ガソリンエンジンはどのように機能しますか？ 主なフェーズとコンポーネント

私たちは毎日、車で仕事に行ったり、用事を済ませたり、単に運転を楽しんだりしていますが、そのことを知らないかもしれません。 ガソリンエンジンはどのように機能しますか その動きを生み出すものは何なのか、 どんなタイプでも.

XNUMXストロークガソリンエンジンは、その名の通り、 XNUMX段階の操作. これらは、吸気、圧縮、動力、排気です。 それらのそれぞれは、ピストンのストローク、または同じものであるクランクシャフトの半回転に対応し、内部で実行されます エンジンブロック.

動作段階

吸気段階：空気と燃料が入ります

のフェーズの開始時に 入場料、ピストンはTDC（上死点）と呼ばれるシリンダーの上部にあります。 このとき、吸気バルブは開いており、ピストンはシリンダーの底部である bdc (下死点) まで下降します。 ピストンが下降する際、シリンダー内にくぼみができ、 混合気を引き込む. つまり、まるで注射器のように「空気を吸う」のです。

pmi では、吸気バルブが閉じ、混合気はシリンダー内に残ります。 ちなみに、これらXNUMXつの成分の混合物であるため、 空気中に酸素がなければ燃料は燃えない. 科学的にはこう呼ばれる 燃料 ガソリンと 酸化 一緒に入る酸素に。

圧縮段階: 空気と燃料が圧縮されます

第二段階、 圧縮、ピストンは再び上死点まで上昇し、 混合物全体を圧縮する シリンダー内で、それもそれを加熱します。 シリンダー内の圧力は約 15 バールに達し、温度は 450 º C 近くになり、より均一な混合が実現します。 この段階で、クランクシャフトはさらに半回転します。

興味深い事実は、混合物を圧縮できるほど、すぐに発生する爆発がより多く使用されることです。 これは呼ばれます エンジン圧縮比、通常は次のような比率で測定されます 10 1, 11 1, 12 1, 14 1…。 つまり、ミックスがコンプレッション前に占めるボリュームと、コンプレッション フェーズの最後にミックスが占めるボリュームにすぎません。 記事をお勧めします エンジンの圧縮比、この要因をよりよく理解するために。

ただし、注意が必要です 制御不能な自己発火を引き起こさない、エンジンにダメージを与えるからです。 混合物が圧縮されすぎたり、容器内の温度が高すぎたりするとどうなりますか? 燃焼室 または両方の状況の混合。 後者を理解したい場合は、についての投稿をご覧ください コンロッドの自着火、デトネーション、ノッキング.

爆発段階: 作業を開始します…

この段階では、ピストンは上死点にあり、すべての混合気が圧縮されています。 ここで、スパーク プラグ (ガソリン エンジン) から火花が飛び、空気と燃料の混合気に点火します。 その結果、爆発が発生します。 燃焼ガスを急速に膨張させ、ピストンを押します pmiまで。 これは 作業段階 エンジンの爆発に伴い、ピストンは大きな衝撃を受け、クランクシャフトに伝達されます。 この段階で、クランクシャフトはさらに半回転します。

内燃機関では非常に重要な問題であることに注意する必要があります。 このフェーズの説明は簡略化されています ガソリンエンジンがどのように機能するかを理解するためのものですが、爆発段階では、この単純化はしばらくスキップします. 先ほどお伝えしたように、爆発は急速に拡大してピストンを押します。

ただし、この速度は、エンジンが時々動く速度に対してそれほどではありません。 したがって、 点火アドバンス、混合物がまだ圧縮されている間に爆発を開始することです。 このようにして、それはより早く燃焼し、爆発の最も有益な部分はピストンの下降と一致します. つまり、爆発段階と圧縮段階が「一瞬共存」し、燃料の利用に有利に働くということです。 このプロセスの詳細な説明が必要な場合は、記事をお勧めします 点火進角とは？

排気段階: ガスは燃焼室から排出されます

最後に、私たちはの段階に来ます 脱出. この場合、ピストンは PMI にあり、排気バルブが開きます。 排気ガスが素早く排出される. これは、ピストンが tdc まで戻ってシリンダーの内側から押し出されるために発生します。 ピストンが TDC にあるとき、バルブは閉じます。 排気フェーズでは、クランクシャフトがさらに半回転し、ガソリン エンジンの 4 つの動作フェーズが完了します。

ご覧のとおり、ピストンは再び上死点にあり、 入学フェーズを再開する準備ができました. エンジンがオンにしている限り、このプロセス全体を繰り返すようにします。

ガソリンエンジンの仕組みを知るためのその他の質問

クランクシャフト

XNUMX ストローク エンジンの段階ですでに何度か言及されており、冒頭のビデオで実際に動作しているのを見ることができました。 その機能は 直線運動を変換する ピストンの サークルで 車の移動に使用します。 一番わかりやすい例えは、自転車で移動するためにペダルを漕ぐサイクリストです。 エンジンの動きをよく見ると、それはクランクシャフトを回すときに各ピストンが行うことです: «ペダル"

エンジンのこの部分について詳しく知りたい場合は、次の記事をお勧めします。 クランクシャフト操作 y ピストン：それは何ですか、その部品は何ですか、価格は... エンジンの操作が思ったより簡単であることがわかります。

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エンジンの配布

すでにお気づきかもしれませんが、エンジンには 完璧な調整を必要とする要素. たとえば、ピストンが下がったときにバルブが開いて混合気を取り入れたり (吸気段階)、ピストンが上がったときにバルブが閉じたりします (圧縮段階)。 エンジンの分配システムは、ホイール、ベルト、カムシャフトなどを介して各コンポーネントを接続する一連の要素であるこの調整を担当します。

具体的には、今日の最も一般的なエンジンの分配システムの基本部分は、 タイミングベルトやチェーン. 彼女はターンの送信を担当しています。 クランクシャフト へ カムシャフト バルブを開閉します。 そうすれば、彼らは別のタイミングではなく、適切なタイミングでそれを行います。 エンジンにとって致命的な欠陥です。

これらのコンポーネントをご存じない場合は、次の記事でそれらがどのように見え、どのように機能するかを確認できます。 カムシャフト y タイミングベルト. また、もう少し詳しく知りたい方は、こちらの記事もおすすめです。 現在のエンジンの分布の種類. ガソリンエンジンの仕組みをよりよく理解するのに役立ちます。 同じ基本動作原理によって制御されている場合でも、すべてのモーターが同じというわけではありません。

画像 – マルコ・ベルナルディーニ、マット