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概要

ガソリン空気を一定比率で混ぜ、スパークプラグの点火により爆発させてパワーを得るエンジンである。


重量の割に高出力なため、自動車飛行機など比較的軽量な乗り物、携帯型発電機や草刈り機などツールの動力源として極めて重要である。


仕組み

ガソリンを燃やして運動エネルギーを得る機構だが、現在主流の構造は4ストロークレシプロエンジン(ピストンエンジン)である。


吸気、圧縮、燃焼、排気の4工程

上記の4工程(ストローク)を繰り返すことで動作する。

吸気

空気と燃料の混合気を吸気バルブから吸い込む。

圧縮

吸い込んだ混合気を圧縮する。

燃焼

圧縮した混合気に電気火花で点火する。

燃焼により高温になった空気が膨張してピストンを押すことで運動エネルギーを得る。

排気

燃焼で生じた排気ガスを排気バルブへ押し出す。


かつては掃気と燃焼の2工程だけを繰り返す2ストロークエンジン(2スト)が多かったが、ガソリンと排気ガスが混じってしまうことから、現在は一部を除いてほとんど見られない。


4ストロークの説明では、燃焼行程でガソリンをピストンシリンダへ噴射するインジェクション式を採用したが、気化したガソリンと空気の混合気を吸入工程で取り込むキャブレター式も存在する。これも2ストローク同様、近年では少ない。


その他の構造として、ピストンのかわりにローターを使うロータリーエンジンがある。


ディーゼルエンジンとの比較

エンジンと言えば自動車用が最も身近であるが、もう一つの良く使われているディーゼルエンジンと比較することで、ガソリンエンジンの特徴を見る。

項目\機関ガソリンエンジンディーゼルエンジン
工程4ストローク4ストローク
燃料ガソリン軽油重油など燃える液体なら大抵使える
点火方式電気火花空気の圧縮による高温
重量軽い重い
熱効率約25%約35%(中高速形)

どちらも4ストローク機関である点は共通(2ストはガソリン同様稀少)。

重要な違いは燃料と、燃料の性質の違いによる点火方式である。


ガソリンは気化しやすく火花によって引火し爆発する。この性質のおかげでガソリンエンジンは成立しているのである。

ディーゼルエンジンは引火しにくい燃料を使用できる。これは燃料を選ばない(例えば家庭から出た廃油を精製した油でも使える)、燃料の取扱いが容易などの利点になるが、燃料が発火するくらいの高温を空気の圧縮によって作り出すためエンジンを頑丈(≒重い)な構造にする必要があるという欠点もある。


またディーゼルは黒煙や煤が出やすいため、これを減らすために大量の新鮮な空気を送り込む必要があり、ターボチャージャーによる過給が現代では不可欠となっている。


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