ガソリンエンジンの作業原理

2021,07,14

エンジンは、化学エネルギーを機械的エネルギーに変換する機械です。その変換プロセスは、実際には作業サイクルのプロセスです。簡単に言えば、シリンダー内の燃料を燃やし、エンジンシリンダー内のピストンの往復運動を駆動する運動エネルギーを生成します。ピストンに接続されたコネクティングロッドとコネクティングロッドに接続されたクランクは、クランクシャフトの中心周辺の往復型円動をして出力電力にします。

4ストロークガソリンエンジンの作業プロセスは、4つのストローク（ストローク）で構成される複雑なプロセスです。摂取、圧縮、燃焼膨張、排気です。

摂取ストローク

この時点で、ピストンはクランクシャフトによって駆動され、トップデッドセンターからボトムトップデッドセンターに移動します。同時に、吸気バルブが開き、排気バルブが閉じます。ピストンがトップデッドの中心から下死の中心に移動すると、ピストンの上の容積が増加し、シリンダーのガス圧が減少し、ある程度の真空が形成されます。吸気バルブが開くと、シリンダーは吸気管と通信し、混合物はシリンダーに吸い込まれます。ピストンがボトムデッド中心に移動すると、シリンダーには、前の作業サイクルで排出されなかった新鮮な混合ガスと排気ガスで満たされます。

圧縮ストローク

ピストンはボトムデッドセンターからトップデッドセンターに移動し、吸気バルブと排気バルブが閉じられます。クランクシャフトは、フライホイールなどの慣性力の作用の下で回転するように駆動され、ピストンはコネクティングロッドを通って上に押し上げられます。シリンダーのガス量は徐々に減少し、ガスが圧縮され、シリンダー内の混合ガスの圧力と温度が増加します。

作業ストローク

この時点で、摂取量と排気バルブは同時に閉じられ、スパークプラグが点火され、混合ガスが激しく燃焼します。シリンダーの温度と圧力は急激に上昇します。高温と高圧ガスはピストンを押し下げ、クランクシャフトを駆動してコネクティングロッドを介して回転します。エンジンの作業の4つのストロークでは、このストロークのみが熱エネルギーの機械的エネルギーへの変換を実現できるため、このストロークは作業ストロークとも呼ばれます。

排気ストローク

この時点で、排気バルブが開き、ピストンは下から死んだ中心からトップデッド中心に移動し、ピストンが上方に移動すると排気ガスがシリンダーから排出されます。排気システムには抵抗性があり、燃焼室も特定のボリュームを占めているため、排気ガスの端で排気ガスを排出することは不可能です。残りの排気ガスのこの部分は、残留排気ガスと呼ばれます。残留排気ガスは充電に影響するだけでなく、燃焼に悪影響を及ぼします。

排気ストロークの終わりに、ピストンはトップデッドセンターに戻ります。これにより、作業サイクルが完了します。その後、クランクシャフトはフライホイールの慣性に応じて回転し続け、次のサイクルが始まります。このサイクルを繰り返した後、エンジンは実行を続けます。

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