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４サイクル・エンジン

レシプロ･エンジンの作用行程の一つである４サイクル。
これは、作用行程が４つに分かれている事からこの名で呼ばれている。
まず、燃料と空気の混合気を吸い込む吸気行程（１サイクル）、吸い込んだ混合気を圧縮し、燃焼しやすい環境にする圧縮行程（１サイクル）、
混合気を爆発させる爆発行程（１サイクル）、燃焼後の燃えカスを排出する排気行程（１サイクル）である。
この行程はシリンダー内でのピストンの動作により行われており、吸気・爆発行程ではピストンは下がり、圧縮・排気行程ではピストンは上がる。
つまり、一度の仕事をする為にピストンが４回動く事から４サイクルと言われているのである。

バランスウェイト

クランクシャフトの一部。
クランクシャフトが回転する際に回転バランスを取り、振動を抑える働きがある。

バルブ

１．照明用電球の総称。
２．シリンダー内に混合気を送ったり、燃焼後の排ガスを排出する際に使われる弁。
混合気をシリンダー内に送る際に開く弁をインテーク･バルブ（ｉｎ）、排ガスをシリンダーから排出する際に開く弁をエキゾースト・バルブ（ｅｘ）と呼ぶ。
このバルブは上記の通り、インテーク･バルブは吸気行程でのみ開き、エキゾースト･バルブは排気行程でのみ開く。
これは圧縮行程や爆発行程で開くと効果的に動力を作る事が出来ない為である。
バルブはカムシャフトにより開閉されている。
以前はバルブは１つのシリンダーに対して２つ（ｉｎ×１、ｅｘ×１）のバルブというのが主流だったが、高回転・高出力のエンジンが求められるように
なってからｉｎ×２、ｅｘ×１の３バルブ、ｉｎ、ｅｘともに２つの４バルブへと変わっていった。
これはバルブ単品の重量を軽くするのと、混合気や排気ガスの出入りする通路が広くなり、よりスムーズに動作出来るようにすめ為である。

バルブシステム

吸排気バルブをピストンの動きに応じてタイミングよく動かす機構。
一口に言っても様々な種類がある。
現在の車で最も多いのはＤＯＨＣ（ダブルオーバーヘットカムシャフト）方式であるが、車の種類やメーカーにもよって様変わりしている。
他にもＳＶ（サイドバルブ）方式、ＯＨＶ（オーバーヘットバルブ）方式、ＳＯＨＣ（シングルオーバーヘットカムシャフト）方式がある。

バルブスプリング

バルブを上に引き上げる役目を持っている二重のスプリング。
外側のスプリングをアウタースプリング、内側のスプリングをインナースプリングという。
アウタースプリングは右巻き、インナースプリングは左巻きになっており、噛み合わないように工夫されている。
このバルブスプリングが二重になっているのは、スプリングが共振作用（サージングとも言う。スプリング固有の振動数で伸縮した際に発生する）
により破損するのを防ぐ為である。
その為インナーとアウターのスプリングはそれぞれ固有振動数が異なっている。

バルブタイミングダイヤグラム

右の図のように、バルブの動きを図式化したものをバルブタイミングダイヤグラムという。
この図を見る事によって、そのエンジンのバルブが開くタイミングを見る事が出来る。
この図はカムの形状や大きさによって変化する。
図を元に各行程の説明をすると、

１．吸入行程
上死点より早く始まり、下死点を超えても開いている。
これは、長時間吸気バルブを開く事によって、より多くの混合気を取り入れる為である。
２．圧縮・膨張行程
吸排気両方のバルブが閉まっている。膨張行程の後半から、排気バルブは開いている。
３．排気行程
排気行程が吸気行程が始まっているのに開いているのは、２つのバルブが両方開くことにより
排気ガスが外にでる慣性力を使用して混合気の流入を引き込む力にしている。

つまりは、バルブの動きとピストンの動きは必ずしも同じではないという事が理解出来ると思う。
各行程の開始時期が、上死点・下死点を過ぎても続いている事等から判る筈だ。
また、この図によりオーバーラップ角の計測も容易になる。
最近では可変バルブタイミング機構（ＨＯＮＤＡのＶ−ＴＥＣ等）により、このバルブタイミングダイヤ
グラムをより重要視するようになってきている。

ピストン

シリンダー内部を高速で上下し、混合気を圧縮したり燃焼した力で下降したりする、最も過酷な環境下に置かれる部品。
このピストンには、軽さ・高い強度・精密さが要求される。
現在はアルミ合金製の物が殆どだが、ディーゼルエンジンは高圧縮比で燃焼圧力も高い為、鋳鉄製の物が使われている。
アルミ合金製のピストンは、軽量性に優れてはいるものの熱膨張率が高い為に、様々な形状で作られ、膨張率を下げる工夫がされている。
代表的な物に円錐形ピストン、楕円形ピストンがある。
円錐形ピストン…ピストン上部（ピストンヘッド）よりもピストン下部（ピストンスカート）の方が径が大きい事から呼ばれる。
　　　　　　　　　　これはピストンヘッドは燃焼等で著しい熱を帯びる為に膨張率が高いが、ピストンスカートは熱伝導程度の熱しか持たない為
　　　　　　　　　　に膨張率が上下で違う事から、予めピストンヘッドを小径にするというこの形状となった。
楕円形ピストン…ピストンボス（ピストンとコンロッドを繋ぐピストンピンが挿されている穴）周辺は、他のピストン部よりもアルミが使われている
　　　　　　　　　　事が多く、膨張率も高いとされている。その為、ピストンピンが挿入されている軸方向の径を変えて楕円状にした物である。
　　　　　　　　　　このピストンは非常に効率が高かったが製造過程が難しいとされ、バイク等でその姿を見る程度しか無かった。
また、ピストンヘッドの形状にも様々に考慮され、フラットヘッド（平面）、コンケイブヘッド（中央が窪んだ凹型）コンベックスヘッド（凸型）がある。
この中でも特徴的なのがコンベックスヘッドで、バルブヘッドが山状に盛り上がっているもののバルブと当たらないように逃げが彫られている。
また上記は４サイクルのピストンを記したが、２サイクルのピストンにはデフレクター型というものがある。
これはフラットヘッドの片側に凸面が作られており、この凸面に混合気が当たり上昇し、混合気が燃焼室に集まりやすくなっている。

ピストンリング

ピストンはシリンダー内を上下する為、当然シリンダーよりも小径である。
しかし、ピストンヘッドと燃焼室の間で混合気を燃焼させる為、大きな圧力を得るにも密封度が高くなければならない。
だからといってピストン径をシリンダー径に近付けると、今度は熱膨張によりピストンが膨張し、焼き付いてしまうのである。
そこでピストンの外形に伸縮するリングを付けたのが、このピストンリングである。
これによりピストンは熱膨張してもシリンダーに当たらない程度まで小径になり、シリンダーとの隙間は伸縮するリングによって密閉される。
しかしリングという名ではあるものの、完全なリング（輪）ではなく、一部が切れた形状なのである。
これはピストンリング自体も金属で出来ている為、熱膨張するからである。その為ピストンリングは１本では使われておらず、最低でも２本以上（エ
ンジンの種類などにより違う）で構成されている。
また、ピストンの上部に近い物はコンプレッションリングと呼ばれ、一番下にあるリングはオイルリングと呼ばれている。

フライホイール

大きくて重い円盤状の物体。クランクシャフトとミッションの間に位置する。
このフライホイールが何故必要かというと、エンジンの説明から入らなければならない。
エンジン、ここではレシプロ型（４ストローク）を例にする。
エンジンはピストンを上下させ、それをクランクシャフトで回転運動に変化させている。
４ストロークの場合、吸気・圧縮・爆発・排気の４行程が終わるまでにクランクシャフトは２回転するが、このクランクシャフトを回す為に得る力は爆発
行程の１度のみで、のこる３行程は全て惰性で運動しているという事になる。
そうなれば、エンジンの回転はぎこちないものになり、尚且つ強い振動と騒音を出してしまう。
それを防ぐ為にこのフライホイールが存在するのである。
重量のあるフライホイールを回転させる事により、慣性力が発生する。
この慣性力を利用しクランクシャフトは平均的な安定した回転を得る事が出来るのだ。
また、このフライホイールの外周にはギアが刻まれており（リングギア）、このギアはスターターと組み合わされている。
エンジンをスタートさせる時にも、フライホイールをモーターで回してやる事で、エンジンをかかりやすくさせているのである。