エンジンは長年にわたって進化してきましたが、すべてのガソリンエンジンは同じ原理で機能します。エンジンで発生する4ストロークは、馬力とトルクを作り出すことを可能にします。
4ストロークエンジンの基本的な機能を理解することで、エンジンの問題を診断したり、よく知られた消費者にすることができます。
パート1/5：4ストロークエンジンを理解する
最初のガソリンエンジンから今日造られた最新のエンジンまで、4ストロークエンジンの原理は同じままです。何年もの間、燃料噴射、コンピュータ制御、ターボチャージャ、過給機の追加により、エンジンの外側の動作の多くが変化しました。これらのコンポーネントの多くは、エンジンをより効率的かつ強力にするために長年にわたって変更され変更されています。これらの変更により、メーカーは消費者の欲求に追いつき、環境に優しい結果を達成することができました。
ガソリンエンジンには4つのストロークがあります：
- 吸気行程
- 圧縮ストローク
- パワーストローク
- 排気行程
エンジンのタイプに応じて、これらのストロークは、エンジンの稼動中に毎秒何回も発生する可能性があります。
パート2/5：吸気行程
エンジンで行われる最初のストロークは吸気行程です。これは、ピストンがシリンダ内を下降するときに生じる。これが起こると、吸気弁が開かれ、空気と燃料との混合気がシリンダ内に引き込まれる。空気は、スロットルボディを通って吸気マニホールドを通ってシリンダに達するまで、エアフィルタからエンジンに引き込まれます。
エンジンによっては、ある時点で燃料がこの空気混合気に加えられます。気化したエンジンでは、空気が気化器を通って移動するときに燃料が加えられる。燃料噴射式エンジンでは、インジェクタが配置されている箇所に燃料が加えられます。スロットルボディとシリンダの間のどこにでも配置できます。
ピストンがクランクシャフトによって下方に引っ張られると、吸気が生成され、空気と燃料の混合物が吸入される。エンジンに吸入される空気および燃料の量は、エンジンの設計に依存する。
- 注意：ターボチャージャーとスーパーチャージャーのエンジンは同じ方法で作動しますが、空気と燃料の混合物がエンジンに押し込まれると、より多くの動力を作り出す傾向があります。
パート3/5：圧縮ストローク
エンジンの第2ストロークは圧縮ストロークである。空気と燃料の混合物がシリンダーの中に入ると、それはエンジンが大量の動力を作り出すことを可能にするために圧縮されなければならない。
- 注意圧縮行程の間、エンジンのバルブは閉じられているため、空気と燃料の混合気は逃げることができません。
吸気行程中にクランクシャフトがシリンダの底部にピストンを引っ張った後、クランクシャフトは後退し始める。ピストンは、シリンダーの頂部に移動し続け、エンジン内で到達可能な最高点である上死点（TDC）位置に達する。上死点に達すると、空気と燃料の混合物は完全に圧縮される。
この完全に圧縮された混合物は、燃焼室として知られている領域にある。これは、サイクル内で次のストロークを生成するために空気と燃料の混合気が点火される場所である。
圧縮ストロークは、大量の馬力とトルクを作り出そうとしているときにエンジンビルディングで最も重要な要素の1つです。エンジンの圧縮を計算するときは、ピストンが下にあるときにシリンダ内にある空間の量と、ピストンが上死点に達したときに燃焼室内にどれだけの空間があるかの差を使用します。この混合物の圧縮が大きくなればなるほど、エンジンによって生成される動力は大きくなる。
パート4/5：パワーストローク
エンジンの第3ストロークは動力ストロークである。これは、エンジン内で動力を生成するストロークです。
ピストンが圧縮行程で上死点に達した後、空気および燃料混合物が燃焼室に圧搾される。そして、点火プラグにより点火される。点火プラグから来るスパークは燃料を発火させ、燃焼室内で大きく制御された爆発を引き起こす。この爆発が発生すると、発生した力がピストンを押し下げてクランクシャフトを移動させ、エンジンのシリンダーを4ストロークすべてに亘って継続させる。
この爆発やパワーストロークが発生すると、一定の時間に発生しなければならないことに注意してください。エンジンがどのように設計されているかに応じて、空気と燃料の混合気を正確な点で点火する必要があります。いくつかのエンジンでは、混合物は上死点（TDC）の近くで点火されなければならないが、他の点では混合物はその点の数度後に点火されなければならない。
- 注意：正しい時間に点火が行われないと、エンジンの騒音や重大な損傷が発生し、エンジンが故障する可能性があります。
パート5/5：排気行程
排気行程は第4の最終行程である。パワーストロークが完了すると、シリンダは、空気および燃料混合物が点火された後に残る排気ガスで満たされる。これらのガスは、サイクル全体を再び始める前に、エンジンから取り除かなければならない。
このストロークの間、クランクシャフトは、排気弁が開いた状態で、シリンダ内でピストンを後退させる。ピストンが上に動くと、排気システムに通じる排気弁を通過してガスが押し出される。これにより、使用済みのガスの大部分がエンジンから取り除かれ、エンジンが吸気行程で再び始動することが可能になります。
これらのストロークのそれぞれが4ストロークエンジンでどのように機能するかを理解することが重要です。これらの基本的なステップを理解することで、エンジンがどのようにパワーを生成するかを理解し、パワーをより強力にするためにエンジンをどのように変更できるかを判断するのに役立ちます。
内部エンジンの問題を特定する際には、これらの手順を理解することも重要です。これらのストロークのそれぞれは、すべてエンジン内でタイムアウトしなければならない特定のタスクを実行することに注意してください。エンジンの一部が時間内にない場合、エンジンは正しく動作しません。