四ストロークエンジン完全ガイド

四ストロークエンジンは、トラック、車、一部の現代オートバイ（ほとんどのオートバイは二ストロークエンジンで動作）のような自動車で最も一般的な内燃機関です。四ストロークは燃焼サイクルとして知られています。エンジン内部の燃焼プロセス中に発生します。四ストロークエンジンは、ピストンの2周期ごと、または4ピストンストロークごとにパワーストロークを伝達します。

今日、ガソリン（オットーサイクル）とディーゼル両タイプの四ストロークエンジンの定義、図、働きを学びます。オットーサイクルについても学びます。以前、内燃機関に関するいくつかの記事を検討しました。ご覧ください！

四ストロークサイクル

以下で説明するのは四ストロークエンジンの燃焼サイクルです。つまり、車両が動く前にこれらすべてのプロセスが達成されなければなりません。これらのプロセスは：

1. 吸気/入気ストローク：これは燃焼サイクルの最初の段階で、この段階ではピストンが下向きに動き、燃料と空気が燃焼室に入るのを許可します。
2. 圧縮ストローク：この段階では吸気バルブが閉じ、空気燃料混合気の逃げを防ぎます。ピストンが燃焼室上部に動き、空気と燃料を圧縮します。ストロークの終わりに、スパークプラグの存在により空気燃料混合気の点火が可能になり、燃焼に必要なエネルギーを提供します。
3. パワーストローク：燃焼が起こった後、炭化水素燃焼から得られる熱が圧力を増加させ、ピストンを下向きに押し下げるのに十分なエネルギーを与え、パワーアウトプットを生成します。
4. 排気ストローク：これは燃焼サイクルの最終段階で、ピストンが再び下向きに動き、排気バルブが開くときに発生します。バルブが開くと、ピストンが再び上向きに動くときに排気ガスが押し出されます。

以下の動画で四ストロークエンジンの働きを学習：

[動画プレースホルダー]

エンジンの熱効率は、燃料（化学エネルギー）を機械的エネルギーに変換する能力です。このエネルギーは車両の設計とモデルによって異なります。一般的に、ガソリンエンジンは燃料（化学エネルギー）の20%を機械的エネルギーに変換する機会があります。その15%は車輪を動かすのに使われ、5%は機械的要素と摩擦で失われます。

しかし、より高い圧縮比を通じて熱力学的効率によってエンジンを改善できます。比率はエンジン燃焼室の最大と最小体積の間で決定されます。より高い比率のエンジンは、燃料空気混合気をより大きく圧縮でき、より高い圧力を生み出し、ハウジングをより熱くし、熱効率を向上させます。

四ストロークエンジン図：

[図プレースホルダー]

オットーサイクル

続きを読む：連接棒について知っておくべきこと

ニコラウス・アウグスト・オットーは、ベルギー出身のジャン・ジョセフ・エティエンヌ・ルノアールによってパリで建造された内燃機関に出会いました。ルノアールは照明ガスで動作する複動エンジンを4%効率で成功させ、わずか2馬力しか生み出しませんでした。照明ガスはフィリップ・ルボンによってパリで石炭から開発されました。エンジンは1861年にテストされ、オットーはエンジン圧縮が燃料チャージにどう働くかを認識しました。オットーは1862年、ルノアールエンジンの劣悪な効率と信頼性を改善するエンジンを生産することを決定しました。彼は点火前に燃料混合気を圧縮するエンジンの創造を試みましたが、そのエンジンは破壊される前に数分以上動作しませんでした。多くの他のエンジニアが問題解決を試みましたが、成功しませんでした。

オットーとユーゲン・ランゲンは1864年、最初の内燃機関生産会社NAオットーアンドシー（NAオットーアンドカンパニー）を設立しました。同年、オットーアンドシーは大気エンジンの創造に成功しました。

工場は手狭になり、1869年にドイツのダウツの町に移転し、会社はダウツ・ガスモトレンファブリークAG（ダウツガスエンジン製造会社）と改名されました。

銃職人だったダイムラーはルノアールエンジンで働いていました。1876年までに、オットーとランゲンはこれまでに作られたどのエンジンよりもはるかに高い効率で、燃焼前に燃料混合気を圧縮した最初の内燃機関の創造に成功しました。

1883年、ダイムラーとマイバッハはオットーアンドシーでの雇用を離れ、最初の高速オットーエンジンを開発しました。1885年にオットーエンジンを搭載した最初の自動車の生産に成功しました。ダイムラー「ライトワーゲン」はホットチューブ点火システムとリグロインとして知られる燃料を使用し、内燃機関で駆動された世界初の車両となりました。オットーの設計に基づく四ストロークエンジンを使用しました。翌年、カール・ベンツが最初の車と見なされる四ストロークエンジン自動車を生産しました。

1884年、オットーの会社はガスモトレンファブリーク・ダウツ（GFD）として知られ、電気点火とキャブレターを開発しました。1890年、ダイムラーとマイバッハはダイムラー・モトレン・ゲゼルシャフトという会社を形成し、今日ダイムラー・ベンツとして知られています。

ディーゼルエンジンの作動原理、利点と欠点

以上、四ストロークエンジンの定義、図、働きについて議論しました。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！