内燃機関の主要コンポーネント：構造と機能

内燃機関の仕組みを読んで知るのは良いですが、そのコンポーネントを知らなければ役に立ちません。車両エンジンの結合されたコンポーネントがボンネットの下で魔法を生み出します。まあ、一部の人には魔法のように見えるかもしれません。

自動車エンジンは、さまざまなサイズの異なるコンポーネントで構築され、それぞれ意図された機能を持っています。この記事は、一般的なタイプの自動車エンジンである「内燃機関」を対象としています。

エンジン部品の現代版は、機械的および電気的コンポーネントの両方を組み合わせています。内燃機関に関する重要な記事をいくつか読んでみてください…

内燃機関のコンポーネント：

以下は内燃機関の一般的な部品です：

1. シリンダー：

これらの自動車エンジン部品はエンジンブロック（シリンダーブロックとしても知られる）に位置します。ライナーまたはスリーブが周囲にあります。このライナーは作業により摩耗し、簡単に交換可能です。シリンダーにはピストンが上下運動する部屋やスペースがあり、燃焼が起こります。

シリンダーはボアとストロークで特徴づけられます。ボアは内径、ストロークはピストンが往復する実効長、すなわちTDC（上死点）からBDC（下死点）へのピストン移動、これらはストロークの最上点と最下点です。

シリンダーブロックには個々のシリンダーの周囲と間に中空スペースがあり、これらはウォータージャケットとして知られています。液冷エンジンの場合、冷却水が入り循環し、効果的な放熱を可能にします。

2. ピストン：

ピストンはシリンダー内で上下運動する円筒形部品で、完全な燃焼サイクル（吸気、圧縮、燃焼、排気）が起こることを可能にします。以下でこのプロセスの仕組みを確認してください。

ピストンの直径はシリンダーのボアよりわずかに小さく、ピストン表面の早期摩耗を防ぎます。ピストン表面の円形溝に3つのリング（ピストンリング）が装着されています。これらのリングはアルミニウム製で、シリンダーライナーと直接接触し、ピストン摩耗を防ぎます。

最初の2つのリングは圧縮リングで、外側部分が面取りされており、ブローバイ効果（燃焼室内の廃ガスがクランクケースに入るのを防止）を助けます。3番目のリングはオイルリングと呼ばれ、オイルが燃焼室に入るのを防ぎ、シリンダー壁に沿った適切なオイル分配を確保します。

3. クランクシャフト：

これらのエンジン部品は、ピストンからの摺動運動を連接棒を介して回転運動に変換します。クランクケースと呼ばれるケーシング内、シリンダーブロックの下に位置します。クランクシャフトにはシャフト軸から曲がってオフセットした突起があります。多気筒エンジンでは、各気筒に独自のクランクピンが設けられ、連接棒でピストンを接続します。

クランクシャフトの一部であるクランクピンジャーナルベアリングはビッグエンドと呼ばれ、摺動ベアリングを持っています。もう一つの部分はカウンターバランスウェイトと呼ばれます。燃焼プロセス中に往復運動するピストンのアンバランスによりクランクシャフトが経験するねじり振動を打ち消すために設けられています。クランクバランスはクランクボディにボルト留めされるか、一体部品を形成します。

クランクシャフトは部品ごとに製造されるか、単一ピースとして製造されます。単一ピース設計は振動の余地を残さず、より良い繊維流れと優れた応力耐性を提供するため、より好まれます。

最終的に、クランクシャフトは通常、ロール鍛造による鋼または鋳造によるダクタイル鋼から製造されます。一方、単一ピースクランクシャフトは熱処理炭素鋼から作られます。バナジウム微量合金鋼などの他の鋼も、熱処理なしでより高い強度を提供できるため使用されます。

4. 連接棒：

これらのエンジン部品は、ピストンをクランクシャフトに接続するために設けられます。前述の通り、ピストンの直線運動をクランクの回転運動に変換します。その一端はピストンピン（ガジェオンピン、リストピンとも呼ばれる）を通じてピストンに取り付けられます。もう一端はボルトで上下ベアリングキャップを保持し、クランクピンジャーナルに取り付けられ、ビッグエンドと呼ばれます。

ベアリングはビッグエンド連接棒によってクランクジャーナルに配置された二つの半分割シェルの形をしています。両端は角度を通じて回転できるよう剛性固定されていません。したがって、両端は継続的な運動状態にあり、ピストン圧力からの膨大な応力下にあります。

連接棒は一般に鍛造鋼から製造され、軽量と高衝撃吸収能力が優先される場合はアルミニウム合金から作られることもあります。連接棒は感度の高い故障しやすい部品であるため、高精度で製造されます。

5. シリンダーヘッド：

これらのエンジン部品は、シリンダーブロック、バルブ、ロッカーアーム、点火要素のカバーとして機能します。ヘッドガスケットを介在させてシリンダーブロックにボルト留めされます。

シリンダーヘッドは鋳鉄製で、軽量部品が必要な場合や鋳鉄より熱伝導が速いためアルミニウム合金製となることもあります。

OHC（オーバーヘッドカムシャフト）エンジンでは、カムシャフトがヘッドに配置され、バルブ機構のプッシュロッド配置が不要です。吸気・排気ポート、燃焼室などの他の部品もシリンダーの下にスペースを持ち、一つの完全なエンジンコンポーネントを形成します。

6. カムシャフト：

この内燃機関コンポーネントは、カムが取り付けられたシャフトです。その機能は、バルブを直接その上に座って制御するか、ロッカーアームとプッシュロッド機構を通じて制御することです。バルブタイミングはカムシャフトのサイズによって決定されます。つまり、バルブの開閉は、クランクシャフトに直接減速ギアで、または間接的にプーリーとタイミングベルトを通じて取り付けられたカムシャフトによって制御されます。

ギアでクランクと連結されたカムシャフトは、プッシュロッドとタペット機構に加えてロッカーアームを必要とします。カムシャフトは一般にチルド鉄鋳物とビレット鋼で作られ、高品質なものにはビレット鋼が使用されます。チルド鉄の目的は、より高い耐摩耗性と表面硬度を提供することです。

7. バルブ：

バルブはICエンジンではポペットバルブとして知られています。長い細い円形ロッドであるバルブステムと、薄いロッドに沿ってテーパーになった平らな円盤であるバルブヘッドで構成されます。バルブの機能は、新鮮な燃料と空気の吸入と廃ガス（排気）の放出を可能にすることです。バルブの開閉は、カムシャフトの摺動運動と関連リンケージによって引き起こされます。

エンジンバルブは熱伝達能力を高めるためナトリウム充填鋼合金から作られます。最終的に、バルブは2つのセクションに分かれます：吸気/吸入バルブは開くと新鮮な混合気を燃焼室に導入し、排気/出口バルブは排気ガスの逃げを許可します。

8. ロッカーアーム：

この内燃機関部品は重要な役割を果たし、カムまたはクランクシャフトの回転運動をタペット/ラッチを通じて伝達し、バルブステムの直線運動に変換し、バルブヘッドを押し下げるのを助けます。

ロッカーヘッドは軽・中負荷エンジンでは鋼プレス品で作られ、重負荷ディーゼルエンジンのロッカーヘッドは鋳鉄と鍛造炭素鋼で作られ、より高い強度と剛性を提供します。ロッカーアームはシリンダーヘッド内の固定ピボットロッドを中心に振動します。

9. クランクケース：

これらの内燃機関コンポーネントは、クランクを回転させるベアリングを含み、シリンダーブロックの下に位置します。このメインベアリングは適切なオイル供給を備えた摺動ベアリングです。直列4気筒ガソリンエンジンはクランクケースに3つのベアリングを持ち、両端と中央に一つずつ、一方ディーゼルエンジンは5つのメインベアリングを持ち、両端と各気筒の間に一つずつです。

クランクケースはシリンダーブロックの製造に使用されるのと同じ材料である鋳鉄とアルミニウムから作られます。クランクケースはエンジンに多くの目的を果たし、内部機構を埃、汚れ、その他の材料から保護します。また、クランクシャフトと連接棒を囲むハウジングとして機能し、オイルと空気を保持します。

10. オイルポンプとオイルパン：

オイルポンプの機能は、エンジンのさまざまな部分にオイルを送り、適切な潤滑、清浄、冷却を行うことです。エンジン内のオイルポンプはクランクシャフトギアによって駆動されます。オイルはエンジンコンポーネントのさまざまな部分に加圧され、システムの潤滑と冷却を助けます。

オイルパンはオイルを保持するチャンバーを持つ貯蔵庫として機能します。オイルはワイヤーメッシュストレーナーを通じてオイルパンからオイルポンプによって吸い上げられ、ゴミや汚れがエンジンに入るのを防ぎます。オイルフィルターとオイルクーラーは、エンジン部品に分配される前にオイルを通過させます。オイルは仕事を終えるとオイルパンに戻ります。

その他の自動車エンジンコンポーネントは電気的なもので、別の記事で議論されます。エンジンの電気部分には：

• オルタネーター
• スターターモーター
• スパークプラグ
• 電子燃料噴射装置
• イグニッションコイルなど

この「内燃機関のコンポーネント」投稿が有用で、読んで楽しんでいただけたことを願います。もしそうなら、この投稿をソーシャルメディアで友人や学生と共有することを検討してください。ありがとうございます！