バルブタペットがエンジンのノイズ、振動、ハーシネス（NVH）に与える影響

先進的なドライビング体験を実現するにあたり、ノイズ・振動・ハーシネス（NVH）の調整は実質的に支配的な要素です。NVHに寄与する多数のエンジン部品の中でも、バルブトレインシステム、特にバルブタペットは、現在、エンジンの音響特性および滑らかさに直接影響を与える極めて重要でありながら、しばしば十分に評価されていない役割を果たしています。蘇州トプーエンジンパーツ有限公司（Suzhou Topu Engine Parts Co., Ltd.）では、当社のエンジニアチームが、タペットのエンジン音響特性および滑らかさへの直接的影響を深く理解した上で、高精度のタペットを開発・製造しています。本ブログでは、タペットの総合的な性能とNVH特性との間の主要な関係性について考察します。

タペットクリアランスの変動と可聴チッキング音との相関関係

エンジンの機械的ノイズに関連付けられる最も認識されやすい音の一つは、実際には明確なチッキング音またはタッピング音です。これはしばしば、かつ正確に、バルブ機構をより適切に支持するためのものとされています。機械式（ソリッド）タペットを備えたエンジンでは、タペットとバルブステムの間に特定の所定クリアランスが存在します。このクリアランスは熱膨張に対応するために確かに不可欠ですが、厳密に制御される必要があります。

このクリアランスが摩耗、不適切な調整、または部品の劣化によって過度に大きくなると、実際に大きな衝撃音が発生します。カムローブが回転し、タペットをより効果的に押し上げ始めると、まずこの過大なギャップを埋める必要があります。その結果、カムとタペットの間に急激かつ高力の衝撃が生じ、さらにタペットとバルブステムの間にも同様の影響が及びます。この衝撃により、鋭く金属質のチッキング音が発生し、確実にエンジン構造体を通じて伝播します。この騒音は、通常、エンジン回転数（RPM）の上昇とともに周波数も高くなります。当社チームの製造における重点は、特に高品質な表面硬度および幾何学的寸法精度を備えたタペットの生産に置かれており、これにより摩耗に耐え、長期間の使用においても重要なクリアランスを維持することが可能となります。その結果、騒音の発生源を最小限に抑えることができます。

油圧タペットの応答遅れとアイドリング時の滑らかさへの影響

油圧式ラッシュアジャスター（HLA）または油圧式タペットは、実際にはバルブクリアランスを自動的にゼロに保つために開発されたものであり、従来の調整方式に伴う「チクチク」という音を解消することを目的としています。しかし実際には、特にアイドリングなどの低エンジン回転数において、それ自体が騒音・振動・ハーシュネス（NVH）に関する課題を引き起こします。HLAの内部動作は、エンジンオイル圧力および微小なオリフィスを通じたオイルの特有の計量制御に依存しています。

低回転域では、オイル圧力が大幅に低下します。応答性が遅い特定のハイドロリック・タペットは、カムプロファイルを完璧に追従するために十分な速さで充填されたり反応したりできなくなる場合があり、一時的な「ラグ」や若干の沈み込みを引き起こすことがあります。これにより、バルブの開閉タイミングが不正確になる可能性があります。複数のバルブ間でこのような不一致が生じると、エンジンのアイドリングが硬く、あるいは不安定になるほか、低周波のガタツキ音やわずかな振動の増加を伴うことがあります。蘇州トプー社のエンジニアは、当社製ハイドロリック・タペットの内部オイルギャラリーおよびテスト用バルブ機構を綿密に設計することにより、この課題に対処しています。その目的は、低圧条件下においても迅速な応答性と安定した性能を確保し、より滑らかで、かつより安定したエンジンアイドリングを即座に実現することにあります。

乗用車エンジンにおけるタペット由来ノイズの低減対策

タペット関連のNVH（騒音・振動・ハーシュネス）を低減するには、実際には多面的なアプローチが必要であり、高度な部品設計、特別な製造プロセス、および最適な装置統合を組み合わせる必要があります。高品位性が最優先事項となる乗用車エンジンでは、多数の対策技術が鍵となります。

まず、素材の選定および硬化処理戦略が極めて重要です。高品位合金を用いることに加え、ダイヤモンドライクカーボン（DLC）コーティングなどの優れた表面処理を施すことで、カムとタペット面間の摩擦および摩耗を大幅に低減し、接触面の衝撃を和らげ、高周波ノイズの発生を抑制できます。次に、油圧式タペットにおいては、内部ダンピング特性の最適化が不可欠です。これは、オイルの流れを慎重に制御・調整し、静粛な動作を確保するとともに、クリーンなエンジン性能に求められる応答性を損なわないようにすることを意味します。最後に、製造工程における超精密な寸法公差およびカムプロファイルの一致精度の確保は、絶対に譲れない要件です。たとえ微小なばらつきであっても、特定の不均一荷重やノイズの発生を招く可能性があります。蘇州トプーエンジンパーツ有限公司（Suzhou Topu Engine Parts Co., Ltd.）では、当社チームが内包する設計および製造プロセスは、こうした戦略の実現に真摯に取り組んでいます。当社が製造するタペットは単なる耐久性の高い部品ではなく、より静かで滑らかかつ調和の取れたエンジン運転を実現する、積極的な貢献者でもあります。これにより、最先端の乗用車が求める厳しいNVH基準を確実に満たしています。

バルブトレイントレインの特有の複雑なダイナミクスに誠実に焦点を当てることで、当社のチームは、単に高出力であるだけでなく、さらに高度に進化した特定のトレインの構築を支援できます。