Gearhead101:あなたの車のエンジンの仕組みを理解する

私は車の男ではありませんでした。 私はちょうど私の車がどのように動作するかを把握するためにボンネットの下で周りのツーリングに興味を持っていませんでした。 私のエアフィルターを交換したり、すべての今してオイルを変更することを除いて、私は今まで私の車に問題があった場合、私はちょうどメカニックに

しかし、最近、私は実際に車の仕組みの基礎を学ぶためにかゆみを持っていました。 私はグリースモンキーに完全になることを計画していませんが、私は私の車の中ですべてが実際にそれが行く方法の基本的な理解を持っているしたい 最低でも、この知識は私が機械工が私が私の車を取る次の時間について話しているものについての糸口を有することを可能にする。 プラス、それは男が彼が毎日使用する技術の基礎を把握することができるはずであることを私には思えます。 それはこのウェブサイトに来るとき、私はコーディングとSEOの仕組みについ; それは私が私の車のボンネットの下にあるもののような私の世界のより具体的な事を、検査する時間である。

私は私のような人がそこに他の大人の男性がいると思います—車の男ではないが、自分の車がどのように機能するかについて少し興味がある男性。 だから私は自分の研究で学んでいることを共有し、私たちがGearhead101と呼ぶ時折のシリーズでいじりをする予定です。 目標は、車の中でどのように様々な部分の非常に基本を説明し、あなた自身でより多くを学ぶことができる場所にリソースを提供することです。

それ以上の騒ぎなしで、私達は車の中心のinsおよびoutsを説明することによってGearhead101の私達のファースト-クラスを始める:内燃機関。

内燃機関

内燃機関は、エンジン内で燃料と空気が燃焼してピストンを動かすエネルギーを作り出し、車を動かすので、”内燃機関”と呼ばれています(それがどのように起こるかについては、以下で説明します)。

は、燃料がエンジンの外側で燃焼され、その燃焼から生成されたエネルギーがそれに動力を与える外燃機関とは対照的です。 蒸気機関はこれの最もよい例である。 石炭はエンジンの外側で燃焼され、水を加熱して蒸気を生成し、エンジンに電力を供給します。

ほとんどの人は、機械化された動きの世界では、蒸気動力の外燃機関が内燃機関の品種よりも前に来たと考えています。 現実には、内燃機関が最初に来たということです。 (はい、古代ギリシャ人は蒸気動力のエンジンで混乱しましたが、実用的なものは彼らの実験から来ませんでした。)

16世紀、発明者らは火薬を燃料としてピストンの動きに動力を与える内燃機関の形態を作り出した。 実際には、それらを動かしたのは火薬ではありませんでした。 この初期の内燃機関が働いていた方法は、ピストンをシリンダーの上部まで詰め込み、ピストンの下に火薬を点火することでした。 真空は爆発の後で形作り、シリンダーの下のピストンを吸う。 このエンジンは、ピストンを動かすために空気圧の変化に依存していたので、彼らはそれを大気エンジンと呼んだ。 それは非常に効率的ではありませんでした。 17世紀までに、蒸気機関は多くの約束を示していたので、内燃機関は放棄されました。

1860年まで、信頼性の高い動作する内燃機関が発明されることはなかったでしょう。 ジャン・ジョゼフ・エティエンヌ・レノワール(Jean Joseph Etienne Lenoir)という名のベルギー人の研究者が、天然ガスをシリンダーに注入するエンジンの特許を取得したが、その後シリンダーの近くで永久的な炎によって点火された。 それは火薬の大気エンジンと同様に機能しましたが、あまりにも効率的ではありませんでした。

この作業に基づいて、1864年にニコラウス-アウグスト-オットーとオイゲン-ランゲンという二人のドイツ人技術者がレノワールのモデルに似たエンジンを製造する会社を設立した。 オットーは会社の経営をあきらめ、1861年以来いじっていたエンジンの設計に取り組み始めました。 彼のデザインは、私たちが今四ストロークエンジンとして知っているものにつながった、と基本的なデザインはまだ今日の車で使用されています。

車のエンジンの解剖学

エンジン部品図v-8イラスト。

V-6エンジン

ここでは四ストロークエンジンの仕組みを少し紹介しますが、その前に、四ストロークプロセスで何をしているのかを知るために、エンジンのさまざまな部分を調べることが役に立つと思いました。 これらの説明の中には、リスト内の他の用語に依存する用語がありますので、最初に混乱しても心配しないでください。 全体的な把握を得るために全体のことを読んで、それが話されているように、各作品の基本的な理解を持っているので、再びそれを読んでください。

エンジンブロック(シリンダブロック)

エンジンブロックはエンジンの基礎です。 ほとんどのエンジンブロックはアルミニウム合金から鋳造されていますが、鉄はまだいくつかの製造業者によって使用されています。 エンジンブロックはまた統合された構造に投げられるシリンダーと呼ばれる大きい穴か管のためにシリンダブロックと言われます。 シリンダーは、エンジンのピストンが上下にスライドする場所です。 より多くのシリンダーエンジンは、より強力なそれを持っています。 シリンダーに加えて、オイルおよび冷却剤がエンジンの異なった部分に流れることを可能にする他の管および通路はブロックに造られる。

なぜエンジンは”V6″または”V8″と呼ばれていますか?

素晴らしい質問! それはエンジンが持っているシリンダーの形そして数としなければならない。 四気筒エンジンでは、シリンダーは、典型的には、クランクシャフトの上に直線に取り付けられています。 このエンジンレイアウトはインラインエンジンと呼ばれます。

もう一つの四気筒レイアウトは”フラット四”と呼ばれています。「ここでは、シリンダーは2つのバンクに水平に配置され、クランクシャフトは中央を下っています。

エンジンが四気筒以上の場合、それらは二つのシリンダーバンクに分割されます—一辺あたり三気筒(またはそれ以上)。 シリンダーを二つのバンクに分割すると、エンジンは”V”のように見えます。 各シリンダーバンクに8気筒=V8-4のV字型エンジン。

燃焼室

エンジンの燃焼室は魔法が起こる場所です。 燃料、空気、圧力、および電気が一緒になって、車のピストンを上下に動かす小さな爆発を作り出し、車両を動かす力を作り出します。 燃焼室はシリンダー、ピストンおよびシリンダーヘッドから成っています。 シリンダーは燃焼室の壁として機能し、ピストンの上部は燃焼室の床として機能し、シリンダーヘッドは燃焼室の天井として機能する。

シリンダーヘッド

シリンダーヘッドは、エンジンのシリンダーの上に座っている金属片です。 燃焼のための部屋の上で部屋を作成するためにシリンダーヘッドに投げられる小さい、円形にされた刻み目がある。 ヘッドガスケットはシリンダーヘッドとシリンダブロック間の接合箇所を密封します。 シリンダーヘッドには、吸気-排気バルブ、スパークプラグ、燃料噴射装置(これらの部品については後述)も搭載されています。

ピストン

ピストンはシリンダーを上下に移動します。 彼らは逆さまのスープ缶のように見えます。 燃料が燃焼室内で点火すると、力がピストンを下方に押し込み、クランクシャフトを移動させる(下記参照)。 ピストンは、コンロッド、別名コンロッドを介してクランクシャフトに取り付けられます。 それはピストンピンで連接棒に接続し、連接棒は連接棒軸受けでクランク軸に接続します。

ピストンの上部には、3つまたは4つの溝が金属に鋳造されています。 溝の中でピストンリングは置かれます。 ピストンリングは、実際にシリンダーの壁に触れる部分です。 それらは鉄からなされ、2つの変化入って来:圧縮リングおよびオイルリング。 圧縮リングは上リングであり、燃焼室に強いシールを提供するためにシリンダーの壁で外側に押す。 オイルリングはピストンの最下リングであり、クランクケースからオイルが燃焼室に浸透するのを防ぎます。 それはまたシリンダー壁の下のそしてクランクケースに戻って余分な油を拭く。

クランクシャフト

クランクシャフトは、ピストンの上下運動を回転運動に変換し、車を動かすことができます。 クランクシャフトは、典型的には、底部の近くのエンジンブロックに縦に収まる。 これは、エンジンブロックの一方の端から他方の端まで延びています。 エンジンの端の前部で、クランク軸はカムシャフトに接続し、車の他の部分に力を提供するゴム-ベルトに接続する;エンジンの後端で、カムシャフトは車輪に力を移すドライブ列車に接続する。 クランクシャフトの各端には、オイルシール、またはエンジンから漏れてからオイルを防ぐ”Oリング”を見つけることができます。

クランクシャフトは、エンジンのクランクケースと呼ばれるものに存在します。 クランクケースはシリンダブロックの下に配置されています。 クランクケースは、クランクシャフトとコネクティングロッドを外部の物体から保護します。 クランクケースの底にある領域は、オイルパンと呼ばれ、それはあなたのエンジンのオイルが格納されている場所です。 オイル鍋の中で、フィルターを通してオイルをポンプでくみ、ピストン打撃の動きに潤滑を提供するためにそのオイルがクランク軸、連接棒軸受けおよ オイルは最終的にオイルパンに戻って滴り落ち、クランクシャフトに沿って再びプロセスを開始するだけです

クランクシャフトのバランスを取り、ク

また、クランクシャフトに沿って、あなたはメインベアリングを見つけることができます。 主要な軸受けはクランク軸が回ることができるようにクランク軸とエンジンブロック間の滑らかな表面を提供する。

カムシャフト

カムシャフトはエンジンの脳です。 それはタイミングベルトでクランク軸と共に取入口を確かめ、最適エンジンの性能のためのちょうど右の時に開閉する弁を出すために働く。 カムシャフトは、バルブの開閉のタイミングを制御するために、それを横切って延びる卵形のローブを使用しています。

ほとんどのカムシャフトは、エンジンブロックの上部、クランクシャフトの真上を通って伸びています。 インラインエンジンでは、単一のカムシャフトが吸気バルブとアウトテイクバルブの両方を制御します。 V型エンジンでは、二つの別々のカムシャフトが使用されています。 一方はVの一方の側のバルブを制御し、他方は反対側のバルブを制御する。 いくつかのV字型エンジン(私たちのイラストのような)でも、シリンダバンクごとに二つのカムシャフトを持っています。 一方のカムシャフトはバルブの一方の側を制御し、他方のカムシャフトは他方の側を制御する。

タイミングシステム

前述のように、カムシャフトとクランクシャフトはタイミングベルトまたはチェーンを介して動きを調整します。 タイミングチェーンは、エンジンの動作中に常にクランクシャフトとカムシャフトを互いに同じ相対位置に保持します。 カムシャフトとクランクシャフトが何らかの理由で同期しなくなった場合(タイミングチェーンがギアコグをスキップするなど)、エンジンは機能しません。

Valvetrain

valvetrainは、バルブの動作を制御するシリンダーヘッドに取り付けられた機械システムです。 弁の列車は弁、ロッカーの腕、pushrodsおよび揚げべらから成っている。

バルブ

バルブには吸気バルブとアウトテイクバルブの二つのタイプがあります。 吸気バルブは、エンジンに電力を供給するために燃焼を作成するために燃焼室に空気と燃料の混合物をもたらします。 アウトテイクバルブは、燃焼室からの燃焼後に作成された排気を聞かせてください。

車は通常、シリンダごとに一つの吸気バルブと一つのアウトテイクバルブを持っています。 ほとんどの高性能車(ジャガー、マセラティス、等。)シリンダー(二つの吸気、二つのアウトテイク)ごとに四つのバルブを持っています。 “高性能”ブランドとはみなされませんが、ホンダはまた、自分の車にシリンダーごとに四つのバルブを使用しています。 シリンダーごとに3つのバルブを持つエンジンもあります—2つの入口バルブ、1つのアウトテイクバルブ。 マルチバルブシステムは、車がより良い”呼吸”することを可能にし、エンジン性能を向上させる。

ロッカーアーム

ロッカーアームは、カムシャフト上のローブまたはカムに触れる小さなレバーです。 ローブがロッカーの1つの端を持ち上げるとき、ロッカーのもう一方の端は燃焼室に空気を許可するために弁を開けるか、または排気を許可する弁茎で押 それは一種のシーソーのように動作します。

プッシュロッド/リフター

カムシャフトローブがロッカーアームに直接触れることがあります(オーバーヘッドカムシャフトエンジンで見られるように)。 オーバーヘッドバルブエンジンでは、カムシャフトローブがロッカーアームと直接接触しないため、プッシュロッドまたはリフターが使用されます。

燃料噴射装置

ピストンを動かすために必要な燃焼を作り出すためには、シリンダー内の燃料が必要です。 1980年代以前は、自動車は燃焼室に燃料を供給するためにキャブレターを使用していました。 今日では、すべての車は、直接燃料噴射、移植された燃料噴射、またはスロットルボディ燃料噴射の3つの燃料噴射システムのいずれかを使用します。

直接燃料噴射では、各シリンダーが独自のインジェクタを取得し、燃焼するためにちょうど良いタイミングで燃焼室に直接燃料を噴霧します。

移植された燃料噴射装置では、燃料をシリンダーに直接噴霧するのではなく、バルブのすぐ外側のインテークマニホールドに噴霧します。 バルブが開くと、空気と燃料が燃焼室に入ります。

スロットルボディ燃料噴射システムは、キャブレターのように動作しますが、キャブレターはありません。 各シリンダーが独自の燃料噴射装置を取得する代わりに、スロットルボディに行く唯一の燃料噴射装置があります。 燃料はスロットルボディの空気と混合し、次に取入口弁によってシリンダーに分散する。

スパークプラグ

各シリンダーの上にはスパークプラグがあります。 それが火花を発すると、圧縮された燃料と空気に点火し、ピストンを押し下げるミニ爆発を引き起こします。

四ストロークサイクル

エンジンの基本的な部分がすべてわかったので、実際に私たちの車を動かす動き、すなわち四ストロークサイクルを見てみましょう。

上の図は、単気筒の四ストロークサイクルを示しています。 これは他のシリンダーでも起こっています。 このサイクルを1分に1000回繰り返すと、移動する車が得られます。

まあ、そこに行く。 車のエンジンがどのように機能するかの基本。 今日あなたの車のボンネットの下を見て、あなたが私たちが議論した部分を指摘できるかどうかを確認してください。 あなたは車がどのように動作するかについてのいくつかのより多くの情報をご希望の場合は、車がどのように動作するかの本をチェッ それは私の研究で私をたくさん助けてくれました。 著者は総初心者が理解できる言語に事を破壊する大きい仕事をする。

タグ:車

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