エンジン回転数って…？

こんにちは。

バイクに乗り始めた当初より、15年以上、密かにずっと抱いていた疑問です。

エンジン回転数（rpm）は文字どおり『1分間にエンジン（クランクシャフト）が何回まわるか』を表示しているものですよね。
仮に、アイドリング時1200rpmだとすると、秒間20回転していることになります。…ってことはピストンも20往復しているってことですよね。プラグも20回発火していると言うことですよね。一秒間に！？
これがレッドゾーンの12,000回転までまわした時には秒間200回転（往復）というにわかには信じられない数字になる訳なんですけど、物理的に可能な数字なんでしょうか？
何処かで僕が初歩的な感違いをしているのでしょうか？
30を越えてこのような初歩的なタコ質問で恐縮ですが、どなたか説明していただけませんか？
よろしくお願い致します。

No.6 ベストアンサー 回答者： RocketRon 回答日時： 2005/08/02 00:06

#4です。

ご参考までに下記の計算を記します。

KDX200SRの場合
ボア×ストローク
66mm×58mm

ここでエンジン回転数が10,000rpmの時のピストンスピード（メートル毎秒）を求めます。

まず回転数を秒単位にします

10,000(rpm)/60＝166.666...(rps)

ピストンの毎回転の移動距離はエンジンが1回転で1往復することより、

58x2＝116mm

よって、平均ピストンスピードは

116x166.666...≒19333.333...(mm/s)
＝19.333...(m/s)

となります。

計算は合っていると思いますが...

ちなみに、上記は平均のピストンの移動距離を時間で割った平均スピードですので、当然上死点、下死点では瞬間的に０で、その中間（クランク角度９０度）で、最高速度となります。正確な最高速度はコンロッドの長さがわからないと計算できませんが、クランクの角速度のみを用いて計算したところ、平均スピードのおよそ1.57倍(30.3533...m/s)となりました。

この回答へのお礼

再度の回答ありがとうございます！

お返事本当----------------に遅くなりまして、申し訳ない限りです！！！！！！
わざわざ計算式までありがとうございました。

＞当然上死点、下死点では瞬間的に０…
そうなんですよね。すっかり抜けてました。

錆び付いた文系頭に、もう一度喝入れなおさにゃならない様です。

ありがとうございました！！

お礼日時：2005/08/15 03:14

No.5 回答者： BERSERGA 回答日時： 2005/07/30 11:02

すでに前の人が答えていますけど、確かにその回数の往復運動をしています。

・・・が、実感わかない、という気持ちも非常によくわかります。（笑）
私も、頭ではわかっていますが、あんまり実感わかない一人です・・・というか、わかってても実感わかない人の方が多いのではないでしょうか。
１００万円だと「おお大金だ！」と思うけど、１兆円だとすごすぎて実感わかないようなものでしょうか？
エンジンだと、いいとこ２万回転ですが、電気モーターやターボチャージャーなど、回転部分のみで往復運動のないものなら、数万回転～十数万回転にも達します。
十万回転・・・・・まるっきり想像つきません。
バイクでは無理ですが、車だと、オイルを入れるキャップを外してエンジンかけると、カムシャフトやロッカーアームの一部が見える車種もあります。
アイドリング（７００ｒｐｍくらい）でも、けっこう高速でロッカーアームが動いているのが見えます。
でも、ロッカーアームの往復運動はピストンの半分、つまり１秒に５～６回なので、まだ目で追えます。
それでも、その状態で軽くエンジンふかすと、もう全く見えません。
（ただし、エンジンオイル飛び散るので、あんまりやらないようにね（笑））
エンジンとは、それだけ高速で動いていると思えば、オイル交換とか大事だな、ってのがわかりますよね。
私も、いっぺんでいいから、透明なシリンダーのエンジンとか、見てみたいです。（笑）

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

共感してくれる人がいるのはやはり心強い（？）ものがあります。
日頃あまりに当たり前に接している事でも、実際に考えてみると以外とピンとこないものって割とありますよね。

＞十万回転・・・・・まるっきり想像つきません。
つい、某TVCMで大車輪しているおじいさんを想像してしまいました。あれがそんな勢いで回っていたら…。
…重ね重ねおバカで申し訳ないです。

お礼日時：2005/08/01 00:52

No.4 回答者： RocketRon 回答日時： 2005/07/30 03:17

確かに１秒間に200回も回転するなんて非常識のようですが、ピストンスピードそのものは、そんなに早くありません。

ストローク×回転数で計算しますと、平均ピストンスピードが算出されますが、F1マシンでさえ25m/sに達していないそうです。

推測ですが、ピストンやバルブの往復運動などのメカニカルな部分がついてこれるならば、燃焼室の給排気の流速が音速に達するまで回るのではないかと思いますが、どうでしょうかねえ。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
＞ストローク×回転数
では出ませんよね？

手許に、焼き付いた記念としてとってある、KDX200SRのピストンがあります。直系およそ65mm。排気量から計算したピストンスピードは目を見張る程遅いのです。
どこかでおバカな計算違いをしているかもしれませんので（年老いた文系頭には丁度良い頭の体操代わりですな…）、もう一度小学生頭に戻って計算してみます。
でも、遅いなぁ。

お礼日時：2005/08/01 00:45

No.3 回答者： wa-chan 回答日時： 2005/07/29 23:58

回答ではないんですが、私もずっと同じ疑問を抱いてました！

４サイクルだから、アイドリングで秒間１０回爆発してるんですよねぇ。私のバイクはＶツインエンジンなのですが、アイドリング状態ではドッドッドッドッ…と排気音がしてます。このドッ１回が爆発１回なんですよね。
でも、実際どう数えても１秒間に１０回もドッと言ってないです。これが私の疑問をさらに深めている理由です。

あと、透明のエンジンですが、もしかして大学の工学部だと実験用のエンジンがあるかも知れませんね。今度知り合いに聞いてみます。

この回答へのお礼

回答（じゃないのか）ありがとうございます。

同じような疑問を抱いてる人はやっぱり居ますね。
＞実験用のエンジン
一般人も見られるようなところがあれば是非知りたいと思います。

お礼日時：2005/08/01 00:15

No.2 回答者： inu2 回答日時： 2005/07/29 13:22

確かに、エンジンが動いているところを直接目で見ることができないので信じられないかもしれませんが

あなたの計算どおりの速さで動いていますよ

2ストの場合は1回転で1気筒あたり1回点火です
4ストは2回転で1気筒あたり1回点火です

12000回転の時は、1回転あたり0.005秒の計算になります

0.005秒内に2ストならば全ての行程を終わらせて
4ストならば2行程(半分)を終わらせます

点火した瞬間の温度は数千度になりますし(一瞬ですが)
点火するための電圧は3万～5万ボルトにもなります

それだけ高速高温の条件で動いているからこそ、オイルや冷却などが必要になるわけです



メーカーや研究施設などでシリンダを透明な素材で作ったテスト用エンジンの動きを見ると、ピストンなんて見えません、人間の目には速すぎて認識できないんです
それだけ速く動いているんですよ

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

そうなんですよね。
ばらす度に思うのですが『本当にこれがそんな速度で動くのか』と釈然としないものがあるんですよ。

＞透明な素材で作ったテスト用エンジン
こういうのを本当に見てみたいです。
それ見ないと理屈では理解しているつもりでも、このもやもやは今後も長く続くことになりそうです…。

お礼日時：2005/07/29 14:17

No.1 回答者： noname#13696 回答日時： 2005/07/29 11:52

＞プラグも20回発火していると言うことですよね

２stの場合ならば20回ですが、４stでしたら10回です。

これはエンジン構造の違いによる物で、2stはクランク1回転ですべての工程（吸気、圧縮、点火、排気）を行うのに対して4stはクランク2回転ですべての工程を行います。

このHPの2サイクルガソリンエンジン＆4サイクルガソリンエンジンの所をクリックするとアニメで見る事が出来ます　↓

http://www.nagatac.co.jp/animation/energy.htm


＞物理的に可能な数字なんでしょうか？

可能だからエンジンは動いているのです。

参考URL：http://www.nagatac.co.jp/animation/energy.htm

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

参考URLまでありがとうございました。
分解できる位の知識は一応あります。

＞可能だからエンジンは動いているのです。
まあ、それはそうなんですけどね。なんか実感できない速さ故の疑問だと思って頂ければと思います。

お礼日時：2005/07/29 14:05