4サイクルエンジン吸排気システム@<カムとバルブ>
シリンダーヘッドに開けられた吸気ポートと排気ポートには、それぞれ吸気と排気のバルブが取り付けられている。
各バルブは、円盤状の傘(キノコ状)の部分と細い軸の部分から構成されており、傘の部分が燃焼室内に差し込まれたような状態で上下に動くことによって、吸排気ポートを開閉させる。吸排気ポートは、バルブの軸の部分に付けられたバルブスプリングと呼ばれるバネにより常に閉じられているが、カムシャフトというシステムがそのバルブスプリングを収縮させることにより開かれる。
カムシャフトは直線運動を回転運動に変える『クランクシステム』とは逆で、回転運動を直線運動に変えるシステムのことである。
バルブを実際に動かすのは、カムシャフトに取り付けられた断面が、卵の形をしたカムと呼ばれるパーツである。カムとバルブの軸の最後尾は常に接していて、カムが回転して卵型の頂点(出っ張った部分)がバルブに接近するにつれ、カムがバルブの最後尾を押してバルブスプリングを縮める。すると、バルブの傘の部分が燃焼室内に入り込むような形になり、吸排気ポートが開くということなのだ。
さらに、カムが回転していくと、今度は卵型の下(出っ張っていない部分)が当たるようになって、バルブの軸のスプリングが元に戻ることによって吸排気ポートが閉じられる。
燃焼と排気の効率性を考えると、吸排気ポートの面積は広いほどいいが、それでも限度はある。
最近のスポーツタイプの4サイクルエンジンは、より多くの吸排気を行うために、吸気バルブと排気バルブがそれぞれ2個ずつ付いている4バルブ方式のタイプが多くなっている。