車のエンジンの仕組みについてご紹介させていただきたいと思います。

普段あまり意識したことのないと思いますが、、車のエンジンの仕組みについてご紹介したいと思います。車のエンジンの仕組みを知らなくても車には乗れますが、カーライフを充実したい方には知っていて損はないと思いますので、ご紹介したいと思います。

車のエンジンンの仕組みについて(基本編)

車のエンジンの仕組みについて見ていきたいとおもいます。

4サイクルエンジン

車のエンジンは「4サイクルエンジン」が一般的で、下の動画にもあるように、吸気・圧縮・燃焼・廃棄を一つの工程としているため4サイクルエンジンと呼ばれています。
エンジンはピストンを上下運動させて、それをクランクシャフトの回転運動に変えています。そのクランクシャフトの回転運動をギヤボックスに回転を伝え、ギヤボックスが車輪に回転を伝えて車が動く仕組みになっています。

・吸気工程は、吸気バルブを開いて、ピストンが下がり、混合気をシリンダー内に入れます。

・圧縮工程は、吸気バルブが閉じられ、ピストンが上がることによって燃焼室内を密閉空間にし、混合気を圧縮します。

・燃焼行程は、圧縮された混合気を点火プラグにより着火されて燃焼します。また燃焼されると同時に圧縮された空気が膨張し、ピストンが下がります。

・排気工程は、排気バルブが開いて、ピストンが上がり、燃焼後の空気をシリンダーの外へ押し出します。

車のエンジンの仕組み(動画)

エンジン内部

それでは、車のエンジンの基本的な仕組みの4サイクルエンジンの仕組みが分かったところで、次にそれぞれの車のエンジンの型式の違いについて見ていきたいとおもいます。

車のエンジンの仕組みについて(エンジンの型式編)

ここではエ車のエンジンの仕組みの内、型式の違いについて見ていきたいとおもいます。

直列型

オーソドックスな形状で、シリンダヘッドが一つで済むので、コンパクトでシンプルな構造でエンジンが組めます。ピストンの力がクランクシャフトに対して垂直方向に力がかかるので、クランクシャフトに対して横方向に振動が発生しやすいのですが、ピストンを増やせばスムーズな回転になって、振動を減らすことができます。

V型

V型はクランクシャフトに力がかかる法意向がバンク角で決まります。気筒数とバンク角がうまく決まってバランスが良いと振動はお互い打ち消しあいますが、バランスが悪いと振動は大きくなります。
バンク角は、8気筒で90度、10気筒なら72度、12気筒なら60度が理想とされています。またV型は少ないスペースにたくさんの気筒数を入れることができるので、高回転。高出力エンジンに向いています。

水平対向型

水平対向型

水平対向エンジンはピストンを左右対称に配置しているので振動を打ち消します。
水平対向エンジンのメリットは低振動、低重心です。逆にデメリットはエンジン搭載にスペースが必要とされる点です。スバルのボクサーエンジンがこれにあたります。

車のエンジンの仕組みについて(シリンダーヘッド編)

ここでは車のエンジンの仕組みでもとても重要なシリンダーヘッドについて見ていきたいとおもいます。

車のシリンダーヘッドは吸気バルブ、排気バルブ、点火プラグとカムシャフトで構成されており、吸気・燃焼・排気を制御するための仕組みとなっています。吸排気のバルブを制御しているのはカムシャフトです。

車のエンジン、シリンダーヘッドの仕組み(図解)

DOHC(ダブルオーバーヘッドカムシャフト)

吸気バルブと排気バルブをそれぞれのカムシャフトで動かす仕組みです。
吸気・排気それぞれにカムシャフトを設けてそれぞれのバルブを開閉させます。

SOHC(シングルオーバーヘッドカムシャフト)

吸気バルブと排気バルブをカムシャフト1本で動かく仕組みです。下の画像を見ていただくとわかりますが、シンプルな構造が特徴です。

OHV(オーバーヘッドバルブ)

吸気バルブと排気バルブをロッカーアームで動かし、ロッカーアームをプッシュロッドでつないでカムシャフトを動かく仕組みです。

車のエンジンの仕組みについて(エンジンの種類編)

ガソリンエンジン

車のガソリンエンジンは吸気バルブでガソリンと空気を取り込み燃焼室で圧縮・燃焼して、排気する仕組みです。一般的な車のエンジンの仕組みです。

ガソリンエンジン

ディーゼルエンジン

車のディーゼルエンジンも4サイクルエンジンですが、吸気時にガソリンエンジンのように混合気ではなく、空気だけ吸気し、圧縮工程で高温高圧になり、燃焼行程でその中に軽油を噴射します。すると軽油はガソリンより着火点が低いために自己着火します。排気工程では、排気バルブが開き、燃焼後の空気を排気します。

ディーゼルエンジン

ロータリーエンジン

ここでは車のロータリーエンジンの仕組みをご紹介したいとおもいます。

エキセントリックシャフトの偏心部がローターの穴に通されていて、エキセントリックシャフトの1回転によりその軸心のまわりをローターが1回公転するが、この両者間では自由に回転できるようになっている。ローターが自転1回転の間に3回公転するように、またローターの各頂点がローターハウジングのトロコイド面をなぞるように、ローターとサイドハウジングとのギヤのかみ合いによって制御されている。

出典:https://ja.wikipedia.org

ロータリーエンジン

ロータリーエンジンの動作

ハイブリッドエンジン

ここでは車のハイブリッドエンジンの仕組みについてご紹介したいとおもいます。

ハイブリッドエンジン

最後に

GT-R エンジン

いかがだったでしょうか。普段あまり意識すことがない車のエンジンの仕組みについてご紹介させて頂きました。記事を読んでいただいてカーライフの充実につながっていただけたらとおもいます。

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