多くのヨーロッパとアジアのエンジンは何年もの間オーバーヘッドカムを使用してきました、それでフォードが彼らの4.6L V8エンジンでオーバーヘッドカムルートに行くことを選んだとき、いくつかの予測されたプッシュロッドエンジンは彼らの途中でした。しかし、GMとクライスラーはそれぞれLSと5.7Lと6.2Lのヘミエンジンのプッシュロッドの設計に固執しました。
まだプッシュロッドとロッカーアームを使用しているすべての古いエンジンと現在のアフターマーケットブロック/ヘッドの組み合わせを追加すると、ロッカーアームとプッシュロッドがパフォーマンスエンジン構築のホットトピックである理由を理解するのは簡単です。
ロッカーアームは、リフターとプッシュロッドの上方への動きを、バルブを開くために必要な下方への動きにリダイレクトします。ロッカーシャフトまたはボールスタッドの取り付けは、この動きが発生する支点として機能し、中央の支点の両側にあるロッカーアームの相対的な長さが、ロッカーの揚力比を決定します。
他のレバーと同様に、ロッカーアームのバルブ側がプッシュロッド側よりも長い場合、てこは倍増します。ロッカーアームのプッシュロッド側が短く、ロッカーアームのバルブ側が長いほど、ロッカーの揚力比は高くなります。
ロッカーのバルブ側の長さがプッシュロッド側の1.5倍の場合、リフト比は1.5：1になります。ロッカーのバルブ側がプッシュロッド側の2倍の長さの場合、リフト比は2.0：1になります。
バルブで.480インチの総リフトを生成する小さなブロックChevyV8で一般的なストリートパフォーマンスカムを使用している場合、カム自体はローブで約.320インチのリフトしか生成しません。 1.5レシオのロッカーアームは、リフト（.320 x 1.5）を乗算して、バルブで.480インチのリフトを実現します。
より高い比率のロッカーアームを使用することの利点は、同じカムローブプロファイルがより多くのパワーのために総バルブリフトを生み出すことができるということです。
より高い比率のロッカーアームはまた、より少ない比率のロッカーと同じ量の揚力を達成するために、より少ないリフターとプッシュロッドの移動を必要とします。ロッカー比を高くすると、所定のリフト量でバルブを開くのに必要なカムシャフトトルクの量も減少します。さらに、ロッカーのバルブ側が長いほど、上下に移動するときのアークの直径が大きくなります。これにより、サイドローディング、およびバルブステムとガイドの摩擦と摩耗が減少します。これが、多くの高回転NASCARエンジンが通常、最大2：1以上の非常に高いロッカー比で動作する理由です。
ロッカー比率の変更
ストックの1.5レシオのロッカーアームをより高いリフトの1.6レシオのロッカーアームに交換するとしましょう。同じカムシャフトは、バルブで.512˝のリフトを生成します（.320˝×1.6）。したがって、ストックロッカーアームをより高いリフトのロッカーアームに交換するだけで、総リフトが6.7％増加し、おそらく15〜20馬力が得られます。
ロッカー比の変更はカムシャフトの持続時間にどのように影響しますか？カムローブは同じであるため、カムがリフターを動かし始めるポイントは同じです。ランプの閉鎖側についても同じことが言えます。ただし、ロッカーアームの比率が高いため、バルブが開く速度がやや速くなり、カムシャフトの有効期間がわずかに長くなります。上記の例では、おそらく2度です。
わずかな比率の変更は、エンジンが出力を出すrpm範囲、またはそのローエンドトルク、アイドル品質、またはエンジンが生成する吸気真空の量に大きな影響を与えません。ただし、リフト比を大きく変更すると、ミッドレンジの持続時間が大幅に長くなり、エンジンの出力ピークがrpmスケールまで上がります。そのため、大量の高速馬力を生成する、持続時間とバルブのオーバーラップが多いワイルドカムは、通常、ローエンドトルク、アイドル品質、および日常の運転性に悪影響を及ぼします。
ロッカーの比率を変更するときに注意しなければならないことがいくつかあります。 1つは、スプリングが結合しないように、バルブスプリングのコイル間に十分なクリアランスがあることを確認することです。もう1つは、スタッドに取り付けられたロッカーのスロットが、スタッドにぶつかることなく移動量の増加に対応できることを確認することです。そうすると何かが壊れます。また、リフトを上げるときにバルブキーパーがバルブガイドの上部に当たらないようにしてください。機械的接触を防ぐためにある程度のクリアランスが必要です。これは別の動弁機構のキラーになります。
スタッドマウントとシャフトマウントロッカー
1950年代半ばまで、オーバーヘッドバルブエンジンはシャフトに取り付けられたロッカーを使用していました。シボレーが刻印されたスチールスタッドマウントロッカーを備えた高回転の小さなブロックV8を発表したとき、それはスタッドマウントロッカーの可能性にエンジン設計者の目を開かせました。フォードと他の人々はすぐにそれに続き、スタッドに取り付けられたロッカーは当時の「ホット」なセットアップになりました。
スタッドに取り付けられたロッカーは、エンジンビルダーがエンジンの速度と出力を上げるために変更を加えたため、弱点を示し始めました。圧入ロッカースタッドは、エンジンを過度に回転させたり、スプリング圧を上げすぎたりすると、抜ける傾向がありました。一部のパフォーマンスエンジンビルダーは、スタッドを固定して所定の位置に固定し始めましたが、他のビルダーは、ねじ込み式スタッドを備えた圧入スタッドに置き換えました。
バルブスプリングの圧力が上昇し続けると、ロッカーアームのスタッドが高回転で過度に曲がっていることが明らかになりました。修正は、より長いスタッドを取り付け、シリンダーヘッドの上部にバー（スタッドガードル）を固定して、すべてのスタッドを結び付けることでした。
これには、スタッドガードルに対応するために、より高いバルブカバーが必要でした。また、バルブの調整がより困難になりました。
アフターマーケットのローラーロッカーアームも、薄っぺらなものに取って代わり、刻印されたスチール製のストックロッカーを着用するために導入されました。パフォーマンスロッカーは、摩擦を減らすために、ローラーベアリングセンター支点とアームのバルブエンドにローラーを備えていました。これらはストックロッカーに比べて大幅に改善され、信頼性が高く摩擦が少ない、より高い回転数が可能になりました。
レーサーがエンベロープを押し続けると、スタッドに取り付けられたこれらのアルミニウム製ロッカーアームの一部が、バルブスプリングの負荷と回転数を処理するのに十分な強度がないことがすぐに明らかになりました。
バルブトレインを強化する手段としてアフターマーケットのシャフトマウントロッカーが導入され、スチールロッカーは本格的な高額レースのアップグレードオプションになりました。
一部のメーカーによると、スタッドマウントロッカーからシャフトマウントロッカーに変更すると（以前と同じリフト比を使用）、バルブトレインの安定性が向上するため、通常、10〜15馬力が増加します。
シャフトロッカーのセットアップの利点は、シャフトがロッカーをより適切に位置合わせして保持し、プッシュロッド用に別個のガイドプレートが不要になることです。これにより、高速でのバルブトレインの屈曲が減少し、バルブ制御が向上します。シャフトの位置はまた、バルブおよびプッシュロッドに対してロッカーのピボットポイントをわずかに下げて、アームの先端とバルブの上部との間の摩擦を減らすことができる。シャフトはロッカーに直接油圧を供給して、潤滑を改善し、摩擦を減らすこともできます。
シャフトに取り付けられたロッカーアームシステムは、そのようなエンジンが実際にはそのレベルの剛性と強度を必要としないため、ほとんどの大道芸アプリケーションには行き過ぎです。しかし、レースの場合、シャフトに取り付けられたシステムにより、剛性と信頼性を高めることができます。
剛性のあるスチールまたはアルミニウムシャフトでロッカーをサポートするということは、スタッドの屈曲やロッカースタッドの垂直方向の動きによって、ロッカーが固定位置から外れないことを意味します。シャフトによって提供される剛性により、すべてのロッカーが完全に整列し、より高い負荷とrpmを安全に処理できるようになります。シャフトに取り付けられたロッカーは、スタッドをクリアするためにロッカー本体の下側にスロットカットアウトを必要としないため、シャフトロッカーは本質的に強力です。
シャフトに取り付けられたロッカーシステムは、多くのアフターマーケットパフォーマンスシリンダーヘッドで利用できます。多くの場合、これは単純なボルトオンインストールであり、ヘッドにほとんどまたはまったく変更を加える必要はありません。ペデスタルマウントロッカーは、スタッドマウントロッカーを備えた多くのエンジンでも利用できます。
ペデスタルマウントシステムは、シャフトマウントロッカーシステムと同じ利点の多くを提供できますが、コストは低くなります。これらの多くは単純なボルトイン取り付けですが、オールアウトレーシングアプリケーションの真のシャフトマウントシステムと同じレベルでは機能しません。
ロッカーアームの選択
今日、エンジンビルダーは多種多様なパフォーマンスロッカーアームとロッカーシステムを選択できます。通常、ダイカストアルミニウムで作られた「エコノミー」アルミニウムロッカーがあり、ストックスタンプされたスチールロッカーよりもパフォーマンスが向上します。しかし、より要求の厳しいアプリケーションでは、CNC押し出しまたは鍛造アルミニウムロッカーまたはスチールロッカーへのアップグレードが必要になることがよくあります。
軽いロッカーは、バルブトレインの質量を減らすため、必須です。軽いロッカーアームで「慣性モーメント」を減らすと、同じスプリングでエンジンをより高く回転させることができます。
ロッカーアームは、それらにかかる負荷を処理するために明らかに強力である必要がありますが、ロッカーアームのバルブ側の質量を減らすと、ロッカーアームのプッシュロッド側の質量を変更するよりも、慣性を減らすのにプラスの効果があります。 。これはまた、ストックプッシュロッドよりも重いまたはより硬いプッシュロッドがバルブトレインの運動量に最小限の影響しか及ぼさない理由を説明しています。信頼性とバルブトレインの安定性のために、特に高度に変更された高回転エンジンのバルブスプリング圧力が高い場合は、より剛性が高く強力なプッシュロッドが必要です。
今日のスチールロッカーのいくつかは、同等の性能のアルミニウムロッカーと同じくらい軽いですが、わずかではありません。鋼は、最大950ポンド以上の多くのバルブスプリング圧力を安全に処理できると、そのようなロッカーを製造する人々は言います。スチールはアルミニウムよりも優れた疲労強度と剛性を備えており、レースの過酷さに長時間耐えることができます。多くの場合、同等のアルミニウムロッカーの2倍から4倍の長さです。
比較すると、典型的なエコノミーダイキャストアルミニウムロッカーは、ロッカーのブランドに応じて、350〜450ポンドを超えるオープンスプリング圧力で使用するべきではありません。押し出しアルミニウムロッカーは通常、最大700ポンドの開放ばね圧を処理でき、900ポンドのばねの定格もあります。ロッカーアームの製造元が、アームが安全に処理できると言っていることを常に確認してください。何かを壊したい場合を除いて、ロッカーを定格容量を超えて押し込まないでください。
ロッカーを選ぶときに細心の注意を払うべき他の何かは、ローラーとニードルベアリングのデザインです。センターベアリングの針が多いほど、より広い表面に荷重が分散され、耐久性が向上します。多くのロッカーアームの先端にあるローラーにはニードルベアリングがありませんが、一部にはあります。これにより、摩擦とバルブステムの摩耗を減らすことができます。
許可されているロッカーアームの種類は、一部のレーシングアプリケーションの規則によって制限される場合があります。ルールで「ストックが表示される」ロッカーアームまたはスタンプされたスチールロッカーが必要な場合、それはストックロッカーを使用して立ち往生していることを意味するものではありません。多くのアフターマーケット企業は、信頼性を向上させるために、より強力な合金で作られた、在庫のある刻印されたスチールロッカーを提供しています。
また、ルールが制限要因ではない場合でも、ロッカースロットに高リフトカムを処理するのに十分なスタッドクリアランスがある限り、スタンプ付きスチールロッカーは通常最大6,500rpmのエンジン速度と最大.600インチのバルブリフトを処理できます。同じことが、ある種のシャフトに取り付けられたロッカーセットアップを使用するフォードおよびクライスラーエンジンの鋳鋼ロッカーにも当てはまります。
ステップアップが必要なエンジンアプリケーションの場合、ストックスタンプまたは鋳鋼ロッカーをアルミニウムローラーロッカーに置き換えると、通常、同じリフト比で10〜15 hpのゲインが得られ、リフト比が高いとさらに多くのパワーゲインが得られます。余分な力はローラーロッカーによって提供される摩擦の減少から来ます-それはまたオイルをより涼しく保つのを助けます。
インストールの問題
ロッカーの設計によっては、ロッカーアームを変更するには、プッシュロッドの長さを変更する必要があります。スタッドに取り付けられたロッカーの場合、スタッド上のロッカーアームの位置によって、バルブトレインの形状が決まります。
プッシュロッドがアプリケーションに適した長さである場合、カムが50％のリフトにあるとき、ロッカーアームの先端はバルブステムの先端の中央に配置されます。プッシュロッドが長すぎたり短すぎたりすると、ロッカーの先端がバルブステムの中央ではなく、バルブステムの外側または内側に向かってオフセットします。これにより、バルブステムに横荷重が発生し、摩擦、ステム、ガイドの摩耗が増加する可能性があります。
調整可能な長さのプッシュロッドを使用して、ロッカーアームとカムシャフトの組み合わせに最適なプッシュロッドの長さを決定できます。
カムが50％リフトしたときにプッシュロッドを調整して、ロッカーの先端が完全に中央にくるようにします。次に、ロッカーとプッシュロッドを取り外し、プッシュロッドの端から端までの長さを測定して、最適なプッシュロッドの長さを決定します。
>エンジンに油圧リフターが付いている場合、バルブトレインに負荷がかかるとリフターがわずかに崩壊します。実際のバルブスプリングではなく、ライトチェックスプリングを使用すると、プッシュロッドの長さをより正確に読み取ることができます。
プッシュロッドの長さが決まったら、アプリケーションとエンジンの予想されるrpm範囲に適合する最も硬くて最も強いプッシュロッドを探します。ストックプッシュロッドは、ストックバルブスプリングと5,500 rpmには問題ない場合がありますが、スプリングの負荷とrpmが高くなると、曲がったり曲がったりします。