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車のエンジンはどのように機能しますか?

比較的簡単な操作にもかかわらず、車は実際には非常に複雑な機械です。車は運転するために燃料を必要としますが、エンジンは実際にそれで何をしますか?

一般に、標準的な内燃エンジン(現在、燃料を動力源とする自動車の大部分が備えているもの)は、ガソリンと組み合わせた空気を使用して動力を生成します。[1]もちろん、もっと複雑になります。

エンジンのコンポーネント

車のエンジンがどのように機能するかを理解する前に、その基本的な構造を学ぶのに役立ちます(車のメンテナンスを実行する必要がある場合にも重要です)。以下の自動車エンジンの図を見てから、エンジンの主要コンポーネントとその機能のリストを確認してください。

  • エンジンブロック: 通常、鉄またはアルミニウムでできているエンジンブロックには、シリンダー、ピストン、クランクシャフト、カムシャフトなど、エンジンを作動させる部品の大部分が収納されています。[2] (ボンネットを開ける場合、エンジンブロックには通常、オルタネーターが前面に取り付けられています。)
  • シリンダーヘッド: シリンダーヘッドには、バルブやカムシャフトなど、吸気ガスと排気ガスの流れを管理するコンポーネントが含まれています。[2]
  • クランクシャフト: クランクシャフトは、ピストンの上下運動を対応する円運動に変換します。コネクティングロッドを介してピストンに取り付けられています。[2]
  • コネクティングロッド: コネクティングロッドはクランクシャフトをピストンに固定します。両端で回転するため、両方のコンポーネントで柔軟に移動できます。[3]
  • ピストン: ピストンはシリンダー内で上下に動き、クランクシャフトにエネルギーを供給します。クランクシャフトは、車両に動力を供給して運動させます。ピストンの内側にあるピストンリングは、シリンダーの端を密閉し、動いている間の摩擦を減らすのに役立ちます。[2]、[3]
  • スパークプラグ: スパークプラグは、入ってくる空気と燃料の混合気に点火するスパークを生成することによって燃焼を引き起こします。[3]
  • 燃料噴射装置 燃料インジェクターはエンジンに燃料を供給します。その過程で、燃料は小さな霧のような粒子に変わり、エンジンでより簡単に燃焼できるようになります。[4]
  • バルブ: エンジンには、吸気バルブと排気バルブの2種類のバルブがあります。前者は空気とガスをエンジンに送り込みます。後者は排気ガスを放出します。[3]
  • カムシャフト: カムシャフトはバルブの開閉を監視します。これを行うために、クランクシャフトの円運動を上下運動に変換し、バルブを開閉します。[2]
  • タイミングベルトまたはチェーン: タイミングベルトまたはチェーンは、カムシャフトとクランクシャフトの間を走り、それらが同期して機能していることを確認します。[2]

4ストロークサイクルエンジンプロセス

ほとんどの内燃機関は、4段階のサイクルプロセスで動作します。これらのステップは、ピストンが各サイクルを完了するために行う4つの動きに関連して、正式にはストロークと呼ばれます。ストロークは、吸気、圧縮、燃焼、排気の順に発生します。

各ストロークで、ピストンはシリンダー内で上下に移動し、空気と燃料の吸入または排気の排出と連動して移動します。プロセスの仕組みの概要は次のとおりです[1]:

1。吸気行程

吸気行程中、吸気バルブが開いている間、ピストンは下向きにシフトし、ガソリンと空気の流れを取り入れます。ピストンがシリンダーのベースに達すると、バルブが閉じてガソリンと空気の混合気が密閉されます(最近の一部の車両では、圧縮ストロークの後半にガソリンが噴射されることに注意してください)。

2。圧縮行程

この時点で、ピストンは上向きに戻り、ガスと空気をシリンダーの上部に向かって圧縮します。この混合気をより狭い空間に押し込むと、燃焼行程で点火する準備が整います。

3。燃焼行程

パワーストロークとも呼ばれる燃焼ストロークは、エンジンのパワーを真に生み出し、車を動かすものです。ここでは、スパークプラグが点火してガスに点火します。結果として生じる熱と膨張するガスは、ピストンをシリンダーに押し戻します。

4。排気行程

ピストンがシリンダーの底に達すると、排気バルブが開き、ピストンが使用済みガスをエンジンから排出できるようになります。そこから、ガスは排気システムに入り、車両から出ます。最後に、排気バルブが閉じ、4ストロークサイクルが繰り返されます。

さまざまな種類の自動車エンジン

すべての内燃機関は一般的に同じように動作しますが、エンジンにはいくつかの異なるタイプがあります。自家用車に最もよく見られるエンジンについて議論するとき、違いは主にシリンダーの配置方法に関係しています。たとえば、直列エンジンのシリンダー Vスタイルエンジンを使用している間、まっすぐに並んでいます 、シリンダーは2つのグループに分けられ、V字型を形成します。他のエンジンは、バルブタイミングや4ストロークサイクルに追加される空気の量などの特定のメカニズムを調整して、効率や出力を向上させます。[1]

車のエンジンがどのように機能するかを知ることは、次の車を購入するとき、特にディーラーからではなく個人から使用する場合に役立つことがあります。個人の売り手から車を購入する方法を学びましょう。

[1]「これがあなたの車のエンジンの仕組みです」(2019年4月17日)

[2]「自動車エンジン部品」(2020年9月24日アクセス)

[3]「自動車エンジンの仕組み」(2020年9月24日アクセス)

[4]「燃料噴射システムの仕組み」(2020年9月24日アクセス)


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