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4ストロークエンジンサイクル

1876
  • Nicolaus Otto
  • Eugen Langen
Four-stroke engine showcasing pistons and crankshaft in mechanical engineering context.

(画像はイメージです)

オットーサイクルの実用的な応用例は4ストロークエンジンであり、 熱力学 エンジンは、4つの異なるピストン運動(ストローク)でサイクルします。これらは、1. 吸気(吸入):空気と燃料の混合気が吸い込まれるとき。2. 圧縮(圧縮):混合気が圧縮されるとき。3. 燃焼(点火):点火によってピストンが押し下げられるとき。4. 排気(排気):燃焼ガスが排出されるとき。

4ストロークサイクル(実際にはオットーサイクルとも呼ばれる)は、クランクシャフトが2回転することで完了する。各ストロークはクランクシャフトの180度回転に相当する。この一連の動作は、吸気バルブと排気バルブを操作するカムシャフトによって正確に制御される。

1. 吸気行程: サイクルはピストンが上死点(TDC)にある状態から始まります。吸気バルブが開き、ピストンが下死点(BDC)まで下降することで部分的な負圧が発生し、空気と燃料の混合気がシリンダー内に吸い込まれます。

2. 圧縮ストローク: 吸気バルブが閉じ、ピストンが下死点から上死点まで上昇します。この動きによって、閉じ込められた空気と燃料の混合気が圧縮され、圧力と温度が大幅に上昇し、点火の準備が整います。

3. 動力(燃焼)行程: ピストンが上死点に達する直前に点火プラグが作動し、圧縮された混合気に点火します。急速な燃焼によって圧力が大幅に上昇し、ピストンが上死点から下死点まで押し下げられます。この行程だけが機械的な仕事を生み出し、クランクシャフトに動力を伝達します。

4. 排気行程: As the piston reaches BDC, the exhaust valve opens. The piston then moves upward from BDC to TDC, pushing the burned gases out of the cylinder and into the exhaust system. Once the piston reaches TDC, the exhaust valve closes, the intake valve opens, and the cycle begins anew. This continuous sequence of events converts the chemical energy of fuel into rotational motion.

UNESCO Nomenclature: 3322
機械工学

タイプ

物理デバイス

混乱

革命的

使用法

広く普及している

前駆物質

  • レノア製2ストロークガソリンエンジン
  • 蒸気機関の仕組み(ピストン、シリンダー、クランクシャフト)
  • アルフォンス・ボー・ド・ロシャスの4ストロークサイクルに関する理論的記述
  • 信頼性の高い点火システムの開発

アプリケーション

  • 自動車
  • オートバイ
  • 軽飛行機
  • 芝刈り機
  • ポータブル発電機

特許:

  • US Patent 194047
  • German Patent 532

潜在的なイノベーションのアイデア

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関連キーワード:4ストロークエンジン、吸気、圧縮、出力、排気、内燃、ピストン、クランクシャフト、カムシャフト、ニコラウス・オットー。

歴史的背景

4ストロークエンジンサイクル

1850
1860
1870
1876
1882-01-01
1886-04-23
1890
1850
1850
1867
1875-01-01
1881
1884
1890
1890

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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