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エンジンにおけるシリンダー


初期のエンジンにおけるシリンダーはエンジンにおいて最大の部品だった。ピストンがもたらす摩擦を如何に軽減するかについて様々な実験が行われた。蒸気エンジンでは発生する水分が減摩材として作用する為、潤滑機構は無いか、あっても簡単なものであった。
外燃機関のシリンダーは、燃焼室が無い為対称的な構造をもつ。作動流体の熱エネルギーを膨張によって運動エネルギーに変換しピストンに伝達する。シリンダー内側は滑らかな場合が多く、ピストンにはガスケットが取り付けられ二つの部屋を分離密閉している。ピストンの運動は直線の往復運動の形で取り出され、外部のクランクによって回転エネルギーに変換している。シリンダーは付属するスライドバルブによって吸気排気が切り替えられ、一往復で2回運動エネルギーを取り出すことができる。主に蒸気機関に用いられた。スターリングエンジンのようにシリンダーが熱交換器として作用するものもある
内燃機関のシリンダーは外燃機関の機能を踏襲しており、基本的な構造や役目は外燃機関と似ているが、複雑になった。 一端はピストン・シリンダーヘッドと共に燃焼室を形成し、その密閉された容積により燃料と空気(混合気)を圧縮する。 圧縮された混合気は点火され、爆発燃焼する。燃焼して生じた燃焼ガスが持つ熱エネルギーによる膨張をピストンで受け運動エネルギーに変換する。 燃焼室の反対側ではピストンの運動をコネクティングロッド(コンロッド)・クランクシャフトにより回転エネルギーとして取り出す為の開口部となる。 水冷エンジンにおいては外壁または二重構造による中空部でウオータージャケットを形成して冷却を行う。 2ストローク機関ではシリンダーに開けられた穴・インテークポートとエキゾーストポートにより掃気が行われる。 シリンダー内側はホーニング加工されており、クランク側から供給される潤滑油を保持しピストンが滑らかに動くよう潤滑する。ピストンには複数のピストンリングが取り付けられ気密を保ち、シリンダー壁面の油膜を最適に保つ。
ピストンと共にエンジンの中枢部を構成する。
ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンのシリンダーはかつては単体の部品で、鋳鉄製の筒が一般的であった。現在の主力は摺動部の耐磨耗性の観点からシリンダーライナーを導入しシリンダーブロック(シリンダージャケット)に圧入もしくは鋳造時に鋳込んで用いるもの。シリンダーをシリンダーブロックと共に一体鋳造とした方式が普及しつつある。これに対してライナーを導入しない方式はライナーレスエンジンと呼ばれるが、シリンダー内壁にニッケルシリコン合金(Nikasil:ニカシルorニカジル(商標))に代表される金属酸化物添加合金をめっき(溶射)するもので、1967年NSU・Ro80に使用され、ポルシェが1970年にレースカー(ポルシェ・917)に採用したのをはじめ、主にハイエンド仕様やレース仕様の車や小型車、バイクを中心に普及した。ライナーレス仕様は軽量で放熱性に優れ、ピストンリングと親和性が高いのが特徴。またピストンもシリンダーも同じアルミニウム合金で作る事ができるため、熱膨張してもクリアランスが保たれエンジン出力の向上に寄与する。溶射部分の耐久性は鋳鉄と同等以上であり、表面にほどこされたホーニング加工をエンジン寿命の終期まで保ち続ける。一方量産性と溶射加工時のスループットが長いことから加工コストが高くなる。
部品点数の削減と剛性の向上を図るため、クランクアッパーケースとシリンダーブロックを一体鋳造したエンジンもあり、3ピースエンジン等と呼ばれる。
ヤマハ発動機はライナーレス方式を発展させ、シリンダーブロック全体をアルミニウム・シリコン合金でつくり、メッキさえも不要としたDiASil(ダイアジル)シリンダーを開発した[1]。この方式によればメッキ方式に見られるスループットの問題は改善されるが、硬度が高く鋳造後の加工が困難となるのが欠点である。
船舶用エンジンはシリンダー・ピストンが巨大であり、大量の空気を充填し、きわめて長くて太いシリンダーで効率的に大きな出力を獲得できるよう工夫してある。

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ガソリンエンジンの燃料


燃料は、ナフサから精製して作られたガソリンが使われる。通常、ガソリンはオクタン価によって2?3種類に分類される。
各地域のオクタン価による分類例
欧州 : スーパープレミアム(98オクタン)、プレミアム(95オクタン)、レギュラー(90オクタン)
北米 : プレミアム(95オクタン)、スタンダード(90オクタン)
日本 : ハイオク(100オクタン)、レギュラー(90オクタン)
石油元売り会社によっては、ハイオクやレギュラーを独自の名称で表記する場合がある(例:ハイオク→Mobil-F1、レギュラー→ガソリン など)。
ガソリンエンジンと同じ機構で、液化石油ガス (LPG)、圧縮天然ガス (CNG)、軽油、エタノール、メタノール、水素、木炭(実際は木炭を燃やして発生するガス)を使うエンジンもある。CNG、エタノール、メタノール、水素など、炭素が少ない燃料は、二酸化炭素排出量を削減するための代替燃料として注目されている。エタノール混合ガソリンは、エタノールの割合が少なければ通常のガソリンエンジンでも使うことができる。[要出典]エタノール専用の自動車もある。
ガソリンエンジンの燃料供給方法は、キャブレターとインジェクションに別れる。インジェクションには、機械式と電子式とがあり、それぞれ、ポート噴射と直接噴射(筒内噴射)方式に分類される。

ディーゼルエンジンの燃料


ディーゼルエンジンは、主に軽油を使う。メタノール、ジメチルエーテル (DME) を使うエンジンもある。[要出典]
ディーゼルエンジンの燃料供給方法は、その燃焼の仕組みからすべて高圧の燃焼室内への直接噴射となる。
燃焼室形状の違いにより、シリンダーヘッドに燃焼室を持つ副室式(インダイレクト インジェクション = I.D.I.)と、シリンダーヘッドは平坦で、ピストン頂部の深いへこみを燃焼室とする、直噴式(ダイレクト インジェクション = D.I.)とに分類される。副室式には細長い形状の予燃焼室式と球形の過流室式(リカルド式)とがある。

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