四ストロークエンジン

パワー出力制限

エンジンによって生成される電力の最大量は、摂取される空気の最大量。, ピストンエンジンによって生成される電力量は、それが二ストロークエンジンまたは四ストローク設計、体積効率、損失、空対燃料比、燃料の発熱量、空気および速度（RPM）の酸素content有量であるかどうか、そのサイズ（シリンダ体積）に関連している。 速度は最終的に物質的な強さおよび潤滑によって限られる。 弁、ピストンおよび連接棒は厳しい加速力に苦しみます。 高いエンジン速度では、物理的な破損やピストンリングのフラッターが発生し、電力損失やエンジンの破壊が発生する可能性があります。, ピストン-リングのフラッターはリングが存在するピストン溝の内で縦に振動すると起こる。 リングフラッターは、リングとシリンダー壁との間のシールを妥協し、シリンダー圧力とパワーの損失を引き起こす。 エンジンが余りにすぐに回れば、弁ばねは弁を閉めるには十分にすぐに機能できません。 これは一般に”弁の浮遊物”と言われ、ひどくエンジンを傷つける弁の接触にピストンで起因できます。 高速では、ピストンシリンダー壁面界面の潤滑が破壊される傾向があります。, これにより、産業用エンジンのピストン速度は約10m/sに制限されます。

吸排気ポートflowEdit

エンジンの出力電力は、吸気（混合気）と排気物質が通常シリンダーヘッドにあるバルブポートを素早く移動する能力に依存します。 エンジンの出力電力を増加させるために、鋳造欠陥などの吸排気経路の不規則性を除去することができ、エアフローベンチの助けを借りて、バルブポートターンの半径およびバルブシート構成を変更して抵抗を低減することができる。, このプロセスは移植と呼ばれ、手作業またはCNCマシンで行うことができます。

内燃機関の廃熱回収編集

内燃機関は、供給されたエネルギーの40-45％だけを機械的作業に変換することができる。 不用なエネルギーの大きい部分は冷却剤、ひれ等を通して環境に解放される熱の形にある。 何とか廃熱を回収できれば、エンジンの性能を向上させることができます。 完全に無駄にされた熱の6%が回復されてもエンジンの効率を非常に高めることができることが分った。,

エンジン排気から廃熱を抽出し、それをさらに使用して有用な作業を抽出し、同時に排気汚染物質を減少させるために多くの方法が考案されている。 ランキンサイクル、ターボチャージャー、熱電発電の使用は、廃熱回収システムとして非常に有用であり得る。

SuperchargingEdit

エンジンパワーを増やす一つの方法は、各パワーストロークからより多くのパワーを生成できるように、より多くの空気をシリンダーに強制することです。, これはエンジンのクランク軸によって動力を与えることができるスーパーチャージャーとして知られているある種の空気圧縮装置を使用してすることが

過給は、内燃機関の排気量に対する出力限界を増加させる。 最も一般的には、スーパーチャージャーは常に実行されていますが、それを切り取ったり、（エンジン速度に対して）様々な速度で実行できるようにする設計があり, 機械的に駆動された過給機は、出力電力の一部が過給機を駆動するために使用されるという欠点を有し、空気が二度圧縮され、燃焼においてより多くの潜在的な容積を得るが、一段階でのみ拡張されるため、高圧排気では電力が無駄になる。

ターボチャージャー編集

ターボチャージャーは、タービンによってエンジンの排気ガスによって駆動される過給機です。 ターボチャージャーは、排出された排気を利用するために車両の排気システムに組み込まれています。, これは、吸気を圧縮する一方の側と、排気ガス流出によって駆動される他方の側を有する二つの部分からなる高速タービンアセンブリで構成される。

アイドリング時、および低から中moderateの速度で、タービンは小さな排気量からほとんどパワーを生成し、ターボチャージャーはほとんど効果があり、エンジンはほぼ自然, 大いにより多くの出力が要求されるとき、排気ガスが取入口多岐管に常態より大いにより多くの空気を圧縮し始めるためにターボチャージャーのタービン 従って、付加的な力（および速度）はこのタービンの機能によって排出される。

ターボチャージャーは、そうでなければ（ほとんど）無駄になる排気圧力によって駆動されるため、より効率的なエンジン運転を可能にしますが、ターボラグとして知られる設計上の制限があります。, 増加したエンジンパワーは、ターボが有用な空気圧縮を開始する前に、エンジン回転数を急激に増加させ、圧力を上昇させ、ターボを回転させる必要があるため、すぐに利用できるわけではありません。 吸気量が増加すると排気量が増加し、安定した高出力動作に達するまでターボをより速く回転させるなどします。 もう一つの難しさは、より高い排気圧力により、排気ガスはより多くの熱をエンジンの機械部品に伝達することである。,

ロッドとピストン対ストローク比編集

ロッド対ストローク比は、ピストンストロークの長さに対するコネクティングロッドの長さの比です。 より長い棒はエンジンの生命を高めるシリンダー壁および圧力力のピストンの側方に圧力を減らす。 それはまた費用およびエンジンの高さおよび重量を高める。

“正方形エンジン”は、そのストローク長に等しい穴径を有するエンジンである。, ボア径がストローク長より大きいエンジンはオーバースクエアエンジンであり、逆にストローク長より小さいボア径のエンジンはアンダースクエアエンジンである。

Valve trainEdit

バルブは、通常、クランクシャフトの半分の速度で回転するカムシャフトによって動作します。 それに長さ、取入口または排気の打撃の適切な部分の間に弁を開けるように設計されているそれぞれに沿う一連のカムがある。 バルブとカムの間のタペットは、カムがスライドしてバルブを開く接触面です。, 多くのエンジンは、各カムがフラットタペットを介して直接バルブを作動させる図のように、シリンダの行（または各行）の”上”一つ以上のカムシャフトを 他のエンジンの設計ではカムシャフトはクランクケースにあり、その場合、各カムは通常、バルブを開くロッカーアームに接触するプッシュロッドに接触するか、フラットヘッドエンジンの場合にはプッシュロッドは必要ではない。 頭上式カム設計はカムと弁間の最も直接道を提供するので普通より高いエンジン速度を可能にする。,

Valve clearanceEdit

Valve clearanceは、バルブが完全に閉じることを保証するバルブリフターとバルブステムとの間の小さな隙間を指します。 機械弁の調節が付いているエンジンで、余分な整理は弁の列車からの騒音を引き起こす。 余りに小さい弁の整理はきちんと閉まらない弁で起因できます。 これは性能の損失および排気弁の多分過熱することで起因する。 通常、クリアランスは、フィーラーゲージで20,000マイル(32,000km)ごとに再調整する必要があります。,

ほとんどの現代生産エンジンは自動的に弁の列車の部品の摩耗を補うのに油圧揚げべらを使用します。 汚れたエンジンオイルは揚げべらの失敗を引き起

エネルギーバランスディット

オットーエンジンは約30%の効率であり、つまり、燃焼によって発生するエネルギーの30%はエンジンの出力軸で有用な回転エネルギーに変換され、残りは廃熱、摩擦およびエンジン付属品による損失である。 廃熱によって失われたエネルギーの一部を回収する方法はいくつかあります。, ディーゼル機関のターボチャージャーの使用は入って来る空気圧の後押しによって非常に有効であり、事実上、より多くの変位を持っていることと性能の同 数十年前のMack Truck companyは、廃熱を運動エネルギーに変換し、エンジンの変速機にフィードバックするタービンシステムを開発しました。 2005年、BMWは排気ガス中のエネルギーの80％を回収し、オットーエンジンの効率を15％向上させるMackシステムに似た二段式熱回収システムであるturbosteamerの開発を発表した。, 対照的に、六ストロークエンジンは、同じくらい40％の燃料消費量を削減することができます。

現代エンジンが意図的に構築するのと異なり効率的ではないかな。 これはスモッグおよび他の大気汚染物質を減らす排気ガスの再循環および触媒コンバーターのような放出制御に必要である。 効率の減少は細い焼跡の技術を使用して機関制御の単位によって妨害されるかもしれない。

米国では、企業の平均燃費は、車両が34.9mpg‑US（6.7L/100km;41の平均を達成しなければならないことを義務付けています。,9mpg-imp）25mpg-US（9.4L/100km;30.0mpg-imp）の現在の標準と比較して。 自動車メーカーが2016年までにこれらの基準を満たすために見えるように、伝統的な内燃機関（ICE）を設計する新しい方法を考慮する必要があります。 新しい任務を満たすために燃料効率を高めるいくつかの潜在的な解決策には、ピストンが上死点として知られているクランクシャフトから最も遠い後に発射し、ミラーサイクルを適用することが含まれる。 一緒に、この再設計は大幅に燃料消費量を削減しないことができます
x排出量。,