二ストロークディーゼル&ガソリンエンジンのマスター：四ストロークとの主な違い

二ストローク、すなわち二サイクルエンジンは、四ストロークエンジンとは異なる働きをする内燃機関のタイプです。この状況では、パワーサイクルを完了するのに2ストロークかかります。つまり、ピストンの上下運動がクランクシャフトの1回転です。四ストロークエンジンとの相違点は、ピストンの4ストロークでパワーサイクルを完了し、2回のクランクシャフト回転中に起こることです。

二ストロークエンジンの驚くべき真実は、圧縮ストロークの始まりと燃焼ストロークの終わりが同時に起こることです。一方、吸気と排気は同時に起こります。四ストロークエンジンと比較して、二ストロークエンジンは常に高い出力重量比を持ち、すなわち「パワーバンド」として知られる狭い回転速度範囲で利用可能なパワーを持ちます。可動部品の数が大幅に減少しており、携帯性と効果が高まっています。

今日、二ストロークエンジンの定義、図、歴史、働きを学びます。ディーゼルとガソリン両エンジンでの働きを学びます。

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二ストロークディーゼルとガソリンエンジン

小型ガソリン駆動二ストロークエンジンはクランクケース圧縮エンジンとして認識されています。これらはガソリン混合気によるトータルロスシステムで潤滑されます。オイルは事前にガソリン燃料と約1:50の比率で混合されます。オイルは排気中の油滴として、または焼却されることで排出物を形成します。これにより、同等出力の四ストロークエンジンよりも極端な炭化水素を含む追加の排出ガスが生成されます。一部の二ストロークエンジン設計では吸気・排気ポートの開放時間が等しいため、未燃焼燃料ガスの一部が排気流に逃げることを許可します。しかし、高燃焼温度の小型空冷エンジンでは高NOx排出を与える可能性があります。

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二ストロークディーゼルエンジンは着火のために圧縮熱に完全に依存します。ユニフローディーゼルエンジンは室に空気を受け入れ、排気ガスはオーバーヘッドポペットバルブを通じて排出されます。シュヌアレポート型とループスカベンジ型エンジンでは、吸気と排気がピストン制御ポートを通じて行われます。すべての二ストロークディーゼルは強制導入によってスカベンジされます。一部の設計では機械駆動ルーツブロワーを使用し、船舶用ディーゼルでは通常排気駆動ターボチャージャーを使用し、ターボチャージャーが十分な空気を供給できない低速運転時には電気駆動補助ブロワーを使用します。

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プロペラが船舶用二ストロークディーゼルエンジンに直接取り付けられ、両方向で動作させます。バルブタイミングと燃料噴射は、カムシャフト上の異なるカムセットを使用して機械的に再調整されます。

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以下の動画でガソリンとディーゼルエンジンでの二ストロークエンジンの働きを学習：

現代の二ストロークエンジンはパワーバルブシステムで設計されています。これらは排気ポート内または周囲に手動で取り付けられます。これらのバルブの働きは以下の通りです：
排気ポートの上部を閉鎖することでポートが変形し、タイミングが変更されます。または排気量を変更することで、拡張チャンバーの振動周波数が変化します。

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二ストロークエンジンの最大の利点の一つは直接噴射です。キャブレター式二ストロークで生成される一部の汚染と廃棄物を排除するのに役立ちます。シリンダーに瞬時に浸透する燃料/空気混合気の量が、未燃焼のまま排気ポートを通って即座に排出されます。
使用される2つのシステムは低圧空気補助噴射と高圧噴射です。

歴史

最初の商用2ストロークエンジンは、1881年に計画を特許取得したスコットランドのエンジニア、ダグアルド・クラークに帰属されます。クラークの設計は完全に独自で、別個の充填シリンダーを持っていました。イギリス人のジョセフ・デイも、ピストン下の空間を充填ポンプとして使用したクランクケーススカベンジエンジンで評価されています。人気のドイツ人発明家、カール・ベンツは1879年12月31日に二ストロークエンジンを生産し、1880年に著作権を取得しました。
最初の確認された二ストロークエンジンは、1908年に水冷ツインシリンダーオートバイの生産を開始した男性に帰属されます。彼の名はヨークシャーマン、アルフレッド・アンガス・スコットです。

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以上、二ストロークエンジンの定義、図、ガソリンとディーゼル両エンジンでの働きを説明しました。お楽しみいただけたなら、ぜひ他の学生にも共有してください。読んでいただきありがとうございました。また次回！