パワーをフォースト(4スト)エンジン/4-stroke-reciprocating-cycle-engine/で出す

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フォースト(4ストロークサイクル)
とはツーストとの違いは






パワーをフォーストエンジンで出す
エンジンの動きは
ピストンが シリンダ内を
4ストローク
 (2往復ーreciprocatingーエンジン
 2回転)する間に
1ストローク(片道)のみ 爆発(シリンダ内)
 動作で、クランクシャフトを押して
 回転させ、
クランクシャフトを2回転をさせる
 ことでパワーを出す方式の
 エンジン(内燃機関)だ。

パワーをフォーストエンジンで出す
ストロークには それぞれ名前があり
 仕事が異なる
 1.吸入(空気とガソリン) 
 2.圧縮 
 3.爆発(燃焼とも表現) 
 4.排気        の 
 4ストロークをくり返し、
 回転力を発生させる。
   次のアニメも参考にしてね。

ただし、
 3.爆発のストロークのみ、
  回転力を発生させ
  パワーを出すことが出来るので、
 4.排気ストローク 
 1.吸入ストローク 
 2.圧縮のストローク
 これらには、フライホイールに蓄えた
  回転力を使い込む。
  また、各ストロークごとに
  反動力が異なり
  振動が大きい。

パワーをフォーストエンジンで出す
1 吸入のストローク
 ここでは、ピストンが
 クランクシャフトで引かれる
 ストロークである。 ⇓ 

 引かれることで
 空気を吸気管から吸い込み、
 吸気管の途中にある
 キャブレター(近年はEGI)から 

 ガソリンも同時に
 吸・排気のバルブの内
 吸気バルブを すり抜かして
 シリンダの中に
 吸い込む 混合気と言われる

パワーをフォーストエンジンで出す
2 圧縮のストローク
 ここから、
 ピストンが クランクシャフトに
 押されて、
 吸い込んだ空気とガソリンを
 押し縮めてゆく ⇑

 吸気バルブは閉じられてしまう

 体積で 約10分の1 に縮める
(圧縮比と言われる)

 縮める力はフライホイルが吐き出す
 フライホイルに蓄えられた慣性力

パワーをフォーストエンジンで出す
3 爆発膨張のストロークでは、
 圧縮のストロークの最後まで
 縮めきった混合ガス
 (空気とガソリンの混合) に 
 
 電気火花で 着火して爆発させる

 爆発したガスが 膨張する力で
 ピストンを押し下げる ⇓

 押し下げる力でクランクシャフトを
 回転させ、その 回転力が
 エンジンのパワーとなる

 タイヤを回すエネルギーとなり 
 フライホイルにも回転力を蓄える。

 ガスは膨張しきって(仕事を終えて)
 次で 排気される。

パワーをフォーストエンジンで出す
 排気のストロークで、
 エンジンバルブのもう一つ
 排気弁が開き、

 ピストンがフライホイルで回された
 クランクシャフトで押されて上がって
  行き
 排気として押し出す   熱!!

 出し切って排気バルブは閉じられる

パワーをフォーストエンジンで出す
 ここまでで1サイクル
  フォーストロークサイクルが
 完成し新規に
  吸入ストローク
   から繰り返す。⇓ ⇑ ⇓ ⇑

パワーをフォーストエンジンで出す
エンジンの進化
フォーストのエンジンも
  進化し続けている

 排ガス規制 や
 大出力需要(同じ重量でも大きい出力) 
  により進化をしてきた。

その1.バルブ設置位置の変化 と 
 その2.シリンダ数 の増加 が
  顕著な進化である。その中で

写真は1シリンダ(単気筒)の模型エンジンです

パワーをフォーストエンジンで出す
1 バルブ設置位置の 変化は
 出力増加に顕著な効果をもたらす。

古い順に
 ・サイドバルブ式2バルブ
 ・オーバーヘッド2バルブ
  (プッシュロッド+ロッカーアーム式) 
 ・オーバーヘッド2or4バルブ
  (チエン駆動シングルカム軸
      +ロッカーアーム式) 
 ・オーバーヘッドバルブ
  (4バルブ+チエン駆動ツインカム
      直駆動式)
となって 行きつくところまで来た。

平たく言えば、
 高速回転出来るようにすることで
 大出力需要 に対応している。

 (出力=回転数 X 爆発力) 

 外見からは判別は難しい、
 見分けられる人は
 相当に知識のある人だ。 

上の写真の補足
 右のエンジン
 前記の内の オーバーヘッド2バルブ
 (プッシュロッド+ロッカーアーム式)の
 タイプです
 プッシュロッドカバーのパイプが
   機械美を醸し出している。

某大陸の大型バイクは V型2気筒に
 ロッドカバーむき出しに着けて
  メカ感丸出しを売りにしている。

パワーをフォーストエンジンで出す
シリンダ数の増加
 シリンダ数を増やすことで 
 振動の低減を図りエンジンの
 回転をスムーズにすることが出来る。

レシプロエンジンは
 ピストンが往復運動
  (コネクテイングロッドも一緒に)
 するので、
 振動が発生する。

 4ストロークの内1回のみ爆発の工程では
 けた違いの振動を発生するの  そこで
 振動を相殺させるべくシリンダを増す
 
パワーをフォーストエンジンで出す
2.シリンダ数を増やす・多気筒化

4気筒にシリンダ数を増やすと
 4ストローク中 のどこかで
 爆発があるので
 振動が平均化される

 振動が平均化されれば
 回転数を上げることが出来るので
 出力増加も容易に出来る。

6気筒のシリンダのエンジンは
 極めてなめらかで振動も少なく出来る、
 この6気筒エンジンにこだわり続けている
 カーメーカーも現存する。

管理人の最初のマイカーサニー1200は、
 4気筒ではあったが、
 プッシュロッド+ロッカーアーム式の
 オーバーヘッドバルブ型のエンジン
 であった、 今では作ってない?
 パワーは現在の軽自動車よりの小さかった が
 車体重量軽くて、それなりに楽しめた。

上の写真は、チエン駆動タイプのエンジンの
( チエン&スプロケットケース )

パワーをフォーストエンジンで出す
困った体験
フォーストロークサイクルエンジンは、
 クランクシャフト(=出力軸)の回転数と、
 カム軸の回転数を完璧に
 シンクロさせなければならない

 そのメカニズムとして
 現在ではチエンで連動している。
 まれにコグドベルト(歯付ゴムベルト)
 使用しているエンジンが存在する。
 コグドベルトの摩耗・破断は
 深刻な影響を及ぼす。 

 体験談はこちらタイミングベルトの破断

さらに、爆発の強烈なジーゼルエンジンでは、
 ギヤ列が使用されていて、
 加工精度を厳しく仕上げて、エンジンの
 騒音を少なくなるようにしている。

アニメーションは手作りです。ほかにも手作り

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