最新のエンジンのしくみ
イグニッションでキーを回すと、エンジンが始動します。 アクセルを踏むと、車が前進します。 キーを抜くとエンジンが止まります。 それがあなたのエンジンの仕組みですよね？ 舞台裏は毎秒進行しており、私たちのほとんどが認識しているよりもはるかに詳細です。
エンジンの内部構造
車のエンジンは、シリンダー ブロックとシリンダー ヘッドの XNUMX つの主要コンポーネントで構成されています。
エンジンの上部はシリンダーヘッドと呼ばれます。 これには、個々のシリンダーからの空気/燃料混合物と排気ガスの流れを調整するために開閉するバルブが含まれています。 シリンダーごとに少なくとも XNUMX つのバルブが必要です。XNUMX つは吸気用 (燃焼していない混合気をシリンダーに放出する) 用で、もう XNUMX つは排気用 (エンジンから使用済みの混合気を放出する) です。 多くのエンジンは、吸気と排気の両方に複数のバルブを使用しています。
カムシャフトは、バルブの動作を制御するために、シリンダーヘッドの中央または上部に取り付けられています。 カムシャフトにはローブと呼ばれる突起があり、バルブを正確に開閉させます。
カムシャフトとクランクシャフトは密接な関係にあります。 エンジンが完全に作動するには、完璧なタイミングで作動する必要があります。 このタイミングを保つためにチェーンやタイミングベルトでつながれています。 カムシャフトは、クランクシャフトが XNUMX 回転するたびに XNUMX 回転しなければなりません。 クランクシャフトの完全な XNUMX 回転は、シリンダー内のピストンの XNUMX ストロークに相当します。 パワー サイクル (車を動かすために必要な動力を実際に生成するプロセス) には、XNUMX 回のピストン ストロークが必要です。 エンジン内でピストンがどのように機能するか、および XNUMX つの異なる段階を詳しく見てみましょう。
消費: デューティ サイクルを開始するために、エンジンが最初に必要とするのは、シリンダーに入る混合気です。 ピストンが下がり始めると、シリンダーヘッドの吸気バルブが開きます。 燃料と空気の混合気は、約 15:1 の比率でシリンダーに入ります。 ピストンがストロークの底に達すると、吸気バルブが閉じてシリンダーを密閉します。
圧縮: ピストンがシリンダー内で上昇し、空気と燃料の混合気を圧縮します。 ピストン リングは、シリンダー内のピストンの側面を密閉し、圧縮の損失を防ぎます。 ピストンがこのストロークの最上部に達すると、シリンダーの内容物は極度の圧力を受けます。 通常の圧縮率は 8:1 ～ 10:1 です。 これは、シリンダー内の混合物が元の圧縮されていない体積の約 XNUMX 分の XNUMX に圧縮されることを意味します。
電源: シリンダーの内容物が圧縮されると、スパーク プラグが混合気に点火します。 ピストンを押し下げる制御された爆発があります。 クランクシャフトを回転させる力であるため、パワーストロークと呼ばれます。
排気: ピストンがストロークの最下点にあるとき、シリンダー ヘッドの排気バルブが開きます。 ピストンが再び上昇すると (他のシリンダーで発生する同時パワー サイクルの影響下で)、シリンダー内の燃焼ガスが押し上げられ、排気バルブを通ってエンジンから排出されます。 ピストンがこのストロークの頂点に達すると、排気バルブが閉じ、サイクルが再び始まります。
このことを考慮: エンジンが 700 RPM または RPM でアイドリングしている場合、クランクシャフトが毎分 700 回完全に回転していることを意味します。 デューティ サイクルは 350 回転ごとに発生するため、アイドル状態の各シリンダーでは、毎分 XNUMX 回の爆発が発生します。
エンジンの潤滑はどのように行われているのでしょうか？
オイルは、エンジンの作動において重要な液体です。 エンジンの内部コンポーネントには、オイル通路と呼ばれる小さな通路があり、そこを通ってオイルが押し出されます。 オイル ポンプは、オイル パンからエンジン オイルを吸引し、エンジン内を強制的に循環させ、密集した金属製エンジン コンポーネントのスムーズな動作を保証します。 このプロセスは、コンポーネントを潤滑するだけではありません。 過剰な熱の原因となる摩擦を防ぎ、内部のエンジン部品を冷却し、シリンダー壁とピストンの間など、エンジン部品間に密閉を作ります。
燃料と空気の混合気はどのように形成されますか?
エンジンの作動中に発生する負圧により、エンジン内に空気が吸い込まれます。 空気がエンジンに入ると、燃料インジェクターが燃料を噴霧し、空気と約 14.7:1 の比率で混合します。 この混合気は、吸気サイクルごとにエンジンに吸い込まれます。
これは、現代のエンジンの基本的な内部の仕組みを説明しています。 このプロセスでは、数十のセンサー、モジュール、およびその他のシステムとコンポーネントが動作し、エンジンを稼働させることができます。 路上を走る車の大多数は、同じように機能するエンジンを搭載しています。 何百ものエンジン コンポーネントを、何千マイルにもわたって何年にもわたってスムーズに、効率的に、確実に動作させ続けるために必要な精度を考えると、必要な場所に到達するためのエンジニアとメカニックの仕事に感謝し始めます。 行く。
