ピストン

やはり…題名が決められない…

お久しぶりです。毎度ブログの題名が決められないカスタム担当の阿久津です。

ジムに通いだして１年チョット経過…少しづつ増えている??筋肉と全く減らないお腹周り…

筋肉は裏切らない!!って名言に対して、本人が裏切ってるみたいです…

そんな感じで今回は前回以上に少し??マニアックなブログにしてみます。

このブログ読んでる方は、ほぼ自動車を運転してる…興味がある方だと思います。

そんな方に、じゃあ何で自動車って走るの??そもそもエンジンって何??どうやって動いてるの??

そんな所から話してみようかと思います。

まずは、エンジン本体の仕組みから。現在、ほぼ全ての自動車のエンジンは

「レシプロエンジン」と呼ばれるもので、

シリンダー（筒）の中でピストンが往復し、この往復運動をクランクシャフトで回転運動にかえて

動力としているものです。直列４気筒、直列６気筒、V型６気筒、V型12気筒、水平対向６気筒…

…他にもイロイロ有りますが、基本は全てレシプロエンジンになります。

レシプロエンジン以外には、ロータリーエンジン(ﾏﾂﾀﾞのRX7/RX8)や

２サイクルエンジン(昔のｼﾞﾑﾆｰ)等もありますが、現在は共に生産が終わってしまっています。

レシプロエンジンですが基本的に、ピストンの上下の運動によって「吸入(1)→圧縮(2)→燃焼(3)→排気(4)」

という4つの工程で、1つの動作を完結させる(1ｻｲｸﾙ)という方式です。

（燃焼行程を爆発工程と呼んだりしますが、要は同じです。）

(1)→(2)→(3)→(4)でピストンは2回上下(ｽﾄﾛｰｸ)します。片道で１ストロークになるので、

往復で２ストローク1回の燃焼で２回ピストンの上下が必要になるので、

これで４ストローク１サイクルエンジンになります。

ガソリンエンジンもディーゼルエンジンも基本的に同じになり、すべてシリンダーの中で行われます。

たまにTVのCM等でもエンジン内部の動画等を見かけますが、

その動作なんか、まさにこの「吸入→圧縮→燃焼→排気」の映像になります。

吸入：まず吸気バルブをあけて、ピストンが下がって(１ｽﾄﾛｰｸ)、混合気(注1)をシリンダー内に吸入します
圧縮：バルブを閉じながら、ピストンが上がって(1ｽﾄﾛｰｸ)混合気を圧縮します
燃焼：圧縮された混合気をスパークプラグで点火すると(注2)、爆発・燃焼します。燃焼すると混合気が膨張し、その圧力でピストンが押し下げられ(1ｽﾄﾛｰｸ)、この爆発・燃焼の力がエンジンのメインの動力となります
排気：押し下げられたピストンが上に上がりながら(1ｽﾄﾛｰｸ)、排気バルブをあけて排ガスを外に出します。排気バルブが開いてる最中(ﾋﾟｽﾄﾝ上昇中)に吸気バルブが開いて(ﾊﾞﾙﾌﾞｵｰﾊﾞｰﾗｯﾌﾟ)吸入がはじまります。

(注1)混合気とは霧状の燃料と空気の混ざり合った状態の空気です。

(注2)ｶﾞｿﾘﾝｴﾝｼﾞﾝの場合です。ﾃﾞｨｰｾﾞﾙｴﾝｼﾞﾝの場合ｽﾊﾟｰｸﾌﾟﾗｸﾞは使用せず、軽油の自己発火になります。

以上が非常にオーソドックスなエンジンの作動になります。

少し前から聞く直噴とは圧縮工程中にシリンダ内に直接燃料を噴射するので混合気はシリンダ内で作られます。

エンジンが掛かると、クランクシャフトは回転の円運動なのでノンストップですが、

ピストンは上下の運動になるので、どんなに早くエンジンが回っていても一番上と一番下は

超絶短いタイミングですが一旦止まった状態になります。この状態を上死点、下死点と呼びます。

(↑ﾀｲﾐﾝｸﾞが難しくチョットずれてしまっています…）

圧縮時のピストン上死点をスタートにした時に燃焼、爆発によってピストンが下がる(1ｽﾄﾛｰｸ)→排気下死点少し前から排気が開始(1ｽﾄﾛｰｸ)→吸入は排気の途中から始まって(ｵｰﾊﾞｰﾗｯﾌﾟ)、ピストンが上死点になります(1ｽﾄﾛｰｸ)→そのまま吸入しながらピストンは下がります。(1ｽﾄﾛｰｸ)→そのまま圧縮へ…

ピストンの上下運動によってピストン下のコンロッドを介して燃焼時の力はクランクシャフトへ伝わります。

そのクランクシャフトからの出力をトランスミッションを介して最終的にタイヤに力を与えて行きます。

この上死点から下死点までのストローク量とシリンダー内径によって排気量が決まっていきます。純粋に１シリンダー辺り500CCの場合４気筒であれば2000ccになります。8気筒あれば4000cc…(と言っても現物はここまでぴったり500cc等無いのですが…)

となると、自分の車輌の排気量と気筒数で１シリンダーの排気量が分かってきて、ペットボトルの１本当たりでこの位動いてるのかな??なんて…なんとな～く思えてくるかと思います。

あ～昔乗ってた原チャリはそれの10分の1だったのか…なんて思い出に浸っても良いかも知れませんね…(^^)

って、どうでしょうか??ここまで読んでみても全く分からない…

今回は基本的にクランクシャフトの回転運動に対してコンロッド→ピストンの動きのみですが、

本当は付随して同時にインレットバルブ、エキゾーストバルブも記載したいのですが(ほんの少し触れてますが)

更に細かくなってしまうので、今回はこの辺りでどうでしょうか??もし興味があってもっと聞きたい!!

なんて方がいましたら、お気軽に聞いてみて下さいm(_ _)m　さらに細かくお話します(^^)

最後に…点火順序1-3-4-2の直列4気筒エンジンで１番圧縮上死点時、２番の工程は??

なんてｸｲｽﾞだしてみます。(ｼﾞｪﾐｰｽﾞのSｷﾈ氏も即答出来るﾊｽﾞです…)