なぜ4サイクルエンジンが主流に?仕組みと2ストとの違いを徹底解剖

なぜ4サイクルエンジンが主流に?仕組みと2ストとの違いを徹底解剖

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かつてバイクレースや小型スクーター、農林業機器の主力であった2サイクル(2ストローク)エンジンは、ピストンが1往復(クランク1回転)するごとに1回の燃焼を起こす構造でした。シリンダーの側面に開けられたポート(穴)をピストン自身が開閉し、排気と吸気を同時に行う「掃気」方式を採用していたため、極めて軽量かつ爆発的な加速力を誇っていました。

しかし、掃気の過程で新しい混合気が排気ガスと一緒にシリンダー外へ逃げてしまう「生ガス吹き抜け現象」が構造上避けられず、燃料消費率の悪化と排気ガス中の未燃焼炭化水素(HC)の多さが致命的な弱点となりました。さらに、クランクシャフトやピストンピンを潤滑するためにガソリンへ2ストオイルを混合して燃焼室で一緒に燃やすため、白煙と有害物質をまき散らす原因となっていました。

世界的な環境基準の強化(自動車の排出ガス規制や二輪車のEuro4〜Euro5+、小型汎用エンジンのEPA規制)に伴い、触媒浄化が容易でオイルを燃やさないクランク室独立潤滑の4サイクルエンジンへの全面移行が決定づけられました。

項目4サイクルエンジン2サイクルエンジン編集部の見解・評価燃焼サイクルクランク2回転に1回燃焼(4行程)クランク1回転に1回燃焼(2行程)4ストは熱負荷が分散され耐久性に直結する構造・部品点数バルブ、カムシャフト、駆動チェーン等で部品点数が多い動弁系がなくシンプル、極めて軽量2ストは軽さが武器だが、4ストは剛性と精密制御で勝る燃費性能・熱効率極めて優れる(生ガスの吹き抜けなし)劣る(未燃焼ガスが排気へ流出)実用燃費で4ストは2ストの約1.5〜2倍の航続距離を誇る環境・排気ガス性能最新規制(Euro5+等)に適合・触媒制御が容易HC排出量が多く、触媒被毒を起こしやすいグローバル市場で4ストが選ばれる最大の技術的根拠出力特性・乗り味低中速トルクが太く、フラットで扱いやすい高回転で急激にパワーが出るピーキーな特性街乗りや長距離ツーリングでの疲労感低減は4ストの独壇場エンジンオイルの扱いクランクケース内で循環密閉(定期交換式)燃料と一緒に燃焼室で燃やす(定期補充式)4ストはオイルを消費しないため排気がクリーン
吉田 誠
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吉田 誠

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