エンジンでどうしても信じられないことがあります。

エンジンでどうしても信じられないことがあります。
それはあんな高速でピストンが上下していることです。
燃料を噴射するためのバルブをカムであける→点火→排気を出すための穴をカムであける→排気
これが一連の動作ですが、例えば6000rpmだとしたら、一秒間に100回この動作を繰り返してる訳ですよね？早いのは分かりますがいくらなんでも一秒間に100回上下なんて、そんなに早くこの一連の動作が出来るとは信じられません。どなたか分かる方いらっしゃいませんか？

No.1 回答者： aokii 回答日時： 2010/02/27 09:21

一秒間に100回上下するのは、すごいことですが信じて下さい。

先人の知恵で可能になっています。
先輩に感謝しましょう。

No.2 回答者： 86tarou 回答日時： 2010/02/27 09:29

実際、そうなってるのですからとしか言い様がありません。

それよりも私なんかには、コンピュータチップ等の微細さとかの方が凄いと思います。

※車のエンジンは一般的に４サイクルエンジンですから、6000rpmだと１秒間に50回（一連の動作）になります（１サイクルで２回転）。
http://www5f.biglobe.ne.jp/~zx6/mobilutility/inf …

この回答へのお礼

４サイクルだと５０回転で半分なんですね。正確には５０爆発ですか。
たしかに２ストロークのバイクなんかは回転数を上げて音を聞いても単発で上下しているのがわかる感じで聞こえますね。（ドンドンドンという感じ）
４ストロークのになると音が繋がっているような（ギュイーン）というような音に聞こえます。
すると同じ回転数でも４ストのほうが爆発音が半分で済み、音が静かだということになります。


２ストローク場合だと同じ回転数を出そうとすると同じ数だけ爆発がいるが、

４ストロークの場合一回の爆発で２回転してる。ので音が静かなのですかね。
ただ爆発は一回でもピストンは確実に２回上下してるんですよね。

そうすると単気筒か４気筒とかでも違う気がします。

４ストロークの場合一回転分はクランクの重りの勢いだけで動くことになり
その間の力は非常に弱いと考えられるので、４ストロークで単気筒のバイクなどが少ないんですね。
複数気筒にして交互に爆発させればその間の力を他の気筒の力で補えると思いますし。


一秒間に１００回の爆発、１００回のバルブの開け閉めだと思っていましたので
５０回の爆発で５０回のバルブの開け閉めということならなんとか信じれる範囲かなと；・

そういえば２ストロークバイクの回転域（タコメーター）はそんなに大きくないですよね。
有難うございました。

お礼日時：2010/02/28 07:01

No.3 回答者： exb04583 回答日時： 2010/02/27 09:34

いなかのくるまやです。

私自身も同じようにふと疑問に思ったことはありますよ。（笑
6000rpm程度なら、フツーのガソリンエンジンならアクセル
ひと吹かしで瞬時に到達できる回転数ですからね～。
なんと「い～ち」と言ってる１秒の間に１００回転ですからね～。

実に驚異的ではあります。

高速縄跳び少女、鈴木めぐみさんをご存知ですか？？
http://www.earthlete.com/yoyo_nawatobi/post_13.h …

彼女の記録では３０秒間で１６０回転程度らしいですが、
それってのは320rpm程度のもので、フツーのエンジンの
アイドリング回転数の半分以下程度に過ぎないわけですからね。

しかし、めぐみさんの縄跳びは「驚異的な早さ」ということ
で話題になっているわけですもんね。

まさに文明の利器である「機械」というものはすばらしいです。

１秒間に１００回転を達成できたりなど・・。

信じられないですが「紛れもない事実」なんですね。

この回答へのお礼

たしかにそうなんですが、カムひとつとっても非常に不思議なんです。
カムは卵形のような形をしていると思いますが、それとバルブをくっつけているのはただのスプリングの力ですよね。そうするとそんな高速で回転させると、一瞬カムとバルブが離れるような気がしたんです。
要するに卵形のてっぺん（細いほう）から、バルブが上がる時、（閉まる時ですね）太いほうにスプリングの力で押し上げるわけですがゆっくりだとぴったりくっついたまま回りますが、あまりにも高速だとスプリングのバルブを押し上げる速度が追いつかず、タンタンタンとバウンドしてしまうような気がしたんです。

お礼日時：2010/02/28 06:19

No.4 回答者： santana-3 回答日時： 2010/02/27 10:21

鳥の「ハチドリ」は1秒間に80回程羽ばたくし、ミツバチは1秒間に250回も羽を動かします。

機械で1秒間に100回程度なら特別に高速の動きとは思えません。

No.5 回答者： tomo733 回答日時： 2010/02/27 10:49

秒と分が間違ってるというツッコミは誰もしないの？

1/60でも十分速いけど

この回答へのお礼

すいません。秒と分？を間違えてましたか？

お礼日時：2010/02/28 07:14

No.6 回答者： cockli3 回答日時： 2010/02/27 13:02

＞どなたか分かる方いらっしゃいませんか？

信じられないっていうのは、よく分かるよ。

No.7 回答者： rgm79quel 回答日時： 2010/02/27 18:05

どうえんでしょうね、

私も凄いなぁ…と思ったことは有りますが
２万回転以上回るエンジンもざらですから
（吸気速度は音速を突破します）
自動車のエンジンくらいなら
特に驚きはしません。

この回答への補足

申し訳ありません。シリンダーの上下による気圧変化で吸い込んでるんですよね。失礼いたしました。ただカムの問題について疑問が残りました。

補足日時：2010/02/28 07:11

この回答へのお礼

ご回答有難うございます！
吸気が速度が音速を超えると言う事はその圧力はどこから発生してるのでしょうか？
また液体から混合気に変えるときの原理はどこから力を得ているのでしょうか？

お礼日時：2010/02/28 06:38

No.8 回答者： nekoppe 回答日時： 2010/02/27 19:34

アクセルを踏み込んでいくとスロットルバルブが開いていき、エンジン回転が上昇していきます。

点火された火種は火炎となって燃え広がり燃焼室端に達します。この燃焼速度がエンジン回転と共に速くなっていくので高速回転を可能になっているのです。makopon30様は恐らくエンジン回転中のロッカアームやバルブを見た事がないのではないでしょうか。２輪車のエンジンは横から見る事ができるので、排気管を外してバルブの動いているのを見てみると良いです。アイドリングなら意外とゆっくりですよ。４輪車のＯＨＶエンジンでアイドリング中のロッカアームの動きを見てみるのも良いです。思ったよりゆっくり動いていますよ。少しずつエンジンに慣れていくと、知識や経験のない状態に比べ理解が進み少しは信じられるようになりますよ。

この回答への補足

申し訳ありません。シリンダーの上下による気圧変化で吸い込んでるんですよね。失礼いたしました。ただカムの問題について疑問が残りました。これはガソリンを液体から混合気にする過程を学ばなければならないようです。

補足日時：2010/02/28 07:12

この回答へのお礼

有難うございます。疑問のひとつなんですが基本的に混合気をシリンダ内に吸気する際にその圧力ももの凄くないと一秒間に５０回転以上なんて無理ですよね。その圧力はどこから得てるんでしょうか？

お礼日時：2010/02/28 06:36

No.9 回答者： rawbrom 回答日時： 2010/02/27 22:15

私も不思議に思ったので調べてみましたが、

なかなか上手く説明できませんので私がわかった事を
難しいことは省いて簡素に書きます。

・エンジン内でピストンにより圧縮されたガソリン混合気の
　燃焼スピード（膨張によるピストンを押し下げる速さ）が
　ピストンの高速上下運動のスピードよりもはるかに速い。
　アクセルの開閉でガソリン濃度を変えて調節します。

・ピストン上下運動はクランクシャフトの回転と連結しているので
　100回転以上でも回る。（クランクシャフトが1秒間に100回転するのは
　想像出来ると思います。）

・バルブを押すカムはクランクやタイミングベルト等で
　ピストン運動とつながって連動している。バルブの開閉は高速でも
　タイミングは合う。

・点火タイミングはコンピューター制御で1秒間に100回の
　タイミングで区切って発火させるは問題なく可能。

・バルブが連動して開閉すれば吸気や排気はピストンの上下による
　気圧変動で瞬時に行われる。

これらの事を一辺にしてエンジンが動いているのですが、
ただ車を運転しているだけでは体感できませんから不思議に思いますね。

でも、実際に目で見れたとしても、あまりの速さに目で追いきれないでしょう。

この回答へのお礼

非常によくわかりました。２ストロークエンジンの場合クランク室に混合気吸気して圧縮するとありますが、この場合はピストンの上下による圧縮で弁を開いたり閉じたりしてますよね。
これも疑問に思ってたところなのですが、ではその弁が開いた時にクランク室に混合気を送り込むのはそれなりの圧力が必要ですよね。では、始動の時はどうするのでしょうか。
ガソリンは最初液体ですよね。それを1番最初に気化させて混合気にするのはどの過程でやっているのかなと。スターターのついてるエンジンならモーターがその役目を兼務するのでしょうか？
キック式ならキックの過程で捻出してるんでしょうか。４ストロークの車なども同じです。
４ストロークでキック式のみなんてないと思いますがｗ

お礼日時：2010/02/28 06:32

No.10 回答者： exb04583 回答日時： 2010/02/28 07:39

#3 いなかのくるまやです。

>そうするとそんな高速で回転させると、一瞬カムとバルブが
>離れるような気がしたんです。

ズバリ、その症状を「バルブサージング」といいます。
http://homepage3.nifty.com/KMG/dic/barubusaajing …

どんなエンジンにも「許容回転数」というものが設計時から
想定されています。それを超える回転域に突入してしまうことを
「オーバーレブ」といい、そのようなことがないようにタコメーター
には「危険回転域、いわゆるレッドゾーン」が明示されています。

もっとも最近の車ではＡＴが主流でドライバーの意思に反して、
不意なエンジン回転の上昇を抑制するような各種プログラミングが
組まれていたりで、タコメーターすら未装備なんてのも多いですね。

ニュートラルでのレーシング（空吹かし）ですら、オーバーレブ
しないようなセーフティプログラムになってたりしますよ。

コンピューターコントロールのインジェクション仕様のエンジンなら
そういった制御が比較的容易にできるのです。