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世界初、デジタル技術でエンジンバルブを完全制御する「Intelligent Valve Actuation」が開発される［08/15］
- 1 ：2018/08/15 ～ 最終レス ：2018/08/24
- ガソリンエンジンやディーゼルエンジンにまず間違いなく装備されている吸排気バルブを電気モーターの力だけで動かす「インテリジェント・バルブ・アクチュエーション(Intelligent Valve Actuation：IVA)」システムが、イギリスのエンジニアリング企業「Camcon Automotive」によって開発されました。従来のエンジンではクランクシャフトの回転を取り出してバルブを駆動していましたが、IVAでは金属バネすら用いずに電気モーターの回転を制御することで自由に操れるようになっています。
World's first fully digital valves open up engine possibilities
https://newatlas.com/camcon-digital-iva-valve-system/55827/
IVAは、Camcon Automotiveが「既存のエンジンと完全に互換性がある装置」を念頭に開発を進めてきたもの。以下の写真はエンジン全体ではなく、カム機構がまとめられた「シリンダーヘッド」にあたる部分のものです。吸気側のバルブだけをコントロールするための装置で、通常のシリンダーヘッドであれば長手方向に1本または2本の「カムシャフト」が貫通してバルブを駆動するようになっていますが、このIVAのシリンダーヘッドにはそのような機構はなく、かわりに8つの回転部が内蔵されています。
横から見ると、向かって右側に電気モーターが取り付けられていることがわかります。電気モーターには制御用の電気ケーブルが取り付けられ、電装系を収めたシリンダーヘッド上部のケースに接続されています。
以下のムービーでは、IVAがどのような仕組みで動くのかを少しだけ垣間見ることが可能です。
Intelligent Valve Actuation - Petrol engine, diesel efficiency - YouTube
Camcon Automotiveのコマーシャル･ディレクターを務めるマーク･ゴスティック氏。「IVAは、従来のカムシャフトを取り去ってデジタル制御による自由度の高いバルブコントロールを可能にするものです。内燃機関に残されているアナログな仕組み『吸気』をデジタル化します」と述べています。
https://i.gzn.jp/img/2018/08/13/intelligent-valve-actuation/00_m.jpg
■動画
Intelligent Valve Actuation - Petrol engine, diesel efficiency https://youtu.be/XdEhg9JDuEw
https://gigazine.net/news/20180813-intelligent-valve-actuation/
続く）
- 2 ：
- 続き）>>1
ヘッド部に内蔵される電装系。これまでもバルブを電子制御する考え方は存在し、スイスの自動車メーカー・ケーニセグの姉妹企業「FreeValve」のように一部が電気化されたシステムが発表されていました。しかし、IVAは金属バネを一切使わない「完全電気駆動バルブ」というのがウリだそうです。
Camcon Automotiveのテクニカル･ディレクターのロジャー･ストーン氏はIVAのメリットについて、「非常に自由度の高いバルブコントロール」を挙げています。ホンダの「VTEC」に始まった可変バルブタイミングシステムはエンジンの回転数に合わせて最適なバルブタイミングに近づけることを可能にしてきましたが、「カムシャフト駆動」という制約からは逃れられていませんでした。
IVAはその制約を完全に排除し、「バルブを開けたい時に開けたい量だけ開け、閉めたい時に閉める」ということを思いのままにすることを可能にします。
駆動部はこんなイメージ。向こう側にある高トルクモーターから伸びた駆動シャフトがバルブを押し下げ、引っ張り上げるようになっています。この、金属バネを用いずにバルブの開閉をコントロールする仕組みは「デスモドロミック機構」と呼ばれます。
バルブの開閉タイミングはモーターの回転でコントロールされる一方、バルブの開閉量(＝リフト量)は、駆動シャフトの回転角によって制御されるとのこと。バルブを100％開けたい時は駆動シャフトを360度回転させる一方、50％や10％などと少しだけ開けたい場合は、駆動シャフトをフルに回転させず、例えば0度から120度まで回転させることでバルブを少しだけ開け、閉じる時にはモーターを逆回転させることでそのまま閉じるようになっているそうです。
8つ並んでいる一番大きな円形の部品が、駆動シャフト。反対側は高トルクモーターにつながっており、シャフトを自由自在に正逆転させることで、望みのバルブ開閉タイミングとリフト量を実現するようになっています。
Camcon Automotiveは、ジャガー･ランドローバーと連携してIVAの開発を進めており、すでにジャガー･ランドローバーのエンジン「Ingenium」にIVAを装着した状態で1000時間以上の実証実験を進めているとのこと。吸気側にIVAを搭載した状態で試験運転を行ったところ、CO2排出量で7.5％の改善がみられ、燃費性能も向上したとのこと。さらに、今後さらに調整を進めることで最大で20％の性能向上も期待できるとしています。
IVAはバルブの動きを文字どおり完全に自由に操れるようになるため、従来よりもエンジンの効率を高めることを可能にするとのこと。エンジンの回転数に応じたバルブコントロールはもちろんのこと、エンジン始動時に必要なバルブだけを動かすことで抵抗を減らして効率を上げることなども可能。さらには、バルブタイミングをコントロールすることで4ストロークエンジンを2ストロークエンジンに近い状態で運転させて効率を高めたり、逆に「12ストロークエンジン」を実現することでこちらも効率を高める、などの用途が考えられています。そしてもちろん、ハイブリッド車に用いられるエンジンの効率を上げることも可能であるとのこと。
なお、「電気式バルブコントロール」のアイデアは以前からも存在していましたが、このタイミングでIVAが実現されることになったきっかけは「それを実現するだけの技術や電子機器が発達してきたから」であるとのこと。世の中が電気自動車(EV)へと大きくシフトする動きを見せている自動車の世界ですが、まだまだ従来型の内燃機関にも性能向上の余地は残されているようです。
https://gigazine.net/news/20180813-intelligent-valve-actuation/
- 3 ：
- 電気カーの時代になにやってんの？
- 4 ：
- よく分からん記事だな。従来のカムシャフトを取り去ってデジタル制御にするとメリット有るのか？
カムシャフトの寿命が延びるとか、各シャフトが不要になるとかなら分かるが。
その場合はエンジンの効率には関係ないし。
- 5 ：
- ヒュンダイが既に実用新案登録
何故か日本で
- 6 ：
- なんかしらんが壊れたり性能がすぐに落ちそう
- 7 ：
- ValveといえばHALF LIFE
- 8 ：
- 絶対にずれないように
ピストンとバルブがギアを介して同期するようになっている
ギアの代わりにゴムベルトを使う機種はリスクが高いが実用化されている
電気でも可能だが制御が少しでもズレるとバルブがピストンと接触してエンジン終了
バルブがピストンが絶対に当たらない低圧縮エンジンでならリスクは低い
- 9 ：
- >>4
んー…シリンダーの一つが燃焼不良を起こした場合
例えば
１～４番のシリンダーがあったとして、１番が燃焼不良の時は＞３番も燃焼不良を起こしてやって
ノッキングを減らしたり…
あ、これ三菱のミスファイアリングシステムみたいなもんか（違うかな
- 10 ：
- タイミングがずれてくると思うよ。
コストかけて寿命短くするのか
- 11 ：
- わざわざ科学版記事にするほどでない
能無ししじみR
- 12 ：
- >>10
その吸排気のズレを
機械制御ではなく、電子制御でリアルタイムに調整してやろう
っつー試みっすな
- 13 ：
- ディーゼルみたいな自己着火できるのかな
出来れば
- 14 ：
- デスモドロミックってドカティの登録商標じゃねーの？
- 15 ：
- >>10
お前に何がわかる
- 16 ：
- マツダ高圧縮エンジン
燃料噴射の工夫や可変バルブタイミングシステムの工夫などで、HCCI領域の拡大を実現したというのだ。また、EGRの活用により燃料性状の違いにも対応できるようにもしているという。
- 17 ：
- >>4
高回転での追随性向上
低回転での伝達ロスの最小化
- 18 ：
- >>12
F1やMotoGPはこの方式だね
リアルタイム制御の利点は大きいけども、
市販車じゃコストと耐久性の問題も有るからな
- 19 ：
- F1はバルタイ禁止。
- 20 ：
- >>4
１．カムシャフトを取り去ることで、軽量化の可能性が出てくる
２．バルブの動きをソフトで可変制御することで、
>>1で言ってるような制御が車に実装したまま変更できる
もしかしたら、走行中の変更も可能かも知れない
実用車では燃費向上が、モータースポーツでは燃費を悪化させずに
スピードアップが期待できる
- 21 ：
- 最新技術を搭載した車なんて高くて買えないから勝手にやってろ
- 22 ：
- >>19
現在は、レギュレーションの禁止事項に含まれてないよん
- 23 ：
- >>20
今でもパソコンを車内に持ち込んでリアルタイムに調節できるよ
湾岸真夜中で読んだ
- 24 ：
- 実用化実験で一般販売までは長くかかる
aaa
- 25 ：
- >>22
2018
F1 テクニカルレギュレーション
5.9.2 Variable valve timing and variable valve lift profile systems are not permitted.
- 26 ：
- 一瞬ジンバブエドルを完全制御する技術かと思った
- 27 ：
- 電磁弁かと思ったらモーター駆動のカム式ですか
FIATのマルチエアーに勝てるのか
>>17
カム駆動ならカムプロフィールと動弁系質量と弁バネで決まるので高回転での追従性は変わらない
伝達ロスはチェーンよりモーターの変換損失のほうが大きい
バルブトロニックの様に連続可変リフトが出来るのが一番のメリットでしょ
だからこれも吸気側にしか組み込んでない
あと、低回転でも動弁系の加速度を大きく出来るので、低回転では開角狭くしてリフトを大きくというのも出来るとは思う
- 28 ：
- さらに電動ターボと合わせてもええんちゃうか
- 29 ：
- まあ６サイクルとか８サイクルはやり易いな
変更が自由自在
- 30 ：
- >>3
その時代が来ないかも知れない可能性もあるしな
- 31 ：
- デジタル技術とやらでバイブの振動も完全制御してほしいもんだ
- 32 ：
- >>28
電源も必要ですよ。
- 33 ：
- >クランクシャフトの回転を取り出してバルブを駆動
この日本語変だよね？
回転を取り出すっていうの？
- 34 ：
- 長い
メリットは何？
- 35 ：
- スロットルバルブが必要なくなって、ポンピングロスが減らせるメリットもある。
- 36 ：
- >>33
仕組み知ってれば特におかしくないだろ
- 37 ：
- >>36
取り出すというよりシャフトの回転をバルブと駆動させる印象なんだけど
力を取り出すはわかるけど回転を取り出すの回転って回転力と違って
物の動きとして回転しているさまを説明するものだよね
- 38 ：
-
F1でホンダが造ったトラクションコントロールとどう違うん？
- 39 ：
- >>37
クランクシャフトの回転力からカムチェーン通じてカムシャフトの回転にしてんだから
べつに「回転を取り出して」でも違和感は感じないなあ
間にあるチェーンも回ってんだし
その言葉に引っかかることは無意味じゃね
- 40 ：
- >>37
回転を取り出すってのは機械系の慣用句だと思って下さい
- 41 ：
- >>23
湾岸真夜中は点火と燃料の調整のみ
- 42 ：
- BMWのエンジンに燃料最適化モーター付いてなかったっけ
- 43 ：
- 燃料噴射は一定か
- 44 ：
- ロータリーバルブエンジンじゃ駄目なん？
- 45 ：
- こんなん日本企業がとっくに試作してボツってそうだけどどうなんだろうな
メンテナンス性考えたら都市部で使うような車体しか絶対無理だよな
- 46 ：
- VTECみたいに8000回転オーバーで長時間のフルパワーアウトプットに耐えられるのかな？？？
- 47 ：
- バルブみたいにメカニカルに同期取ってる部分まで電動化、電制化しちゃうのは
とっちらかった時に収集付かなくなりそうでなんか嫌だねぇ・・・
まあメカのままでもベルト、チェーンが切れたりするリスクはある訳だけど
- 48 ：
- ガソリンエンジンて・・
- 49 ：
- 同じ事を考えた奴はいっぱい居ただろうが、軽さと電力消費が見会うようになったのかなぁ？
- 50 ：
- ＞吸排気バルブを電気モーターの力だけで動かす
電気モーターで走ればいいじゃん
- 51 ：
- >>1
制御系はデジタル ＶＳ エンジンは アナログ系
辻褄が合わない
- 52 ：
- クランクシャフトとの連動がいらないなら2ストロークでやるのもアリかもね。
いまの技術なら混合オイルもいらんかもしれないし。
- 53 ：
- >IVAでは金属バネすら用いずに電気モーターの回転を制御することで自由に操れるようになっています。
リニアモーターで出入りさせるほうがシンプルで良くね？
- 54 ：
- 内燃機関、特に自動車のは自然淘汰秒読み段階なのに頑張ってるっす
- 55 ：
- バルブに当たる心配はバルブリセスで解決じゃないの？
リセスを犠牲にするぐらい高圧縮なの？
- 56 ：
- ホンダが国内で実用化した可変バルブタイミング機構が各社あるから
低速回転域から中・高速回転域まで吸排気バルブ開閉タイミングを調整出来る
低速・中速・高速回転域に合った複数のカムプロフィールを用意出来る。
ホンダなどカムシャフトとロッカーアームの接触域に回転ローラーをつける事で
接触面のフリクションロスも減らしてるし。
吸排気バルブを電子制御でより効率良く制御すると言っても伸び白しろあまり無いのでは
それに電子制御だと電子系が故障した時にバルブ開閉タイミングが駄目になって
エンジンが壊れたりし易いんじゃないかな。動く部分の質量を下げてエンジンパワーロスなど
稼いでも結局シリンダー内で動くピストンのピストンリング等接触面のフリクションは
変らない。
より単純な構造で考えるなら吸排気はポートのみでバルブが存在しない松田のロータリー
エンジンが良いが、高回転域までフリクションも少なく良いよでいて低速時など燃費が良く無い
2サイクル程では無いがエンジンオイルを消費するのでその分の出費も多めだ
ロータリーは次のRXで内燃発電電機モーター走行の車として使うと言う
加減速が頻繁に無い、一定回転で回すような環境だとロータリーも燃費が良いそうだ
ただ、サイドシールその他摩耗が早めなので数万㌔走行で分解交換となるのは
原理構造上これまでのRXと同じようなものなんだろうね、恐らく。
- 57 ：
- 「ウリである」わざわざカナにしているニダ
炎上待ったなし
- 58 ：
- >>1
使い方次第なんだろうけど、吸気で強い渦を発生させるようなタイミング調整とかが回転数に応じてやり易くなるとか？
- 59 ：
- こんなめちゃ高コストが許されるのは1000万円超の高級車だけや。
- 60 ：
- ペリポートローターリーが最強w
- 61 ：
- 故障時の安全性はどうなんやろ
- 62 ：
- >>26
俺も
疲れすぎてるんだな、きっと
- 63 ：
- ジンバブエドルを完全制御するに見えた
- 64 ：
- スレタイ、
世界初、デジタル技術でジンバブエドルを完全制御する、に見えた・・・疲れてるんかな・・・
- 65 ：
- 機械式だと滅多に壊れたりすることは無いと思う。
電子制御は信頼性が心配だなぁ。
- 66 ：
- ダンブル流とすワール流の理想的な位置から燃料が送れるようになるんだな
- 67 ：
- 新技術詐欺のような体裁だな。
微妙なわかりにくさと綺麗な画像とか
- 68 ：
- >>58
スワールを理想的に発生させ燃料ツブの片より無い拡散や速やかな燃焼で効率を上げるような事は
エンジン内ピストンヘッドの切り込みや形状などで以前から工夫されてるよ
また最近はガソリン車でもそれに加えてシリンダ―入口から燃料をインジエクションで
噴射するのに加え、改良された直噴装置でエンジン内に直接噴するのを組み合わせ
理想的な燃焼やリーンバーンで低燃費かつ場面によっては高出力を実現してる。
燃調などRomで色んな走行パターンを対応したり、チューニング用でROM交換なんて
事でもエンジンの性格は過給機無し環境で変える事も出来る。吸排気系のせッティングと
上手く合わせてね
- 69 ：
- >>4
馬鹿なの？
- 70 ：
- かえって部品点数増えてねえかこれ?
- 71 ：
- バイクのエンジンに使えば燃費向上よりも4気筒なら特に軽量化やジャイロ効果の軽減になるような気がした。
- 72 ：
- 入れた燃料の特性に合わせてエンジンの制御パラメターをAI制御するとかなんとか
なんでもかんでもAIをうたえば、それで売れたりする魔法の言葉AI。
- 73 ：
- バルブクラッシュが怖いな
普通のチェーンやギヤ駆動だとクランク連動なので常用回転ではほとんどおきないけどモーターだとノイズなどでタイミングずれたら一発でエンジン壊しそう
- 74 ：
- せっかくAI混ぜるなら
排気ヘッドの時間/開度じゃなく背圧調整すりゃいいんだよね
AIでなくPIDの閉回路でも十分だと思うけど
- 75 ：
- >>58
BMWのバルブトロニックは第2世代から2つの吸気弁のリフト量にちょっと差を付けて特に低リフト時にスワールが強くなるように設計されてるけれど、凄い金と手間かけたのにあんまり効果なくて、
ターボ付けてトルク上げてギア比と変速スケジュールを燃費に振った方がずっと燃費が上がったという実例がある
宣伝文句としては当然色々言うだろうけど、実用上は期待できないと思っていい
- 76 ：
- >>47
プッシュロッド式でも、チェーン式でも、バルブが追従できなくなることで起こる不具合は起きているだろ、
- 77 ：
- これだけでは機能を発揮できない。問題はエンジン制御だけではない
- 78 ：
- これで完全にスロットルバルブそのものが不要になるな。
エンジンの効率も良くなるし文句無いな。
- 79 ：
- >>78
同じ謳い文句のバルブトロニックの燃費が良かったか?
ちなみにスロットルバルブは付いてるけどフェイルセーフ用で、通常は開きっぱなし
- 80 ：
- >>62
( ´･ω･｀)人(´･ω･｀ )ﾅｶｰﾏ
夏の疲れが込んでくる時期なんだな、きっと…
- 81 ：
- 稼動する気筒数コントロールし易いメリットは有るかな
- 82 ：
- デジタル技術でジンバブエドルを完全制御
に見えた
- 83 ：
- エラー一発で、ピストンとバルブが衝突し、バルブやピストンが逝くだけ。
- 84 ：
- カムチェーン取っ払ってモーター駆動にしただけじゃね？
技術的にはむしろ退化しているような
- 85 ：
- >>84
1個のモーターでカムシャフトを回すんでなしに、バルブ毎に個別のモーターで開閉を制御してるから
退化ってことはないでそ
でもなんか愚直すぎて煩雑な気もする
- 86 ：
- 制御用の基板が振動や温度でいかれそうだし、
バルブを動かすモーターの電流は大きいだろうから、
パワートランジスタ・サイリスタの故障が気になる。
- 87 ：
- >>1
そう考えるとバルブの無いロータリーエンジンって優秀だよな
- 88 ：
- >>63
>>64
お前ら結婚しろ
- 89 ：
- 日産の直6エンジンは構造で無駄な振動などを解決していたけどな。
従来から存在している可変バルブタイミングで十分じゃないの？
今の自動車は高性能すぎて車両販売価格も高すぎるよ。
シビックタイプRが500万とかアホらしい。
シビックといえば、ボロい安い音だけでかいぐらいが特徴で
排気量は１３００から１６００cc、車両本体価格も８０万円台から存在した。
エントリーカーなんてそんなもんで十分。
エントリーカーの名前で高級車並みの販売価格。
ただ、シビックという車名が過去のボロいイメージを継承しているが。
ホンダのエントリーカーはフィットだったか。
- 90 ：
- 排ガスの有害物質を減らすとか
そういうメリットもあったりするんだろうか？
燃焼の仕方を理想的なものに近づけることによって
- 91 ：
- デジタル技術でジンバブエドルを完全制御する
- 92 ：
- 車修理する人ますます大変だな
- 93 ：
- そう簡単に内燃機関は無くならんけど
いまさら電動バルブより、バルブ自体を無くすのが正道
- 94 ：
- 何故モーターで制御するんだろ
https://www.mhi.co.jp/technology/review/pdf/504/504021.pdf
- 95 ：
- >>92
作業面でいうとどこを修理するかによって大変になるかどうかは違うやろな
特定の気筒やバルブの不具合で各バルブでASSYが独立してるなら楽かもしれん
あとヘッドを外すにしてもベルトやチェーンがないから楽できそうではある
- 96 ：
- >>23
バルブタイミングは可変できんだろ。
そんな漫画の読み方しているから狂おしく身をよじらなきゃならなくなるんだ。
- 97 ：
- >>21
電動パワーステアリングみたいに電気使えば飛躍的にコストダウンする可能性があるよ。
いまや軽自動車は全部電動パワステだ。
- 98 ：
- 俺のカムシャフトを
電動にするだとっ！
- 99 ：
- >>97
軽自動車が電動パワステになったのは燃費改善のため。
コストダウンが目的じゃない。
- 100 ：
- イギリスは時々こういうのを発表するけど
モノになった試しがない
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