カムシャフトとクランクシャフトを結ぶ役割

　メーカーでも10万kmごとの交換を奨励しているタイミングベルト。エンジンパーツの中でも要の部品のひとつであり、エンジンのコンディションに直結しているタイミングベルトの仕組みや交換の必要性を見ていこう。

タイミングベルトはどこに付いている？

　タイミングベルトはレシプロエンジンの前端、縦置きエンジンの場合、一番ラジエータ寄りにレイアウトされているのが一般的。走行中は高速で回転する重要な部品なので、樹脂製のタイミングベルトカバーで覆われていて、通常はボンネットを開けただけでは直接見ることはできない。点検などを行うときは、このカバーを取り外して作業を行っている。

タイミングベルトの仕組み・役割

　クルマのエンジン作動は、4サイクルエンジンの場合、吸入行程→圧縮行程→燃焼・膨張行程→排気行程の4つのサイクルを繰り返して行われる。

　この過程は、吸入行程では吸気バルブを開いてピストンが下がることで混合気を吸入し、圧縮行程ではバルブが閉じてピストンが上昇・圧迫、燃焼・膨張行程でもバルブは閉じていて、燃焼ガスの膨張力でピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転。最後に排気バルブが開いて燃焼ガスを排出する（ピストン上昇）ということになる。

　この時に吸気バルブ、排気バルブはピストンの上下動に合わせて開閉する必要があり、そのバルブの開閉はエンジンの上部にあるカムシャフトが司っている。

　タイミングベルトは、このカムシャフトにクランクシャフトの回転を伝える働きをしている。

　ちなみに前記の通り、4サイクルエンジンは、4行程の間に2回しかバルブは開閉しないので、クランクシャフトが2回転する間にカムシャフトは1回転するよう、クランクプーリーの径はカムプーリーの1/2の直径になっている。

タイミングベルトの劣化要因

　タイミングベルトは、ゴムをベースに高張力繊維の抗張体で補強された丈夫なものである。

　このゴムのタイミングベルトが普及する前は、金属製のチェーンが主流だった。しかしチェーンは伸びる、ノイズが大きい、潤滑が必要といったデメリットがあった。

　そこで安価で軽く、静粛性に優れ、潤滑も不要なゴムのタイミングベルトを採用するエンジンが増えていった。

　そんなタイミングベルトも、ゴムと樹脂からできているので、熱や油分の影響で経年劣化が現れていく。具体的にいえばベルトが伸び、表面にひび割れを起こしたり、コグドベルトの歯が欠け、最悪の場合はベルトが切れてしまうことも……。

劣化したまま使用した場合

　では劣化したタイミングベルトをそのまま使い続けるとどうなるのか。

　軽度の劣化、つまりタイミングベルトが伸びた場合、ある程度はテンショナーが張り具合を調整してくれるが、その調整幅以上に延びてしまうと、バルブの開閉タイミングに狂いが生じて、パワーダウンなどの影響が出てくる。

　さらに劣化がすすみ、コグドベルトの歯が欠けたり、コマが飛んでしまったりすると、バルブタイミングがずれて、バルブとピストンが干渉する可能性が出てくる。

　その結果、バルブステムが曲がったり、バルブの傘が傷ついたり、ピストンが傷ついたりすると、そこから圧縮が抜け、エンジンが止まり、再始動できなくなる。これは実質的なエンジンブロー……。こうなったら大掛かりなオーバーホールが必要になる。

　そして最近ではあまり聞かなくなったが、タイミングベルトが走行中に切れてしまう可能性もある。切れてしまった場合、エンジンは不動になるので、自走では動けないし、帰ることができない。

　万が一、出先でタイミングベルトが切れてしまった場合は、JAFや自動車保険のロードサービスを利用し、レッカーを手配してもらうしかないだろう。

　また、エンジンの種類にもよるが、走行中にタイミングベルトが切れたとなると、バルブとピストンがヒットする、いわゆるバルブクラッシュが発生し、タイミングベルトの交換だけでは済まない大きなトラブルになる（一部には、タイミングベルトが切れてもバルブクラッシュが起きないエンジンもあるが、そうしたエンジンでも、タイミングベルトが切れれば当然動かなくなってしまう）。