エンジンの仕組みと役割 「走る」だけでなく「止まる」ために使われる

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トパーズネオエンジン

エンジンがクルマを走らせる仕組み

クルマで最も重要なパーツであるエンジン。アクセルを踏むと、エンジンの回転数が上がり速度が増す、というのはご存知の通り。しかし、そこではどんな作動があるのでしょうか。今回はエンジンの仕組みについて解説します。

 

その作動工程は次の通り

  1. ドライバーがアクセルを踏むと空気が送り込まれる。
  2. 燃えやすいようにガソリンと混ぜ合わされる。(混合気という)
  3. 混合気がスパークプラグの火花で爆発的に燃焼する。
  4. 燃焼圧力によってピストンが押し下げられる
  5. ビストンの上下運動が、クランクシャフトによって回転運動に変換される
  6. 回転運動がドライブトレーンによってタイヤに伝えられる。

レシプロエンジン

以上がエンジンが作動する仕組みです。ガソリンが持つ化学エネルギーが燃焼により熱エネルギーへ、熱エネルギーがビストンによって運動エネルギへー、という中学校で習った理科の範囲内でもクルマの作動原理は説明できます。

 

止まるためにも使われるエンジン

エンジンブレーキ

 

エンジンは「走る」ためだけでなく、実は「止まる」ためにも使われています。アクセルを戻して燃焼がない状態でも、エンジンのピストンやクランクシャフトは運動を続けようとします。この時の機械的な抵抗や摩擦(ポンピングロス)がタイヤが回ろうとする力を阻もうとします。これがエンジンブレーキです。

 

エンジンはブレーキは特に山道などで重要です。フットブレーキは運動エネルギーをブレーキパッドによって熱エネルギーに変え放出します。しかし、起伏の激しい山道では、放熱が間に合わずブレーキが効かなくなる場合も。そうならためにも下り道ではエンジンブレーキの働きやすい2速など使うことが推奨されています。

 

さらにエンジンはフットブレーキの補助も行っています。ブレーキペダルを踏むと、マスタシリンダー内で油圧が発生します。しかし、これだけでは旧ブレーキの際、制動力が不足します。

 

ブレーキ

 

そこでブレーキペダルとマスターシリンダーの間には、ブレーキブースターという装置が置かれています。ブレーキブースターはアクセルを踏むとエンジンに流入する空気で負圧を作ります。そして、それをブレーキ時に、補助の制動力として利用します。

 

発電も行っているエンジン

 

エンジンはさらに発電も行っています。エンジンの回転を利用してオルタネーターという発電機を使って発電、ライト、ワイパー、エアコン、カーナビなどいわゆる電装類を動かしています。特に最近はハイブリッドや電気自動車など電力消費の大きい車が増え、この辺りのマネージメントも重要になってきています。

 

他にもクルマの仕組みを解説しています。合わせてご覧ください。

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