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2ストロークエンジンのしくみ

ほとんどすべての自動車エンジンは4ストロークサイクルで動作します。これは、ピストンの誘導、圧縮、点火、排気の4ストロークを必要とするため、燃料と空気の混合物を1回燃焼させるためです。これは、クランクシャフトが2回回転して、各サイクルを完了することを意味します。

2ストロークエンジン

ただし、一部の小型エンジン、特に一部のモペットやモーターサイクルに取り付けられているエンジンは、2ストロークサイクルで動作します。ピストンはシリンダーを下るたびにパワーストロークになるため、クランクシャフトは各サイクルで1回だけ回転します。 Wartburg Knightや初期のSaabsなど、いくつかの車もこのエンジンを使用しています。

ユニフロー

初期の2ストロークはユニフロータイプでした。この設計では、燃料と空気の混合気は、エンジンによって駆動されるロータリーブロワー(スーパーチャージャー)によってシリンダーに押し込まれます。インレットバルブはありません。代わりに、ピストンのストロークの下部近くのシリンダーの側面に、ポートと呼ばれる細長い穴があります。ピストンがシリンダーを上下に通過するときに、ポートが開閉します。排気ガスは通常、従来のカム式ポペットバルブを通過します。

サイクルは、燃焼する燃料がピストンを押し下げるダウンストロークから始まります。ピストンがストロークの下部にある入口ポートのカバーを外すと、燃料と空気がその上に押し込まれます。アップストロークでは、排気ガスが強制的に排出され、燃料が圧縮されて、発射の準備が整います。これを可能にするために、下降ピストンが入口ポートを覆う直前に排気バルブが開くので、入ってくる電荷に対する抵抗はありません。

2ストロークサイクル

最新バージョン

最新の2ストロークエンジンの動作は少し異なります。燃料と空気の混合気をシリンダーに押し込むためのブロワーを使用する代わりに、クランクケース圧縮と呼ばれるものを使用します。

このタイプのエンジンは、従来のバルブを必要としません。インレットポートは、クランクケースに開いているシリンダーの下部に通じています。反対側のシリンダーのより高い位置には、排気管につながる別のポートのセットがあります。移送ポートはクランクケースからシリンダーに戻り、入口ポートよりわずかに高いレベルで入りますが、排気ポートより少し低くなります。

アップストローク中、ピストンはインレットポートのカバーを外し、燃料と空気の混合気がピストンの下のクランクケースに突入します。ピストンの側面に、混合気がクランクケースに到達するために通過できる切り欠きがある場合があります。

ピストンがシリンダーの上部に達すると、圧縮された燃料/空気混合物がスパークプラグによって点火され、パワーストロークでピストンが押し下げられます。

ピストンが下降すると、クランクケース内の燃料と空気の混合物が圧縮され、排気口のすぐ後に移送ポートが続きます。排気ポートが覆われていないと、排気ガスが逃げ始め、さらに掃気されます(押し出されます)。クランクケースからのわずかな圧力の下で移送ポートから入ってくる燃料/空気混合物によって。

シリンダーから排気ガスを除去するのを助けるために、ピストンの上部は、入ってくる混合物を上向きに偏向させるように形作られていることがよくあります。その後、混合物はシリンダーヘッドに衝突すると2倍に戻り、排気ポート側を流れ落ち、排気ガスを押し出します。

ダウンストロークの底部近くで開かれるであろう移送ポートからのガスの勢いは、排気ポートが閉じられるまで排気生成物を排出し続ける。排気ガスを排出するこのシステムは、ループスカベンジングとして知られています。

エキゾーストデザイン

排気ガスの設計は、4ストロークエンジンよりも2ストロークエンジンの方が重要です。燃焼した排気ガスは、上向きに移動するピストンによって積極的に押し出されないため、排気システムがガスの経路に対して最小限の抵抗を提供することが不可欠です。

ほとんどの2ストロークでは、内向きに急いでいる入口チャージは、シリンダーから残留排気ガスを一掃するのに役立ちます。問題は、入口ポートと排気ポートの両方がしばらくの間一緒に開いているため、入口チャージの一部(未燃燃料)が大気に失われる可能性があることです。ただし、排気管とサイレンサーの設計を利用して、この影響を最小限に抑えることができます。

エキゾーストチャージがシリンダーを離れると、エキゾーストパイプにパルス(衝撃波)が送られ、パイプの端から反射して戻ります。エンジニアは、排気ガスの設計に細心の注意を払うことで、戻り排気パルスを使用して、排気ガスを排気管に流し込もうとしているインレットチャージをシリンダーに押し戻すことができるシステムを配置できます。

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注油

ほとんどのエンジンでは、クランクケースとサンプにエンジンの可動部品を潤滑するためのオイルが含まれています。しかし、クランクケース圧縮2ストロークでは、クランクケースは燃料と空気の初期圧縮に必要であるため、これを行うことはできません。


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