ガソリンエンジンの動作原理

エンジンは化学エネルギーを機械エネルギーに変換する機械であり、その変換プロセスは実際には作業サイクルプロセスです。 簡単に言うと、シリンダー内で燃料を燃焼させて運動エネルギーを発生させ、エンジンのシリンダー内のピストンを前後に駆動し、そのピストンに接続されたコンロッドとコネクティングロッドに接続されたクランクを前後に駆動します。クランクシャフトの中心を中心に円運動し、動力を出力します。
4 ストローク ガソリン エンジンの作動プロセスは、吸気、圧縮、燃焼膨張、排気の 4 つのストローク (ストローク) からなる複雑なプロセスです。
吸気ストローク
このとき、ピストンはクランクシャフトによって駆動されて上死点から上死点まで移動し、吸気バルブが開き、排気バルブが閉じます。 ピストンが上死点から下死点に移動すると、ピストン上部の体積が増加し、シリンダー内のガス圧力が低下し、ある程度の真空が形成されます。 吸気バルブが開くことにより、シリンダーが吸気管に接続され、混合気がシリンダー内に吸入されます。 ピストンが下死点に移動すると、シリンダーは前の作動サイクルでは排出されなかった新鮮な混合気と排気ガスで満たされます。
圧縮ストローク
ピストンが下死点から上死点に移動し、吸気バルブと排気バルブが閉じます。 フライホイールの慣性でクランクシャフトが回転し、コンロッドによってピストンが押し上げられます。 シリンダー内のガス体積は徐々に減少し、ガスは圧縮されます。 その結果、シリンダー内の混合ガスの圧力と温度が上昇します。
ワークストローク
このとき、吸気バルブと排気バルブが同時に閉じられ、点火プラグが点火し、混合気が激しく燃焼します。 シリンダー内の温度と圧力が急激に上昇し、高温高圧のガスによりピストンが下降し、コンロッドを介してクランクシャフトが回転します。 エンジンの 4 つの作業行程中、この行程のみが熱エネルギーを機械エネルギーに変換できるため、この行程は作業行程とも呼ばれます。
排気ストローク
このとき、排気バルブが開き、ピストンが下死点から上死点に移動し、ピストンの上昇に伴ってシリンダー内から排気ガスが排出されます。 排気システムの抵抗と燃焼室も一定の容積を占めるため、排気プロセスの最後に排気ガスを完全に排出することは不可能です。 残った排気ガスを残留排気ガスといいます。 残留排気ガスは膨張に影響を与えるだけでなく、燃焼にも悪影響を及ぼします。
排気行程の終わりに、ピストンは上死点に戻ります。 これで作業サイクルが完了します。 その後、フライホイールの慣性によってクランクシャフトが回転を続け、次のサイクルが始まりました。 繰り返しますが、エンジンは動き続けます。