内燃機関（エンジン）の不思議

いつも思っていたことですが、例えば４サイクルでは吸入・圧縮・点火・排気という一連の工程を行いクランクシャフトを回転させていますよね。
時速１００キロ以上にもなるとその工程はものすごい速さだと思います。４サイクルの正確な順序立てた工程がものすごいスピードで行われているのでしょうか？（勿論そうなのでしょうけれど）
例えば、モーターなら電磁石のＮとＳが入れ替わり永久磁石との引き合い・反発なので高速回転でも容易に理解出来るのですが、ことエンジンとなると信じられません。（といっても毎日、乗っている車がトラブルも無くまさにそうなのですが・・・）よろしければ御教示ください。

No.4 回答者： eniguma98 回答日時： 2011/03/04 09:28

モーターもそうですがそれを成しているのがこれまでの内燃機関の長い歴史における数々の

技術革新によるものでしょう。

質問を読んでいて思ったのですが具体的にどのような事がお聞きになりたいのでしょうか?
4サイクルエンジンの動作している状態を見るならばお近くにあるかはわかりませんが
交通科学博物館などであればガソリンエンジンの動作の様子を描いた切断模型(真っ二つに
割られた物)で確認できます。
それ以外の動作の様子であれば図書館などで閲覧できるビジュアル図鑑シリーズでも確認
できます。

4サイクルエンジンその物は一般的には「オットーサイクルエンジン」の事であり動作は、ピストンが
4ストロークしそのたびにクランクシャフトが2回転して、混合気を吸気、圧縮、燃焼、排気する動作
を繰り返し行うものです。
これらが何の問題もなく行えるように各部品を高精度に製造しかつ摩擦などによって発生する
熱などで部品が劣化しないようにエンジンオイルをエンジン内に入れ日常において何も問題
なく動作できるようにしています。

これらの現代的なガソリンエンジンにおける技術革新は航空機用ガソリンエンジン、船舶用ガソリン
エンジンなどでのノウハウが元になっています、エンジンはれっきとした工業製品です。
実際多くの自動車メーカーはその前身や歴史において何らかの形で航空機・船舶用エンジンの
開発や製造に関わっています(例外もあります例えばバイク製造メーカーのスズキなど)。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

お礼日時：2011/03/04 20:27

No.3 回答者： tance 回答日時： 2011/03/04 09:23

信じられないくらいスゴイことをしているのです。

電気の世界では１秒間に100往復というのは、低周波のなかでも
低い方に相当しますが、メカでこれを実現するのは大変です。

しかもこの１サイクルの中でもたくさんやることがあります。
バルブの開け閉めも空気やガスの動きの遅れ分を考えて
タイミングをずらしています。点火や、今なら燃料噴射など
１秒間に100回：つまり10msecよりはるかに短いタイミングを
要求されています。

排気のスピードなんて、バルブを通るところでは音速になります。
温度が高いから音速も速いですが、それでもこれがひとつの
限界になります。

他にも細かいところで、スゴイ技術がたくさん使われています。
しかも量産されています。さらに、その技術を知れば知るほど
ナンデ100万円そこそこで作れるのか、その方が不思議なくらいです。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

確かに電気の世界ではＭ、ＧＨｚというように桁違いですよね。しかしメカでこれだけのことをやっているのは凄いと思います。

お礼日時：2011/03/04 20:26

No.2 回答者： Hiyuki 回答日時： 2011/03/04 09:15

もちろん寸分のロスもなく動いていますよ。

ちょっとでもずれると、失火したり異常燃焼でエンジンが壊れたりします。
電子的な制御が組み込まれるようになって、相当厳密に制御されるようになりましたね。

部品数も半端無く多いです。私なんて分解したら絶対組みたてられません。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

お礼日時：2011/03/04 20:22

No.1 回答者： Lupinus2 回答日時： 2011/03/04 09:01

あなたの疑問はもっともです。

100キロのときは、実はそんなに回転数は高くないですが（普通乗用車、5速ＭＴ、4速ＡＴであればギアで変速して、低回転を使っているので）、
アクセルをめいいっぱい踏めば、一分間に7000回転くらい回りますかね。
一秒間に100回以上回っていることになります。
それでもカムやバルブが正確に動いているのですから、凄いと思います。

エンジン開発の歴史は、いかに正確に作動させるかの歴史と言ってもいいと思います。
初期のエンジンは、それこそ低回転だけのポンポンと回るものでした。
150年くらい前だったかな？
50年くらい前までは、良いバルブスプリングが無かったので、高回転になるとバルブの開閉が追いつかない、バルブサージングという現象が現れました。
そのため、各社創意工夫していました。
バルブスプリングを使わない、強制開閉式のデズモトロミック機構、ヘアピンスプリングタイプ、トーションバースプリングタイプもありました。
それが、材質や加工処理技術の向上により、今はほぼ全てがコイルスプリングになり、
それ以外はイタリアのバイクメーカーが頑なにデズモ機構を使っているだけになりました。

エンジンは、その基本的な構造に劇的進歩は無いけれど、
それを正確に作動、コントロールする技術が劇的に進化したので、今のような高回転、安定した出力が得られるようになりました。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

仰るとおりで本当に凄いと思います。

お礼日時：2011/03/04 20:22