回答:
最初に、バルブが何をするか、そして4ストローク内燃エンジンでどのように機能するかを検討することがおそらく重要です。
基本的に、ピストンごとに最低1つずつの吸気バルブと排気バルブがありますが、F1車（および多くの最新のロードカー）はそれぞれ2つを使用します。以下の説明では「バルブ」単数を使用しますが、マルチバルブエンジンでは、バルブは同期して動作します。つまり、エンジンに1つまたは2つの吸気バルブがあるかどうかに関係なく、各バルブは同じ位置にあります。瞬時に。
吸気バルブは、ピストンが下降して（バルブから離れる）燃料と空気の混合気をシリンダーに送り込み、上昇するピストンによって混合気を圧縮できるように閉じます。その後、火花によって点火され、結果として生じる小さな爆発によってピストンが押し下げられます。それがパワーストロークです。最後に、排気バルブが開き、排気ガスがシリンダーから押し出されると、ピストンが元に戻ります。
上記の説明から明らかなように、バルブはピストンの上下運動に正確に同期している必要があります。同期が外れると、エンジンの出力が低下する（タイミングがわずかにずれている）か、まったく実行されない（タイミングが大幅にずれている）か、ピストンが衝突してエンジンが破壊されます。バルブ、バルブを曲げたり壊したりする（一部のデザイン）。何十年もの間、そして現在に至るまで、ほとんどのエンジンはカムを使用してバルブを押し下げ（バルブを開く）、スプリングを使用してバルブを再び閉じます。安価で信頼性が高く、効率的で実績のある設計ですが、制限があります。
エンジン速度が上がると、バルブはより速くなる必要があります。F1カーは、現在の規制に従って最大15,000 RPMで回転するように設計されています。前シーズンの車はさらに高く回転しました。典型的な道路を走る車はそのおよそ半分に「赤い線」を持っています。（「レッドライン」を示すことを意図しているタコメーター上の実際の赤い線を指し、「あなたはこのポイントを超えて行けば、深刻なエンジン損傷の可能性が高いです！」）エンジンは、その速いを回しているときに、春が問題となります。まず、非常に迅速に行動する必要があります。剛性の高いスプリングを使用すると、バルブをより早く閉じることができますが、カムが回転してバルブを閉じるたびに、スプリングを圧縮するエネルギーをさらに消費する必要があります。さらに、スプリングの共振周波数に近い特定のエンジン速度では、バルブが必要なほど速く閉じないことがわかったため、一部のレーシングエンジンは、共振周波数の異なる2つまたは3つの同心スプリングを使用してこれを克服しています。
ルノーが元々成功裏に使用したアプローチの1つ（そう、私は彼らが実際にパリに拠点を置いているわけではないことを知っていますが、ヘディングの使用に抵抗できませんでした）とすぐに、すべてのF1エンジンメーカーが空気圧バルブを使用しました。本質的に、それはばねのように機能する窒素などの不活性ガスで満たされたダイアフラムですが、より高速です。また、レーシングエンジニアが常に関心を寄せている軽量化という利点もあります。空気圧バルブは低いRPMで使用できますが、それらが解決しようとしている問題は、ファミリーセダンが耐えられるよりもはるかに高いRPMであるため、道路で（まだ）使用されていない理由です。車。「デスモドロミック」と呼ばれるシステムもあります「基本的に2つのカム山使用する-バルブを開くために1を、もう一つは、それを閉じます。私の知る限りでは、それは今までF1で使用されていない（私を許しファンジオ、私が罪を犯したために！1954年メルセデス・ベンツ・W196はデスモドロミック採用しましたバルブです。主なユーザーはバイクのドゥカティです。これはすでに十分長いので、ここでは説明しません。
私が説明してきたカムシステムはうまく機能しますが、妥協です。各バルブが開いている期間のタイミングと期間は、カムシャフトのローブの形状とエンジンの速度によって決まります。いくつかのエンジンのRPM範囲内の点、特定のカムシャフトはだけその1つの点で、最適な持続時間及びタイミングを提供します。他のすべてのエンジン速度については、効率または出力、あるいはその両方の点で次善となるでしょう。理想的には、バルブをより適切に制御して、複数の特定のRPM値で理想的な設定を保証する必要があります。
これに対処するにはいくつかの方法があります。これを行う簡単な方法の1つは、バルブごとに2つのカムローブを用意し、どれが実際にバルブを開くかを変更するアクチュエータを使用することです。それは本質的にホンダのVTECシステムがすることと全く同じです。カムのタイミングを連続的に変化させることで、さらに良い結果が得られます。これは、トヨタのVVT-i、BMWのVANOS、およびポルシェのVariocamシステムが行うことです。これらはすべて、カムタイミングをわずかに変化させる機能を備えているため、エンジンはより広い範囲のエンジン速度でピーク出力で動作します。
それは良いことですが、さらに先へ進むことが想像できます。さらに良いのは、カムを完全に排除して、たとえばコンピュータ制御下のソレノイドを使用することです。明らかに、ソレノイドとそれを制御するコンピュータの両方が、現在カムによって機械的に提供されているタイミングを正確に複製する必要がありますが、軽量化と瞬間的な動的調整を可能にする非常に柔軟な制御の両方で大きな潜在的利点がありますバルブタイミングの。ただし、これを実際に確実に達成することは非常に難しいことが判明しているため、この種のテクノロジーを使用する生産エンジンはまだ生産されていません。ケーニグセグは近いと噂されていますが、そのうちの1人を買う余裕のある人はほとんどいません。
答えはあなたを驚かせるかもしれません：それらのどれも。2016年のフォーミュラ1テクニカルレギュレーションを読んだ場合（そうでない場合は！？）、次のように表示されます。
5.9.2可変バルブタイミングおよび可変バルブリフトプロファイルシステムは許可されていません。
だからあなたはそれを持っています。F1エンジンには、空気圧バルブの「スプリング」などのクールなテクノロジーがたくさんありますが、フェンダーが欠けていたり、フードが凹んでいて、プライマーグレーの1999 Honda Preludeを通り過ぎると、エンジンに実際にはないテクノロジーが組み込まれていることがわかります。現在のF1車は持っています-可変バルブタイミング。