ストローク (エンジン)

ストロークとは

内燃機関における「ストローク」または「行程」という用語は、エンジンの動作サイクルに関連して特定の意味を持っています。この用語は、エンジンの内部でピストンが移動する各段階を指し、エンジンの効率と性能に深い影響を与えます。

出力サイクルの概要

エンジンのサイクルは、ピストンが気筒内を上下に動くことでエネルギーを生成するプロセスです。特に一般的に用いられる4ストロークサイクルを例に、各工程について詳しく見ていきましょう。

1. 吸入行程

吸入行程は、4ストロークエンジンの最初の段階です。この過程では、ピストンが下に移動し、内圧を下げることによって、燃焼室に混合気（ガソリンと空気の混合物）や空気を引き入れる効果を生み出します。混合気は気筒の上部にある吸気弁を通過し、シリンダー内部に導入されます。これにより、エンジンの次の工程に必要な燃料が確保されます。

2. 圧縮行程

次に訪れるのは圧縮行程です。このプロセスでは、混合気がピストンによって上方向に押し上げられ、気筒の容積が縮小します。この圧縮により、温度と圧力が上昇し、最終的にガソリンエンジンの場合は点火プラグが、ディーゼルエンジンの場合は自己発火によって燃焼が始まります。十分に圧縮された混合気や空気は、エネルギー生成の準備が整います。

3. 燃焼行程

圧縮工程が終了すると、発火が発生し、次の燃焼行程に移行します。ここでは、燃焼によって生じた熱エネルギーが膨張を引き起こします。この膨張した気体がピストンを押し下げることで、エンジンに動力を提供します。この段階がエンジンのパワーを生み出す重要な部分です。

4. 排気行程

燃焼工程が完了した後、最後の排気行程が始まります。この段階では、ピストンが再び上昇し、燃焼によって生成されたガスをシリンダーから追い出します。ガスは気筒の上部にある排気弁を通過して外部へ排出されます。これが完了すると、排気弁が閉じて、次の吸入行程が始まる準備が整います。

出力サイクルの種類

ピストンエンジンで用いられるサイクルは、その行程数に応じて分類されます。一般的には、2ストロークと4ストロークのエンジンが多く見られますが、5ストローク、6ストローク、または2+4ストロークなどの設計も存在します。これらは各々独自の特徴と用途を持ち、エンジンの効率に影響を及ぼします。

行程長

行程長とは、気筒内でピストンが移動する距離を示します。この長さは、クランクシャフト上のクランクによって決まります。エンジンの排気量や性能を決定づける要因の一つであり、行程長が大きいほど多くの空気・燃料混合物を取り込むことができ、結果的に出力が増加します。

最後に

内燃機関におけるストロークはエンジンの基本的な設計要素であり、それぞれの行程がエンジンの機能に不可欠です。エンジンの性能を理解するためには、これらの行程を深く知ることが重要です。特に、自動車業界においては、エンジンの構造や性能が車両全体の効率やエコロジーに影響を与えることを考慮すると、ストロークの理解は欠かせません。

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