バルブの作動状態が非常に悪い。 まず、バルブは高温のガスに直接接しており、激しく加熱されるため放熱が難しく、バルブ温度が高くなります。 第二に、バルブは着座時にガス力とバルブスプリング力の作用を受け、動弁系の可動部材の慣性力によってバルブに衝撃が加わります。 第三に、潤滑条件が悪いとバルブが非常に高速で開閉し、バルブガイド内を高速で往復運動します。 また、高温ガス中の腐食性ガスとの接触によりバルブが腐食します。
バルブガイドの機能は、バルブの動きをガイドし、バルブが直線的に往復運動できるようにすることで、バルブとバルブシート、またはバルブシートが適切に取り付けられるようにすることです。 また、バルブステムが受け取った熱の一部はシリンダーヘッドにも伝わります。 バルブガイドは動作温度が高く潤滑状態が悪く、ガス分配機構により飛散したオイルがバルブステムやバルブガイド穴を潤滑します。 バルブガイドはねずみ鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、または鉄系粉末冶金で作られています。 バルブガイドをシリンダーヘッドのバルブガイドシート穴に一定の締め代で押し込んだ後、バルブガイド穴にリーマー加工を施し、バルブガイドとバルブステムとの間に適切なクリアランスを確保します。
バルブスプリングの機能は、バルブが閉じているときにバルブシートがバルブシートまたはバルブシートにぴったりとフィットすることを保証し、バルブが開くときにバルブトレインによって発生する慣性力に打ち勝つことです。伝達部材は互いに分離することなく常にカムによって制御されています。
バルブスプリングは、一般に等ピッチ円筒コイルスプリングである。 バルブ スプリングは、バルブ スプリングの動作周波数がその固有の振動周波数と等しいか、またはそれと等しいときに共振します。 共振によりバルブのタイミングが崩れ、バルブが跳ね返って衝撃を与え、さらにはスプリングが折れてしまうこともあります。 共振の発生を防ぐために、次のような構造上の対策を講じることができます。
1) ダブルバルブスプリングの採用 ディーゼルエンジンや高性能ガソリンエンジンでは、バルブごとに径の異なる逆方向のスプリングを内外2個設置する方式が広く採用されています。 2 つのスプリングの固有振動数が異なるため、一方のスプリングが共振すると、もう一方のスプリングが減衰効果を弱める可能性があります。 ダブルバルブスプリングを使用することでバルブスプリングの高さを低くすることができ、一方のスプリングが破損してももう一方のスプリングでバルブの動作を維持することができます。 ばねは反対方向に回転し、壊れたばねリングがもう一方のばねリングにはまって動作不能になったり損傷したりするのを防ぎます。
2) 可変ピッチバルブスプリング 一部の高性能ガソリンエンジンには可変ピッチシングルバルブスプリングが使用されています。 不等ピッチバネの固有振動数は一定ではないため、共振を避けることができます。
3) 円錐形バルブスプリング 円錐形バルブスプリングは軸方向に沿って剛性と固有振動数が異なるため、共振の可能性がありません。
