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2ストロークエンジンとは何ですか?-タイプ、および動作

2ストロークエンジンとは何ですか?

2ストロークエンジンは、クランクシャフトの1回転で完了する1回のパワーサイクル中にピストンの2ストローク(上下運動)のパワーサイクルを完了する内燃エンジンの一種です。

4ストロークエンジンは、クランクシャフトの2回転にわたってパワーサイクルを完了するためにピストンの4ストロークを必要とします。 2ストロークエンジンでは、燃焼行程の終了と圧縮行程の開始が同時に発生し、吸気と排気(または掃気)機能が同時に発生します。

2ストロークエンジンは、多くの場合、パワーウェイトレシオが高く、パワーは狭い速度範囲、いわゆるパワーバンドで利用できます。 2ストロークエンジンは、4ストロークエンジンよりも可動部品が少なくなっています。

2ストロークエンジンはどのように機能しますか?

2ストロークエンジンがどのように機能するかわからない方のために、ここにいくつかのレビューがあります。 4ストロークエンジンでは、発電サイクルの4つの重要なステップのそれぞれに、独自のピストンストロークが与えられます。

  1. 圧縮
  2. パワー
  3. 排気
  4. 摂取量

2ストロークエンジンはすべて同じステップを実行しますが、ピストンストロークは2回だけです。最も単純な2ストロークエンジンは、クランクケースと可動ピストンの下側を新しいチャージポンプとして使用することでこれを行います。このようなエンジンには、「クランクケースで清掃された2ストローク」という正式な名前が付けられています。

2ストロークピストンが圧縮時に上昇すると、その下側がクランクケース内の部分的な真空を引きます。ある種の吸気ポート(シリンダーウォールポート、リードバルブ、またはロータリーディスクバルブ)が開き、空気がキャブレターを通ってクランクケースに流れ込むことができます。

ピストンが上死点に近づくと、火花が圧縮混合気を発射します。 4ストロークの場合と同様に、混合物は燃焼し、その化学エネルギーは熱エネルギーになり、燃焼した混合物の圧力を数百psiに上げます。この圧力がピストンをボアに押し下げ、クランクシャフトを回転させます。

ピストンがボアを下っていくと、シリンダー壁の排気口が露出し始めます。使用済みの燃焼ガスがこのポートから噴出すると同時に、下降するピストンが、クランクケース内でその下に閉じ込められた混合気を圧縮します。

ピストンがさらに下降すると、2つ以上のフレッシュチャージポートが露出し始めます。これらのポートは、短いダクトでクランクケースに接続されています。シリンダー内の圧力が低くなり、クランクケース内の圧力が高くなると、クランクケースからのフレッシュチャージはフレッシュチャージ(または「トランスファー」)ポートを通ってシリンダーに突入します。

これらのポートは、排気ポートへのフレッシュチャージの直接損失を最小限に抑えるように形作られ、目的とされています。最高のデザインでも多少の損失はありますが、シンプルさには代償があります。残った排気ガスを排気口から押し出しながらシリンダーを充填するこのプロセスは、「掃気」と呼ばれます。

ピストンが下死点の近くにある間、混合気はクランクケースから移送ポートを通ってシリンダーに移動し続けます。ピストンが上昇すると、最初に移送ポートを覆い、排気ポートのみを開いたままにします。それを止める方法がなかった場合、新しいチャージの多くが排気口から排出されます。

しかし、排気ガスの圧力波を使用してそれを停止する簡単な方法があります。排気管の形状と寸法を正しく設定すると、排気ポートが開いたときに生成された元の圧力パルスの反射が、新しいチャージが排出されているときにポートに跳ね返ります。この圧力波は、上昇するピストンが排気ポートを覆うのと同じように、新しいチャージをシリンダーに戻します。

燃料と空気の混合気は常にクランクケースによって汲み上げられているため、ポンプで汲み上げられた循環オイルによってピストンとクランクを潤滑することは実用的ではありません。

したがって、少量のオイルを燃料(2〜4%)と混合するか、小さな計量ポンプを使用してベアリングに非常に控えめに注入する必要があります。オイルが非常に少ないという事実は、そのような単純な2ストロークエンジンは、オイルの必要性が非常に少ない転がり軸受を使用する必要があることを示しています。

より複雑な2ストロークエンジンが存在します。クランクケースとピストンの下側をフレッシュチャージポンプとして使用する代わりに、シリンダーの移送ポートに直接接続された別のロータリーブロワーを使用できます。

2ストロークの船舶、鉄道、トラックのディーゼルのように、排気ポートをシリンダーの壁に配置する必要はありません。排気ポートは、4つのオーバーヘッドポペット排気バルブの形をとることができます。このようなエンジンはクランクケースを新しいチャージポンプとして使用しないため、ポンプで送られる再循環オイルによって従来のように潤滑された、長持ちするすべり軸受を使用できます。

2ストロークディーゼルは、燃料と空気の混合気ではなく、純粋な空気で掃気されます。それらの燃料は、すべてのポートが閉じた後にのみ噴射され、損失を防ぎます。特定のクランクケース掃気2ストロークは同じことを行い、「DI」または直接噴射2ストロークと呼ばれます。それらは4ストロークのように燃料効率が良く、排気ガスが少ないように作ることができます。

世界で最も効率的なピストンエンジンは、実際には、世界の国際海運貿易を運ぶ巨大で回転の遅い船舶用ディーゼルであり、自動車やオートバイに見られる通常の4ストローク火花点火エンジンの2倍の効率です。

2ストロークエンジンの構築

  • ピストン: ピストンは、ガスの膨張力をコネクティングロッドを介してクランクシャフトの機械的回転に伝達します。
  • クランクシャフト: 往復運動を回転運動に変換します。
  • コネクティングロッド: ピストンからクランクシャフトに運動を伝達し、レバーアームとして機能します。
  • フライホイール: エネルギーを蓄えるために使用される機械装置です。
  • スパークプラグ: 燃焼室に電流を供給し、次に混合気に点火してガスの急激な膨張を引き起こします。
  • カウンターウェイト: クランクシャフトのカウンターウェイトは、回転アセンブリの不均衡による振動を低減するために使用されます。
  • インレットポートとアウトレットポート: これらのポートにより、燃料を含む新鮮な空気がシリンダーに出入りできます。

2ストロークエンジンの種類

さまざまな2ストロークエンジンの機械的な詳細は、タイプによって異なります。設計の種類は、シリンダーにチャージを導入する方法、シリンダーを清掃する方法、およびシリンダーを排出する方法によって異なります。

  1. ピストン制御のインレットポート。
  2. リードインレットバルブ。
  3. ロータリーインレットバルブ。
  4. クロスフロー掃気。
  5. ループスカベンジング。
  6. ユニフロー掃気。
  7. 段付きピストンエンジン。

ピストン制御のインレットポート

ピストンポートは最も単純な設計であり、小型2ストロークエンジンで最も一般的です。すべての機能は、ピストンがシリンダー内を上下に移動するときにポートを覆ったり覆ったりすることによってのみ制御されます。

1970年代、ヤマハはこのシステムのいくつかの基本原則を考案しました。彼らは、一般的に、排気ポートを広げると、ポートを上げるのと同じ量だけ電力が増加するが、ポートを上げるときのように電力帯域が狭くなることはないことを発見しました。

リードインレットバルブ

リードバルブは、ピストン制御ポートの吸気管に一般的に取り付けられている、シンプルですが非常に効果的なチェックバルブです。それは燃料チャージの非対称的な摂取を可能にし、パワーバンドを広げながらパワーと経済性を改善します。このようなバルブは、オートバイ、ATV、および船舶外機で広く使用されています。

ロータリーインレットバルブ

吸気経路は回転部材によって開閉されます。小型バイクでよく見られるタイプは、クランクシャフトに取り付けられたスロット付きディスクです。これは、クランクケースの端の開口部を覆ったり覆ったりして、サイクルの一部で電荷が入るようにします(ディスクバルブと呼ばれます)。

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2ストロークエンジンで使用される回転式インレットバルブの別の形式は、適切なカットアウトが互いに回転するように配置された2つの円筒形部材を採用しています。インレットパイプは、2つのカットアウトが一致する場合にのみクランクケースへの通路を持ちます。

ほとんどのグロープラグモデルエンジンと同様に、クランクシャフト自体がメンバーの1つを形成する場合があります。別のバージョンでは、クランクディスクはクランクケースにぴったりと収まるように配置され、Vespaモータースクーターのように、適切なタイミングでクランクケース壁の入口通路と並ぶ切り欠きが設けられています。

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クロスフロー掃気

クロスフローエンジンでは、移送ポートと排気ポートがシリンダーの反対側にあり、ピストン上部のデフレクターが新しい吸気チャージをシリンダーの上部に送り、残りの排気ガスをもう一方の部分に押し下げます。デフレクターの側面と排気口から出ます。

ループスカベンジング

この清掃方法では、慎重に成形および配置された移送ポートを使用して、新鮮な混合物がシリンダーに入るときに燃焼室に向かって流れます。混合気はシリンダーヘッドに衝突し、燃焼室の曲率に追従し、下向きに偏向します。

これにより、混合気が排気ポートから直接排出されるのを防ぐだけでなく、燃焼効率、出力、および経済性を向上させる渦巻乱流を生成します。通常、ピストンデフレクターは必要ないため、このアプローチにはクロスフロー方式よりも明確な利点があります。

ユニフロー掃気

ユニフローエンジンでは、混合気、またはディーゼルの場合は「給気」は、ピストンによって制御されるシリンダーの一方の端から入り、排気は、排気バルブまたはピストンによって制御されるもう一方の端から出ます。したがって、掃気ガスの流れは一方向のみであるため、ユニフローという名前が付けられています。

段付きピストンエンジン

このエンジンのピストンは「シルクハット」型です。上部セクションは通常のシリンダーを形成し、下部セクションは清掃機能を実行します。ユニットはペアで稼働し、1つのピストンの下半分が隣接する燃焼室に充填されます。

2ストロークエンジンのアプリケーション

  • 機械的なシンプルさ、軽量、高いパワーウェイトレシオが設計上の優先事項である場合は、2ストロークエンジンが推奨されます。
  • 燃料にオイルを混合する従来の方法で潤滑されます。重力に依存するリザーバーがないため、どの方向でも作業できます。これにより、チェーンソーなどのハンドヘルドツールでの使用に適しています。
  • 2ストロークエンジンは、オートバイ、モペット、オフロードバイクなどの小規模な推進用途に使用されています。

よくある質問。

2ストロークエンジンとは何ですか?

2ストロークエンジンは、クランクシャフトの1回転で完了する1回のパワーサイクル中にピストンの2ストローク(上下運動)のパワーサイクルを完了する内燃エンジンの一種です。

2ストロークエンジンはどこで使用されますか?

これにより、チェーンソーなどのハンドヘルドツールでの使用に適しています。 2ストロークエンジンは、オートバイ、モペット、オフロードバイクなどの小規模な推進用途に使用されています。

2ストロークエンジンはどのように機能しますか?

2ストロークエンジンは、より多くの機能を1つのピストン運動に組み合わせることで機能します。燃焼室でピストンが上向きに動く(空気/燃料/オイルの混合物を圧縮する)間、ピストンの下で、空気/燃料/オイルの新しい混合物が密閉されたクランクケースに引き込まれます。

2ストロークエンジンの種類は何ですか?

2ストロークエンジンの種類:

  • リードインレットバルブ。
  • ロータリーインレットバルブ。
  • クロスフロー掃気。
  • ループスカベンジング。
  • ユニフロー掃気。
  • 段付きピストンエンジン。

2ストロークエンジンが禁止されているのはなぜですか?

2ストロークは、車両の排気ガスに関するEPA基準を着実に厳しくすることができなかったため、市場を去りました。 2ストロークを魅力的なものにするまさにその特徴は、3つの可動部品(クランクシャフト、コンロッド、およびピストン)だけを持つという単純さでもありました。

2ストロークエンジンと4ストロークエンジンの違いは何ですか?

2ストロークエンジンと4ストロークエンジンの主な違いは、4ストロークエンジンが4段階、つまり2回転して、1回のパワーストロークを完了することです。 2ストロークエンジンは2段階、つまり1回転して、1回のパワーストロークを完了します。

エンジンの2ストロークとは何ですか?

2ストロークエンジンの燃料には、少量のオイルが混入しています。ピストンを上下に1回動かすだけで、2ストロークが吸気、圧縮、燃焼、排気の全サイクルを実行するため、「2ストローク」と呼ばれます。

2ストロークエンジンが使用されるのはなぜですか?

4ストロークエンジンと比較して、2ストロークはより軽く、より効率的で、低品位の燃料を使用する能力があり、より費用効果があります。したがって、エンジンが軽いほど、パワーウェイトレシオが高くなります(より少ない重量でより多くのパワーが得られます)。

2ストロークがこんなに速いのはなぜですか?

2ストロークエンジンバイクは、モーターに強いキックを与える軽量で高速なバイクです。これにより、ccあたりのパンチが速くなり、バイクを簡単に振り回すことができます。同時に、これらのバイクは通常、乗り心地やコントロールがより困難です。

3ストロークエンジンのようなものはありますか?

図1〜4に示されるように、本発明のエンジンは、3ストロークサイクル、すなわち、膨張行程、排気吸入行程、および圧縮行程で作動する。 3つのストロークは、クランクシャフトの1回転内で達成され、2つのピストンのそれぞれが1回往復運動します。

2ストロークと4ストロークのどちらが速いですか?

2ストロークエンジンはより高いRPMで動作するように設計されているため、摩耗も早くなる傾向があります。 4ストロークエンジンは一般的に耐久性があります。そうは言っても、2ストロークエンジンはより強力です。 2ストロークエンジンははるかにシンプルな設計であり、修正が容易です。

2ストロークエンジンにはシリンダーがいくつありますか?

3気筒、対向ピストン、2ストロークエンジン構成では、ガス交換イベントがわずかに重複しているため、クロスチャージと呼ばれる現象が発生します。ただし、2気筒構成では、ガス交換イベントがタイムリーに分離されすぎます。

2ストロークにはオイルが必要ですか?

4ストロークエンジンとは異なり、2ストロークエンジンのユニークな特徴は、内部にオイルリザーバーがないことです。代わりに、2ストロークエンジンでは、エンジンが運転中に適切な潤滑を受けるようにするために、所有者が所定の比率で燃料にオイルを混合する必要があります。

2ストロークエンジンにはピストンがいくつありますか?

2ストロークエンジンでは、燃焼サイクルを完了するのに1回のピストンストロークしかかかりません。圧縮ストロークがあり、次に圧縮燃料の爆発があります。戻ると、新鮮な燃料が入ってくることで排気がシリンダーから押し出されます。スパークプラグは1回転ごとに点火します。

2ストローク燃料とは何ですか?

2ストローク燃料は基本的に無鉛ガソリンに2ストロークオイルを混合したものです。オイルと燃料の混合比は、エンジンの取扱説明書で指定する必要があります。 2ストロークエンジンには内部オイルリザーバーがないため、2ストローク燃料のオイルはエンジンの潤滑に非常に重要です。

2ストローク車はありますか?

連邦大気汚染法が施行されていた1960年代後半に、サーブが住宅破壊が困難な3気筒を段階的に廃止して以来、米国の新車市場は2ストロークエンジンを搭載していません。

2ストロークエンジンは違法ですか?

2ストロークエンジンは、カリフォルニアのすべての水路での使用が「禁止」されているわけではなく、その計画もありません。キャブレター付きおよび電子噴射式の2ストロークエンジンは、高排出ガスエンジンと見なされます。通常、これらのエンジンは1999年より前に製造されました。

2ストロークエンジンの欠点は何ですか?

2ストロークのデメリット

  • 2ストロークエンジンは4ストロークエンジンほど長持ちしません
  • 2ストロークオイルは高価であり、ガス1ガロンあたり約4オンスが必要です。
  • 2ストロークエンジンは燃料を効率的に使用しないため、ガロンあたりの走行マイル数が少なくなります。

2ストロークでオイルを混ぜすぎるとどうなりますか?

2ストローク燃料を混合するときは、燃料と石油の比率を正しくすることが重要です。オイルが多すぎると、エンジンの始動や運転に苦労したり、エンジン内部に炭素が蓄積したり、煙の雲を吹き飛ばしたり、一般的にパフォーマンスが低下したりする可能性があります。

2ストロークは2倍強力ですか?

2ストロークエンジンは1回転ごとに1回発火するため、理論的には2倍の出力を生成できますが、4ストロークエンジンは1回転ごとに1回発火します。このため、パワーウェイトレシオが高く、多くのライダーにとってより望ましいものになっています。

2ストロークは4ストロークのダートバイクよりも優れていますか?

2ストロークは4ストロークのトルクを提供することはありませんが、ほとんどの週末のライダーにとっては十分に接近しています。それだけでなく、軽量で扱いやすい傾向があるため、初心者にも最適です。さらに、2ストロークバイクはほとんどの4ストロークよりもメンテナンスが少なくて済み、時間とお金を節約できます。

2サイクルまたは4サイクルのトリマーの方が優れていますか?

可動部品が少ないため、2ストロークストリングトリマーは信頼できるツールです。重量が少なく、振動が4ストロークトリマー未満であるため、オペレーターの疲労が軽減され、トリミングエクスペリエンスが向上します。また、メンテナンスも少なくて済みます。

2ストロークでガスとオイルを混合しますか?

2ストローク(または2サイクル)エンジンでは、燃料とオイルの混合物を燃料タンクに追加する必要があります。この混合気により、エンジンの燃焼と潤滑の両方が発生します。ガソリンだけで2ストロークエンジンを作動させると、エンジンが故障します。


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