内燃機関超基礎講座 | すべり軸受を転がり軸受に置換するとエンジンはどうなるか

2020/08/25
Motor Fan illustrated編集部

分割式のニードル軸受。従来すべり軸受構造をとっていたクランクジャーナル、およびカムジャーナル部に転がり軸受を用いることで低フリクション化を実現する。NTNによれば、すべり軸受に対して起動トルクは90%、回転トルクは50%低減できるという。エンジン側は従来構造と想定し、組み付けのための分割構造とした。

クランクジャーナルに用いる分割式ニードル軸受の外輪部には、クラッキング構造を採用。機械加工で真円とした外輪を割り、組み付けに対応させる方法だ。運転中は保持器／ころは始終回り続けていることから、外輪には高い真円度が求められる。

カムジャーナル用の分割式ニードル軸受は、保持器がC断面の樹脂で、分割構造ではない。軸部には、広げてはめる。ころのそれぞれが接触しないように配置することで、ころ同士の接触による効率低下を防いでいる。外輪はプレス構造で分割式。カムホルダーから脱落しないよう、位置決めのための突起を備えている。

バランスシャフトに転がり軸受を用いた例。すでに実際のエンジンに採用されている技術だ。写真の赤丸部に、左側はニードル軸受を、右側には玉軸受を備えている。ニードルとボールにはそれぞれメリットがあり、どちらを選ぶかはメーカーそれぞれの個性があるという。

チェーンガイドに転がり軸受を装備。多くの人が、これを見せられると「この手があったか！」と膝を打つという。ベースは従来品と同様に樹脂、これに転がり軸受を備える。低回転域ほど効果は大きく、1000回転でフリクションを最大50%、平均すると22%の低減が見込めるという。

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