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エンジンの基本メカニズム“排気量”

エンジンの基本メカニズム“排気量”

【排気量の換算方法】

排気量とはシリンダー内でピストンが往復運動をして、か神田空条支店に達する際にシリンダーが排出される機体量のことをいいます。すなわちピストンの往復運動のシリンダー内の空間(円柱型)の業績と等しくなります。これはボア×ストロークの数値と起動するから計算することができ、円柱の体積を求める計算と同様です。

円柱の直系というボアのご飯件とちの1/2を半径として、二乗し円周率をかければ底面積が出ます。それに高さであるストロークをかけると1気筒あたりの排気量がでます。(ここで忘れていけない事は、1 cc = 1000mm3と言うことであります。)ボア×ストロークは㎜表示なので、10の3乗 =1000で割る必要があります。後はそれに気筒数を掛けると排気量が計算されます。

※排気量の計算式
ボアの半径×ボアの半径×3.14(円周率)×ストローク=1気筒の排気量 1気筒野排気量×気筒数=総排気量

【圧縮比】

圧縮比の表示は「10.0:1」のような形で表示されますが、今では簡単に「圧縮比10.0」と表示させる事が多くなっています。この比率はピストンの往復運動によって導かれた空気とガソリンの混合気を、どのくらい圧縮して燃焼させているかを数値として表したものになります。

例えば同じ排気量であったとしても、燃焼室の容積にほぼ比例する形で圧縮比は変化して、圧縮比が高いほど燃焼1時の熱効率の関係で大きな力を生み出すことができます。しかし圧縮比を極端に入れすぎてしまうと、過度な混合気の温度上昇を招きプラグの点火タイミングなどに関係なく混合気が自ら発火してしまうデトネーション(異常燃焼)を引き起こしてしまうことになります。

これらの要因からノッキングの原因を発生させてしまい、結果的にエンジンのパワーダウンを真似てしまいます。

※圧縮比の計算式
(排気量+燃焼室の容積)÷燃焼室の容積

【ボア×ストローク】

ボア(bore)とは本来の意味としては「穴やトンネル」を意味していて、メカニズム関係では「内径」をを意味しています。エンジンの場合に「シリンダーブロックに開けた穴の内径」ということになります。体には通常㎜(ミリ)が用いられています。

ストロークとは「行程」を意味しています。すなわちピストンの上下運動の最上の位置(上死点)から最低の位置(下死点)までの運動距離を意味し、単位としては通常は㎜で表記されています。もちろん排気量からの制約はありますが、このボア× ストロ×の数値の比率の設定が出力特性(高出力容型・トルク型)を決定づける大きな要素となります。

【最高出力】
最高節ラクトはエンジンの生み出す力つまり馬力のことであります。単位としては「ps/rpm」が広く使われています。「ps」はドイツ語のPferdestarkeの略て馬力を意味しています。
また「rpm」は毎分あたりのエンジン回転数を意味しています。これらを組み合わせてエンジン回転数がの回転の時に最高速が万馬力なのかを表すことができています。

1馬力とは1秒間に約75キロの物質こを1メーター引き上げることのできる力をいいます。たとえば出力93ps/8000rpmと表示されている場合に、エンジン回転数が8000回転の時に93馬力を発生するということであります。言い換えると8000回転の時に約7000kg(93馬力×75kg)のもの1秒間に1メーター引き上げる力を出しているということになります。

そして馬力はトルク×回転数によって算出されています。トルクは排気量にほぼ比例して大きくなっていくために、 250 ccのエンジンが400 ccのエンジンと同じ馬力を発生させようとする場合には、当然ながら最高出力の発生回転数を高く付設定しなければできないということになります。

【最大トルク】
付録とは回転力を表しています。つまりものを回す力のことです。隊員としては「kg-m/rpm」が用いられています。これはエンジンのクランクシャフトに1メーターのアームを取り付け、そのアームの先端にかかる力とその時の回転数を表しています。例えば最大トルク3.8kg-m/9500rpmと表示させている場合、エンジン回転数9,500回転の時に1メーターのアームの先に3.8 kgの力がかかっているということになります。

トルクが発生するのは燃焼室内の混合気が燃焼して、その圧力によっててピストンが押し出されてクランクシャフト回転させたときになります。そのようなわけでトルクを大きくするには燃焼室圧力を高めなければなりません。その方法の1つとしては1気筒あたりの排気量を大きくする方法があります。例えば同じ400 ccで単気筒のバイクと4気筒のエンジンでは1気筒あたりのトルクを比較すると、単気筒のエンジンで3.0kg-mに対して4気筒のエンジンは0.95kg-mと言う風に違いが出るのです。このトルク特性がそのマイクのエンジン性格を決める大切な要因となってきます。

 

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