タイミングベルトのエンジンは定期的に交換しないと切れてバルブがピストンに当たり修理費が高額になると聞きますが、一部のエンジンだと切れてもバルブが当たらないようピストンが加工されているのもあります。。。

Question

切れて大惨事になるくらいなら全部そのような加工してあれば良いのでは、、、とも思うんですけど、ピストンヘッドにそういった加工を施すのはデメリットがあるんでしょうか？

Answer 1

日産セドリック/グロリアY31のタクシー仕様のCA20PとRB20P LPGエンジンにはピストンの頭に逃げが掘ってあり、タイミングベルトが切れても(実際に多いのは歯溢れ)バルブに当たらない様に施されています。しかし、これはコストが掛かって自家用車には見会わないのでは無いでしょうか。しかも全く交換しなくても言い訳では有りません。20万kmが時期です。尚、コッターが外れてバルブが異常に突き出して、ピストンに干渉するケースが稀に起きるそうです。

質問者からのお礼コメント

高級なエンジンに多いですね、、

Answer 2

バルブとピストンが干渉するギリギリの設計が軽に多かった
圧縮は上げたい、オーバーラップも大きくしたい、リフトは大きく
パワー稼ぎたい
余裕が有るようでは吸排効率が低い

Answer 3

ピストン側の加工は、排気上死点時に大抵の場合は、排気バルブも吸気バルブも開いています。（どのくらいのタイミングでどのくらい開いているかは、カムのプロフィールによります）その前後にピストンと干渉しないためにバルブリセスを取ります。

結果的にタイミングベルトが切れた時、吸気バルブ、排気バルブ、ピストンの3者がバラバラに動いて、最悪な関係になったときでもピストンとバルブの干渉がありえないエンジンと、あり得るエンジンが存在します。また、バルブ同士の干渉にしても同様です。（バルブには加工できませんからバルブの大きさ、角度と配置に依存します）

つまり、タイミングベルトが切れた時のためではなく、エンジンの性能を第一に考えて設計するもので、タイミングベルトが切れた時のことを第一に考えたわけではないと思います。

実際にタイミングベルトが切れるといっても完全にぶっちぎれるのではなく、ベルトの山が飛んでベルトを回せなくなるようで、干渉があり得るエンジンでも、大惨事になることはあまりないように思います。

Answer 4

混合気の対流や圧縮比など色々計算して効率よく燃焼させるにはそのような設計になってしまうのでしょうね。

Answer 5

ピストントップの加工ではない。

ピストントップの加工(設計)は、あくまでもタイミングベルト切れのための物ではなく、バルブリセスと言ったバルブの開き具合とピストン位置の都合で干渉しない様にするための逃がし。

タイミングベルト切れでバルブとピストンが突かない様に設計しているのはシリンダヘッド側で、タイミングベルトが切れてカムシャフトがフリーに動く状態となってもバルブが最大に開いた状態で止まらない様に程よい位置で止まる様になっているだけ。

あくまでも適度な位置で止まると設計していても、メーカーが想定した使用条件以上の場合には多少は惰性でカムシャフトが回ってしまう恐れもあるため、干渉しにくいだけで絶対ではありません。

Answer 6

素人考えですが
燃焼効率云々に関係するのかも知れないと思います。

Answer 7

そんなエンジンはない