未来のエンジン技術:空気ばね式バルブスプリング
車の心臓部であるエンジンには、ピストンとバルブという重要な部品があります。ピストンは燃料を燃焼させて動力を生み出す役目を担い、バルブは燃焼に必要な空気と燃料を取り込み、燃焼後の排気ガスを排出する、いわばエンジンの呼吸を司る部品です。バルブの開閉を正確に制御しているのが「ばね」です。昔から、金属をらせん状に巻いた金属ばねが用いられてきました。この金属ばねは、押したり引いたりすることで伸び縮みし、元の形に戻ろうとする性質、つまり復元力を持っています。この復元力を利用して、バルブを閉じたり開いたりするタイミングを調整しているのです。
近年、金属ばねに代わる新しい技術が登場しました。それが「空気ばね式バルブスプリング」です。これは、空気、あるいは窒素ガスを圧縮して発生する復元力を利用してバルブを制御する仕組みです。自転車の空気入れを想像してみてください。ピストンを押して空気を圧縮すると、強い押し返す力が生まれますよね。空気ばね式バルブスプリングも、これと同じ原理で動いています。金属ばねのように、空気や窒素ガスを密閉した容器に詰めて圧縮し、その復元力でバルブを動かしているのです。この技術によって、エンジンの高回転化や燃費向上、静粛性の向上など、様々なメリットが期待されています。従来の金属ばねでは、高速で回転するエンジン内部の激しい動きに追従するのが難しく、部品の摩耗や破損のリスクがありました。しかし、空気ばね式は、空気や窒素ガスの特性を生かして、より滑らかに、そして正確にバルブを制御できるため、エンジンの性能向上に大きく貢献するのです。