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排気ガスの流れについて
- ４ストエンジンと２ストエンジンにおける排気ガスの流れについて疑問があります。４ストエンジンでは排気段階でピストンが上がっている時に吸気バルブを開くことで混合気を取り込むことができるのでしょうか？また、２ストエンジンでは衝撃波を利用して燃焼室から出てしまった混合気を押し戻すことができるのですが、混合気がなぜ逆方向に戻れるのか疑問です。
- ４ストエンジンと２ストエンジンにおける排気ガスの流れについて疑問があります。４ストエンジンでは排気段階で吸気バルブを開くことで混合気の充填をよくするオーバーラップがあるのですが、ピストンが上がっている時に吸気バルブを開くことで混合気が逆方向に押し戻されてしまうのではないか疑問です。また、２ストエンジンでは衝撃波によって混合気が逆方向に押し戻されるのですが、衝撃波とは何か疑問です。
- ４ストエンジンと２ストエンジンにおける排気ガスの流れについて疑問があります。４ストエンジンでは排気段階と吸気バルブのオーバーラップによって混合気の充填が行われるのですが、ピストンが上がっている時に吸気バルブを開くことで混合気が逆流するのではないか疑問です。また、２ストエンジンでは衝撃波によって混合気が逆方向に戻るのですが、衝撃波とは何なのか疑問です。
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１、空気にも重さがあり、慣性の法則が働きます。 吸気もある程度の速さ、勢いがあると、排気行程末期の排気ガスを押し出すくらいの力はあります。 オーバーラップ時の排気行程末期では、排気の圧力も下がっていますので。 もちろん、これは吸気に勢いのある高回転時の話で、流速の遅い低回転時にはオーバーラップが大きいカムシャフトでは吸気が排気に阻害されてしまい、出力が低下します。 ４サイクルエンジン、というかレシプロエンジンが高回転での出力と低回転のトルクを両立できないのは、そのためです。 それを両立させるために、可変バルブタイミングなどの機構が生み出されました。 ２ 排気ガスは一方向に流れているわけではありません。 排気バルブ（２サイクルの場合はポート）が開いているときにはエンジンからマフラー出口に向かって流れますが、 排気ポートが閉じれば排気ガスの流出も止ります。 そうすると、ポートが閉じても排気ガスは慣性の法則によりマフラー出口に向かって流れていこうとしているので、排気ポート直後の圧力が負圧、マイナスの圧になります。 そうなると、出口に向かって流れていた排気ガスがエンジンに向かって逆流します。 この動き、圧力変化を排気脈動といいます。 この逆流する流れがちょうど排気ポートが閉じる前、混合気がはみ出ようとしている時とぶつかれば性能アップになりますが、タイミングが違えば排気ガスの流れを阻害することにもなります。 このタイミングはエンジン回転数によって変わるので、２サイクルが一定回転でのみ高い出力が出る、いわゆるピーキーな特性になりがちなのはこのためです。 また、この法則は程度の差こそあれ４サイクルにも働きます。 マフラーの長さ、太さ、多気筒であれば集合方法が性能に影響するのはこのためです。
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- Lupinus2
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＞排気ガスはそのままの方向に流れる という一文があったので、一方方向に流れているわけではないという説明として排気脈動の説明をしました。 それを効果的に生かすように設計されたものがチャンバーです。 「衝撃波」という言葉は定義があいまい（音速を超えるか否か？）なので私は使いませんが、チャンバー内には反射波はあります。 エンジンから見て、広がっているテーパー部をダイバジェントコーン、 狭まっているテーパー部をコンバジェントコーンと呼びます。 ダイバジェントコーンが排気を引き出し、 コンバジェントコーンで跳ね返る排気ガスの流れで吹き抜けガスを押し戻します。
お礼
結構勘違いしていましたがやっとわかりました。ありがとうございます。
- koketa58
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ANo1です。 専門的な技術的解説はこちらにメールして聞いてください。 日本内燃機関連合会 http://www.jicef.org/index.html 日本陸用内燃機関協会 http://www.lema.or.jp/ こちらの方がエンジン内部の燃焼効率や給排気工程、チャンバー効果に関する専門的な解説は得意です。
お礼
このような団体があるとは思ってもいませんでした。 とりあえず今は納得することができたので、また別の奥深い疑問が沸いたときにでも利用してみようかと思います。 ありがとうございました。
- koketa58
- ベストアンサー率18% (355/1961)
バルブオーバーラップ Wikiより http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%90%E3%83%AB%E3%83%96%E3%82%AA%E3%83%BC%E3%83%90%E3%83%BC%E3%83%A9%E3%83%83%E3%83%97 チャンバー Wikiより http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%81%E3%83%A3%E3%83%B3%E3%83%90%E3%83%BC
補足
はい、見ましたが、、 １．「排気ガスが持つ運動エネルギー」というのを詳しく知りたいのです。 ２．これもウィキには私の疑問の答えは載っていないかと。。。
お礼
１についてはよく納得しました。ありがとうございます。
補足
２．なのですが、 排気脈動についてはよく理解できました。 しかし、私の知りたいのはチャンバーの膨張部の末端の、径が狭まっている部分に衝撃が当たり、跳ね返ることによって混合気を押し戻すというメカニズムについてです。 それは、排気脈動とは別モノだと思うのですが、もしかすると同じことなのでしょうか？