スリーブバルブ

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ブリストル ペルセウスエンジン

スリーブバルブ Sleeve valve は内燃機関の吸排気弁機構形式の一つである。摺動弁式とも言う。1940年代以前の自動車・航空機エンジンで採用されたが、現在は廃れている。

通常のエンジンの給排気バルブにはキノコ型のポペットバルブが用いられるが、本方式ではこれを用いない。
吸気ポートと排気ポートをシリンダ側面に開け、シリンダ外部を二重構造とする。ここに、やはり吸排気口を開けた筒状の「スリーブ」を挿入する。片方をクランクシャフトに同調させるかたちで、往復もしくは回転させて、ポートを開閉する。
ポペットバルブよりも吸排気抵抗が小さく、燃焼室形状の自由度が高いこと、また動弁系の打音が無く、静粛性が高いことが長所である。

実際は高温で膨張、変形するシリンダ部でスリーブを摺動させることは困難を伴う。高速になればなるほどスリーブには慣性が働いて抵抗となり、高回転を阻む。またスリーブ内の広い面積で摩擦が増大するために潤滑が困難となり、多量のエンジンオイルを消費することになる。

加えて、スリーブを駆動する機構は、ポペットバルブエンジンの動弁機構より遙かに複雑であった。スリーブの材質や加工精度にも非常に高いものが要求された。

1910年にアメリカ人、チャールズ・ナイトが考案した「ダブル・スリーブバルブ方式」がその始祖である。当時はポペットバルブ式エンジンより静粛で強力であることを長所とした。初期のポペットバルブエンジンは吸排気効率が良いとは言えず、騒音も激しく、オイル消費も多かったので、新技術のスリーブバルブエンジンは歓迎された。

最初に採用したのはイギリスのディムラー社で、以後欧米の高級車メーカーに採用例が続出した。のちには簡易式と言うべき「シングル・スリーブバルブ方式」も考案されている。

しかし、第一次世界大戦後、ポペットバルブエンジンの性能が改善されるにつれ、高回転に向かず、オイルを多量に消費し、しかも複雑なスリーブバルブ式は廃れた。

フランスのヴォアザン社とパナール・ルヴァッソール社は1930年代に至ってもこの手法に固執して高級乗用車を生産し続けたが、結局第二次世界大戦以降、両社は高級車業界から撤退した。

イギリスの航空機エンジンメーカーであるブリストル社は、第二次世界大戦中の大型航空エンジン「セントーラス」にこのスリーブバルブ式を用いていた。驚くべきことに、軍用エンジンとして十分な機能を果たした。

以後、航空界・自動車界のいずれにおいても、この手法を踏襲するメーカーは見られないが、英国 RCV Engine社は模型飛行機用に9.5～20mlのエンジンを製造しており、同社は2006年に台湾のMotive Power Industry社向けにスクーター用として125mlのエンジンを試作した。