カム&ルブリケーション

性能と味わいに直結するハイカム!カムプロフィールと選び方

スポーツスター ハイカム

エンジン特性を高出力に変える「ハイカム」とはどういうものなのか、カムプロフィールの読み方も含めて、詳しく解説したいと思います。

ハイカムに変えると馬力やトルクが上がるなど、よく聞いたりすると思いますが、じっさいにどういうパーツなのか、わかりにくいと思います。

この記事では、画像やイラストを添えて、詳細に解説していきます。

ツインカムエンジンはハーレー史上最高のエンジンである

現在の排ガス規制は空冷エンジンにとって極めて厳しい

ミルウォーキーエイト ハイカム

空冷エンジンは水冷エンジンのように、熱をコントロールすることが難しいため、現在の厳しい排ガス規制をクリアする為に、空気をたくさん吸えないようにチューニングしてあります。

そのため、ノーマルのエアクリーナーと同じように、ノーマルカムも空気がたくさん入らないように設計されています。

たくさん空気を吸わなければ、排出するガスも少なくてすみます。

さらにインジェクションチューニングも、ガソリン量を極端に減らしたセッティング内容になっています。

このような状態は、エンジンにとっても、ライダーにとっても快適な状態ではありません。

規制をクリアするために犠牲がある
  • エンジンの異常加熱で、ノッキングが発生しやすい
  • 混合気不足(空気)から、トルクが不足している
  • トルク不足で鼓動感を感じにくい
  • 鼓動感からうまれる心地よさがない

それでもハーレーダビッドソン社は、この厳しい規制をクリアして空冷大排気量エンジンの新型をリリースしてくれているのは、空冷エンジン好きの私たちにとって、本当にうれしいことです。

しかし、技術的な面でいえば、排ガス規制をクリアするための吸気量では、排気量に見合った性能もなく、味わいも極めて薄いと言えます。

よりハーレーらしく、バイカーにとっても、エンジンにとっても、良い状態にするために、排気量に見合った空気を吸わせる必要があります。

エンジンの馬力やトルクは、吸気できる空気の量で決まる

ハイカムで、排気量分の空気を吸い込むと、空冷大排気量エンジンらしいパワーと味わいが手に入る

インジェクションチューニングと同じように、たくさん空気を吸って、たくさんのガソリンを送っても、キレイに燃焼させれば環境に悪いわけではありません。

車検もフルコンで、プロチューナーによるチューニングであれば合格します。

フラッシュチューニングは、アイドリング付近をどうチューニングしているかによるので、確認が必要です。

ハイカムはどんなパーツ?

ハーレーの馬力を上げるおすすめハイカム

カムはシャフトと楕円のカム部分で構成されています。

この楕円のカム部分の形状を、カムプロフィールといいます。

このカムプロフィールを変えて、空気を多く吸うように調整し、エンジン特性を変えます。

カムプロフィール

ハーレー ハイカム

カムプロフィールには、「リフト量」と「デュレーション(作用角)」の2つで構成されています。

このカムプロフィールを変更すると、バルブの開く高さや、開いている時間が変わり、エンジンに入る混合気の量や、タイミングが変わります。

ツインカム ミルウォーキーエイト 比較

吸気と排気のタイミングで、バルブが開いたり閉じたりするように、カムがコントロールします。

ハーレー ハイカム

このカムプロフィールの変更により、大幅にエンジンパワーがあがったり、パワーが出る回転数などが変わります。

リフトとデュレーションの特性の違い

リフト量は同じで、デュレーションが異なる場合。

  • デュレーションが大の場合は、高回転型になります
  • デュレーションが小の場合は、トルク型になります
ハーレー ハイカム

今度は逆に、デュレーションは同じで、リフト量が異なる場合。

  • リフト量が大きい場合は、高回転型になります
  • リフト量が少ない場合は、トルク型になります
ハーレー ハイカム

つまり、一般的なハイカムは低回転向けではなく、高回転でパワーを発揮するように設計されています。



バルブタイミングの重要性

カムは、どのタイミングでバルブを開くか、閉じるかをコントロールします。

バルブタイミングでポイントになるのが、混合気には質量があるということです(空気の場合は1m×1mでおよそ1kgもある)

質量があるということは、バルブが開けばすぐに入ったり、出ていったりするわけではなく、少し遅れて入ったり、少し遅れて出ていきます。

つまり、吸気でいえば、混合気が入って欲しいタイミングより、早めにバルブが開き始めないと入ってこれません。

吸気のバルブタイミング

  • 高回転向き:ピストンが下がる前から、バルブが開き始める
  • 低中回転向き:ピストンが下がると同時ぐらいに、バルブが開き始める

このタイミングを変えて、低中回転向き・高回転向きにエンジン特性を変えます。

吸気と排気のバルブが両方ひらくオーバーラップ

ハーレー ハイカム オーバーラップ

カムのリフトを高くし、デュレーションを広くとると、吸気と排気の両方のバルブが開くタイミングが作れます。

このタイミングを「バルブオーバーラップ」と呼びます。

ハーレー ハイカム

このオーバーラップを利用すると、排気ガスがエンジンの外に出ていくきっかけで、混合気が排気ガスにつられて燃焼室へ吸い込まれるようになります(慣性過給)

オーバーラップの時間が長いタイプが高回転型となります。

デメリットは、低回転の混合気が不十分になります。

ハイカムの選び方

ハーレー ハイカムとは

ノーマルカムは、リフト量が少なくデュレーションが狭いカムです。

そのため、シリンダー内に混合気を十分に満たせず、オーバーラップもほぼないので、低速トルクも、高回転での馬力もありません。

ノーマルカムのプライオリティは、規制をクリアすることなので、ハイカムによっては、全域においてパワー(馬力・トルク)を上げることが可能です。

しかし、多くのメーカーから、ハイカムがリリースされているので、一概にこれがベストというハイカムはありません。

使用目的によって、カムプロフィールが変わります。

ハイカムを選定する場合は、排気量・圧縮比・燃焼室形状・平均使用回転数・パワー特性などを考慮して選定します。

一般的に使用されているカムは、ボルトインカムと呼ばれるカムです。

ボルトインカム:マフラー・エアクリーナー程度のライトカスタム用のカム
モディファイド・カム:燃焼室・バルブ・ロッカーアーム・プッシュロッド・タペットなどを変更する必要があるカム

ボルトインカムは、ストリート向けなので、ツーリング(町中・ワインディング)・高速ツーリング・高回転仕様などが用意されています。

しかし圧縮比(燃焼室)を変えた・バルブサイズを変えた・スロットルボディを変えた・ボアアップ・ストローカーなどのように、大幅にカスタムした場合はモディファイド・カムになります。

その場合、カムプロフィールを読み違えたら、ピストンとバルブの接触や、バルブサージングを起こし、エンジンに致命的なダメージを残す恐れがあります。

自分のハーレーのカスタム内容を正確に伝えるか、または把握できるプロショップが重要になります。

特に中古のハーレーには気をつけて下さい。

エンジンの中がノーマルなのか、カスタムしてあるのかがわからない為です。

ハイカムを見た目や経験上で、こういうカムと思い込むことは危険です。

必ずカムプロフィールと、バイクの仕様を確認し選びましょう。

カムプロフィールの読み方

ノーマルカムとハイカムで、プロフィールを読んでみます。

ハーレー ハイカム
TDC:上死点(top dead center) BDC:下死点(bottom dead center)

ノーマルカムの開閉タイミング

吸気開始が上死点前の 02°、閉止が 34°
排気開始が下死点前の 42°、閉止が-03°

オーバーラップは吸気開始と排気閉止を足した数字です。
02+(-03)=-1
オーバーラップは-1°になります

デュレーション
吸気側 216°
排気側 219°

ハイカムの開閉タイミング
吸気開始が上死点前の 10°、閉止が 30°
排気開始が下死点前の 40°、閉止が 08°

オーバーラップは41°
10°+ 08°= 18°
デュレーションは
吸気側 220°
排気側 228°

オーバーラップは-1°から18°に進み
デュレーションは、吸気側で216°から220°となり、ノーマルカムと比べ中高回転型を重視したものとなりますが、このプロフィールでは低回転は大きな犠牲となっていません。

まとめ

ハイカムはとても魅力的なパーツです。

低回転では粘りのあるドコッドコッとした太い低速トルクを味わい、加速したい時に大排気量エンジンの迫力ある加速を味わう。

こういったことが可能です。

カムの種類によっては、まったく異なるエンジン特性を持つことになるので、多くの情報を集めてから判断をするようにしてください。

要望によっては、カム変更が必要ないケースもあります。

エンジンチューニングは多くの知識が必要になりますが、変化が極めて大きいので、学びながらカスタムショップで相談をしてみるのが良いと思います。

 

今日も、最後までお読みいただきまして、ありがとうございました。

 

ARIGATO BIKE

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