車のガソリンエンジンの種類と4サイクルエンジンの仕組みを解説

ガソリン車の画像

一般的な乗用車に搭載されているエンジンで最も多いのは「4サイクルガソリンエンジン」です。
ガソリンを燃料とするエンジンの1つです。
このほか、ガソリンを燃料とするエンジンには、「2サイクルエンジン」があります。
かつては軽自動車や小型車に使用されていましたが、近年は排出ガスの問題からオートバイにおいても減少しています。
これらのエンジンは、シリンダー内をピストンが往復運動することでパワーを生み出す構造をしているため、レシプロエンジンに分類されます。


ロータリーエンジン

レシプロエンジンとは異なった構造をしているガソリンを燃料とするエンジンには、ロータリーエンジンがあります。
このエンジンは、コンパクトで高出力が出せるメリットがある反面、燃費が悪いという特性があり、オイルショックの時期には敬遠されたこともありました。
しかし近年改良が進み、新時代のロータリーエンジンが発売されています。
なおロータリーエンジンは、構造的に水素エンジンにも向いています。
実用化には素材が鍵を握るところです。

ハイブリッドエンジン

近年増えてきたエンジンです。
これは4サイクルエンジンと電気式モーターの組み合わせによるものが主流です。
従来のガソリンエンジンと比較して、20~40万円高いことが普及のネックになっています。

ディーゼルエンジン

ディーゼルエンジンも4サイクルエンジンの一種ですが、ディーゼルエンジンの燃料は軽油です。
4サイクルガソリンエンジンとは、その構造や機能が異なります。
ヨーロッパでは高い燃費効果かr、乗用車用の小型ディーゼルエンジンが普及しています。


4サイクルエンジンの仕組み

エンジンは動力を発生させる装置です。
この動力は、燃料と空気による混合気の爆発によって生み出されます。

4サイクルエンジンでは、「吸気→圧縮→膨張→排気」の1サイクルをピストンの2往復で行い、動力を得るエンジンです。

エンジンが動力を生み出す工程の最初は、シリンダー内に空気と燃料を吸い込む吸気工程です。
ピストンが下降して、混合気をシリンダー内に導きます。

次に、大きな動力を得るためには、混合気を効率よく爆発させる必要があります。
このための工程が圧縮工程です。
圧縮工程では、ピストンは上昇します。
なお、4サイクルエンジンでは、吸気や排気を行うときの気体の出入りと、圧縮と爆発時の気密性を確保するためバルブが付けられています。

混合気が圧縮されると、ガソリンエンジンの場合、点火プラグの電気火花によって混合気に点火され、混合気が爆発します。
この工程が膨張工程です。

このときの膨張力によるピストンの直線運動をクランクによって回転力へと変えることによって出力を得るのです。

クランクのはたらきによってピストンがシリンダー内を上昇して、燃料ガスを排気するのが排気工程です。
これで1サイクルが終了し、続いて吸気工程に戻ります。

ディーゼルエンジンでは、4サイクルガソリンエンジンと同様に、4ストロークで1サイクルを完了するエンジンで、構造は4サイクルガソリンエンジンによく似ています。

4サイクルガソリンエンジンとの構造上の違いは、大きく2つあります。
1つは、圧縮工程です。
ディーゼルエンジンでは、圧縮するのには空気だけです。
ガソリンエンジンでは燃料と空気の混合気を点火によって爆発させますが、ディーゼルエンジンの場合は軽油の特性から、圧縮によって高温になった空気中にインジェクターから軽油を噴射することで、気化・燃焼を行います。


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