そうでない場合 ピストンエンジン、現代社会の成人の大多数は、日常的に必要な場所にたどり着くのに苦労するでしょう。 従来の自動車を運転したり乗ったりする人は誰でもそのようなエンジンの恩恵を受けます（電気自動車にはピストンがなく、代わりに純粋に動力を供給されます モーター.)
別名 レシプロエンジン、これらのエンジンの主な特徴は それらは圧力を回転運動に変換します. この回転運動、つまり、物理軸または概念軸を中心とした運動は、並進運動と あなたの車のタイヤがあなたを転がし、残りの車両がそれらの上にぶら下がっているような、他の形の動きは簡単です 道路。
さまざまなタイプのピストンエンジンが存在しますが、その中で最もよく知られているのは、 内燃エンジン、ガス駆動の自動車エンジンおよびその他のサブタイプが含まれます。 他のピストンエンジンの種類の中には 外燃機関 そしてその スターリングエンジン.
とりわけ、原子力発電所は、あなたが思っているよりも旧西部の機関車との共通点が多いことを学びます。 一般的に、必要性と人間の創意工夫が再び組み合わさって、注目に値する変革をもたらすものを生み出していることを理解することができます。
ピストンとシリンダーのアセンブリ
どういうわけか、ピストンは、ピストンを機能させるもの、つまりピストンを収容する円筒形のチャンバーよりも、日常の人々からより多くの注目を集めているようです。 悪名高いことにもかかわらず、ピストンとシリンダーは、間違いなくどの単一の機械よりも世界を変えた単一の装置の中心であり、それは内燃機関です。
ピストンはそれ自体が閉じた、または中実のヘッドを備えたシリンダーであり、名前の由来となっているより大きな円筒形のケース内で前後に移動します。 ピストンが動く可能性があります に対して 流体圧力または流体圧力によって移動します。 蒸気機関では、ピストンは両端で閉じています。 ロッドは中央を通過しますが、ジョイントはしっかりと密閉されています。 ガソリンエンジンでは、エンジン内の他の可動部品の振動（前後の動き）を可能にするために、一端が開いています。
ピストンエンジンのしくみ
ピストンエンジンの動きは緊密に調整され、調整されています。 これはまれですが、エンジンは単一のピストンで構成できます。 複数のピストンとシリンダーの組み合わせを含むさまざまな構成が可能であり、これらの列、「ビー」形状、および「ジグザグ」の組み合わせが含まれます。
個々のピストンの数は別として、これらのエンジンはすべて同じ一般的な方法で動作します。 それらが生成できる電力量や、内部の圧力源に役立つ燃料に関係なく シリンダー。
クラシック 4ストロークサイクル レシプロエンジンの機能は、次の4つのステップまたはプロセスです。
摂取： 4ストロークサイクルの最初のステップでは、ある種の燃料が上部の吸気ポートからシリンダーに押し込まれ、ピストンがシリンダーの下部に押し出されます。
圧縮： 次に、ピストンが上部に押し戻され、燃料が圧縮され、ほとんどのエンジンのスパークプラグを介して点火されます。 ディーゼルエンジンでは、燃料を十分に圧縮するだけで点火できます（大まかに言えば、物理学では、圧力と温度が一緒に上昇します）。
点火： 燃料の点火はピストンをもう一度押し下げ、それによって有用なものを生成します 作業 （使用可能なエネルギーに類似した物理学の量）エンジンに。 この「ストローク」は、別名 燃焼 または パワー ステップ。
排気： 燃料の燃焼による廃化学物質は排気口から排出され、このサイクルが繰り返されます。 4ストロークの性質は一見徹底的ですが、このサイクルは標準的な自動車では1分間に数千回（約50〜100回）効率的に繰り返されます。 毎秒。
- エンジンが潤滑油またはモーターオイルを厳密に必要とする理由を、この時点で初めて完全に理解しているかもしれません。 完全に調整されたトップエンドエンジンでさえ、それは多くの避けられない摩擦であり、何らかの方法で対処し、消散させる必要があります。
外燃ピストンエンジン
上記は、自動車が事実上普遍的であるあなたが住んでいる世界を説明しています。 もちろん、比較的最近の人類の歴史においてさえ、それは常にこのようであるとは限りませんでした。
フランスの軍事エンジニア ニコラ・ジョセフ・カグノット 車両に動力を供給する目的でシリンダー内のピストンを駆動するために、ある種の流体を取得する最初の試みの1つの背後にありました。 （A 体液 は気体または蒸気や水などの液体であり、前者は後者の気体の形です。）1769年、Cugnotは不器用な三輪の「蒸気」を作りました。 大砲を運ぶことを目的としていて、時速約3マイル（時速5キロメートル）を管理することができたが、制御不能になる傾向があり、 クラッシュ。
19世紀半ばまでに、蒸気動力は非常に広く使用されていたため、付随する技術的進歩により大幅な改善が可能になりました。 蒸気機関車は、（現在は廃止されている）外燃機関の優れた例です。 外部 発火して燃やされた石炭だから 外側 エンジン（炉内）を使用して大量の水を沸騰させ、蒸気を生成し、それをエンジン内部のシリンダーに送り込みました。
内燃ピストンエンジン
1826年、アメリカ人 サミュエル・モーリー 同じ物理的軌跡で結果として生じる圧力ブーストにより、燃料の点火とシリンダーの膨張を配置する種類のエンジンの最初の特許を取得しました。 しかし、1858年まで、モーリーは「石炭ガス」で作動し、50マイルの旅をした内燃機関を備えた三輪ワゴンを製造しませんでした。
内燃エンジンの構築における重要な進歩は、ガスを点火する前に圧縮する機能であり、燃料が燃焼しやすくなりました。 ガスの圧力と温度は協調して上昇する傾向がありますが、ガスの体積を減らす（つまり、圧縮する）と圧力が上がります。
内燃機関が非常にコンパクトなサイズに近づき始めるとすぐに、エンジニアと夢想家は、最初の飛行機械に動力を供給するためにそれらをどのように使用するかを夢見始めました。
航空機エンジン
1880年代までに、大胆な発明家たちは、飛行機械ではないにしても、蒸気またはガスを動力源とするピストンを使用する「ホッピング機械」を実験していました。 エンジン、150フィートまで到達するものもありますが、人間の観測範囲と移動を進めるための闘いで破壊されたものもあります フロンティア。
ザ・ ライト兄弟、OrvilleとWilburは今日有名ですが、実際には1800年代後半への参入がやや遅れていました。 半世紀以上後に米国とソビエトの間で展開する「宇宙開発競争」のバージョン 連合。 1899年に、彼らはデューデリジェンスを行い、エンジンを装備する前に滑空機で多くの実験を行い、それによって基礎となる空気力学についてさらに学びました。
1903年にノースカロライナ州キティホークでライト兄弟が最初の勝利を収めて以来、燃焼機関は長い道のりを歩んできました。 一方 ジェットエンジン 今日、大型の民間航空機やその他の高出力航空機で使用されていますが、ほとんどの小型の民間航空機は、依然としてプロペラと内燃機関を使用して製造されています。
- 熱機関と呼ばれる航空機用のレシプロエンジンをよく目にするかもしれませんが、すべての内燃機関は エンジンは熱機関であり、外燃機関は熱の他の主要なカテゴリーです エンジン。