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4サイクルエンジン(4スト)とは

前回は2ストの説明をしましたが、2ストはもはや絶望的です。
公道走行できる2ストバイクは日本では作られておらず、新車で乗りたければハスクバーナといった外車を買うほかありません。
それに対して現在主流なのが4ストです。

4サイクル(ストローク)エンジンもレシプロエンジンの一種です。
4ストロークという名前が示すとおり2ストロークの2倍すなわりピストン2往復する間に1行程を完結するエンジンのことをいいます。
簡単な流れ
1、ピストンが上死点から下がり始める
2、吸気バルブが開き混合気を吸入
3、ピストンが下死点から上昇する
4、混合気が圧縮され燃焼する
5、燃焼圧力によりピストンが押し下げられ下死点に向かう
6、ピストンが下死点到達後上昇する
7、排気バルブが開き燃焼ガスを排出する

まぁ、『はぁぁ?』って感じですね。
2ストロークよりさらに複雑になっています。
簡単に言うと
4ストロークエンジンはクランクシャフトが2回転する間に1爆発を起こす
ということさえわかれば良いです。

4stroke.gif
↑4ストロークエンジンの図
上の説明と合わせながら見ていただきたい

2ストロークの方が効率が倍いいので圧倒的なパワーがでます。
単純に250ccの2stは500ccの4stに匹敵すると考えてください。
さらに2stエンジンは単純な仕組みのため軽量コンパクト!
運動性能抜群です。
ただし、パリパリする音がバイクに乗らない方にとっては非常に不快ですし、燃費も悪い。
加えて排ガスが汚い=現行の排ガス規制に対応できない
というデメリットがあるため最初に述べたように現行の国内ラインナップには存在しません(コンペティション除く)

4stはパワーこそ2stに劣るものの2stのデメリットをほぼ解消するような形をとっています。
低燃費・クリーンな排ガス・低騒音
ピークパワーこそ劣りますが、低回転からも出力が得られるのも大きなメリットです。
バイクを取り囲む現状は厳しくなってきています。
だからこそ効率が良くクリーンな4stの開発を各メーカーは競争しているのです。

やっと色々書けるようになりました。
でも気筒数まで説明しておきたいなぁ…
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基礎知識&用語

2サイクルエンジン(2スト)とは

ここしばらくテスト続きで更新が遅れがちになってしまい申し訳ありません。
(できれば今月でいろいろ決まって欲しいです)

さて、2サイクルエンジン(2スト)の説明と行きましょう!

2サイクルエンジンはレシプロエンジンの一種です。
名前の2サイクルは2行程つまりピストンが1往復することを意味します。
前回の復習となりますが、行程とはエンジンの『吸気・圧縮・燃焼・排気』の一連の流れのことだというのを思い出してください。
この4つの過程をピストン一往復する間に完結するエンジンを2サイクルエンジンと言います。

ここからは少し詳しく書きます。
1、ピストンが上昇してシリンダー側が混合気を圧縮
2、一方のクランクケース側は負圧となって混合気を吸い込む
3、プラグの点火による燃焼によってピストンが押し下げられる
4、クランクケース内の混合気が圧縮されシリンダー側へ押し出される
5、混合気の流入により燃焼ガスが排出される
というのが一連の流れです。

まぁ、『は?』って感じがしますよね
しかもこれがピストン1往復の間に完結しているという
まぁ簡単に言うと
2サイクルエンジンはクランクシャフトが1回転する間に1爆発を起こしている
ということさえ頭にいれておけばなんとか話はできるでしょう。

2stエンジン
↑画像は2サイクルエンジンの行程を示している。
 ピストンが1往復する間に全て完結しているのがイメージできればよい

あまり専門的に書いてるブログではなく、あくまで記事のための先行知識として書いているので詳しく知りたい人はご自由に調べてください
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基礎知識&用語

ストロークとは

出力・トルクが終わったのでストロークの項目に入ることにしましょう。
4ストローク、2ストロークという単語をよく耳にします。
そしてバイク乗りなら2ストロークは現在絶望的だということも知っていると思います。
でもストロークって一体何なのか正確に説明できますか?

ストロークとは日本語訳すると「行程」の意味になります。
ピストンが上死点~下死点へ、また下死点から上死点へ移動すること
つまり往復することを言い
またはピストンの移動する距離を言います。
ちなみにストロークとサイクルは同じ意味です。

行程とは2ストローク、4ストロークともに
エンジンの『吸気・圧縮・燃焼・排気』の一連の行程のことを指します。
1、シリンダー内に混合気が送りこまれ
2、圧縮され
3、点火と同時に爆発し
4、排出される
という基本行程は2スト、4ストともに変わらないわけです。
2ストローク、4ストロークはこの基本行程が何回のピストン往復運動で行われるかが違います。

2ストローク、4ストロークのそれぞれの説明は次回にまわすとして
なぜこの行程でパワーが得られるのか簡単に説明をしてさわりの部分は終わりたいと思います。
簡単に言うとパワーはエンジン内の圧力が変化することで得られます。
燃焼の時に圧力は最も高くなり、吸気・排気の時は最も低くなる。
この圧力の差を利用することでバイクは走るというわけです。

ストローク
画像は行程システム

2&4ストローク
それぞれのストロークの特徴を簡単に表した図

さて、次回はそれぞれのストロークについて説明していきたいと思います。
ホントはバイクのことについて書きたかったんですけど、ストロークと気筒数について説明をしないまま新しいことに挑戦できないと思ったのでしばらくお待ちください。
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基礎知識&用語

最大トルクとは

ひとつ前の記事の馬力と密接な関係があるのがトルクです。
具体的な解説をする前にバイクにおいて「トルクがある」とどのような時に使われる(もしくは聞く)のか考えてみましょう。
私はよく低回転の発進でもギクシャクしない乗りやすいバイクが「トルクがある」と表現されるのを耳にします。
逆に速いバイクについては「パワー(馬力)がある」と表されます。
端的にまとめると
・低回転:トルク
・高回転:馬力
といった構図をイメージします。
正確ではありませんが、これあながち間違いでもないんです。

さて、前回のおさらいから
馬力の公式は「馬力=トルク×回転数」でした。
トルクが同じならエンジンの回転数が高いほうが馬力が出るということも前回言いましたよね。
逆に回転数が同じならばトルクの大きいほうがパワーが出ているということになります。
ピーンときましたか?
そう、ギクシャクしがちな低回転時においてスムーズに進むことができるすなわち「パワーが出ている」ということはトルクが大きいということになります。
つまり低回転で乗りやすい=トルクがあるというイメージはニュアンス的にはあっているわけです。

ふむふむと思いながらこれを見ている人が思っているのはおそらく
で、トルクって一体なんやねん!
ではないでしょうか。(ギクっとした人は手を挙げなさい。
トルクを言い換えると「モーメント」です。
Just a moment(ちょっと待って)のモーメントではなく、物理の用語で回転力を意味します。
正確な定義は「エンジンのクランクシャフトに1mの腕を取り付けてしび腕の先端にかかる力」
単位としては「-Kg-m/rpm」が用いられています。
例えば4Kg-m/10000rpmと表記があれば、エンジンが1万回まわっているとき1mの腕の先には4kgの力がかかっていることになります。
これでもうカタログ読めますね。

プラスアルファ知りたい人は続きをどうぞ
もういいやという方は次回をお楽しみに
ではそのトルクはいつ発生するのでしょう。
燃焼室内の混合気が燃焼しその圧力によってピストンが押し下げられクランクシャフトを回転させたときに発生します。
すなわちトルクを大きくしたい時は燃焼圧力を上げてやればいいんですね。
ひとつの例としては1気筒当たりの排気量を大きくしてあげる方法があります。
つまり同じ400ccでも4気筒より単気筒の方がトルクが大きいわけです。
単純にカタログのトルクが大きい乗りやすいというわけではなく、あくまで各気筒のトルク数×気筒数で出された値だということを忘れないで欲しいです。
SRやオフロード、ストリートをはじめとする単気筒勢が街中で乗りやすいのはこういう理屈があったからということをまとめとして書くとすごいと思われるので書いて終わります。
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基礎知識&用語

最高出力とは

みんな集まれ~
座学の時間ですよ~
というわけで久々の基礎用語&知識です。
いろいろ車種紹介でも書こうと思いましたが、予備知識があったほうがいいかなと思って戻ってまいりました。

今回説明するのは「最高出力」
最高出力とはエンジンの生み出す力、すなわち馬力のことです。
バイクのカタログを見るとき気になりますよね。
でも正確にカタログ読めてますか?

バイクのカタログの馬力の項目に○○ps/●●rpmと書いてあるのは知っていると思います。
(知らないひとは今すぐチェック✔)
psとrpmって何の略称かわかりますか?
psはドイツ語のPferdestarkeの略で意味は「馬力」
rpmはrev per minuteで一分間当たりの回転数を表示します。これはタコメーターにもついてるのでお馴染みだと思います。
この2つのことから●●回転の時に○○馬力出るということを意味していることがわかります。
逆に言うと適切な回転数でなければ最高出力は出ていないということです。

では馬力の定義を正確に言えるひとはいますか?
普段意識しないため正確に言える人はほとんどいないと思います。
馬力とは
1秒間に約75kgの物を1m引き上げる力のこと
と定義されています。
決して馬何頭分という意味ではありません。
200馬力=馬200頭だったらペーターもびっくりします(;゚Д゚)!

さて、馬力の算出方法ですが
トルク×回転数
で表されます。
つまりトルクが同じならば高回転になればなるほど馬力が出るわけです。
90年代のバイクは得てしてハイスペックです。
カタログを見ると最高出力と発生回転数が以上な値を示していますが、トルクが現行車と大差ありません。
この式からわかるように馬力の高いバイク=乗りやすいバイクではないということがわかります。
確かに馬力が高ければ速いですが、常に高回転を維持して走るのはライダーにとってもバイクにとってもあまり良いとはいえませんからね。

さて、馬力と密接に関係するトルクについては次回に説明したいと思います。

~続く~
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基礎知識&用語
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