4ストロークと2ストローク エンジンの違いと特徴

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ストロークと2ストローク エンジンの違いと特徴

 国内バイクメーカーが生産している原付スクーターは4ストロークエンジンを搭載しています。
 4ストロークエンジンってどーゆー意味?・・・という人のために、簡単に解説します。

 2st 2サイクルエンジン 2ストロークエンジン 2スト(ツースト)
 4st 4サイクルエンジン 4ストロークエンジン 4スト(フォースト)


このように表記されたり、発音されたりしますが、それぞれ指すものは同じです。

 4ストロークエンジンはキノコのような形の「バルブ」がシリンダーヘッドについていて、吸気・排気をコントロールしています。その開閉はカムシャフトによってタイミング/リズムが決まっていて、2ストのエンジンと大きく異なります。

 2ストエンジンではシリンダーの途中に排気のための穴(ポート)が空いていて、ピストンが上下にスライドすればそのまま吸気と排気されるようなエンジンでした。そのため、吸気側の吸気フィルターや排気側のチャンバー形状を変えることによって、排気の流れをスムーズにし、エンジンを高速回転させて速度・加速の特性を変えることができました。

 ところが4ストエンジンの場合、吸排気の流れはカムシャフトの回転に伴うバルブの開閉によって1工程ずつしっかりと区切られているので、排気側であるマフラーを換えてもバイクの性能はあまり変わらないはずです。排気装置も「チャンバー(空気整流装置)」という名称ではなく4ストでは「マフラー(消音装置)」と名付けられていることからも、エンジンの違いによる根本的なメカニズムの違いを感じることができます。

 初めての人はもちろん、2スト時代にバイクに触っていた人もかつての知識や感覚で整備をしてしまうと、首をかしげる結果となるかもしれません。改造ナビで理論と構造について勉強していきましょう。



ストエンジンの概要と特徴

  エンジンはガソリンと空気を混合した気体をエンジン内で爆発させて、エネルギーを利用します。

 2ストのエンジンではピストンが上がりながら混合気をシリンダー内に取り込み、気体を圧縮させ、点火、爆発(燃焼)させ、爆発の力でピストンが下がった時、排気口から排気を行い、爆発を繰り返す構造のエンジンです。

 1、吸気・圧縮工程
 ピストンの上昇により、吸気・圧縮される。

 2、爆発(膨張)・排気工程
 ピストン最上部でプラグ点火で爆発し、ピストンが下がる間に排気されていく。

2ストエンジンの特徴
 ・ 吸気と排気が混ざるため、燃焼効率が良くない
 ・ ガソリンとは別にエンジン内の潤滑油であるオイルも少しずつ燃焼・消費するので、注ぎ足す必要がある
 ・ エンジン音は軽めで甲高い
 ・ 構造が単純なため、高い回転数までまわる
 ・ エンジンオイルが一緒に燃焼するので、マフラー(チャンバー)などに燃えカスが溜まり、性能が落ちていく


 排ガスと一緒に未燃焼のガソリンがそのまま排気されるガスも多かったり、分離給油式の可燃エンジンオイルとの混合燃焼となるため、、排気ガスは不純物が多く、将来的に自動車排出ガス規制に関わることや、エコブームの流れから、原付市場は急速に4スト化されることになった。

 2スト時代はパワーの時代。7馬力を超える車体はノーマルでもウイリーしてしまうくらいの破壊力があり、リミッターを解除するだけで100kgに満たない車体は80キロや100キロも出てしまう異常な社会。当然、精神的に未熟な若い世代の爆走や暴走を助長していたこともメーカーもユーザーも言わない暗黙の事実。当時、今の4ストスクーターのラインナップのように軟らかいデザインが少なかったのは、そのような時代背景も影響している。

 2008年、新車市場から2スト原付スクーターが姿を消した。

ストエンジンの概要と特徴

  4ストエンジンでは、吸気・圧縮・爆発・排気の4工程がキッチリと分かれています。2ストのようにシリンダーに吸気ポート(吸気口)や排気ポート(排気口)があるのではなく、点火プラグのそばにバルブ(吸気・排気『弁』)があり、規則的に開け閉めをしています。

 1、吸気過程
 吸気バルブが開くと同じタイミングでピストンが下がる。

 2、圧縮過程
 吸気バルブが閉じ、ピストンが上昇することにより、燃焼室に入り込んだ混合気が圧縮される。

 3、爆発(膨張)過程
 スパークプラグが火花を散らし、燃焼室内の混合気が爆発し、ピストンが下がる。

 4、排気過程
 ピストンが上昇し、排気バルブが開き、マフラーへと排気される。

4ストエンジンの特徴
 ・ 使用済みの排気と新しい混合気が混ざらず、パワーの変換効率がよい
 ・ 2回に一度ガスを噴射する2ストと違い、燃費がよい
 ・ エンジンの構造が複雑になるため、高い回転が得られず、パワーがない
 ・ エンジン音は低めで静か
 ・ 自然にエンジンオイルがなくなることはないが、定期的に交換する必要がある


 旧世代にも4スト50ccスクーターは存在したものの、あまりにパワーが無く、主力は2ストへ譲らざるを得なかった。
 しかし、98年に二輪車排出ガス規制が実施され、06年に炭化水素(HC)及び一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)の削減基準が強化され、オイル混合燃焼2ストエンジンから、新世代の4ストスクーターに移行することになる。

 市場のニーズもバイクのパワー競争からデザインを重視する新しい世代へ。
 その後、ホンダが量産車世界初4ストローク50cc用電子制御燃料噴射装置(FI)を開発、各メーカーも燃費向上のため追従することになる。

 原付改造パーツは車種によって様々なものがあります。愛車のパーツも探してみましょう。


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4スト原付スクーター改造補足解説
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燃焼・爆発
 気体が「燃える」という現象は、気体が酸素と結びついている(=酸化)ということ。そのスピードが一瞬で起こることを「爆発」と表現される。

 ガソリンに炎を「近づける」と燃えますが、ガソリンという「液体」が直接燃えているわけではありません。キャブレターやインジェクションから霧状になったガソリンが空気と混合され、燃焼比率になった場所で燃焼しています。

ガソリン
 第4類危険物の中の第1石油類に分類されていて、200リットル以上の保管や取扱いには「危険物取扱者」の資格が必要。(消防法)

 自動車用ガソリンはオレンジ色に着色されています。

 引火点が−40℃以下なので、南極や北極でもなければ常に引火する空気より重い蒸気を発しています。

 燃焼範囲は1.4〜7.6vol%・・・発揮しやすくほんの少し空気に混ざればすぐに爆発する。

エンジン音
4ストは「ボボボ・・・」「ドドドド・・・」
2ストは「ビビビ・・・」「パパパ・・・」

エンジンの回転数
 回転数表示メーター(=タコメーター)がないスクーターでも、エンジンの回転数は身体で感じ、バイクの調子を把握する必要はあります。エンジンの回転数=スピードというわけではありません。


4スト原付改造パーツ
ZOOMER ズーマー系
 AF58
TODAY トゥデイ系
 AF61/AF67
Dio ディオ系
 AF62/AF68
SCOOPY スクーピー系
 AF55
VINO ビーノ系
 SA26J/SA37J
VOX ボックス系
 SA31J
JOG ジョグ系
 SA36J/SA39J
ADDRESS アドレス系
 CA44A
LET'S 4/LET'S 5 レッツ系
 CA45A/CA47A
チョイノリ系
 CZ41A


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