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内燃工学

2ストロークエンジンに過給
【問】2ストロークエンジンでターボってあるんですか?
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【答】4ストロークエンジンは、ピストンが上死点と下死点間を行き来する毎に、吸排気のバルブが閉じ 開きしています。
 これによって、吸気→圧縮→膨張→排気と4行程を経て1回の燃焼が行われます。
 しかし、2ストロークエンジンには、圧縮と膨張の行程しかありません。
 2ストロークエンジンは、吸気と排気はピストンが下死点近くにある時に、同時に行われます。
 つまり、新気の吸入と、燃焼済みガスの排出が同時に行われるわけです。 
 バイクに採用されるような小型の2ストロークガソリンエンジンの場合、吸気は、予めクランクケースに 吸入しておいたものをピストンが下死点に達した時にシリンダーへ送り込んでいます。
 ピストンが上圧死点へ向かう時にクランクケースの容積が増えますので、クランクケース内が負圧と なって新気が吸入され、逆にピストンが下死点へ向かう時にクランクケースの容積が減るので、クラン クケース内が正圧となってシリンダーへ送り込まれるのです。
 排気は、単純にピストンが下死点近くに近付くと、排気ポートが開いて排出されます。
 順序としては、排気ポートが先に開き、シリンダーの内圧が下がった後に吸気ポートが開いて正圧の 新気が流入します。

 このような仕組みの2ストロークエンジンに過給器を付けた場合、クランクケース内を大きく正圧にす ることは可能ですが、シリンダー内へ過給することはできません。
 なぜなら、下死点で吸気ポートが開いている時は吸気ポートも開いていますので、折角送り込んだ圧 搾空気が、そのまま排気ポートから吹き出ててしまうからです。

 ただし、過給器ではありませんが、送風機のようなものを使って吸気ポートから新気を送り込む2スト ロークエンジンなら存在します。
 これは、ルーツ式ブロアーを使い、クランクケースを介さずに吸気ポートへ直接新気を送り込みます。
 吸気ポートから新気を圧送してやれば、クランクケース内に生じる正圧よりも強い圧力で残留ガスを 押し出すことができますから、充填効率が上がるわけです。
 ただし、充填効率が上がるだけで、下死点のシリンダー内を正圧の新気で満たせるわけではありま せん。
 ですから、過給にはなりません。



 ただし、注意して欲しいことがあります。

 ブロアーやコンプレッサーの送風量に対して、吸気ポートが十分に大きくない場合、吸気ポートから吸 い込み切れなかった空気が、ブロアーやコンプレッサー〜吸気ポート間に溜まります。
 そのため、「ピストンが下死点にあるシリンダーへ大気圧以上に圧搾された作動ガスを充填すること が出来なくても、ターボメーターなどの計器類は正圧を示すことが出来ます。
 ターボメーターなどの計器類が過給状態を示していれば、ユーザーはピストンが下死点にあるシリン ダーへ大気圧以上に圧搾された作動ガスが充填されているものと認識してしまいますが、これは誤っ た認識です。  前述の通り、下死点で吸気ポートが開いている時は吸気ポートも開いていますから、 折角送り込んだ圧搾空気が、そのまま排気ポートから吹き出ててしまうのです。
 ターボメーターなどの計器類が示す過給圧は、あくまでブロアーやコンプレッサー〜吸気ポート間の 圧力を測っているに過ぎません。  その数値は、ピストンが下死点にあるシリンダーへ大気圧以上に 圧搾された作動ガスが充填されているという証左ではないのです。


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