中空カムシャフト:エンジンの隠れた工夫
車は、燃料を燃やしてピストンを動かし、その力でタイヤを回して走ります。この燃料を燃やすための空気の取り入れ口と、燃えた後の煙の出口である排気口を開け閉めするのが弁です。この弁の開け閉めのタイミングを調整しているのがカム軸です。カム軸は、回転する軸に、山のようなでっぱりがついた部品です。この山の部分をカム山と呼びます。カム軸が回転すると、カム山が弁を押し下げて弁を開き、カム山が過ぎると弁は元の位置に戻って閉じます。
カム軸の回転速度は、エンジンの回転速度の半分です。これは、エンジンが1回転する間に、空気の取り入れと排気の排出がそれぞれ1回ずつ行われるためです。カム軸は、タイミングベルトやタイミングチェーンによってエンジンの回転と同期して回転しています。もし、このタイミングがずれてしまうと、エンジンの性能が低下したり、最悪の場合はエンジンが壊れてしまうこともあります。
カム軸のでっぱりの山の形を変えることで、弁の開いている時間や開く量を調整することができます。例えば、高回転でより大きな出力を得たい場合は、弁を大きく開けて多くの空気を取り入れるようにカム山の形を工夫します。逆に、低回転で燃費を良くしたい場合は、弁の開く量を少なくして燃料の消費を抑えるようにします。
このように、カム軸はエンジンの性能を左右する重要な部品です。小さな部品ですが、エンジンの吸気と排気を精密に制御することで、車の力強さや燃費に大きな影響を与えている、まさに縁の下の力持ちと言えるでしょう。