ポートタイミング

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ロータリーエンジンの吸排気:仕組みと進化

通常の車のエンジンは、ピストンが上下に動くことで空気を吸い込み、圧縮し、燃料を燃やし、その後、燃えカスを外に出すという仕組みになっています。しかし、回転するエンジンは、三角おむすびのような形をした部品(ローター)が円を描くように回転することで、同じ働きを実現しています。 この回転運動こそが、エンジンの仕組み全体を大きく変えている点です。通常のエンジンでは、空気の吸い込みや燃えカスの排出は、吸排気バルブと呼ばれる開閉する部品によって調整されます。バルブの開閉するタイミングを細かく調整することで、エンジンの力を最大限に引き出せるようになっています。 しかし、回転するエンジンには、このバルブがありません。では、どうやって空気の吸い込みや燃えカスの排出を調整しているのでしょうか?実は、回転する部品(ローター)の回転位置によって、吸排気口が開いたり閉じたりする仕組みになっているのです。ローターが特定の位置に来たときに吸気口が開き、新鮮な空気がエンジン内部に吸い込まれます。そして、ローターがさらに回転すると吸気口が閉じ、吸い込んだ空気が圧縮されます。燃料と混ぜて燃焼させ、さらにローターが回転することで、燃えカスが排気口から外に排出されます。 このように、ローターの回転と吸排気口の開閉の関係こそが、この回転するエンジンの吸排気タイミングを決める重要な要素なのです。バルブを使う通常のエンジンとは全く異なる方法で、空気の吸い込みと燃えカスの排出を制御しているため、独特の滑らかな回転と力強い加速を生み出すことができるのです。この吸排気タイミングを調整することで、エンジンの性能をさらに向上させることも可能です。まるで呼吸を整えるように、吸排気のタイミングを最適化することで、回転するエンジンはより効率的に力を発揮することができるのです。
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2ストロークエンジンの心臓部:ポート開閉時期

二行程機関は、四行程機関とは違い、吸気、圧縮、爆発、排気の四つの動作を、曲軸が二回転する間に行う、小型で高い力を持つ機関です。この機関の力の源は、上下に動くピストンと、それに合わせて開閉する穴、通称「口」によって制御される排気と掃気の流れにあります。ピストンが下がる動きに合わせて、排気と吸気が行われます。 まずピストンが下がると、排気口が開きます。この穴から、燃え終わったガスが外に押し出されます。続いて掃気口が開き、新しい混合気が、シリンダーと呼ばれる筒の中へ入ってきます。この新しい混合気は、燃え終わったガスを外へ押し出す役割も担っています。この一連の動きが、二行程機関特有の力強い動力を生み出す重要な点です。 四行程機関では吸気と排気に弁を用いるのに対し、二行程機関ではこの穴の開閉で同じ働きをしています。穴の開閉タイミングと位置、そしてシリンダー内の形状が、いかに効率よく排気と掃気を行うかを左右する重要な要素です。 ピストンが上昇すると、掃気口と排気口が閉じます。この時、シリンダー内に閉じ込められた混合気は圧縮され、爆発に備えます。爆発によってピストンが押し下げられ、再び排気と掃気の行程が始まります。このように、二行程機関はピストンの上下運動を巧みに利用して、効率よく動力を生み出しているのです。 二行程機関は構造が単純なため、軽量かつ小型化しやすいという利点があります。また、同じ大きさの四行程機関に比べて、より高い回転数で大きな力を出すことができます。これらの特徴から、二行程機関は、チェーンソーや草刈り機などの小型動力機器をはじめ、一部のオートバイや船舶用エンジンなどにも広く利用されています。