エンジン

自動車の知っておきたいエンジンの基本(種類・構造)を解説!

車のエンジンは、レシプロエンジンと呼ばれる基本構造が一般的に広く搭載されている。今回は、自動車の知っておきたいレシプロエンジンの基本、種類と構造をご紹介します。皆さんが乗られているお車のほとんどが今回ご紹介するレシプロエンジンです。一度ボンネットを開けて確かめてみてはいかがでしょうか。

 

 

エンジンの種類(分類)

 

車のエンジンは一括りにエンジンと思われるが、このエンジンには様々な種類、分類される。

エンジンの基本構造による種類(分類)

自動車に使われているエンジンの種類は2種類、レシプロエンジンとロータリーエンジンがある。

エンジンのタイプ

  • レシプロエンジン
  • ロータリーエンジン

レシプロエンジンは、シリンダ内部で燃料を燃焼することでピストンを動かし往復運動をさせることで動力になる。

一方のロータリーエンジンは、ピストンを使わず代わりにローターを回転させることで動力としている。

ロータリーエンジンはレシプロエンジンより小設計で高出力ですが燃費面では劣る。理論上は燃費がいいとも言われているのだが・・・。

ロータリーエンジンはマツダが生産し市販化していた。しかし現在は生産中止となっている。ただし開発は継続されています。

レシプロエンジン

レシプロエンジンはレシプロケーティング(往復運動)エンジンの略。

自動車に使われているエンジンの中で大部分を占めるエンジンになります。

レシプロエンジンは、ピストンの往復運動によって運動エネルギーを生み出している。

<レシプロエンジン ピストン>

ロータリーエンジン

レシプロエンジンのピストンを使わず、ローターを使ったエンジン。

ローターと呼ばれる装置を熱エネルギーによって回転させ運動エネルギーに変える。

<ロータリーエンジン>

1950年ドイツの技術者ヴァンケルによって開発。

 

ロータリーエンジンの構造!

ロータリーエンジンのしくみ、構造はこちらで解説!合わせておすすめします。

「ロータリーエンジン」の基本構造、しくみを解説!車のエンジンの種類に「レシプロエンジン」と「ロータリーエンジン」があります。今回は、「ロータリーエンジン」の基本構造、しくみを解説します...

燃料の違いによるエンジンの種類

自動車の燃料は、2種類でガソリン、軽油がある。

燃料の違いでエンジンの種類が分類されます。

  • ガソリン  ➜ ガソリンエンジン
  • 軽油        ➜ ディーゼルエンジン

ガソリンエンジンとディーゼルエンジンはどちらもレシプロエンジンになる。

ディーゼルエンジンのロータリーエンジンといったエンジンはない。間違えないようにしたい。

このことから

レシプロエンジンでガソリンエンジンだと「レシプロガソリンエンジン」といいレシプロエンジンでディーゼルエンジンなら「レシプロディーゼルエンジン」となる。

 

 

エンジンの基本動作

 

エンジンは、混合気がシリンダー内で爆発しその熱エネルギーがピストンを高速で往復運動にかえる。その熱エネルギーが運動エネルギーとなる。

ところが往復運動では、タイヤを回転させることができない。

往復運動から回転運動へ

タイヤを回転させるには、往復運動を回転運動に変換する必要がある。

ピストンの往復運動をクランクシャフトに伝え回転運動に変換する。

運動変換のしくみ

ピストンが上下(往復運動)に動きコンロッドをかえしてクランクシャフトに動力を伝えることで回転運動が生まれる。

そして、回転運動がタイヤに伝わり回転し自動車は走行することができる。

 

ピストンの往復運動

レシプロエンジンの場合シリンダーでは、吸気・圧縮・燃焼・排気といった4つの工程があり、この4つの工程によってピストンが往復運動を繰り返すことで運動エネルギーとなる。

 

エンジンの作動(4サイクルエンジン)

 

レスプロエンジンの場合シリンダーでは、吸気・圧縮・燃焼・排気といった4つの工程があり、この4つの工程によってピストンが往復運動を繰り返すことで運動エネルギーとなる。

4サイクルエンジンの動作

レシプロエンジンのピストンの動作には4つの工程がある。

  • 吸気
  • 圧縮
  • 燃焼
  • 排気

4工程で1サイクルとなる。

ピストンは、上記の4工程を繰り返すことで往復運動を発生させている。

 

吸気

燃料と空気の混合気をシリンダーに送りこむ必要がある。

ピストンが上死点から下死点に移動する。

その際、シリンダは負圧(大気より低い状態)となり吸気バルブが開くことで混合気を吸い込む。

圧縮

シリンダの混合気を燃焼させるために圧縮する必要がある。

混合気がシリンダ内に吸入された後、吸気バルブが閉じピストンは、下死点から上死点に向かって上昇する。

ピストンが上昇することで混合気は圧縮される。

燃焼

混合気を燃焼させピストンを動かす(往復運動)を発生させる必要がある。

ピストンが上死点に到達した時に点火プラグが点火します。

点火プラグが点火されるとシリンダの混合気が燃焼を開始します。

燃焼が広がるとピストンを下死点まで押し下げ膨張する。

ピストンが下死点まで下がるとコンロッドをかえしクランクシャフトに動力が伝わり回転運動となる。

排気

燃焼した際の燃焼ガスをシリンダから排出する必要がある。

ピストンが下死点に到達すると排気バルブが開く。

ピストンが再び上死点へと上がりシリンダの燃焼ガスを排気バルブから排出します。

 

上記の4つの工程を

1サイクル!

まめころくん
まめころくん
4工程が1サイクルなんだね

「吸気」「排出」「燃焼」「排気」の4工程が1サイクルとなり運動エネルギーを各パーツで回転運動に変換しタイヤが回ることで、車は走行することができます。

 

 

まとめ

 

今回は、自動車の知っておきたいエンジンの基本(種類・構造)を解説しました。

自動車(乗り物)の動力源としてエンジンがあります。

エンジンにも種類があり「レシプロエンジン」「ロータリーエンジン」がありました。

一般的に広く搭載されているのは「レシプロエンジン」です。

レシプロエンジンの基本動作を解説しましたが、エンジンの動作を知っておくことでDIYメンテの楽しさが増すことと思います。

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