2サイクルエンジンと4サイクルエンジン① ~4サイクルエンジンの構造編~

MENU
JA共済
TOPICS
車情報

2サイクルエンジンと4サイクルエンジン① ~4サイクルエンジンの構造編~

2017年12月20日

前回までエンジンオイルについて解説していく中で、「2サイクルと4サイクルの違いは何?」という素朴な質問をいくつか受けたので、今回はこれらについて触れていきたいと思います。

「2サイクル」と「4サイクル」の違いが何か簡単にいうと、「エンジンの内部構造による作動方式の違い」です。

【引用】
http://autoc-one.jp/daihatsu/mira_e-s/newmodel-856169/photo/0017.html

まずは4サイクルエンジンについて。
4サイクルエンジンは、皆さんが普段乗られている車~原付まで近年幅広く採用されており、大半の乗り物に搭載されているエンジンと言っても過言ではありません。
4サイクルエンジンの特徴は、エンジンが作動するための必須行程である「吸気・圧縮・爆発燃焼・排気」の4行程をエンジン内部のシリンダーの気密性を上げて効率よく行うため、混合気(空気とガソリンを混ぜた気体)を吸入する通路「吸気ポート」と、排気ガスをシリンダーから排出する通路「排気ポート」にバルブがそれぞれ独立して存在し、この各バルブがタイミングよく開閉してシリンダー内の気密を保持することで、効率よく爆発燃焼させてエンジンが動力を生み出すところです。

これら吸気と排気のバルブは上記4行程の中における正確なタイミングで「カムシャフト」という部品により、吸気と排気を行う際に開閉しています。

【引用(画像左)】https://lrnc.cc/_ct/16963725
【引用(画像右)】https://www.mbok.jp/item/item_479192208.html

もっと基本的なところで、「エンジンはどうやって作動しているのか?」というと…
エンジンは、液体のガソリンを霧状に噴射して空気と混ぜ合わせてガス状となった混合気をシリンダー内部に吸入させ、混合気をピストンで目一杯圧縮した状態でプラグにより点火して爆発燃焼させ、その際に発生するガス(排気ガス)をシリンダー外部へ排出し、また新たに混合気を吸入して圧縮~爆発するという工程を繰り返すことで作動しています。

シリンダー内に吸入した混合気をピストンが目一杯圧縮した状態で爆発させると、その爆発エネルギーによって体積が膨張しピストンが一気に下降するという運動エネルギーが生じ、それを回転運動に変換します。
シリンダー内部で上記4行程により上下運動を行っているピストンを「クランクシャフト」に「コンロッド」で連結して介することで、ピストンの上下運動をクランクの回転エネルギーに変換し、エンジンの出力として活用しているという仕組みです。

言葉にすると難しく感じますが、単純に自転車のペダルをイメージして下さい。
「吸入・圧縮・爆発燃焼・排気」という4行程の圧縮~爆発燃焼は、まさに自転車のペダルを上げて踏み込むことでタイヤを回転させるのと似たような感じですね。

【引用(画像左)】http://minkara.carview.co.jp/userid/1730018/blog/28829108/
【引用(画像右)】http://ono-fumimachigai.com/movies/5801/

話を元に戻して…
カムシャフトはエンジンの出力として回転しているクランクシャフトにベルトもしくはチェーンでつながっており、クランクシャフトの回転に連動して回転し(厳密に言うとシリンダー内部で上下運動をするピストンの動きに連動)、ピストンの上下運動の動きに合わせてタイミングよくバルブを開閉しています。
つまり4サイクルエンジンとは、カムシャフトやバルブといった部品で構成され、シリンダーの上部(エンジン上部)に存在するシリンダーヘッドにこれらのパーツ一式が組み込まれて作動しているもののことです。

【引用】http://kuruma-hack.net/cylinderhead/

前回解説したエンジンオイルは、シリンダーヘッドにも圧送され、シリンダーヘッド本体だけでなく、カムシャフトやバルブ(正確にはバルブの軸に該当するバルブステム)を潤滑・冷却しています。

【4サイクルエンジンの作動原理】

【引用】https://cacaca.jp/dictionary/engine/8485/

4サイクルエンジンの解説はここまで。なんとなく理解していただけましたか?
次回は2サイクルエンジンについて解説していきます。

お知らせ information

お知らせ一覧
2020/05/27 新着情報
2020/05/25 「まってる」からのお知らせ
  • JA直売所へ行こう!
最上部へ戻る