

Answer 8

機能的には無意味なメカであった。と考えて正しいですか。
正しい・・