私は車の男ではありませんでした。車がどのように機能するかを理解するために、ボンネットの下で工具を使うことに興味がありませんでした。時々エアフィルターを交換したりオイルを交換したりすることを除いて、車に問題があった場合は、それを整備士に持って行き、彼が何が悪いのかを説明するために出てきたとき、私は丁寧にうなずき、ふりをしました。彼が何を話しているのか知っていたように。
しかし、最近、車の仕組みの基本を実際に学ぶことに悩まされています。グリースモンキーでいっぱいになるつもりはありませんが、私の車のすべてが実際にどのように機能するかについての基本的な理解が必要です。少なくとも、この知識は、次に車を乗せるときに整備士が何について話しているかについての手がかりを得ることができます。さらに、男性は彼が使用する技術の基礎を理解できるはずだと私には思えます。毎日。このウェブサイトに関しては、コーディングとSEOがどのように機能するかを知っています。車のボンネットの下にあるものなど、私の世界でより具体的なことを調べる時が来ました。
私のような成長した男性が他にもいると思います。車の男ではありませんが、車の仕組みに少し興味があります。ですから、私は自分の研究で学んだことを共有し、Gearhead 101と呼ぶ時折シリーズをいじくり回すことを計画しています。目標は、車のさまざまな部品がどのように機能するかについての非常に基本的なことを説明し、可能な場所に関するリソースを提供することです。自分で詳細を学びましょう。
ですから、これ以上面倒なことはせずに、最初のクラスのGearhead 101を、車の心臓部である内燃エンジンの内外を説明することから始めます。
内燃機関は、燃料と空気が内部で燃焼するため、「内燃機関」と呼ばれます。 エンジンがピストンを動かすエネルギーを生成し、それが次に車を動かします（これがどのように発生するかを以下で詳しく説明します）。
燃料が外部で燃焼される外燃機関とは対照的です。 エンジンとその燃焼から生み出されるエネルギーがエンジンに動力を与えます。蒸気機関はこれの最良の例です。石炭はエンジンの外で燃やされ、水を加熱して蒸気を生成し、それがエンジンに動力を供給します。
ほとんどの人は、機械化された動きの世界では、蒸気動力の外燃機関が内燃機関の前に来たと考えています。現実には、内燃機関が最初に来ました。 （はい、古代ギリシャ人は蒸気動力のエンジンをいじりましたが、彼らの実験からは実用的なものは何もありませんでした。）
16番目の 世紀、発明者らは、ピストンの動きに動力を供給するための燃料として火薬を使用する内燃機関の形態を作成しました。実際、彼らを動かしたのは火薬ではありませんでした。この初期の内燃エンジンの仕組みは、ピストンをシリンダーの上部まで詰め込んでから、ピストンの下の火薬に点火することでした。爆発後に真空が形成され、ピストンがシリンダーに吸い込まれます。このエンジンは空気圧の変化に依存してピストンを動かすため、大気圧エンジンと呼ばれていました。あまり効率的ではありませんでした。 17日までに 世紀、蒸気機関は多くの期待を示していたので、内燃機関は放棄されました。
信頼性が高く、機能する内燃機関が発明されるのは1860年までではありませんでした。ジャン・ジョセフ・エティエンヌ・レノワールという名のベルギー人の仲間が、天然ガスをシリンダーに注入するエンジンの特許を取得しました。このエンジンは、シリンダーの近くで恒久的な炎によって点火されました。火薬大気エンジンと同様に機能しましたが、あまり効率的ではありませんでした。
その仕事に基づいて、1864年にニコラウスオットーとオイゲンランゲンという2人のドイツ人エンジニアが、レノワールのモデルに似たエンジンを製造する会社を設立しました。オットーは会社の経営をあきらめ、1861年からいじっていたエンジン設計に取り組み始めました。彼の設計は現在の4ストロークエンジンにつながり、基本設計は現在でも自動車に使用されています。
V型6気筒エンジン
ここでは4ストロークエンジンがどのように機能するかを少し説明しますが、その前に、エンジンのさまざまな部分を調べて、何が何をしているのかがわかるようにすると便利だと思いました。 4ストロークプロセス。これらの説明には、リスト内の他の用語に依存する用語が含まれているため、最初に混乱しても心配しないでください。全体を読んで全体を把握してから、もう一度読んで、話されている各部分の基本的な理解を深めてください。
エンジンブロック（シリンダーブロック）
エンジンブロックはエンジンの基礎です。ほとんどのエンジンブロックはアルミニウム合金から鋳造されていますが、一部のメーカーではまだ鉄が使用されています。エンジンブロックは、シリンダーと呼ばれる大きな穴やチューブが一体構造に鋳造されているため、シリンダーブロックとも呼ばれます。シリンダーは、エンジンのピストンが上下にスライドする場所です。エンジンのシリンダー数が多いほど、エンジンは強力になります。シリンダーに加えて、他のダクトと通路がブロックに組み込まれており、オイルとクーラントがエンジンのさまざまな部分に流れることができます。
エンジンが「V6」または「V8」と呼ばれるのはなぜですか？
素晴らしい質問です！それはエンジンが持っているシリンダーの形と数と関係があります。 4気筒エンジンでは、シリンダーは通常、クランクシャフトの上に一直線に取り付けられます。このエンジンレイアウトは、インラインエンジンと呼ばれます。 。
もう1つの4気筒レイアウトは、「フラット4」と呼ばれます。ここでは、シリンダーは2つのバンクに水平に配置されており、クランクシャフトは中央に下がっています。
エンジンに4つ以上のシリンダーがある場合、それらは2つのシリンダーバンクに分割されます—片側に3つのシリンダー（またはそれ以上）。シリンダーを2つのバンクに分割すると、エンジンは「V」のように見えます。 6気筒のV型エンジン=V6エンジン。 8つのシリンダーを備えたV型エンジン=V8—各シリンダーバンクに4つ。
燃焼室
エンジンの燃焼室は魔法が起こる場所です。ここで、燃料、空気、圧力、電気が一緒になって、車のピストンを上下に動かす小さな爆発が発生し、車を動かす力が生まれます。燃焼室は、シリンダー、ピストン、シリンダーヘッドで構成されています。シリンダーは燃焼室の壁として機能し、ピストンの上部は燃焼室の床として機能し、シリンダーヘッドは燃焼室の天井として機能します。
シリンダーヘッド
シリンダーヘッドは、エンジンのシリンダーの上にある金属片です。チャンバーの上部に燃焼用のスペースを作るために、シリンダーヘッドに小さな丸みを帯びたくぼみがあります。ヘッドガスケットは、シリンダーヘッドとシリンダーブロックの間のジョイントをシールします。吸気バルブと排気バルブ、スパークプラグ、燃料噴射装置（これらの部品については後で説明します）もシリンダーヘッドに取り付けられています。
ピストン
ピストンはシリンダーを上下に移動します。彼らは逆さまのスープ缶のように見えます。燃料が燃焼室内で点火すると、力がピストンを下向きに押し、クランクシャフトを動かします（以下を参照）。ピストンは、コンロッドとも呼ばれるコネクティングロッドを介してクランクシャフトに取り付けられます。ピストンピンを介してコネクティングロッドに接続し、コネクティングロッドはコネクティングロッドベアリングを介してクランクシャフトに接続します。
ピストンの上部には、金属に鋳造された3つまたは4つの溝があります。溝の内側ピストンリング ピストンリングは、実際にシリンダーの壁に接触する部分です。それらは鉄から作られ、圧縮リングとオイルリングの2種類があります。圧縮リングはトップリングであり、シリンダーの壁を外側に押して、燃焼室を強力に密閉します。オイルリングはピストンの下部リングであり、クランクケースからのオイルが燃焼室に浸透するのを防ぎます。また、余分なオイルをシリンダー壁からクランクケースに戻します。
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、車が動くことを可能にする回転運動に変換するものです。クランクシャフトは通常、エンジンブロックの下部近くに縦方向にフィットします。エンジンブロックの一方の端からもう一方の端まで伸びています。エンジンの端の前部で、クランクシャフトはカムシャフトに接続し、車の他の部分に電力を供給するゴムベルトに接続します。エンジンの後端で、カムシャフトは駆動列に接続し、駆動列は車輪に動力を伝達します。クランクシャフトの両端には、オイルがエンジンから漏れるのを防ぐオイルシールまたは「Oリング」があります。
クランクシャフトは、エンジンのクランクケースと呼ばれるものにあります。クランクケースはシリンダーブロックの下にあります。クランクケースは、クランクシャフトとコネクティングロッドを外部の物体から保護します。クランクケースの下部の領域はオイルパンと呼ばれ、そこにエンジンのオイルが保管されます。オイルパンの中には、フィルターを通してオイルを送り出すオイルポンプがあります。次に、そのオイルがクランクシャフト、接続ロッドベアリング、およびシリンダー壁に噴射され、ピストンストロークの動きに潤滑を提供します。オイルは最終的にオイルパンに滴り落ち、プロセスを再開するだけです
クランクシャフトに沿って、クランクシャフトのバランスを取り、クランクシャフトが回転するときに発生するぐらつきによるエンジンの損傷を防ぐためのカウンターウェイトとして機能するバランスローブがあります。
また、クランクシャフトに沿ってメインベアリングがあります。メインベアリングは、クランクシャフトとエンジンブロックの間にクランクシャフトが回転するための滑らかな表面を提供します。
カムシャフト
カムシャフトはエンジンの頭脳です。タイミングベルトを介してクランクシャフトと連動し、最適なエンジン性能を得るために、吸気バルブと排気バルブが適切なタイミングで開閉するようにします。カムシャフトは、バルブを開閉するタイミングを制御するために、カムシャフトを横切って伸びる卵形のローブを使用しています。
ほとんどのカムシャフトは、クランクシャフトの真上にあるエンジンブロックの上部を通って伸びています。直列エンジンでは、単一のカムシャフトが吸気バルブと排気バルブの両方を制御します。 V字型エンジンでは、2つの別々のカムシャフトが使用されます。 1つはVの片側のバルブを制御し、もう1つは反対側のバルブを制御します。一部のV字型エンジン（図のような）には、シリンダーバンクごとに2つのカムシャフトがあります。一方のカムシャフトはバルブの片側を制御し、もう一方のカムシャフトは反対側を制御します。
タイミングシステム
上記のように、カムシャフトとクランクシャフトはタイミングベルトまたはチェーンを介してそれらの動きを調整します。タイミングチェーンは、エンジンの動作中、クランクシャフトとカムシャフトを常に同じ相対位置に保持します。何らかの理由でカムシャフトとクランクシャフトが同期しなくなった場合（たとえば、タイミングチェーンがギアコグをスキップした場合）、エンジンは機能しません。
動弁機構
バルブトレインは、バルブの動作を制御するシリンダーヘッドに取り付けられた機械システムです。バルブトレインは、バルブ、ロッカーアーム、プッシュロッド、リフターで構成されています。
バルブ
バルブには、インテークバルブとアウトテイクバルブの2種類があります。吸気バルブは、空気と燃料の混合気を燃焼室に運び、燃焼を起こしてエンジンに動力を供給します。アウトテイクバルブは、燃焼後に生成された排気を燃焼室から排出します。
車には通常、シリンダーごとに1つの吸気バルブと1つの排気バルブがあります。ほとんどの高性能車（ジャガー、マセラティなど）には、シリンダーごとに4つのバルブがあります（2つのインテーク、2つのアウトテイク）。 「高性能」ブランドとは見なされていませんが、ホンダは車両のシリンダーごとに4つのバルブも使用しています。シリンダーごとに3つのバルブ（2つのインレットバルブ、1つのアウトテイクバルブ）を備えたエンジンもあります。マルチバルブシステムにより、車の「呼吸」が改善され、エンジン性能が向上します。
ロッカーアーム
ロッカーアームは、カムシャフトのローブまたはカムに接触する小さなレバーです。ローブがロッカーの一方の端を持ち上げると、ロッカーのもう一方の端がバルブステムを押し下げ、バルブを開いて燃焼室に空気を入れたり、排気を出したりします。シーソーのように機能します。
プッシュロッド/リフト
カムシャフトローブがロッカーアームに直接接触することがあり（オーバーヘッドカムシャフトエンジンで見られるように）、バルブを開閉します。オーバーヘッドバルブエンジンでは、カムシャフトローブがロッカーアームに直接接触しないため、プッシュロッドまたはリフターが使用されます。
燃料噴射装置
ピストンを動かすために必要な燃焼を作り出すために、シリンダー内に燃料が必要です。 1980年代以前は、自動車はキャブレターを使用して燃焼室に燃料を供給していました。現在、すべての車は、直接燃料噴射、ポート燃料噴射、またはスロットルボディ燃料噴射の3つの燃料噴射システムのいずれかを使用しています。
直接燃料噴射では、各シリンダーに独自のインジェクターがあり、燃焼にちょうどいいタイミングで燃料を燃焼室に直接噴射します。
ポート付き燃料噴射では、燃料をシリンダーに直接噴射する代わりに、バルブのすぐ外側のインテークマニホールドに噴射します。バルブが開くと、空気と燃料が燃焼室に入ります。
スロットルボディの燃料噴射システムは、キャブレターと同じように機能しますが、キャブレターはありません。各シリンダーが独自の燃料インジェクターを取得する代わりに、スロットルボディに接続する燃料インジェクターは1つだけです。燃料はスロットルボディ内の空気と混合し、吸気バルブを介してシリンダーに分散されます。
スパークプラグ
各シリンダーの上にはスパークプラグがあります。火花が出ると、圧縮された燃料と空気に点火し、ピストンを押し下げるミニ爆発を引き起こします。
エンジンの基本的な部分がすべてわかったところで、実際に車を動かす動き、つまり4ストロークサイクルを見てみましょう。
上の図は、単気筒の4ストロークサイクルを示しています。これは他のシリンダーでも起こっています。このサイクルを1分間に1000回繰り返すと、動く車ができます。
さて、あなたは行きます。車のエンジンの仕組みの基本。今日はあなたの車のボンネットの下を見て、私たちが議論した部品を指摘できるかどうか見てください。車のしくみについて詳しく知りたい場合は、車のしくみの本をご覧ください。 それは私の研究において私を大いに助けてくれました。著者は、初心者でも理解できる言語に物事を分解する素晴らしい仕事をしています。