原題は『The Petrol Engine』、著者は Francis John Kean です。
　例によって、プロジェクト・グーテンベルグさまに厚く御礼を申し上げる。
　図版は省略しました。
　以下、本篇です。（ノー・チェックです）

*** プロジェクト・グーテンベルク電子書籍「ガソリンエンジン」の開始 ***
ガソリンエンジン

モーターエンジニア向けの書籍。

内燃機関の電気点火。MA Codd著 。図109点、163ページ、クレジット8冊、正味3ページ。

はじめに – 電気の流れの原理 – バッテリー – スイッチ – コイル – 自動振動装置 – ロッジ点火 – ディストリビューター – マグネト点火 – 高電圧マグネト – 故障と解決方法 – マグネトの修理 – 誘導コイルの設計 – 索引。

自動車用ダイナモ点火装置。MA Codd著、『内燃機関用電気点火装置』。図128点、ページ96、巻8、ページ2、ページ6、ページ1、ページ2 …

概要と一般原則 – システムの取り付け – 車両の配線 – 永久磁石システム – 永久磁石および電磁石システム – 電磁制御システム – 電磁制御システム – 機械制御システム – 熱線制御システム – 便利なアクセサリ – 維持、保守、および障害箇所 – 索引。

英仏・仏英自動車・自転車・ボート辞典。フレデリック・ルーカス著。171ページ、比較級8冊。正味2冊。

オートバイ、サイドカー、サイクルカー、その構造、管理、修理。VW Page著、ME。軽量自走車両のあらゆる形態、動作原理、構造、そして構成部品の実用的応用について定義した、技術に特化しない総合的な論文。8冊、図版344点、550ページ（ニューヨーク） 。6冊、 6日、正味。

現代のガソリン自動車、その設計、製造、保守、修理。ヴィクター・W・ペイジ（ME、故「オートモービル・ジャーナル」技術編集者）著。図版500点、693ページ、8冊（ニューヨーク）。正味12ページ。

中規模反復作業用図面集（自動車部品の図面例付き）。RD Spinney著、AMIMech.E.。図版47点、130ページ、8冊。3ページ、 6ページ。正味。

自動車ボディービルディングの全分野。ロンドン市ギルド協会の主催者兼検査官、CWテリー著。「英国車両製造業者協会」卒業会員、ロンドン市ギルド協会優等一級認定、その他受賞歴、ブライトン市立工科大学自動車ボディービルディング講師など、アーサー・ホールによる補足資料付き。判型：8冊、ページ数：256、図版15点、図版5点。10ページ、 6ページ、正味価格：10ポンド。

E. & FN SPON, LTD.、57 HAYMARKET、LONDON、SW

ガソリンエンジン

設計と構造の原理を扱った教科書。2 ストロークエンジン
に関する特別章付き。

による

フランシス・ジョン・キーン

理学士（ロンドン）; MIME
工学一級優等生;ロンドン西
リージェントストリート工科大学自動車工学科長; 元 カナダ、モントリオールのマギル大学
実験工学講師

71のイラスト

奥付
ロンドン
E. & FN SPON, Limited、57 HAYMARKET

ニューヨーク
SPON & CHAMBERLAIN、リバティストリート123番地

1915

v

コンテンツ
ページ
イラスト一覧 9
序文 13
第1章
一般原則—
爆発性混合物 1
吸引の意味 2
圧縮の意味 3
脳卒中の意味 3
オットーサイクル 5
第2章
典型的なガソリンエンジンの説明—
シリンダー 8
第3章
エンジンの詳細—
ピストン 17
コネクティングロッド 21
クランクシャフト 23
フライホイール 25
第4章
バルブ—
ポペットバルブ 29
スリーブバルブ 31
カムシャフトと偏心シャフト 33
タイミングホイール 37
6クランクチャンバー 38
第5章
キャブレターとキャブレション—
フロートチャンバー 44
ガソリンジェットとチョークチューブ 46
混合室とスロットルバルブ 47
キャブレターの最近の改良 47
圧力給水と重力給水 50
第6章
点火および点火装置—
スパークプラグ 51
ハイテンションマグニートー 52
点火コイル 57
マグネト点火システムの配線図 60
コイル点火システムの配線図 60
点火タイミング 62
第7章
潤滑—
オイルの特性 63
スプラッシュ潤滑システム 63
スプラッシュ潤滑システムの改良 64
強制潤滑 65
第8章
冷却—
自然循環またはサーモサイフォン循環 69
強制循環またはポンプ循環 71
第9章
良いエンジンのポイント—
シリンダー数の選択 75
バルブの問題 77
七経済性と耐久性 79
第10章
2ストロークエンジン—
2ポート2ストロークエンジン 80
「キーン」デュプレックス空気掃気エンジン 85
ツインシリンダー2ストロークエンジン 96
第11章
馬力とインジケータ図—
仕事 98
力 98
ブレーキ馬力 99
定格馬力 100
表示馬力 101
インジケーター図 102
第12章
液体燃料—
ガソリン 108
ベンゾール 108
アルコール 109
パラフィン 109
熱効率 110
付録
エンジントラブル 113
点火タイミング 115
索引 117
9

図表一覧
イチジク。 説明。 ページ

1. 吸引の意味を説明する図 1
   2 . 圧縮の意味を説明する図 2
   3 . オットーサイクル。吸入行程 3
   4 . オットーサイクル。圧縮行程 4
   5 . オットーサイクル。パワーストローク 5
   6 . オットーサイクル。排気行程 6
   7 . 現代のガソリンエンジンの一般的な配置 9
   8 . Tヘッドシリンダーの断面図 12
   9 . 水ジャケットシリンダーの外観 12
   10。 スタッド 14
   11 . ボルト 14
   12。 セットスクリュー 14
   13 . 空冷シリンダーを備えたオートバイエンジン 14
   14 . 飛行機エンジンシリンダー 15
   15。 鋳鉄ピストン 18
   16 . ガジョンピンの固定方法 19
   17。 ピストンヘッドの3つの形状 19
   18。 スタンピング形状のコネクティングロッド 20
   19。 鋼鉄の棒から削り出したコネクティングロッド 21
   20。 クランクピンとクランクウェブ 22
   21 . 4スロークランクシャフト 23
   22 . オートバイのクランクピン 24
   23 . バランスクランク 25
   24 . クランクのアンバランス部分を示すスケッチ 25
   25 . バランス型2スロークランクシャフト 26
   26 . フライホイールリムに作用する力 26
   27 . スチール製フライホイール 27
   28 . スチールスタンピングから旋盤加工したフライホイール 28
   ×29. ポペットバルブの一般的な配置 30
   30。 スリーブバルブエンジンのシリンダーの断面図 31
   31 . スリーブバルブエンジンのシリンダーの断面図 32
   32 . ポペットバルブヘッド、研磨用のスロットを表示 34
   33 . 吸気バルブと排気バルブのカム 34
   34 . スリーブバルブ用偏心シーブとロッド 36
   35 . タイミングホイールのペア 37
   36 . クランク室、外側端面図 39
   37 . クランク室断面図 39
   38 . キャブレタープラントの全体配置 43
   39 . ジェット式キャブレターの断面図 44
   40。 チョークチューブの平面形状 47
   41 . ガソリンを霧化するガソリンジェット 48
   42 . 補償付きガソリンジェット 48
   43 . 自動スプリング制御式エア抜きバルブ 49
   44 . 自動排気弁の平面図 49
   45 . 点火プラグの断面図 51
   46 . 点火プラグ 52
   47 . 高圧マグネトーの外観 52
   48 . 高圧マグネトーのディストリビュータとコンタクトブレーカーの図 53
   49 . 高電圧マグネトーの端面図 54
   50。 点火コイル 56
   51 . 点火コイルケース 57
   52 . コイル点火用低圧接点遮断器（ワイプフォーム） 58
   53 . マグネトー点火式4気筒エンジン（高電圧）の配線図 60
   54 . トレンブラーコイル点火装置付き4気筒エンジンの配線図 61
   55 . スプラッシュ潤滑システムの改良 64
   56 . コネクティングロッドエンドの断面図（スクープとオイルトラフを表示） 65
   57 . 強制潤滑システム 66
   58 . ロータリーオイルポンプの断面図 67
   59 . ロータリーオイルポンプ 67
2. サーモサイフォン水冷システム 69
   61 . ポンプによる強制水循環 70
   62 . 水道管の形態 74
   63 . クランク室圧縮式2ポート2ストロークエンジン 81
   64 . 複式2ストローク掃気エンジンの概略図 87
   65 . 「キーン」2ストロークエンジンの全体配置 91
   66 . クランク室圧縮式2気筒2ストロークエンジン 97
   67 . ガソリンエンジンブレーキ 100
   68 . 力空間図または「仕事」図 103
   69 . ガソリンエンジンインジケーター図 4ストロークサイクル 105
   70 . 2ストロークエンジンのガソリンインジケーター図 106
   71 . バルブ設定図 116
   13

序文
本書は原理を扱っています。既存のエンジンの種類を解説した書籍は数多くありますが、本書を執筆した私の目的は、読者が現在のあらゆる実用化の根底にある設計と構造の原理について、十分に理解を深められるように支援することです 。例えば、キャブレターの構成要素の構造と、それらがどのようにそれぞれの機能を果たすかを理解していれば、市販されている特殊なタイプのキャブレターも問題なく理解できるはずです。点火の話題を扱うにあたり、火花放電の発生方法に関する詳細な説明は意図的に避けました。それは、新たな概念を導入することになり、マグネトーが結局のところ付属品に過ぎないという事実（もちろん最も重要なものではありますが）を読者が見失ってしまう可能性があると感じたためです。2ストロークエンジンに関する私の実験の記録が 、発明家などの方々の役に立つことを願っています。私のキャリアのこの期間中に遭遇した多くの異常な故障、欠陥、冒険については、間違いなく読者が当分の間、彼の基本原則を忘れてしまうことになるため、ここには含めませんでした。

私の同僚で、工科大学で「自動車の管理と検査」を講義しているオリバー・ミッチェル氏が私のために校正を読んでくれて、とても親切に提案してくれました。14本文にいくつか小さな追加点を提案していただき、それを組み入れました。また、付録にバルブ設定図を追加することも提案していただきました。ミッチェル氏の尽力と、索引作成に協力してくれた妻にも感謝いたします。

フランシス・ジョン・キーン。

工科大学工学部、
ロンドン、リージェント ストリート、西、1915 年
7 月。

1

ガソリンエンジン

第1章
一般原則

図1.—
「吸引」の意味を説明する図。

爆発性混合物。少量の液化ガソリンまたはベンゾールを開放容器に入れ、空気流にさらすと、すぐに消えるか蒸発します。液化ガソリンが蒸発した、またはガソリン蒸気になったと言います。空気とガソリン蒸気の混合物は発火して燃焼しますが、燃焼速度は 混合物の強度によって影響を受けます。混合物の強度は、混合物の既知量に含まれる空気とガソリン蒸気のそれぞれの体積を測定することによって決定されます。電気火花によって点火すると完全に燃焼するような割合で空気とガソリン蒸気の混合物を形成することが可能です。2燃焼がほぼ瞬時に起こり、爆発する ような速度で燃焼します。この空気とガソリン蒸気の混合物は爆発性混合物と呼ばれ、ガソリンエンジンのシリンダーに供給するのに適しています。

図2.—
「圧縮」の意味を説明する図。

吸引の意味。図1の鉄製シリンダーAが、剛性のあるベースCに固定され、ガス密ピストンBが取り付けられていると想像してください。ピストンを図2の位置まで急激に引き下げると、シリンダー内に ピストンを再び吸い上げようとする力が働いていることがわかります。ピストンが引き下げられ、下降時に押しのけた容積を埋めるための空気やガスがシリンダー上部に流入しないため、シリンダー内には部分的な真空状態が生じます。ここで、何らかの蛇口やバルブを使ってシリンダーを大気と連通させると、空気がシリンダー内に流れ込み、ガスの圧力がシリンダー内を圧密するまでシリンダー内を満たします。3 それ以上空気が入らないとき、大気圧と同じになります。それ以上空気を押し込むための過剰な圧力がなくなるからです 。専門用語で言えば、「ピストンが蛇口やバルブを通じて空気を吸い込んだ」ということになります。

図3.—オットーサイクル。
吸入行程。

圧縮の意味。—蛇口またはバルブを閉じ、ピストンを図1の元の位置まで再び急激に押し上げます。すると、かなりの抵抗に遭遇し、下向きの力を感じるでしょう。これは、ガスの容積が減少し、それによって圧力が上昇しているためです。つまり、 ガスを圧縮しているのです。シリンダー全体を占めていたガスの量が、シリンダーの上部とピストンのクラウンの間の小さな空間に収まっているからです。専門用語で言えば、「ピストンはシリンダー内のガスの充填量を圧縮した」と言えるでしょう。

図4.—オットーサイクル。
圧縮行程。

ストロークの意味。—このようなエンジンでは4 図3と4に図示されているように、ピストン P がシリンダー内の最上位置から最下位置まで下がった場合、下降ストロークが完了したとされ、最低位置から最高位置まで上昇した場合、ピストンは 上昇ストロークを完了したとされます。ピストンのストロークの長さは、クランク半径 R の長さの 2 倍に等しく、ピストンがシリンダー内の最高位置から最低位置まで、またはその逆に移動する距離を観察することによって測定されます。ピストンがシリンダー内の最高位置に達したときに、ピストンとシリンダー ヘッドの間に存在する空間は、クリアランス スペースと呼ばれます。これは、燃焼室、またはガソリン ガスが爆発する室とも呼ばれます 。ピストンがストロークの上限または下限にあるとき、クランク半径 R とコネクティング ロッド T は 1 つの直線上にあります。このような状態では、クランクが内側または外側の死点にあるといいます。

5

オットーサイクル— ほとんどのガソリンエンジンは「オットー」サイクルと呼ばれるもので作動します。このサイクルでは、エンジンが4ストローク（または2回転）するごとに1回、一連の動作が行われます。そのため、「オットー」サイクルは通常、 4ストロークサイクルと呼ばれます。添付の​​図（図3、 図4、図5、図6）は、マッシュルーム型バルブを備えたガソリンエンジンのシリンダー内部を模式的に示しています。

図5.—オットーサイクル。
パワーストローク。

図を見ると、エンジンが矢印の方向に手で回転している状態を「フライホイール」側（つまり運転席側の端）から見ていると仮定すると、Aはキャブレターからシリンダーへ空気とガソリン蒸気の混合気を導くパイプで、吸気管と呼ばれます。Cはシリンダー、Pはピストン、Iは吸気バルブ、Eは排気バルブ、Tはコネクティングロッド、Rはクランク、Sは点火プラグです。Bは燃焼ガスをシリンダーから導くパイプで、6 排気バルブからサイレンサーまでを排気管と呼びます。動作サイクルは次のとおりです。

図6.—オットーサイクル。
排気行程。

(1)ピストンの最初の下降行程で、シリンダー内に吸引効果、すなわち部分的な真空が発生します。吸気管内の空気とガソリン蒸気は、シリンダー内の圧力よりも高い大気圧にあるため、エンジン機構によって吸気バルブIが開かれるとすぐにシリンダー内に流入します。この吸気行程の終わりに、吸気バルブが閉じ、爆発性混合気をエンジンシリンダー内に閉じ込めます。これは図3に示されています。

（2）ピストンの最初の上昇ストロークで、 爆発性混合物は圧縮され、発射準備が整う。両方のバルブは閉じている。これは図4に示されている。

（３）ピストンの２回目の下降ストロークで点火プラグSから火花が飛び、下降開始時に点火プラグSに電荷が爆発する。7ピストンの運動。爆発の力でピストンが下方に押し下げられ、有効な仕事が行われます。バルブは両方とも閉じられています。これがパワー ストロークであり、このストロークでは、エンジンに要求される仕事を行うだけでなく、他の 3 つのアイドルストロークを乗り切るのに十分なパワーを発生させる必要 があります。このストロークでは、ピストンはコネクティング ロッドによってクランクを駆動しますが、サイクルの他の 3 つのストロークでは、クランクはパワー ストロークでエンジンのフライホイールに蓄えられたパワーまたはエネルギーによってピストンを駆動する必要があります。パワー ストローク (または爆発ストローク) の終わりに向かって、エンジン メカニズムによって排気バルブ E が開き、燃焼ガスの一部が排気管に沿ってサイレンサーに排出されます。これは図5に示されています。

(4)サイクルの2回目の上昇行程では、ピストンは残りの燃焼ガスを排気バルブを通してシリンダーから押し出します。ピストンがストロークの頂点に達すると、排気バルブは閉じます。これは図6に示されています。その後、動作サイクルが再び開始され、既に説明したように、毎回1回のパワーストロークと3回のアイドルストロークが発生します。

8

第2章
典型的なガソリンエンジンの説明
動作サイクルを説明するために、ここでは架空の自動車エンジンの模式図のみを検討しましたが、図7では最新の自動車エンジンを示しています。まず、ピストンとマッシュルーム型バルブを備えた4つの水冷シリンダーA 1、A 2、A 3、A 4の位置と配置に注目してください。これらは都合よく垂直に配置され、クランク室 C の上部に取り付けられ、クランク室の底部にオイル ベース B が取り付けられています。エンジンの前部には、ケース E に入ったタイミング ホイールが、後端にはフライホイール F が示されています。始動ハンドル接続部は S で、ファン プーリーは M で示されています。点火プラグに電流を供給する高圧マグネトーは H で示され、I はキャブレター K に接続された吸気管です。水循環ポンプはエンジンの反対側にあり、図には表示されていませんが、L 1はラジエーター (図示せず) からウォーター ポンプにつながる入口水管、L 2はポンプから各シリンダー ジャケットへの供給管、L 3は出口水管です。排気管は D で示され、オイル ポンプは P で示されています。バルブ スプリング、バルブ タペット、およびガイドもはっきりと見ることができます。エンジンの各部品を詳細に調べる際には、図7の全体配置図におけるそれぞれの位置を見失わないようにする必要があります。

図7.—現代のガソリンエンジンの一般的な配置。

シリンダー。—おそらくエンジンの最も重要な部品の一つはシリンダーです。すでに述べたように、シリンダー内でガソリンが充填されます。9 蒸気と空気が爆発し、完全に燃焼します。爆発によって放出されたガソリン混合物の熱エネルギーは、即座に機械的な仕事に変換され、銃から発射された弾丸のようにピストンを前進させます。しかし、現代の装置（どれほど巧妙なものであっても）は決して完璧ではなく、最も好ましい状況下でも、ガソリン混合物の熱エネルギーの約3分の1以上をピストンの機械エネルギーに変換できないことにも注意する必要があります。残りの3分の2の熱の一部はシリンダー壁、ピストン、バルブの加熱に使用され、残りは排気ガスとともにサイレンサーに排出され、最終的に外気に放出されます。こうして、2つの重要な事実が明らかになります。

10

（１）私たちが自動車を動かすのにガソリンを使う理由は、ガソリン（およびベンゾールなどの他の特定の液体燃料）が、エンジンシリンダー内の空気の存在下で燃料が燃焼または爆発したときに熱として放出されるエネルギーを蓄えているからです。

（2）今日、最新の技術をもってしても、ガソリンに含まれる熱の3分の2を利用することはできません。この熱を有用な機械的作業に転換する代わりに、私たちはそれを捨てざるを得ず、無駄にしています。さらに、この熱をできるだけ早く、そしてできるだけ容易に無駄にするために、特別な対策を講じなければなりません。私たちは、作業に転換できる熱を最大限に取り出し、残りの3分の2を急いで放散させます。シリンダーの外側に中空のチャンバーを鋳造し、そこに冷水を循環させることでシリンダー壁の熱を抑えます。シリンダー壁とピストンが過熱するとエンジンが焼き付く可能性があるため、良好な動作を確保するにはそれらを冷却する必要があります。また、大きな排気バルブを作り、排気ガスがサイレンサーを通って自由に逃げられるようにします。こうすることで、熱供給の有用な 3 分の 1 を奪い取ったら、残りをできるだけ早く大気中に放出することができます。この部分は私たちにとって役に立たず、仕事に変えることができません。では、なぜここに置いておいて、シリンダー壁とピストンをさらに加熱するのでしょうか。

循環水を含むこの中空室を、少なくとも燃焼室全体、吸排気バルブの通路の周囲、そしてシリンダーの胴体下方まで、爆発時の高温ガスと接触する可能性のある壁まで拡張するのが良い計画です。この循環水を含む中空室を、シリンダーのウォータージャケットと呼びます。特に回転シリンダーを持つ小型オートバイエンジンや航空機エンジンの場合、シリンダーにウォータージャケットを設けることは必ずしも必須ではありません。11しかし、他のほとんどすべてのケースでは、これは実質的に不可欠です。前述の特殊なケースであっても、加熱された壁の外側に特殊な放熱フィンを形成することで、余分な熱を放散または除去し、シリンダー内のピストンの焼き付きを防ぐことが必要であることが分かっています。これらのフィンは、図13 に示すオートバイエンジンのシリンダーに明確に見られます。

したがって、自動車のエンジンシリンダーはウォータージャケット、つまりシリンダーの周囲に水が循環する中空空間を備えていると言えるでしょう。シリンダー自体はほぼ常に鋳鉄製で、ジャケット空間は一般的にシリンダー鋳物の一部を形成しますが、稀にボルトやネジでプレートやチューブをシリンダー鋳物に取り付けることでウォータージャケット空間が形成されることもあります。この接合部は水密性を確保する必要があり、うまく設置するのは容易ではありません。

自動車用シリンダーの製造工程は、まず各部品の寸法を設計・計算し、一連の作業図面を作成することから始まります。これらの図面から、木製の型枠と中子箱が作成されます。型枠は完成したシリンダーの外側の形状を正確に反映しており、中子箱は 完成したシリンダーの内側の形状を正確に反映しています（ただし、後工程で機械加工が必要となる部品については、この限りではありません）。

鋳型は鋳物工場で鋳型砂の中に押し込まれ、引き抜かれると砂の跡が残り、鋳型が形成される。中子箱には砂が詰められており、引き抜くと、円筒の内部形状に対応する砂の塊が得られる。これらの中子は鋳型（通常は半分、あるいは2つ以上の部分に分かれている）の中央に支えられ、その間の空間に溶鉄が流し込まれて鋳物が形成される 。鋳物が冷えると、砂は簡単に取り除くことができる。このように、1組の模型と中子箱から、あらゆる点で互いに類似した多数の円筒鋳物が製造される。12 これは、迅速かつ比較的安価な複製方法です。その後、シリンダーバレルは、ボーリング工具とボーリングマシンまたは旋盤を用いて、非常に精密な寸法精度で機械加工および穴あけ加工を行う必要があります。フランジまたは平面部はプレーニングマシンで正確に面取りし、バルブステムガイドとバルブシートは、正しい寸法と形状になるように、慎重かつ正確に機械加工する必要があります。

図8.—T型ヘッド水ジャケットシリンダーの断面図。シリンダーの反対側にバルブがあります。

図9.—ウォータージャケットシリンダーの外観図。

図8と図9は、自動車エンジンのシリンダー1つを示す2つの図で、ウォータージャケットはシリンダー鋳物の一部を形成している。図中、Cはシリンダーバレルまたはボア、Jはウォータージャケット、Iはジャケット水の入口、Oはジャケット水の出口、Dは13 圧縮タップ、点火プラグ、V 1、V 2はバルブシート、G 1、G 2はバルブステムガイド、H 1、H 2はバルブの出し入れの際に取り外すキャップ、f 1、f 2、f 3、f 4、f 5はフランジと呼ばれる。フランジf 1はシリンダーをクランク室に取り付けるために使用される。シリンダー内の爆発力によってピストンが下方に押し下げられることは事実であるが、同時に、シリンダーヘッドが押し外されたり、シリンダー鋳物がクランク室から吹き飛ばされたりする傾向があることも事実である。14 ネジやボルトでしっかりと固定されている15 フランジ f 1を通過します。フランジ f 2、 f 3は入口および出口の水パイプの取り付け用、 f 4、 f 5は吸気管および排気管の接続用です。一般的にパイプにはフランジがあり、ネジまたはスタッドによってシリンダー鋳物のフランジにしっかりと固定されます。図10、 11、および12は、 2 つの金属フランジがネジまたはスタッドまたはボルトによってどのように接触しているかを示しています。また、接合部を しっかりと保持し、水またはガスがフランジから漏れて外気に逃げたり、内部圧力が大気圧より低い場合に空気が漏れたりするのを防ぐ、金属表面間のパッキング材料も示しています。

スタッド
図10。

ボルト
図11。

セットスクリュー
図12。

図13.— L型ヘッドの空冷シリンダーを備えたオートバイエンジン。
バルブはシリンダーの同じ側にある。

図14.—飛行機エンジンに適した組立シリンダーの断面図。

図8と図9では、バルブはシリンダーの両側に1つずつ配置されており、この形状のシリンダーは Tヘッドシリンダーとして知られていますが、イギリスでは、図13に示すように、両方のバルブをシリンダーの同じ側に並べて配置するのが一般的です。16 シリンダーの形状はLヘッド シリンダーとして知られています。主な目的はもちろん 2 つのバルブ シャフトの使用を避け、よりすっきりとした外観のエンジンを製造することですが、Tヘッドの設計の方が、吸排気ガスの通路によって洗浄または掃気されます。自動車のエンジンにシリンダーが 2 つある場合、それらのシリンダーは共通のウォーター ジャケットを持つ単一の鋳造品であることが多く、その場合それらはペアで鋳造されていると言います。4 気筒エンジンの場合は、(1) シリンダーが別々に鋳造されます。(2) シリンダーがペアで鋳造されます。(3) シリンダーが一括して鋳造されます。または、4 つすべてが単一の大きな鋳造品です。3 番目の方法は、初期コストが最も安価ですが、破損した場合は最も高価になります。2 番目の方法は健全な妥協案です。

図14は、一体型シリンダーとウォータージャケットの例を示しています。シリンダーバレルは鋼管と鋼製フランジで構成され、ウォータージャケットは鋼管シリンダーの外側に銅管を被せて形成されています。この構造の大きな利点は軽量化にあり、航空機の用途で広く使用されています。バルブはシリンダーの上部カバーに取り付けられ、オーバーヘッドギアによって駆動されます。

17

第3章
エンジンの詳細
ピストンはおそらく最も重要な部品です。なぜなら、熱エネルギーが機械エネルギーに変換される際に、爆発の力がピストンに作用するからです。ピストンは、連続的な爆発の破裂効果に耐えられるよう十分に強度を持たせる必要がありますが、金属を厚くしすぎると 廃熱を過剰に保持し、膨張によりピストンがシリンダー内で固着する可能性があります。ピストンがシリンダー内で固着しやすい理由を理解するには、金属体が加熱されるとあらゆる方向に大きくなりますが、冷却されると元の大きさに戻ることを思い出すだけで十分です。ピストンの金属を厚くしすぎて廃熱が速やかに通過できず、エンジン内のより冷たい部分で放散されなくなると、この熱の大部分がピストンヘッドに集中し、ピストンヘッドが膨張してシリンダー内できつく締まってしまいます。シリンダー壁はかなり薄く、ジャケット水と接触しているためにかなり冷たく保たれ、通常のサイズを超えて膨張するのを防ぐためです。もちろん、実際の膨張量はごくわずかですが、エンジンが完全に冷えた状態でも、ピストンとシリンダー壁の間の隙間はごくわずかです。おそらく5000分の1インチ程度です。したがって、ピストンは十分な剛性と剛性を備え、その動作に耐えられる ことを考慮し、強度を保ちつつも可能な限り軽量にする必要があります。

図15.—ガジョンピンとパッキンリングを備えた鋳鉄ピストンの2つの図。

一般的には、小さな円筒形の鉄鋳物で、パッキングリングPとガジョンピンGが固定ネジとともに内蔵されています（図15参照）。18 S 1、 S 2。ピストン自体は、既に述べたように、溝にパッキングリングがない場合、シリンダーのボアにガタツキや横方向の遊びなく、しっかりと滑り嵌め合わなければなりません。パッキングリングは、シリンダーにぴったり合うように、また、ピストンからクランク室へのガス漏れを防ぐために、旋削加工されています。これらのリングは非常に軽量で、鋳鉄製です。図示のように、中央のリングを外側の2つのリングとは反対方向に切断することで、接合部を切断するようになっています。ピストンの内側にボスを鋳造し、その後、鋼製のガジョンピンまたはリストピンGを挿入できるように穴を開けます。このピンは、研磨された平らな平行円筒形から作るのが最適です。ピストンのボスは、ピンの正確なサイズに合わせてリーマ加工する必要があります。ピンを挿入したら、テーパーネジを専用スパナでしっかりと締め付け、ピンに当接させて、緩みやガタツキを防ぎます。ガジョンピンを固定する方法は、ここに示していないものでも数多くあります。それぞれに利点があるが、図示したものが間違いなく最も優れており、摩耗に対して確実に調整できる。

19

図16.—摩耗後の
調整を可能にするガジョンピンの固定方法
。

図16は、ボスの一つを拡大した図で、テーパーピンの詳細と、スプリットピンQがピストン壁との接触によるテーパーピンの緩みをどのようにして防ぐかを示しています。ピストン下部は、壁に穴を開けることで軽量化されることがあります。ピストンの重量を可能な限り軽減することは非常に重要です。そうでなければ、エンジンは高回転数に達しないため、レース用エンジンを製造する際にはこの点を念頭に置くことが不可欠です。同じ強度で軽量化できるため、スチール ピストンが使用されることが多く、その場合はスチールピストンリングが使用されます。しかし、スチールピストンは鋳鉄シリンダーよりも膨張率が高く、焼き付きが発生しやすいため、一般的な自動車エンジンではあまり好ましくありません。ピストンのクラウンは、上向きに湾曲している場合もあれば、下向きに湾曲している場合もありますが、図17に示すように、平坦であることが多いです。ガジョンピンは20 軟鋼で作られる場合もあり、その場合はコンロッドエンドが接する中央部の表面を焼入れする。現在では、焼入れを必要としない特殊ニッケル鋼やその他の合金鋼で作られたガジョンピンも非常に一般的である。概して、これらの特殊鋼は21 鋼は最高のガジョンピンを作り、最も厳しい摩耗にも耐えます。

図17.—ピストンヘッドの3つの形状。

図18.—リン青銅の打ち抜き加工によるコネクティングロッド。

コネクティングロッドはエンジン機構のもう一つの非常に重要な部分であり、その機能は爆発の力をピストンからクランクシャフトに伝達することです。

図19.—
ソリッドバーから旋削されたスチールコネクティングロッド。

コネクティングロッドの一端はピストンとともに上下に動き、ガジョンピン上で振動（または前後に揺動）します。一方、コネクティングロッドの他端はクランクピンを支点として円運動し、エンジンのクランクシャフトの中心線を中心として回転します。これは図18に明確に示されています。エンジンの吸気行程では、既に述べたように ピストンは引き下げられます。爆発行程では、ピストンに最大の圧力が作用し、 コネクティングロッドを押し下げます。そのため、コネクティングロッドは引っ張られることもあれば、押し込まれることもあります。いずれの場合も、コネクティングロッドはエンジンの抵抗を克服して車を駆動する必要があります。したがって、コネクティングロッドによって支えられる荷重の特性は、荷重システムとして考えられる限りの複雑性と危険性を秘めており、設計には細心の注意を払う必要があることは明らかです。22 このようなロッドは、過度の重量を加えることなく十分な強度を確保する必要があります。過度の重量を加えると、エンジンの最高回転数が低下する傾向があるためです。もう 1 つの重要な考慮事項は製造コストです。このため、多くの場合、リン青銅の I 型打ち抜き加工品が採用されています。ただし、理想的な形状は、ガジョンピンからクランクピン端まで直線的にテーパーが付けられた円形の鋼材で、中央に穴を開けて強度をあまり犠牲にすることなく重量を軽減するものです。ロッドを金型間で打ち抜くことで、非常に低コストかつ迅速に大量生産が可能です。一方、円形の鋼材ロッドは、他の製品と価格競争をするためには、無垢の棒から機械加工する必要があります。リン青銅を使用する場合は、ガジョンピンとクランクピンの両端のベアリングを慎重に穴あけして面取りするだけで済みます。クランクピン端のベアリングには、クランクピンやジャーナルにしっかりとフィットするように、またベアリングが摩耗したときに調整できるように、常に取り外し可能なキャップが設けられています。鉄棒の場合は23 クランクピン端にホワイトメタルライニングを鋳造し、その後穴あけ加工してベアリングを形成する必要がありますが、クロスヘッドベアリングは通常、リン青銅製のブッシュで形成されます。したがって、鋼棒は高価ですが、機械的な仕上がりは素晴らしいことがわかります。図19は、完成した鋼製コネクティングロッドを示しています。I型断面の打ち抜き鋼棒もよく使用され、リン青銅のみで作られたものよりもはるかに優れた強度を備えています。

図20.—クランクピンとクランクウェブ。

図21.—4スロークランク
シャフト

クランクシャフトは、その名の通り、1つ以上のクランクまたは直角の曲がりを持つシャフトです。その機能は、ピストンのスライド運動をフライホイールと回転軸の回転運動に変換することです。図20は単投（またはシングルクランク）のクランクシャフト、図21は4投クランクシャフトを示しています。図22は、フライホイールの表面に1本のピンを固定することで同等の運動が得られる様子を示しています。この装置（図22）は、オートバイのエンジンによく使用されます。クランクシャフトは常に鋼 で作られています。軟鋼が使用されることもありますが、より一般的には24 クロム、ニッケル、バナジウムなどを含む特殊合金鋼が使用されています。現在では、クランクシャフトを鋼棒から直接機械加工するのが一般的です。この方法では、ワークを保持するための特殊な治具と金属を切断するための特殊な工具が必要になりますが、最も迅速で安価、そして最も満足度の高い方法となります。高級鋼を用いたこの種の加工を専門とする企業がいくつかあり、在庫からクランクシャフトを供給できます。

図22.—
フライホイールに固定されたオートバイのクランクピン。

図18を見ると、クランクシャフトがエンジンの抵抗に打ち勝つためにねじれていることが容易にわかります。一方、図20 は、クランクシャフトが コネクティング ロッドからの圧力によって曲がっていることを示しています。そのため、クランクシャフトの材質は曲げとねじれの組み合わせにさらされていると言えます。このような組み合わせに抵抗するのは容易ではないため、材料の節約と重量の軽減に加えて、安全性のために特殊な鋼合金が必要である理由がここでわかります。図 20 では、クランクピンがA、クランク チークまたはウェブが B 1、 B 2、クランクシャフト本体が C で示されています。ベアリング D 1、 D 2で動作するクランクシャフト C の部分は、ジャーナルと呼ばれます。クランクシャフトは非常に剛性が高く、大きく曲がったりねじれたりしてはなりません。さもないと、エンジンが回転数に達したときにシャフトが振動し、これは非常に望ましくない状態になります。すべてのベアリングが完全に一列に並んでおり、ジャーナルがそれぞれの真鍮（またはベアリング）にしっかりと固定されている必要があります。そうでなければ、機械的な25 トラブルが発生します。各クランクは、クランクピンとウェブとともに、不均一な、つまりアンバランスな質量を形成します。そのため、(1) 図23に示すように、各クランクに独自のバランスウェイトを設けるか、(2)クランクシャフトの両端に専用のバランスウェイトを取り付ける必要があります。クランクシャフトのバランスを取る便利な方法は、一方の端にファンプーリを、反対側の端にフライホイールを設置し、これらのディスクの面に穴を開けることで、クランクピンとウェブの余分な重量をバランスさせるのに十分な量の金属を取り除くことです。図24の灰色の部分は、アンバランスな質量となっているクランクの部分を示しています。高速エンジン用のクランクシャフトは常に非常に注意深くバランスを取る必要があります。そうしないと、回転速度が上がるにつれてバランスの乱れが大きく悪化し、エンジンは満足に動作しません。図25は、2気筒エンジンのクランクシャフトをフライホイールとファンプーリーにそれぞれ穴を開けてバランス調整する方法を示しています。バランス調整用のマスを取り付けることでも同様の効果が得られますが、後者の方法の方が手間がかかり、費用もかかります。クランクピンとジャーナルは、旋盤で 可能な限り真円に旋削した後、真円に研削されます。

図23.—バランスの取れたクランクのスケッチ。

図24.—クランク
のアンバランス部分を陰影線で示したスケッチ。

図25.—
フライホイールとファンプーリーに穴を開けてバランスを取った2スロークランクシャフト。

図26.—
フライホイールリムに作用する力を示すスケッチ。

フライホイール。—すでに26自動車エンジンのピストンを駆動する力がサイクルの4つのストロークでどのように変化するかを説明したが、個々のストロークでも大きく変化する点に注意する必要がある。例えば、 サイクルの爆発ストローク（またはパワーストローク）と呼ばれるストロークでは、ストローク開始時の圧力は非常に高くなるが、ストロークの終わりに向かってガスが膨張し、排気バルブが開くため、ピストンに作用する圧力は非常に小さくなる。また、圧縮、吸気、排気の各ストロークでは、動力は発生しないため、ピストンを何らかの方法で押したり引いたりする必要がある。したがって、エンジンを自力で連続運転させるには、爆発の大きな力を蓄積し、アイドルストロークで再び放出する何らかの手段が必要となる。フライホイールの機能は、車の駆動に必要なエネルギーを超えて与えられたエネルギーを蓄積 し、必要に応じてガスの圧縮、排気、吸気の機能を実行するために再び放出し、車を安定して走行させることである。それは単にクランクシャフトの端に取り付けられた重い車輪であり、一度高速で回転し始めると、27 フライホイールは簡単に停止することはできず、エンジンの要求に応じて速度が低下するたびにエネルギーの一部を放出します。しかし、エンジンが動力を発生しているときは、ホイールが加速して余剰エネルギーを蓄えます。ホイールが重いというだけの理由で、これらの速度変化はゆっくりと起こるため、適切なフライホイールが取り付けられていれば、速度の変動は全体としてそれほど大きくありません。フライホイールは エンジンの最高速度を制限するものではありません。抵抗に遭遇しなければ、ホイールが最終的に破裂するか粉々に飛び散るまでゆっくりと速度を上げ続けることができるからです。つまり、フライホイールはエンジン速度を調整するのではなく、「サイクル」のいくつかのストロークの不均一さを平滑化するだけです。現在、自動車エンジンのフライホイールは常に鋼鉄製であるため、リムが破裂する心配なく、毎分3,000回転までの速度で安全に運転できます。リムのすべての部品は、遠心力の作用を受けて、図26に示すように矢印の方向に放射状に飛び散る傾向があります。組立式フライホイールを図27に、鋼板を一回打ち抜いて作られたフライホイールを図28に示す。一般的に、コーンクラッチを組み付ける場合、その一部はフライホイールリムの内側に成形される。この2つの図は、28 図28に示す構造を採用した場合、クラッチコーンを所定の位置に配置した後にライニングが挿入されます。ライニングは、コーンを所定の位置に配置した後に簡単に挿入または引き抜くことができるセクションで構成されることがよくあります。

図27.—
鋼鍛造品から作られたフライホイール。

図28.—
鋼板の打ち抜き加工から作られたフライホイール。

29

第4章
バルブ
ポペットバルブ。バルブは、シリンダーへの混合気の吸入量を制御するため、また、点火ストローク終了時の燃焼ガスの排出を制御するために設けられています。最も一般的なバルブは、図29に示すマッシュルーム型またはポペット型のバルブです。図中、Aはバルブヘッド、Bはバルブステム、Cはバルブシート、DはコッターE用のコッター穴です。バルブの外観は、細いステムを持つ鋼板で、全体的な輪郭がマッシュルームに似ています。これがこのバルブの名前の由来です。バルブは円錐状の面を持ち、ワッシャーGに作用する強力なスプリングFの圧力によって円錐状のシートに押し下げられています。ワッシャーGはコッターEに当接し、バルブステムを押し下げます。バルブが常に正しくシートに収まり、気密接合を確実にするために、バルブステムガイドMが設けられています。

図29.—ポペットバルブ(A)、タペット(K)、カム(H)の一般的な配置。

カムHは、カムシャフトの動きによってカムがローラーRの下に入ると、必要なタイミングでバルブをシートから持ち上げます。カムはローラーを垂直に持ち上げ、それに伴いタペットまたはプッシュロッドKも持ち上げます。タペットはガイドP内を垂直に上方にスライドし、バルブを持ち上げます。タペットには調整可能なヘッドSが設けられており、ロックナットTによって所定の位置に保持されます。タペットのヘッドとバルブステムの下面との間のクリアランスを調整するには、まずロックナットTを緩め、次にヘッドSを必要に応じて上下にねじ込みます。最適なクリアランスは30 タペットの直径は約1/64インチです。その後、ロックナットを再び締め付けます。この作業中、バルブはシートに押し付けられている必要があります。タペットがバルブステムに当たることで発生するノイズを低減するために、タペットのヘッドに硬質バルカナイト繊維などの素材を詰めることもありますが、これは鋼鉄よりも摩耗が早く、頻繁に調整が必要になります。バルブ機構から発生するノイズを低減する最新の装置は、バルブギアとスプリングを、シリンダー鋳物にボルトで固定した金属板か、クランク室を延長して全体を覆い、完全に覆うというものです。こうすることで、確実に潤滑が確保されます。排気バルブは、排気ガスの高熱により、漏れや焼き付きなどのトラブルを起こしやすいため、現在ではタングステン鋼合金で作られることが多くなっています。31 熱の影響をあまり受けないマッシュルーム型バルブは、漏れがある場合は研磨してシートにぴったりとフィットさせることができます。通常、このために、図32に示すように、バルブ ヘッドにスロットが切られ、ドライバーまたは専用工具が挿入されるようにします。バルブを研磨するには、キャップ Q を回して取り外し、ワッシャー G を押し上げてスプリング F を持ち上げ、コッター E を引き抜きます。バルブを持ち上げて、円錐状の面に細かいエメリー粉と油 (または水) を塗ります。バルブを元に戻し、ドライバーを使用してシート上で前後に回転させ、しっかりと圧力をかけます。バルブを検査してシートに完全に接触していることを確認するまで操作を続け、エメリー粉の痕跡をすべて慎重に取り除いた後、スプリングを再び連結します。

図30.—スリーブバルブエンジンのシリンダーの断面図（吸気ポートは覆われていない）。

図31.—排気ポートを覆っていないスリーブバルブエンジンのシリンダーの断面図。

スリーブバルブ。—非常に人気のあるバルブのもう一つの形態はスリーブバルブであり、その2つの図を図30と31に示す。この場合、32ガスは、ピストン K とウォータージャケットシリンダー C の壁の間に配置された 円筒形の鋳鉄製スリーブ S 1、 S 2に切られたポートまたはスロット P を通ってシリンダーに入ります。これらのスリーブはシリンダー内を上下に移動し、ピストンは、あたかもそれがシリンダー C を構成しているかのように、内側のスリーブ S 2内を上下に移動します 。図に示すように、一部のエンジンにはスリーブが 2 つありますが、他のエンジンにはスリーブが 1 つしかなく、効率の点では 2 つのタイプにほとんど違いはありません。スリーブバルブの大きな特徴は、動作時にほとんど音がせず、ガスの入口と出口の開口部が非常に広いことです。ピストンには、ガス密を保つために通常の数のパッキングリングが付いており、シリンダーヘッド H にも、スリーブ S 2のガス密を保ち、圧縮圧力の低下を防ぐために深いパッキングリングが設けられています。シリンダーヘッドは通常取り外し可能で、シリンダージャケットから伸びるパイプの形で独立した水接続部が付いていることがよくあります。袖33 往復運動は、各スリーブの右下隅に示されているピンに取り付けられた偏心ロッドとロッドによって行われます。スリーブが非常に高温または乾燥して固着したり、ピストンが固着したりするのではないかと予想されるかもしれませんが、実際にはそのようなことはほとんど起こらず、全体として非常にうまく機能しています。しかし、特にスリーブが摩耗している場合は、エンジンを十分に潤滑しておく必要があります。オイルは、スリーブとピストンからのガス漏れによる損失を防ぐためです。図31では、2つのスリーブが、ポートがシリンダー壁に切り込まれた排気ポートと一致する位置で組み合わされています。したがって、排気は完全に開いており、スリーブが時折反対方向に移動することで、ポートの迅速な開閉が確保されています。シリンダーヘッドはネジまたはボルトでシリンダー鋳物に固定されており、シリンダー内部の清掃や点検のために簡単に取り外すことができます。スリーブバルブに対する最大の反対意見は、その過度の重量と、非機械的な操作方法です。

図32.—研磨用
にポペットバルブヘッドにスロットを設けたスケッチ。

図33.—低速ガソリンエンジンの吸気(A)と排気(B)のバルブカム。

カムシャフトと偏心シャフト。これらは通常、クランクシャフトと同じ材料で作られ、棒材から機械加工されます。突出したカムまたは偏心シャフトは、その後、正しい形状に切断されます。カムシャフトの場合、カムの形状は、バルブをシートから最大開度（リフト）まで素早く持ち上げ、必要な時間だけ開いた状態を維持し、その後、衝撃を与えずに素早く閉じることができるように設計することが非常に重要です。側面が直線のカムは、側面が湾曲したカムよりも好ましいですが、カムの作用を理論的に正しくするためには、バルブが最初は均一な速度で上昇し、その後均一な速度で下降するように、カムの側面を湾曲させる必要があります。こうしないと、バルブタペットが少し飛び上がってしまう可能性があります。34 バルブが上がるたびにカムが開きます。図33では、カムAは吸気バルブ用、カムBは排気 バルブ用です。両者の本質的な違いは、排気バルブは吸気バルブよりも長く開かなければならないため、排気バルブのカムの方が幅が広いことです。 最新エンジンの吸排気バルブのタイミングは、クランクピンの円を360度に分割することで説明できます。バルブの開きに遅れや進みがなければ、クランクが死点にあるときにバルブが開き、クランクが死点にあるときにバルブが閉じます。吸気バルブはクランクが上死点にあるときに開き、下死点にあるときに閉じます。これは、35エンジンの吸気 行程。その後、圧縮と爆発が起こり、排気バルブが開き始めるまでに 2 行程、つまり 1 回転します。排気バルブは、クランクが下死点にあるときに開き、クランクが上死点に達して排気行程の完了に達すると閉じます。ピストンが排気行程で上昇し始めるときに、ピストン上部のガス圧をできるだけ低くすることが非常に重要であり、これを確保するには、爆発またはパワーストロークの終わりに向けて排気バルブを開き、ガスの大部分を逃がして、ピストンが上昇排気行程で遭遇する抵抗をほとんど受けないようにする必要があります。したがって、排気バルブに約 30度のリードを設定します。つまり、下降爆発行程でエンジン クランクが下死点から 30 度の位置にいるときに排気バルブが開き始め、閉じるときに約 5 度のラグを設定します。これは、クランクがシリンダーの頂点から5度移動するまで排気バルブを開いたままにし、ガスの勢いを最大限に活用してシリンダー内の空気を排出（掃気）することを意味します。排気行程では、ピストンがシリンダー内を急速に上昇するため、前方のガスは排気口から押し出されます。しかし、ピストンは行程の頂点に達すると停止し、その後再び下降して吸気行程に入ります。一方、ガスは排気システムを通過する際に過度に制限されない限り、動き続ける傾向があるため、排気バルブの閉じるタイミングをわずかに遅らせることで、一般的にわずかな利点が得られます。

排気バルブが閉じた後のシリンダー内のガスの圧力は、ほぼ常に大気圧よりわずかに高いため、排気バルブが閉じた直後に吸気バルブを開いても何も得られません。通常、5度の間隔を空けます。つまり、 吸気バルブの開度は合計で10度遅れ、つまり吸気バルブが10度遅れることになります。36 吸気バルブは、下向きの吸気行程においてクランクが上死点から10度移動するまで開きません。吸気行程の終わりにピストンは再び停止し、その後圧縮行程で上昇しますが、吸気バルブをもう少し長く開いたままにしておくと、その勢いでガスがキャブレターからシリンダー内に流れ込み続けます。そのため、通常は吸気バルブを閉じる際に20度のラグを設けます。つまり、圧縮行程においてクランクが下死点から20度移動するまで吸気バルブは閉じません。

図34.—スリーブバルブを
操作するための偏心シーブ（A）と偏心ロッド（B） 。

カムシャフトは、荷重によるたわみや曲がりを防ぐために、ベアリングでしっかりと支える必要があります。シャフトとカムがニッケル鋼または高級合金鋼で作られていない場合は、バルブスプリングの圧力による表面の摩耗を防ぐために、表面硬化（表面硬化）を施す必要があります。バルブスプリングの圧力はかなり大きく、バルブ1つあたり100ポンドに簡単に達することがあります。タペットのローラーについても同様です。スリーブバルブがエンジンに取り付けられている場合は、 スプリングが使用されないため、カムの代わりに偏心シーブを使用する必要があります。ストラップとロッドを備えた偏心シーブを図34 に示します。バルブシャフトまたはレイシャフトはCに示され、穴が開けられたシーブは37 Aは偏心した状態を示し、Bは偏心ストラップとロッドを組み合わせたものです。ピンDはスリーブバルブを操作し、垂直方向に往復運動させます。この角度運動は、スリーブに固定されたピンDを中心としたロッドの振動によって吸収されます。ストラップを所定の位置に保持し、端部の動きを防ぐために、偏心ディスクまたはシーブの周囲に溝が形成される場合があります。スリーブの重量は非常に大きいため、破損や過度の摩耗を防ぐために、ピンDと偏心ロッドの寸法を適切に設計する必要があります。

図35.—一対のタイミングホイール。

タイミングホイール.—エンジンのクランクシャフトが2回転するごとに、吸気行程と排気行程がそれぞれ1回ずつしか発生しないため、カムシャフトまたは偏心軸はエンジンのクランクシャフトの半分の速度で駆動する必要があることは明らかです。これは、2つの歯車または円周に歯が切られたホイール を使用することで実現できます。この目的で使用されるこのようなホイールはタイミングホイールと呼ばれます。タイミングホイールの歯が噛み合ったときの、カムシャフト上のカム（または偏心軸上の偏心器）とエンジンのクランクシャフトの相対的な位置によって、吸気バルブと排気バルブのタイミング、つまりバルブが開閉するタイミングが決まるからです。図35にタイミングホイールのペアを示します。ピニオンAは12個の歯を持ち、エンジンのクランクシャフトにキーで固定されていますが、ホイールBはバルブシャフトにキーで固定されています。38 クランクシャフトには 24 枚の歯があるため、バルブ シャフトはクランクシャフトの半分の速度で回転します。図に示されているホイールは 平歯車で、歯はホイールの縁をまっすぐに横切っています。ただし、静かに回転するため、湾曲した歯やはすば歯のホイールが使われることもよくあります。平歯車を使用する場合、ホイールの 1 つがファイバー製で、もう 1 つがスチール製の場合もありますが、はすば歯車を使用する場合、ホイールは通常、高張力のニッケル鋼で作られています。歯のピッチ(つまり、連続する歯の中心間の距離) が細かいほど、ギアは静かに回転しますが、強度と製造コストの問題も考慮する必要があります。最近の慣行では、静音チェーンドライブが使用されています。これは、スリーブ バルブと偏心シャフトの導入に端を発しています。タイミングホイールにチェーンを使用する場合、リンクの伸びによって生じるチェーンのたるみを吸収するための対策を講じる必要がありますが、クランクシャフトとバルブシャフトの中心がベアリングによってしっかりと固定されているため、通常の方法（スプロケットホイールをさらにスライドさせて離す）ではこれを行うことができません。そのため、短いシャフトまたはスピンドルに取り付けられた小型のジョッキープーリー（チェーンスプロケットホイールの歯と同様の歯を持つ）が設けられ、これを自由に上下させることで、チェーンの適切な張力を維持できます。チェーンドライブはより高価になり、より多くの注意が必要になります。さらに、動作音が良好で、よくカットされたヘリカルギアほど静かになることはありません。

図36と図37。
クランク室の2つの図。

クランク室。クランク室は、その名の通り、クランクシャフトとカムシャフトを収容し、支持する容器です。通常はアルミニウム鋳物ですが、商用車用エンジンでは上部が鋳鉄製、下部が鋼板製であることが多いです。いずれの場合も、シャフトが回転する部分には真鍮製または砲金製のベアリング（多くの場合ホワイトメタルでライニング）が取り付けられ、エンジンシリンダーはクランク室の上部に取り付けられます。39 クランクチャンバーの側面と端には、 マグネトとオイルポンプ、必要に応じてウォーターポンプを取り付けるためのスペースが必要です。タイミングホイールを囲むために、チャンバーのハウジングまたは延長部も必要です。また、適切な潤滑を確保し、外部に騒音が漏れないようにするために、バルブギア全体がクランクチャンバー内に収まっている場合もあります。また、適切な油密カバーが付いた大きな点検口があり、大量のオイルをチャンバーの下部に簡単に注ぐことができるようにすることも重要です。クランクチャンバーの設計には、必要なすべての付属品とフィッティングに十分な余裕を持たせ、すべての部品に最大限にアクセスできるようにするために、慎重な事前の考慮が必要です。チャンバーから熱気とガスを逃がすために、外端が金網で覆われてほこりから保護された上向きに突き出たパイプで構成される1つまたは2つの通気管を設ける必要があります。

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現代設計のクランク室の2つの図を図36と37に示します。これらの図で、Aはクランク室の上半分で、車両のシャーシまたはフレーム上に載り、BとCでアンダーフレームにボルトで固定されています。シリンダーは、スタッドとナットによってフランジHでクランク室に取り付けられています。この部分、つまりクランク室の上半分は、非常に強固で剛性が高くなければなりません。爆発による上向きの圧力がシリンダーの頂部に作用し、シリンダーをフランジHから引き剥がす傾向があるからです。同時に、ピストンに大きな力が加わり、下方に押し下げられ、クランクシャフトがベアリングから外れてしまう傾向があります。最良の方法では、クランクシャフトの全重量はクランク室の上半分で支えられ、Sで示すようにベアリングボルトで支えられます。そのため、ベアリングボルトもピストンの下向きの推力を受け、それをメイン鋳物に伝達します。

クランク室の下半分は、オイル容器、あるいはオイルリザーバーとダストカバーのみになります。下側からシャフトとベアリングを点検するために、容易に取り外せるように配置・配置する必要があります。クランク室には長いアームが備わっている場合があり、これをシャーシのサイドメンバーに直接取り付けたり、管状のクロスメンバーによってシャーシ内に支持したりします。

図37では、カムシャフトがTで示されています。マグネトーはブラケットEに取り付けられ、クランクシャフトからのギアによって駆動されます。Gの面はウォーターポンプ用で、この場合、カムシャフトTの延長上に取り付けられる予定です。オイルポンプはFに固定され、できればエンジンの後方に配置されます。これは、車が急な坂を登るときにポンプに十分なオイルが供給されるようにするためです。図37のDの中央に示されている大きなプラグを回して外すと、オイルが抜き取られ、リザーバーが空になります。タイミングホイールハウジングまたはケースはQで示されています。オイルダクトとコン41これらの図面には、主軸受へのオイル供給経路、点検口、カバーは示されていません。クランク室の上半分は、シリンダーの金属からの熱伝導により、しばしば非常に高温になります。このため、キャブレターへの空気供給をクランク室から引き込み、軸受の冷却とキャブレターへの空気供給の加熱という二重の目的を果たすことが時折提案されてきました。しかし、このアイデアは、埃や砂利が軸受に入り込み、摩耗によるトラブルを引き起こすリスクが高いため、あまり受け入れられていません。

42

第5章
キャブレターとキャブレタリング
キャブレターは、ガソリンエンジンに空気とガソリン蒸気の爆発性混合気を供給する装置です。ガソリンは液体燃料ですが、炭素と水素の化合物であり、必要な空気が供給されると燃焼して熱を発生し、その熱はエンジンシリンダー内で仕事に変換されます。エンジンに供給する必要があるのは、実際には空気とガソリン蒸気を一定の割合で混合したものであり、このような混合気は炭素が含まれていることから「キャブレター空気」 と呼ばれることがよくあります。混合気100部に対して約2部のガソリン蒸気（体積比）、つまり1ポンドのガソリン蒸気に対して15 ポンドの空気（重量比）が必要です。このキャブレター空気は必要な濃度で、蒸気の形で均質な混合気を形成する必要があります。キャブレターの課題は、適切な濃度と特性を持つ混合気を形成することです。空気は、表面気化器で液体ガソリンの表面を通過させることによって、またはウィック型気化器のように液体ガソリンで飽和したウィックの上または間を空気が通ることによって気化されるが、これらの方法はどちらも、現在ではジェット型またはスプレー型気化器として知られているものの使用にほぼ取って代わられた。ジェット型またはスプレー型気化器では、ガソリンは細いジェットから噴射され、ジェットの外側を急速に上昇する空気と混合される。しかし、いずれの場合も、液体ガソリンはエンジンに入る前に気化される必要があり、そのためには、水が気化して蒸気になる前に加熱されるのと同様に、混合物に熱が供給される必要がある。通常の状況では、43 非常に細かい噴霧の形で液体ガソリンが噴出する場合には、吸入空気から混合気を得て液体ガソリンを気化させることができるが、エンジンからの混合気の需要が大きい場合、空気は気化点以下に温度が下がらなければ必要な熱を供給できない。そのため、最新型のキャブレターのほとんどには、温水ジャケットで囲まれた混合室が取り付けられている。 キャブレター装置の基本的特徴は、図38に図示されている。ここで、 A はガソリンタップGが取り付けられたガソリンタンクであり、ガソリンタップ G にはガソリンパイプF が接続されている。 B で示されているように、何らかの形のガソリンフィルターをタンクとキャブレター C の間に配置する必要がある。キャブレターのスロットルバルブは H、エクストラエアバルブは E、エンジン吸気パイプは D で示されている。

図38.—キャブレタープラントの一般的な配置。ガソリンタンク(A)、ガソリンフィルター(B)、キャブレター(C)、および排気バルブ(E)を示しています。

キャブレター本体は様々な形状で構成されているが、その構成要素は以下の通りである。(1)フロート室A、(2)ガソリン室44図39に示すように、（1 ） ジェットB、（2）チョークチューブC、（3）混合室D、および（5）スロットルバルブE。

図39.—ジェット型キャブレターの断面図。

フロート室は一般的に円筒形で、液体は底部から流入し、ニードルバルブと呼ばれる尖った棒によって流量が調整されます。ニードルバルブの軸に沿って上下に自由にスライドする中空の金属フロートが、軸に枢着された2つのレバーを操作します。45 フロート室カバー。物体が液体に浸されると、その液体は物体に、物体が押しのけた液体の重量に等しい上向きの圧力をかけることがよく知られています。フロートは中空で非常に薄い金属板で作られているため、自重に比例して非常に大きな液体を押しのけ、非常に浮力があります。フロートの浮力は、もちろんフロート室内の液体の密度に依存し、パラフィンやベンゾールなどの重いアルコールよりもガソリンの方が自然に深く沈みます。フロートの作用は次のとおりです。ガソリンの供給が停止され、ニードルバルブがシートから持ち上げられているとします。次に、ガソリンの供給を開始すると、ガソリンがフロート室に流れ込み、液面が上昇するとフロートも上昇し、レバーの外側の端が持ち上げられ、ニードルバルブのスピンドルにしっかりと取り付けられたカラーによってニードルバルブがシートに押し下げられます。いつでもチャンバー内の液体のレベルが下がると、フロートも下がり、レバーの外側の端が下がり、ニードルバルブが座面から上がります。これにより、より多くのガソリンがチャンバーに入るようになり、フロートが再び上がり、チャンバー内のレベルが一定に保たれます。

フロートチャンバーの底部から燃料ジェット上部のオリフィスまでの高さによって、チャンバー内の液体の必要高さが決まります。一般的に、フロートチャンバー内の液体の高さは、エンジンが停止している場合でも、液体が溢れてジェットからガソリンが垂れ続けることを防ぐため、ジェットオリフィスの上部よりわずかに下になるようにする必要があります。ニードルバルブスピンドルのカラーの高さは、フロートチャンバー内の液体が所定の高さまで上昇し、フロートがバルブを所定の位置に閉じるまで調整する必要があります。したがって、キャブレターをガソリンで動作するように調整した場合、動作時にフロートに若干の重量を追加する必要があります。46 より濃い酒類と混ぜて、より濃い酒類の中で必要な深さまで沈めるのです。

ガソリンジェットとチョークチューブ。—ガソリンジェットは一般 的に細管状の短いチューブで構成され、その一端にはチョークチューブにガソリンを噴射するための非常に小さなオリフィスが設けられています。エンジン停止時には、チョークチューブ内の空気の圧力は大気圧であり、フロートチャンバー内の液体の上方の圧力も大気圧であることは容易に分かります。しかし、エンジンが作動すると、チョークチューブを非常に高速で吸い上げ、ガソリンジェットの周囲に部分的な真空状態が生じます。その結果、圧力差によってガソリンがジェットから噴出し、微細な霧状になって容易に蒸発します。チョークチューブは、空気の速度を高くするために意図的に小径に作られています。これによりジェット周囲の圧力が低くなり、ガソリンをジェットから噴射するための十分な駆動力が確保されます。エンジン速度は、スロットルバルブまたはディスク E の位置によって制御されます。スロットルバルブまたはディスク E は、チョークチューブを上昇する空気の量を調節し、ジェット開口部付近の負圧を調節することで、ジェットから噴出するガソリンの量を偶然に抑えます。エンジン回転数が低い場合、ジェットに対する吸引または負圧の影響はほとんどありませんが、エンジン回転数が高くスロットルが全開になると、エンジンの最大吸引力がジェットに作用します。したがって、このタイプのキャブレターでは、低速ではジェットから十分なガソリンが出ず、高速では多すぎるガソリンが出ます。その結果、低速では混合気が薄くなり、高速では混合気が濃くなります。その理由の 1 つは、圧力が低下すると体積が増加するため、空気はチョーク チューブに流入するよりも速く流出し、そのため、空気の速度が増加するとジェットの周囲の圧力が非常に急速に低下し、チューブを流れる空気の量に比例してジェットから過剰な量のガソリンが噴出することになるからです。47 チョークチューブは、図39のように先細りになっているのではなく、図40に示すように、平らなパイプであることが多いです。

混合室とスロットルバルブ。スロットルバルブは通常、スピンドルに取り付けられた平らな金属製の円盤で、回転することでエンジンへの空気の通路の大きさを調節します。スロットルバルブはガソリンジェットの上部、混合室に配置されます。混合室は、エンジンの吸気管と同じ内径の短いパイプで、温水ジャケットに囲まれています。温水はエンジン冷却システムから供給されます。このジャケットからの熱は、前述のようにガソリンの蒸発によって生じる温度低下を補うのに十分なはずです。

図40.—
チョークチューブの平面形状。

キャブレターの最近の改良点。このシンプルなタイプのキャブレターのもう一つの欠点は、多気筒エンジンに必要な大型化です。エンジンを高回転で稼働させるために必要な量の燃料を、過度の吸引力を発生させずに供給し、エンジンの性能を低下させるには、より大きな口径のジェットを使用する必要があります。その結果、燃料は噴霧ではなく、容易に蒸発しない細い流れとして噴出します。この問題は、複数のジェットをそれぞれ独立したチョークチューブで囲み、すべてのジェットを1つのスロットルバルブで制御し、共通のフロート室から燃料を供給するマルチジェットキャブレターの使用によって克服されました。この場合、すべてのジェットオリフィスの総断面積は必要な量の燃料を通過させるのに十分な大きさになりますが、個々のジェットオリフィスの内径は比較的小さくなり、従来と同様に燃料が噴霧されます。もう一つの非常に成功した装置が図41に示されている。ここでAはガソリンジェットであり、この場合には特別なオリフィスは無く、空気の入口と出口のための小さな穴のある大きなチューブBに囲まれている。48ガソリンの流れ。ジェットから噴出したガソリンは、スクリューCの先端にある尖った円錐に衝突し、非常に効果的に霧化され、容易に蒸発できる小さな粒子に分解されます。

図41.—ガソリンを霧化する
ために特別に配置されたガソリンジェット。

図42.—補正ガソリンジェット。A
はメインジェット、BはオリフィスCから
供給される補正ジェットです。

チョーク管内の負圧の大きさに関わらず、あらゆるエンジン回転数において混合気の濃度を一定に保つための装置がいくつかあります。その中で最も優れたものの1つが図42に示されており、補償ジェットを使用するものです。メインのガソリンジェットAは、エンジン全速力時に高真空状態においても必要な燃料を供給するのに十分な大きさで、通常の方法でフロート室から直接燃料が供給されます。補償ジェットBはメインジェットを取り囲み、オリフィスCを通してガソリンが供給されます。オリフィスCは、メインジェット中央を通る通路よりも大きな流れ抵抗となるように配置されています。エンジン回転数が一定の上限値までであれば、補償ジェットがガソリンの大部分を供給しますが、需要が増加するとメインジェットも供給を開始し、同時にオリフィスCの絞りによってガソリン供給が一部または全部枯渇し、補償ジェットは機能を停止し始めます。

49

シンプルなジェットインチューブ式キャブレターは、 自動空気抜きバルブの追加により大幅に改良されました。そのシンプルな形状を図43と図44に示します。このバルブは、エンジンの吸気管にねじ込めるように配置された、小さなキノコ型バルブAと、そのシートBで構成されています。このバルブは、軽いスプリングCによってシートに押し付けられており、エンジンが高速回転して吸気管内に十分な真空状態になると、大気圧によってスプリングの張力に逆らってバルブが開き、空気が吸気管に流れ込みます。これにより、真空状態が低減し、同時に混合気が弱まります。

図43.—自動スプリング
制御の空気抜きバルブ。

図44.—
自動空気抜き弁の平面図。

良いキャブレターのポイント:—

これらは次の順序で並べることができます。

（１）あらゆるエンジン回転数において液体燃料の完全な霧化と気化を実現する。

（２）あらゆるスロットル開度およびあらゆる温度において、正しい割合の適切な量のガスを供給する。

（３）過度の重量や 複雑さを伴うことなく、道路の衝撃に耐え、故障が発生しないことを保証するのに十分な機械的強度 と耐久性。

（４）車が坂道や高速道路の傾斜の影響を受けても正常に作動し続ける能力。

（５）初期費用が中程度

50

圧力供給と重力供給。図38では、重力供給システム、つまりガソリンがタンクからキャブレターのフロート室へ重力のみの作用で供給されるシステムを示しました。このシステムを常に正常に動作させるには、接続パイプ内のガソリンの流れに十分な水頭を確保するために、キャブレターを低い位置に設置する必要があります。これは、ガソリンタンクを設置できる高さには実質的な限界があるためです。また、パイプはフロート室に向かって連続的に伸び、エアロックを防ぐ必要があり、高温の排気システムから遠ざける必要があります。これらの点をすべて確保できれば、このシステムは完璧です。代替システムとしては、ガソリンタンク内の液体の表面に空気圧（1平方インチあたり2～3ポンド）を維持することで、ガソリンをフロート室に押し込む方法があります。この配置では、必要に応じて、キャブレターを ガソリンタンクの高さより上の、よりアクセスしやすい位置に配置できますが、エンジンに小型のエアポンプを取り付け、始動時に手動のエアポンプを使用する必要があります。

51

第6章
点火および点火装置
圧縮行程の終わりに、シリンダー内の爆発性混合気は電気火花によって点火されることを既に述べました。電気火花は、点火プラグの電極間のギャップにおける放電によって発生します。

点火プラグ。図45と 図46は、典型的な点火プラグの2つの図を示しています。A は高圧マグネトまたは高圧コイルから高電圧（または電気圧力）で定期的に充電される高圧電極であり、B 1 、 B 2 はエンジンのシリンダーとフレームに金属接触しているため電位がゼロである電極です。放電は、ギャップC 1、C 2間で火花または閃光の形で発生します。電極Aは、磁器製絶縁体EとFによって点火プラグの金属ケースDから強固に絶縁されています。ロックナットGとHは、プラグの気密性を維持し、各部分を機械的に保持する役割を果たします。端子Kは、ワイヤ（または52 高圧電力を供給するための（鉛）を配電線に繋ぎます。高圧電流は、（1）マグネトマシン、または（2）コイルと蓄電池による点火システムのいずれかによって供給されます。

図45.—
スパークプラグの断面図。

図46.—点火プラグ

図47.—高電圧マグネトーの外観。

図48.—高圧マグネトーの端面図。高圧ディストリビュータと低圧接触ブレーカーを示しています。

高圧マグネトー。図47、48、49は、4気筒エンジンに適した最新の高圧マグネトーを示しています。このマグネトーは、固定磁石A、駆動スピンドルB、高圧電極D、高圧分配器C、および低圧接触遮断器Eで構成されています。アーマチュア、コンデンサー、および分配器の歯車は図面には示されていませんが、機械内部の高圧電極Dと低圧接触遮断器Eの間の空間に配置されています。スピンドルBがエンジンのクランクシャフトから駆動される歯車によって回転すると、アーマチュアは53アーマチュアは高電圧電流と低電圧電流を発生させます。高電圧電流は高電圧電極Dに流れ、そこから機械を横切って高電圧分配器CのカーボンブラシHに流れます。低電圧電流は低電圧接触遮断器のプラチナチップ付き接触ネジF 1、F 2を通過します。アーマチュアが1回転するごとに、ベルクランクレバーGに取り付けられたファイバーブロックが固定カムT 1、T 2を通過することで、これらの接点は2回分離されます。これが一次電流を遮断するための開閉 装置を構成します。このように一次電流が瞬間的に遮断されると、二次電流または高電圧電流の電圧（または電圧）が大幅に上昇し、54 点火プラグの電極間のギャップに火花放電を発生させます。低圧接点ブレーカーにはこのようなカムが 2 つあるため、アーマチュアは 1 回転するごとに 2 つの火花用の電流を供給できることがわかります。この事実を念頭に置いておけば、あらゆるタイプのエンジンのマグネト アーマチュアとエンジン クランクシャフトの相対速度を難しく判断する必要はありません。4 ストローク エンジンでは、クランクシャフトが 2 回転するごとに 1 つの火花が必要です。そのため、このタイプの 4 気筒エンジンでは、1 回転につき 2 つの火花が必要となり、マグネト アーマチュアはクランクシャフトの速度で動作する必要があります。4 ストローク サイクルで動作する 6 気筒エンジンでは、1 回転につき 3 つの火花が必要ですが、マグネトのアーマチュアは 2 つしか供給しないため、クランクシャフトの速度の 1.5 倍で駆動する必要があります。

図49.—高電圧マグネトーの端面図。
アース端子(P)を示しています。

高張力分配器はカーボンブラシで構成されている55 H は、マグネトアーマチュアと絶縁繊維のブロックに取り付けられた金属セグメント M 1、 M 2、 M 3、 M 4からのギアによって駆動されます。ディストリビュータには、エンジンのシリンダーと同じ数のセグメントが必要です。各点火プラグにつき 1 つのセグメントです。ただし、アーマチュアは1 回転あたり2 回以上の火花を供給できないため、ディストリビュータに 4 つのセグメントがある場合はアーマチュア速度の半分で駆動する必要があり、6 つのセグメントがある場合はアーマチュア速度の 1/3 で駆動する必要があります。各金属セグメントは、点火プラグリード線 L 1、 L 2、 L 3、 L 4などと電気的に接続されています。高圧電極 D は、アーマチュア巻線の高圧端で砲金コレクターリングを押す軽量カーボンブラシに取り付けられています。 P には特別な端子が設けられており、この端子にワイヤを接続してエンジンのフレームに接続すると (通常はスイッチを介して)、低圧巻線が短絡または自己閉じし、スイッチが再び開かれるまでスイッチを通るパスが常に存在するため、開閉は無効になります。このような状況では、高電圧回路の電圧は火花放電を引き起こすのに十分ではなく、点火はオフになっていると言われます。火花が発生する瞬間は、固定カム T 1、 T 2を保持するロッカーアーム K を後方に動かすことによって早めたり、早めたりすることができます。一方、ロッカーアーム K を前方に動かすと、点火は 遅れてストロークの後半で発生します。通常の点火は、レバーが可動範囲の中間にあるときに起こり、クランクが上死点にあるときのピストンの位置に対応します。一方、進角点火は、ピストンが圧縮行程を完了する直前に起こり、遅角点火は、クランクが上死点を通過した後、ピストンがパワー（または爆発）行程で少し下がったときに起こります。点火を進角させると回転数が上がり、点火を遅角させると回転数が下がります。ただし、エンジンが過負荷状態の場合は、回転数が少し上がったり、 56点火を少し遅らせるとより良くなりますが、正確な動作はシリンダー内の金属壁とピストンの温度に依存します。

図50.—点火コイル、振動機構を示す。

通常の点火は、クランクがちょうど死点にあり、ピストンがストロークの頂点にあるときに起こると述べました。エンジン停止時にマグネトーを設定し、アームKが中間位置にあるときに点火が死点に当たるようにした場合、電流のタイムラグにより​​実際の点火は遅れます。電流が流れるのには時間がかかり、そのわずかな時間の間にクランクは高速回転時に死点から数度ずれてしまいます。したがって、エンジンの高速回転時に正しく点火するには、点火時期を早める必要があります。点火時期を早めすぎると、エンジンが57 特に高負荷時には「ノッキング」が発生しやすくなります。点火時期を遅らせると、ストロークの開始時に燃料が点火されないため、理論上燃料に蓄えられているパワーの一部がストロークの終わりに排気ガスとして失われます。点火時期を遅らせると、必ず排気システムの過熱が発生します。

アーム K が機械的に中間位置に固定され、点火を進めたり遅らせたりできない場合は、固定点火と呼ばれます。

図51.—点火コイルケース。

図52.—
単気筒コイル
点火システム用低圧接点ブレーカー（ワイプ接点）。

単気筒エンジンに適した点火コイルを図50と51に示します。AとBは低電圧端子、Cは高電圧端子です。振動板はDに示され、調整ネジFは 58およびプラチナチップ接点G 1、G 2。コイルの鉄心は、図50のEに示すように、ケースから少し突出しています。Fをわずかに上下に回すことで、火花の強さと特性を大幅に変えることができます。コイルの低圧端子に電流が供給されると、電流は一次巻線を流れて鉄心を磁化し、プラチナ接点を通過することで回路が完成します。振動子ブレードが鉄心に引き寄せられると、プラチナ接点が一時的に分離することで一次回路が遮断され、磁力が消失します。振動子が解放され、回路が再び完成します。このように、図52に示す低圧接点遮断器の回転アームHに取り付けられたローラーが金属セグメントKに接触している限り、振動子ブレードは高速振動し、一次回路を開閉します。その結果、高圧巻線の端子Cに接続された点火プラグで連続的な火花 が発生します。これは特にエンジン始動時に非常に便利ですが、現代の高速エンジンでは、高回転域ではトレブラーが1回しかスパークを発生させることができないため、始動性以外の点火にはマグネトーが有利です。このため、デュアル点火システムが導入され、特に、主点火はマグネトーによって行われますが、エンジン停止時に通常の高圧マグネトーディストリビューターに高電圧電流を供給するための補助コイルが取り付けられたシステムが採用されています。59 エンジンが加速した後にコイルが切断されるという従来の方式は、現在では電動モーターによるエンジン始動に大きく取って代わられています。しかし、マグネトーは依然としてシリンダー内の電荷の点火に利用されています。ここで説明したコンタクトブレーカーとコイルは、単気筒ガソリンエンジンに非常に適しています。また、図48に示すマグネトー用のクイックブレーク型コンタクトブレーカーと、非振動コイルを組み合わせて使用​​することもできます。コイル点火方式の多気筒エンジンの場合は、高圧ディストリビューターを使用せずに別々のコイルを使用するか、単一のコイルと、エンジンのシリンダー数と同じ数のセグメントを持つ高圧ディストリビューターを使用し、図48のマグネトーディストリビューターと同様に配置することができます。高圧ディストリビューターが取り付けられていない場合は、シリンダーごとに別々のコイルが必要であり、高圧ワイヤはコイルから点火プラグに直接配線されるため、スパークの特性と発生タイミングはシリンダーごとに異なる可能性があります。高圧ディストリビュータを使用する場合は、低圧コンタクトブレーカーと同じ駆動スピンドルに取り付ける必要があります。これにより、点火が同期されます。つまり、すべてのシリンダーのピストンストロークにおいて、点火が同一ポイントで発生します。低圧コンタクトブレーカーのケースをローラーアームに対して移動させることで、点火時期を早めたり遅らせたりすることができ、これにより、低圧コンタクトブレーカーが回転中に早く接触したり遅く接触したりします。

かつては、二点点火方式がパワーと効率を向上させると考えられていました。二点点火とは、 複数のプラグから同時に点火することを意味します。ディストリビューターセグメントから2本の高圧リード線が引き出され、対応するシリンダーの2つのプラグに接続されることもあり、並列システムと呼ばれていました。また、両電極がエンジンフレームから絶縁された 特殊なプラグを使用し、これを通常のプラグと直列に接続することで、火花がギャップ間を順に飛び越えるというシステムもありました。しかしながら、60 ガスは急速に圧縮された結果、徹底的に混合され、激しく攪拌された状態にあるため、適切に配置された 1 回の火花でガスは正常に点火されるため、他の不利なポイントで同時に点火しても利点はありません。

図53.—
高電圧マグネト点火装置を備えた4気筒エンジンの配線図。

マグネト点火システムの配線図。 — 高圧マグネト点火システムの場合、電気接続はきわめて簡単です。図53に 、高圧マグネトを備えた 4 気筒エンジンを示します。必要な配線は、高圧ディストリビュータから点火プラグに接続する 4 本の高圧ケーブルと、 図に示すように、短絡端子からスイッチを経由してエンジン フレームに接続するアース線のみです。シリンダーの点火順序は、必要に応じて 1、3、4、2 または 1、2、4、3 とすることができます (クランクが通常の方法、つまり図21に示す順序で配置されている場合)。各シリンダーの点火順序を決定するには、エンジンを手で非常にゆっくりと回転させ、点火ストロークの発生順序を注意深く記録する必要があります。点火ストロークを決定するには、ピストンが下降し、バルブの位置を記録する必要があります。両方のバルブが閉じている場合 は点火行程ですが、吸気バルブが開いている場合は吸気行程です。

コイル点火システムの配線図。—61 コイル点火システムの電気接続は、理解するのがやや難しく、図53に示したのと同じエンジンの図54に示されています。この図では、4 つの独立した振動パターン コイルが示されています。各コイルは、接続されている低圧接触ブレーカーのいずれか 1 つのセグメントに接触している限り、連続して火花を発することができます。コイルのすべての低圧端子は、共通のバスバーに接続され、アキュムレータから直接電流が供給されます。電流は、エンジン駆動の接触ブレーカーを介して動作し、バスバーから各コイルの低圧巻線を順に通り、エンジンのフレームを通ってバッテリーに戻ります。高圧ケーブルは各コイルの高圧端子から直接点火プラグにつながっているため、点火は必ずしも同期されていません。

図54.—トレンブラーコイル点火装置付き4気筒エンジンの配線図。

低圧回路のスイッチが開かれると、電流が永久に遮断されるためイグニッションがオフになります。スイッチが閉じられるとイグニッションがオンになります。62 電流を節約するためには、図示のワイプ型接点遮断器の代わりに、クイック開閉式接点遮断装置を使用し、非振動コイルを使用する必要があります。コイル点火式のエンジンを始動する際は、点火レバーを完全に遅角させることが非常に重要です。コイル点火式ではバックファイアが発生しやすく、運転者の手首を負傷するリスクが高いためです。マグネトー点火式では、バックファイアが発生する可能性が低くなります。

点火時期の調整。マグネトー点火時期の正確な調整方法については、時折さまざまな指示が出されますが、以下に示す方法が満足のいく結果をもたらすことがわかります。まず、上記のようにシリンダーの点火順序を確認し、次にピストンNo. 1を上死点に持ってきます。マグネトーの駆動スピンドルを、高圧ディストリビューターのカーボンブラシHが、(1)でマークされたリード線に接続されたセグメントに接触するまで回転させます。リード線にマークが付いていない場合は、ブラシの回転方向を観察してNo. 1を特定する必要があります。次に、駆動スピンドルを前後に慎重に回転させて位置を調整し、点火レバーK（図48参照）が中央の位置にあるときに、プラチナ接点F l、F 2が完全に分離され、ブラシHがNo. 1セグメント上にあるようにします。次に、マグネトーのギアホイールを、それを駆動するエンジンギアホイールに噛み合わせ、マグネトーをブラケットにしっかりとボルトで固定します。コイル点火システムについても同様の手順に従うことができます。

63

第7章
潤滑
オイルの特性 —現代のガソリンエンジンは非常に高速で回転するため、可動部品の潤滑には細心の注意を払う必要があります。さもないと、過度の摩耗や焼き付きを引き起こす可能性があります。適切なオイル、つまり化学的に純粋で、高温でも潤滑特性を維持するオイルを選択するように細心の注意を払う必要があります。相当量のオイルがシリンダー内に入り込み、高温のガスと直接接触します。オイルが加熱されると、遅かれ早かれ可燃性蒸気、つまり燃焼する温度に達します。この温度はオイルの引火点と呼ばれます 。オイルがガソリンエンジンのシリンダー内に入る可能性がある場合は、引火点が非常に高くなければなりません。実際、これらのオイルのほとんどは華氏400度をはるかに超える温度まで引火しません。また、オイルが燃焼した際には、目立った残留物を残してはなりません。一部のオイルはこの点で非常に欠陥があり、シリンダーやバルブの金属壁に大量のカーボン堆積物を残します。また、高温でも粘性があったり、粘度が高すぎたりするオイルもあります。このようなオイルは、高温で粘度が著しく低下するオイルと同様に避けるべきです。

スプラッシュ潤滑システム― 作動部品の潤滑方法の一つにスプラッシュ潤滑システムがあります。このシステムでは、クランク室にオイルを注入し、可動部品がオイルに浸かることで、クランクケース内部とシリンダー壁の下部全体にオイルが飛び散ります。オイル穴は、オイルが上方に飛散した後、再び下方に落ちる際に、オイルの一部が油膜に付着する位置に開けられています。64オイルがこれらの穴に落ちてベアリングを潤滑します。これは、初期費用 が非常に安い潤滑方法ですが、通常の使用では非常に無駄が多く不十分なため、事実上廃れてしまいました。オイルがなくなると、連続的に滴り落ちる何らかの装置で新しいオイルを補給しなければなりません。オイルは、フットボード上の小さなタンクから空気圧またはエンジンの排気ガスの圧力によって頻繁に送り込まれます。このような状況下では、ある瞬間にクランク室にどれだけのオイルがあるかを予測することは非常に難しいため、通常は多すぎたり少なすぎたりします。オイルが少なすぎるとベアリングが過度に磨耗し（おそらく焼き付きます）、オイルが多すぎると排気ガスが白煙を出し、エンジンを急加速したときに非常に不快な臭いがします。

図55.—改良されたスプラッシュ潤滑システム。

改良型スプラッシュ潤滑システム。これはスプラッシュ潤滑システムと強制潤滑システムを組み合わせたもので、図55と図56に示されている。図中のA2とA3は 、エンジンの主軸受けのうち2つを表し、それぞれが潤滑油を供給している。 65クランクシャフト。 C 1、 C 2、 C 3はクランクピンの3つ。 F 1、 F 2、 F 3はクランクピンの下に置かれたオイルトラフ。 D 2、 D 3はメインベアリングへのオイル供給パイプです。一般的に、オイルはポンプを使用してクランクケースの底から吸い上げられ、このポンプは車のダッシュボードに取り付けられた何らかの形のインジケーターにオイルを送ります。インジケーターを通過した後、オイルは2つのメインパイプによって流れ、1つは分岐 D 2、 D 3などを使用してメインベアリングに供給され、もう1つは分岐 G 2などを使用してオイルトラフに供給されます。トラフがいっぱいになると、オイルがクランクチャンバーの底に溢れ出るため、コネクティングロッドエンドに取り付けられたスクープが浸るオイルの深さは常に一定になり、スプラッシュシステムの大きな欠点の1つが克服されます。また、メインベアリングへの十分なオイル供給も常に確保されます。オイルポンプは、通常のプランジャー型ポンプまたはロータリーポンプのいずれかです。

図56.—
コネクティングロッドの端部の断面図。
スクープと
オイルトラフの配置を示しています。

強制潤滑— 強制潤滑システムの一例を図57に示す。システムの概略構成は前述のものとほぼ同様であるが、クランク室にトラフがなく、すべてのベアリングに十分な圧力 が供給されるため、ジャーナルはベアリング内で油膜上に支持され、金属同士が直接接触することはない。メインベアリングに入ったオイルは、クランクシャフトに開けられた穴を通過し、クランクピンベアリングを潤滑する。そして、図示のように内部から、あるいは外部パイプを経由してコネクティングロッドを上昇し、ガジョンピンを潤滑した後、クランク室に流れ落ちる。流れ落ちる途中でオイルは飛散し、シリンダーを潤滑する。66 強制潤滑システムは、ピストンとシリンダ壁の間にオイルポンプを連結する装置である。シリンダ壁とピストンの間にはオイルポンプが配置されている。この装置では、オイルポンプはシリンダ壁とピストンの間にオイルポンプを連結する。この装置では、 …

67

図57.—強制潤滑システム。

図58と図59。強制潤滑
用ロータリーオイルポンプの2つの図
。

ガソリンエンジン用の良質な潤滑油を確保することの難しさは、各種オイルの価格を比較すれば明らかです。これらのオイルはどれもガソリンよりもかなり高価であることから、使用量を節約する必要があります。昔のスプラッシュ潤滑システムはオイルの無駄が多く、少なくとも100マイルごとに1ガロンのオイルを消費していましたが、現代の強制潤滑システムでは、1,000マイルごとに1ガロン以上のオイルは必要ではありません。一般的な自動車エンジンの平均的な消費量は、おそらく250マイルごとに1ガロンでしょう。強制給油システムにおけるオイル圧力は、エンジンのメーカーによって5ポンド/平方インチから40ポンド/平方インチまで異なりますが、非常に一般的な数値は10ポンド/平方インチです。オイルポンプの回転速度もかなり異なり、通常のエンジン回転数では毎分500回転から2,000回転までの範囲です。通常、ポンプケースには小さなリリーフバルブが取り付けられており、エンジン回転数の上昇により圧力が設定値を超えそうになった場合に、オイルをクランク室に戻します。オイルが新品の場合、引火点は通常400°F（華氏約200度）以上であることは既に述べましたが、クランクケース内で一定期間使用され、繰り返し使用されると、ガソリンが68 エンジンのピストンリングから漏れた蒸気は、エンジンが運転後に冷えると凝縮し、オイルパン内のオイルに浸透します。その結果、粘度と引火点が低下します。モルコム氏によると、引火点は華氏約200度まで下がることもありますが、オイルが加熱され、ガソリンが排出されると、引火点は再び上昇します。そのため、強制潤滑システムを使用する場合は、定期的に古いオイルを排出し、新しいオイルで満たすことをお勧めします。

69

第8章
冷却
ガソリンエンジンのシリンダーをウォータージャケットで冷却する必要があることについては既に説明しました。次に、循環システムの構成方法を説明します。循環には、(1)自然循環と(2)強制循環の2つの形式があります。

図60.—サーモサイフォン水冷却システム。

自然循環またはサーモサイフォン循環。このシステムは図60に示されており、次のように説明できます。シリンダー内の連続的な爆発によって発生した熱により、シリンダージャケットAの上部の水が加熱されます。同じ高さの温水柱は冷水柱よりも軽いため、加熱された水はパイプBを上昇し、ラジエーターDの上部に流れ込みます。一方、ラジエーターの下部からの冷水は、70 パイプ C を上ってシリンダー ジャケット A に入ります。ラジエーター D 内の水の高さは、パイプ B の出口が水没する高さにする必要があります。

図61.—ポンプによる強制水循環（P）。

ラジエーター内では、水は熱を放散させるために外側に鰓またはフィンを備えた一連のチューブEを通って流れ落ちます。水の冷却は、ファンプーリーGによって駆動されるファンFによっても促進されます。ファンFはラジエーターチューブを通過する空気を高速で引き込みます。ラジエーター内の水は、鋳造アルミニウムで形成された一連のセルを通って流れ落ちる場合があり、このようなラジエーターはハニカムラジエーターと呼ばれます。パイプCには急な曲がりがなく、高さもそれほど高くないことが重要ですが、出口パイプBはかなり高くても構いません。この循環システムでは、入口パイプと出口パイプの両方の直径を大きくし、ラジエーターは71 シリンダー上部に十分な水頭が確保されるよう配置されています。図中のHはシャーシの前部クロスメンバー、Kは始動ハンドルクラッチ、Lは始動ハンドルです。

強制循環またはポンプ循環。このシステムでは、水はジャケットを通して強制的に循環します。水は、エンジンのバルブシャフトから機械的に駆動されるポンプP（図61）によってラジエーターの底部から吸い上げられ、ジャケットAに加圧されて送られます。パイプBの出口は水没させる必要はなく、パイプCはシャーシに最も便利な方法で配置できます。ポンプを取り付ける場合、ポンプが故障した場合にシステムがサーモサイフォンとして動作するようにパイプが配置されることがあります。ポンプグランドからの漏れによりシステムから徐々に水が失われるトラブルは珍しくありません。そのため、サーモサイフォンまたは自然循環は大いに推奨されます。また、ポンプはエンジンに余分な複雑さをもたらし、初期費用の増加を意味するとも言えます。エンジンに追加する可動部品はすべて、もちろん潜在的なトラブルの原因となりますが、図58に示すような最高級の水循環ポンプを追加することは、合理的な予防策としか言いようがありません。近年、アメリカ企業との競争により、自動車のエンジンとシャーシの各部品の重量とサイズが大幅に削減されたため、サーモサイフォン方式を採用した多くのメーカーは、ラジエーターの小型化や接続部の配置ミスにより、大きな問題に直面しました。あるエンジンについて考えてみると、ポンプを使用して正循環を行う場合、一定サイズのラジエーターと循環システム内の一定量の水でエンジンを冷却できるとすれば、自然循環にはより大きなラジエーターとより多くの水が必要になります。サーモサイフォン循環は、ラジエーターと72 ボンネットは、見た目だけで実用性を無視して多くの人が反対するものです。自然循環式の場合、ラジエーターを十分に満たすためにより細心の注意を払う必要がありますが、悪路ではオーバーフローパイプから水が飛び散り、点火装置に流れ込むため、しばしば別の問題を引き起こします。エンジンを始動する前に、必ずラジエーターのフィリングキャップを外し、水位を確認することをお勧めします。エンジン始動中に故障や漏れなどにより循環システムが完全に空になった場合は、ラジエーターに水を注ぎ込まず、ボンネットの両側を持ち上げてエンジンを冷ましてください。また、強制循環式の場合、ラジエーターに水を充填する際には、ポンプを作動させてエアロックを防ぐため、始動ハンドルでエンジンを時々1、2回転させることが望ましいです。ラジエーターは満水に見えることがよくありますが、エンジンが始動すると、前述の原因によりシステムが満水ではないため、水が消えてしまいます。寒冷または霜が降りる天候では、ガレージに暖房が付いている場合や凍結防止剤を使用している場合を除き、車をガレージに停めている間は循環システムからすべての水を排出する必要があります。水にグリセリンまたはアルコールを加えると凍結を防止できますが、寒冷地では追加の予防策として、ラジエーターとボンネットの上にトラベルラグを巻き付けているのをよく見かけます。

ジャケット内の水が沸騰してトラブルが発生することがあります。そのため、蒸気の発生が疑われる場合は、ラジエーターの給油キャップを緩める際には常に十分な注意が必要です。エンジンは長期間問題なく正常に動作していたにもかかわらず、循環システムに過熱の症状が現れることがあります。この過熱は、局所的なものと全体的なものがあります。局所的な過熱は、シリンダー壁の汚れによるピストンの部分的な焼き付き、またはシリンダー外側のグリース付着が原因で発生することがあります。73 ジャケットスペースの壁面。グリースが付着していると思われる場合、または水供給不良によりジャケットの通路に毛羽立ちが生じている場合は、ラジエーター内の水に少量の洗濯用重曹を加え、車を停車させた状態でエンジンを30分ほど回すことで問題が解決する場合があります。その後、水とスラッジをすべて排出し、エンジンが冷めるのを待ってから、きれいな水を再び満たしてください。

全体的なオーバーヒートは、ピストンやピストンリングの漏れ、キャブレター内の混合気が薄すぎること、あるいはエンジンへの過負荷などが原因で発生することがあります。エンジンに供給される混合気が非常に薄い場合、排気側で顕著なオーバーヒートが発生します。局所的なオーバーヒートは、エンジンに深刻な「ノッキング」を引き起こします。

ジャケットとパイプの配置においては、コックがシステムの最も低い位置に配置され、全体が完全に空になるように注意しなければなりません。また、同じ理由から、ジャケットへの入口パイプはジャケット室の最下部から入るようにしてください。シリンダー周囲のジャケットに十分なスペースを取り、システム全体に十分な水を用意すれば良いと思われるかもしれませんが、経験上、ジャケットのスペースをあまり大きくしすぎないことが非常に重要であり、確実な循環を確保し、ジャケットのいずれかの部分での局所的な循環を回避することが分かっています。シリンダーがペアで鋳造されている場合、後ろのペアから前のペアに熱湯が排出され、それが再び入口パイプに戻る傾向があるため、出口パイプの配置においてはこれを回避する必要があります。

多気筒エンジンに適した配管を図62に示します。 ( a )はモノブロック鋳造の出口配管、( b )と( c )はそれぞれ独立気筒エンジンの入口配管と出口配管です。複数の気筒間で水が均等に分配されるように、フランジに金属製のオリフィスプレートを挿入して分岐管の直径を調整することをお勧めします。

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図62.—水道管の形状

15馬力のエンジンの循環システムで運ばれる水の重量は、ポンプ循環では約30ポンドですが、サーモサイフォン冷却では60ポンドが必要です。エンジンを過度に冷却することは望ましくありません。ジャケット水の温度は、全負荷で180°Fまで達することが許容されますが、これを超えると沸騰する可能性があります。同等の出力と負荷の2つの類似のエンジンがあり、一方をジャケット温度100°Fで、もう一方を180°Fで運転した場合、温度の高い方のエンジンの燃費は5～10%向上します。採用するラジエーターのタイプを検討する際、しばらく使用した後、通路を清掃することが難しいため、ハニカム型は（外観は別として）お勧めできません。また、ギルチューブの方がプレーンチューブより効率的です。必要なチューブの量は、もちろん直径によって異なりますが、おおよその目安としては、ブレーキ馬力あたり、鰓付きチューブの場合は 12 フィート、平チューブ (直径 0.5 インチ) の場合は 18 フィートになります。

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第9章
良いエンジンのポイント
気筒数の選択。特定の目的に最適なエンジンを選ぶことは非常に難しい問題です。なぜなら、選択に影響を与える要因が非常に多いからです。単気筒エンジンは、低出力のオートバイや小型車にしか使用されません。6馬力の単気筒ガソリンエンジンでさえ、振動と騒音が非常に大きく、始動の難しさや、エンジンが突然停止する危険性が大幅に高まります。2気筒エンジンはより良い見通しがあり、しばらくの間はほとんどの用途に十分であると考えられていましたが、比較的バランスが悪く、トルクが低いため、人気が下がっています。エンジンの回転部分のバランスをとる方法については説明しましたが、往復動部分については考慮していません。このバランスの問題を理解するには、「慣性力」について考える必要があります。すべての物体は慣性を持っています。つまり、静止状態または運動状態の変化を嫌うのです。物体が一様に運動している場合、それは運動を続ける傾向があります。一方、静止している場合は、静止したままでいる傾向があります。物体を静止状態から始動させる、あるいは停止させて静止させるには、力を加える必要があり、この力は慣性力と呼ばれます。ガソリンエンジンが高速で回転している場合、クランクシャフトが1回転するたびに、ピストンはストロークの上限と下限で始動および停止しなければなりません。これは非常に高速に行う必要があるため、非常に大きな力が必要です。これらの慣性力は、次のような形をとります。76 エンジンのシャフトとフレームには、押す力や引っ張る力が加わり、振動が発生します。これらの強制振動の周期または周波数がシャフト素材の固有振動周期と一致すると、シャフトが鞭のように揺れ始め、過度の負担で破損する可能性があります。 クランクが 180 度 (または半回転) 離れた 2 気筒エンジンでは、一方のピストンが上昇し、もう一方のピストンが下降します。両方とも非常に高速で、クランクがそれぞれの死点に達したときに、両方のピストンを停止させる必要があります。上昇するピストンはシャフトを一緒に持ち上げる傾向があり、下降するピストンはシャフトを引き下げる傾向があります。これは、コネクティング ロッドがピストンの移動を抑制し、ストロークの上限と下限でピストンを停止させるためです。これら 2 つの引っ張り力が一直線上に作用すれば釣り合うはずです が、シリンダーは通常並んで取り付けられており、2 つの引っ張り力は、2 つのシリンダーの垂直中心線間の縦方向距離と同じ長さの棒の両端で仮想的に作用します。したがって、これら 2 つの慣性力は、どちらのピストンが上下に動いているかに応じて、エンジン全体を最初に時計回り方向に、次に反時計回り方向に回転させます。このような条件下でこれらの力を釣り合わせる唯一の方法は、クランクシャフトを縦方向に延長し、別のシリンダーとクランクのペアを最初のものと一直線上に配置することです。ただし、慣性力がエンジンを最初のペアとは反対方向に回転させる傾向があるように配置します。これにより、現在広く普及しているよく知られた 4 シリンダー配置が得られ、クランクの配置は図21に示されています。6 シリンダー エンジンでは、すべての部品の重量が等しく、クランクが互いに 120 度の角度で対向するペアになっている場合に、完全なバランスが得られます。

繰り返しますが、単気筒エンジンはシャフトの2回転ごとに1回の動力行程を発生し、2気筒エンジンは1回転ごとに動力行程を発生し、4気筒エンジンは77 4気筒エンジンはシャフトの1回転につき2回のパワーストロークを生み出し、6気筒エンジンは3回のパワーストロークを生み出します。したがって、6気筒エンジンは非常に柔軟（つまり、変化する負荷に容易に適応できる）で、完全にバランスが取れており、パワフルかつ経済的に作ることができます。4気筒を超えるような多気筒エンジンの使用に対する1つの反対意見 は、クランクシャフトが振動しやすく、高速走行時に非常に不快な動作を引き起こす可能性があることです。これは、シャフトに伝えられるパワーインパルスの周期がシャフトの振動の固有周期に近づくためです。この影響はねじり振動によって生じるものであり、垂直面で作用する慣性力による周期とは異なります。 4気筒エンジンは、同等のパワーの6気筒エンジンとほぼ同等の性能を備えており、もちろん初期費用がはるかに安く、場所を取らず、重量も軽くなります。優れた 4 気筒エンジンは、6 気筒エンジンよりもランニング コストが経済的であることがよくあります。これは、4 気筒エンジンは、最大出力またはそれに近い出力で長時間稼働する可能性が高く、サイクルのアイドル ストロークで行われる作業が、シリンダーの数が少ないために少なくなるためです。

考慮すべきもう一つの特徴は、シリンダー鋳物の配置です。モノブロック鋳造（シリンダーを一体化した鋳造）はエンジンを非常に短くし、クランクシャフトの長さも短縮しますが、片方のシリンダーボアが損傷した場合でも、シリンダーを分離した構造の利点が活かされます。

バルブの問題。スリーブバルブとポペットバルブのどちらが優れたエンジンであるかという問題は、まだ明確に決着したとは言えません。ポペットバルブの大きな特徴は、かつては非常に素早い開閉でしたが、現代のエンジンは非常に高速に回転するため、適切な時間でバルブを閉じるには非常に強力なスプリングが必要です。エンジンが1回転すると、クランクは360 度回転します。吸気バルブは、クランクが平均190度回転する間開きますが、その回転の一部は78 今回は持ち上げられ、つまり開かれ、同じ期間に閉じられます。では、質問は「完全に開いたままになる時間はどれくらいですか？」です。答えは、最大でも10度です。これより長く吸気バルブを開いたままにするには、過度に硬いスプリングが必要になり、バルブギアに大きな負担がかかります。ここで、いわゆるスリーブバルブが登場しました。2つのスリーブを反対方向に動かすか、1つのスリーブに特別な運動を与えると、ポートを開閉し、ポペットバルブと同じかそれ以上の期間、完全に開いたままにすることができます。スリーブバルブが重く、ポペットバルブほどガス密を保つのが容易ではないという事実がなかったら、ポペットバルブはこれよりずっと前に姿を消すか、2番目の地位に甘んじていたことは明らかです。

スリーブバルブのもう一つの大きな利点は、大きなポートを作ることで、実用上の理由からポペットバルブでは不可能な、より大きなバルブ開口を容易に確保できることです。また、スリーブバルブではポペットバルブよりもシリンダー内部にカーボン堆積物が付着しにくいことが現在では主張されています。このカーボン堆積物は主に、混合気が濃すぎることで燃焼が不完全になり、燃焼室の壁や側面に固体カーボンが堆積することによって引き起こされます。カーボン堆積物は不適切な潤滑油の使用によっても発生しますが、主に急加速を確保するために混合気が濃すぎる場合に発生します。完全燃焼は比較的薄い混合気を使用することによってのみ確保されますが、これは最大出力の発生を妨げ、むしろ弱々しい加速をもたらします。現代のエンジンは、このカーボン堆積物による弊害を最小限に抑え、発生した場合には迅速かつ効率的に除去できるように、非常に慎重に設計する必要があります。着脱式シリンダーヘッドは、主にピストンやバルブからカーボン堆積物を迅速に除去するために導入されました。79 燃焼室にカーボンが堆積すると、赤熱したカーボン粒子による過早着火が原因で、 ピンキングまたは鋭いノッキングが発生します。これにより出力が低下し、以前は楽に登れた急な坂を登れなくなることで初めて気付きます。スリーブバルブエンジンは静粛性に優れていることも特筆に値しますが、これは熟練したドライバーが運転する場合、スリーブバルブタイプの高級エンジンで十分に実証されています。未熟なドライバーの場合は、ポペットバルブの方が安全で、多少のノッキングがあっても騒音の増加はさほど大きくありません。ロータリーバルブは、ガス漏れを防ぐのが難しいため、使用されなくなりました。経済性という点では、ポペットバルブとスリーブバルブのどちらを選ぶべきかは明らかです。

経済性と耐久性。適度な大きさ（例えば、内径 3 インチ以上）の高性能な最新式ガソリン エンジンは、2/3 パイントのガソリンを消費するだけで 1 ブレーキ馬力を 1 時間発揮します。つまり、ブレーキ時に 12.5 馬力を発揮するエンジンでは、1 時間あたり 1 ガロンのガソリンを消費することになります。しかし、ガソリン消費量の節約だけがガソリン エンジンの望ましい特徴ではありません。潤滑油の節約や、交換・修理費用の節約も必要です。今日では、高強度で耐久性の高い高級合金鋼やその他の最新式金属は、生産コストを削減するために、あらゆるものを最小限のサイズにまで小型化する傾向があります。このため、路上での走行時に深刻なトラブルが発生することがよくあります。エンジンを選択する際には、摩耗や調整への配慮、強度や剛性、そしてエンジンの耐久性や使いやすさが感じられるかどうかなどの点を慎重に検討する必要があります。

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第10章
2ストロークエンジン
2ストローク型ガソリンエンジンでは、ピストンの作動ストロークが4回である「オットー」サイクルではなく、2回でサイクルが完了します。つまり、クランクシャフトの1回転ごとに1回の爆発またはパワーストロークが発生します。理論的にはこれは「オットー」サイクルに比べて大きな進歩ですが、このサイクルを実際に実行するには困難と複雑さが生じます。エンジンを動作させるのに望ましいサイクルは、 第1ストローク：圧縮、第2ストローク：爆発です。圧縮ストロークで燃料が投入され、爆発ストロークの終わり頃に燃料が排出されます。

さて、エンジンに必要なガスの充填は、ガソリン蒸気と空気の混合物であり、吸入するか加圧して送り込む必要があります。「オットー」サイクルでは充填は吸入され、2ストロークサイクルでは加圧されてシリンダーに送り込まれます。したがって、2ストロークサイクルでは、空気とガスの充填を吸入し、少量圧縮して、大気圧より5～6ポンド/平方インチ高い圧力で作動シリンダーに送り込む何らかのポンプが必要になります。ここで複雑な問題が発生します。一般的に行われているように、シリンダーごとに別々のポンプを取り付ける場合、あるいは1つのポンプで2つのシリンダーを駆動する場合、ポンプシリンダー、ピストン、ロッド、バルブを用意する必要があり、4ストロークエンジンに比べて実質的に利点はありません。そのため、発明家は皆、別々の充填ポンプの使用を避け、注意を向けようとします。81既存の部品の1つまたは複数をポンプとして利用し、作動シリンダー（複数可）にガスを充填するエンジンの製造に応用する。好んで用いられ、かつかなり成功している方法は、クランク室を気密にし、それをポンプのシリンダーとして用いるというものである。エンジンピストンの下側がポンプピストンとなり、上昇行程でキャブレターからのガスをクランク室に吸い込み、下降行程で圧縮する。そして、ピストンが下降して吸入ポートを開放すると、すぐに吸入ポートから作動シリンダーにガスを送り込む。

図63.—
クランクケース圧縮式2ポート型2ストロークエンジン。

ピストンは吸気ポートが開く少し前に排気ポートを開放するため、排気バルブは存在しません。吸気ポートから排気ポートへ、新たに吸入された燃料がピストン上部を伝って直接逃げるのを防ぐため、ピストン上部には排気ポートの高さと同じ高さのデフレクターが取り付けられており、吸気ポートのすぐ前方、かつ吸気ポートに面して配置されています。

参照されるタイプの2ストロークエンジンが示されている82 図63に図式的に示されています。E は気密のクランク室で、その上に水冷シリンダー A が通常の方法で取り付けられ、スタッドまたはボルトで固定されています。ピストン P にはデフレクター H が付いており、その高さは排気口 G の高さと同じです。ピストンリングは、リングのジョイントがポートを横切らないように配置されたピンによって回転が防止されています。コネクティングロッド D は通常の形状で、クランクシャフト C も同様です。キャブレター、またはキャブレターからつながる吸気管はフランジ L に取り付けられ、自動バルブ F はキャブレターからクランク室へのガス混合物の流入を制御します。吸気ポート N は、排気ポートの高さの半分しかないことがよくあります。ピストンが上昇すると、気密クランク室内に部分的な真空状態が形成され、大気圧によってバルブ F がスプリングの圧力に抗して開き、空気がキャブレターと吸気管を通ってクランク室に流れ込み、ガソリン蒸気を運びます。ただし、ポート N がピストンで覆われるまで真空状態は形成されないため、ストロークの一部はアイドル状態になります。ピストンが下降すると、クランク室内の充填物が圧縮され、ピストンがポート N を開放するとすぐに、クランク室からの充填物が作動シリンダー内に流れ込み、シリンダー内に入る燃焼ガスを押しのけます。次に何が起こるかは、正確にはわかりません。この新たな充填物はシリンダー内を少し上昇する（ただし、シリンダー上端から全てのデッドガスを押しのけるほどではない）可能性があり、ピストンが上昇する際に排気ポートを覆う前に、その一部が排気口から押し出される。したがって、クランク室への吸入時のストロークのアイドル部分と、クランク室で採用されている低い圧縮圧力により、83このエンジンは容積効率が 非常に低いと言われています。

このタイプのエンジンは、作動シリンダー自体の直径とほぼ同じ直径のピストンを用いて、作動シリンダーを満たすのに十分なガスをクランク室に引き込もうとします が、作動中に多少の空転と排気口からの損失を避けることができないため、圧縮開始時にシリンダーの半分強しか新鮮な可燃性ガスを保持できず、残りの内容物は死んだ排気ガスとなってしまいます。したがって、2ストロークサイクルの使用によって生じる出力インパルスの2倍を考慮しても、2ストロークエンジンの実際の動作で経験される多くの困難を克服したとしても、この形式のエンジンが、同じボアとストロークを持つ4ストロークエンジンの約1.25倍以上の出力を発揮できるとは考えにくいです。クランク室で高い圧縮圧力をかけると容積効率は向上しますが、ポンピングプロセス中に仕事の損失が発生し、プロセスの供給段階では望ましくない結果となります。ガスの移動はできるだけ穏やかに行う方がはるかに良いです。供給圧力が高すぎると、新鮮なガスが急激に流れ込み、汚れた排気ガスと混ざってひどく汚染され、それらをまとめて穏やかに排除することができません。クランク室へのガス入口に自動バルブを使用することは非常に望ましいですが、残念ながらエンジンの回転速度と、あらゆる速度域で良好な牽引力を発揮する柔軟性を制限してしまいます。自動バルブを備えたエンジンは、スプリングの張力が最も適した速度で最高の性能を発揮します。スプリングが弱いと回転速度は低くなります。スプリングの張力を強くするとエンジンは加速しますが、低速域では良好な運転ができなくなります。高速域では、84 相応に高い張力では、バルブは十分に開かず、エンジンの出力が制限されます。したがって、自動吸気バルブを備えた2ストロークエンジンと、機械式吸気バルブを備えた4ストロークエンジンを比較した場合、2ストロークサイクルに対して不公平な比較となることは容易に理解できます。図面に示されているポートの位置と配置では、排気口からの新鮮なガスの過剰な損失を防ぐために、ピストンヘッドにデフレクターが必要です。エンジンがしばらく高速で運転すると、このデフレクターは非常に高温になり、一般に、吸入ガスの冷却効果では圧縮行程でデフレクターが赤熱するのを防ぐのに十分ではなく、ピストンがストロークの頂点に達する前に給気が発火します。この欠陥は プレイグニッションと呼ばれ、エンジンにノッキングを引き起こし、出力の低下につながります。給気中に潤滑油を注入することで、給気がシリンダーに入る際にオイルがデフレクターを冷却する役割を果たすため、この問題はある程度克服できます。エンジン回転数が高い場合、作動シリンダー内の高温の排気ガスが吸気ポートから吸入されるガスに引火し、クランク室でバックファイアを引き起こす危険性が高くなります。バックファイアの可能性を完全に排除するには、何らかの掃気装置を導入する必要がありますが、このタイプの2ストロークエンジンの一般的な構造上、そのような装置を追加することは容易ではありません。シリンダーに到達するガスの量がさらに減少するだけです。

2ストローク型多気筒エンジン特有の難しさは、開放型排気ポートの使用に起因します。複数のシリンダーは通常、排気ガスを共通の排気管または排気ボックスに排出するため、あるシリンダーが失火した場合、別のシリンダーからの排気が、その失火したシリンダーに引火する可能性があります。これは通常、排気からの逆火と呼ばれ、不規則で突発的なノッキングを引き起こします。前述のことから、この動作サイクルは、85 理論的には魅力的である2ストロークエンジンも、多くの発明家が経験しているように、実用的観点からは決して期待できるものではない。初期の発明家たちにとって大きな挫折となった困難と失敗は、後継者たちを勇気づけ、更なる努力へと駆り立てた。しかし、しばらくして単純な2ストロークエンジンを開発する試みは概ね放棄され、発明家たちは2ストロークエンジンの改良型へと目を向けた。しかし、その中には非常に高価で複雑なものもあり、自動車用途として生き残ったものは一つもない。

本書の筆者は、これらの改良エンジンの発明の一つに関連して、2ストロークエンジンの問題に興味を持ち、後に特許を取得し、2ストローク 掃気型の改良エンジンを設計しました。このエンジンは当時、2ストロークエンジンの一般的な形式となっていました。このエンジンは数年前にロンドンで開催されたモーターショーで製作され、展示されました。筆者はこのエンジンに関して膨大な実験と研究を行いましたが、この事業に資金を提供していたシンジケートが資金を使い果たしたため、未完成のまま中止せざるを得ませんでした。シンジケートの発起人たちは、 4ストロークエンジンの2倍の 出力を持つエンジンの開発に熱心に取り組んでいましたが、初期の試みは全く成功しませんでした。彼らの4気筒エンジンの一つは、4ストロークサイクルで35馬力の定格出力でしたが、筆者がテストしたところ、わずか12馬力しか出力しませんでした。筆者が設計したエンジン、いわゆるキーン2ストロークエンジンは、4ストロークサイクルで25馬力、ブレーキ出力で約35馬力を発揮するはずだった。この結果は素晴らしいものだったが、4ストロークエンジンの進歩が著しく、当時のシステムで得られた最高の結果には遠く及ばず、そのため、顕著な利点を示すことはできなかった。86 採用から間もなく、私の実験は更なる成功への道を明確に示していたが、4ストロークエンジンに勝とうとする試みが部分的に失敗したため、シンジケートの再編・再建に必要な資金を十分に調達することができなかった。私のエンジンは高回転数を確保するためではなく、強度と耐久性を重視して設計されたが、毎分1,500回転まで回転させることに成功し、私の期待を上回った。しかし、その頃には4ストロークエンジンは私よりはるかに先を進んでおり、2,000回転が当たり前になりつつあったため、馬力競争において私は大きなハンディキャップを負っていた。

図64.—空気掃気方式によるデュプレックス型2ストロークエンジンの動作を示す図。

私のエンジンの説明はおそらく興味深いものとなるでしょう。エンジンの原理を理解するために、図64の断面図を参照する必要があります。エンジンのクランク室をガスポンプとして使用する代わりに、このタイプのエンジンは複式ピストンを備え、ポンプ室はメインエンジンシリンダーの環状延長部によって形成されます。一見すると、非常に高いエンジンになると思われるかもしれませんが、実際には、高さの増加はシリンダー内で約 25% 以下であり、クランク室の高さは 4 ストローク エンジンと変わりません。本発明の際立った特徴は、メインピストンよりも有効直径の大きいポンプピストンを備え、1 つのポンプが隣接するパワーシリンダーに供給し、その逆も行う移送パイプの配置です。これらは本発明の基礎であり、筆者がこのタイプのエンジンについて知るずっと以前から使用されていましたが、その可能性を捉え、主エンジンピストンに対する環状部の面積の適切な比率を決定するのは筆者に委ねられました。2ストロークエンジンの問題を綿密に研究した結果、低い容積効率という本質的な欠陥 と、下部ピストン、すなわち環状ピストンの面積を単純に増やすことでポンプ室の容積を無制限にできるという大きな可能性が明らかになりました。そして筆者は、未解決の実用上の難題に取り組もうとしました。87上記に列挙した機関。エンジンはすでに 空気掃気を採用していましたが、それぞれのパイプ、バルブ、ポートに適切な割合が固定されるまでは、実際に効果的に使用することはできませんでした。動作サイクルは次のとおりです。ピストンNo. 1が下降すると、環状部分がキャブレターからのガスを吸気バルブB 1を通して環状チャンバーD 1（図64）に引き込み、同時に純粋な空気がバルブA 2によって移送パイプに引き込まれます。上昇すると、空気とガスの電荷が移送パイプに圧縮され、ピストンP 2が吸気ポートを露出するとすぐに、空気とガスが作動シリンダーに入ります。私のエンジンでは、電荷の移動に比較的高い圧縮圧力を使用し、図に示すように吸気ポートをシリンダーのヘッドに向かって曲げました。シリンダーのヘッドを湾曲させ、排気ポートも注意深く丸みを帯びた湾曲にしました。ピストンのヘッドにあるデフレクターを傾けて、ガスをシリンダーの壁に向かってカールさせるようにした。88そして、デフレクターの高さを吸気ポートの高さ（排気ポートではなく）まで下げました。最終的な目標は、吸気ポートを適切に形作ることによってデフレクターを完全に廃止することで、ガスの経路は矢印の方向になると見積もりました。下部シリンダーの圧縮圧力を上げる目的は2つあります。第一に、そこでの容積効率の向上を目指し、第二に、掃気と新しい負荷をシリンダーヘッドまで押し上げ、すべてのデッドガスを排除したいと考えました。次に、シリンダーヘッドを適切に曲げることで、掃気をガス混合物の前方に進め、旋回して下降させ、排気ガスに追従して排気ポートから排出させることを期待しました。

残念ながら、この方向への私の努力は、シリンダーヘッドを湾曲させ、吸気ポートを急勾配にすることの重要性を私が十分に理解する前に、既に私のエンジンのシリンダーが鋳造されていたという事実によって、大きく挫折しました。私たちは機械加工と仕上げの段階で問題を改善しようと最善を尽くしましたが、技術者なら誰でも、今私たちに課せられた限界を理解してくれるでしょう。完成したエンジンを展示する予定だったため、時間と資金の不足により、新しいシリンダーを鋳造することは不可能でした。したがって、私のアイデアが本当に満足のいくテストを受けたとは言えません。吸気ポートは湾曲し、傾斜し、シリンダーヘッドは丸みを帯びていましたが、これらの方向でこれ以上の改良は不可能だと確信できるほどではありませんでした。私が導入した他の改良としては、吸気管内に取り付けられ、エンジン運転中に吸気管に空気が漏れることなくスプリングの張力を調整できる、改良されたガス用自動吸気バルブがあります。また、改良されたエア掃気バルブは、エンジンに全量の空気を供給するように設定でき、車のダッシュボードから制御して任意の量に調整できます。89 掃気量を空気なしから全空気まで変化させた。非常に 大きな吸気バルブが取り付けられたが、最終的にエンジンから入手した指示器の図によると、それらは十分ではなく、キャブレターの開口部が制限されすぎているため、エンジンの出力（およびおそらく速度）がおそらく25％以上低下していることが判明した。高圧マグネトー点火装置とサーモサイフォン冷却が取り付けられました。システム内に80ポンドの水を運ぶ手配がされたため、車が長時間低速ギアで走行していても、エンジンが沸騰する傾向を示しませんでした。後にポンプが取り付けられましたが、水の冷却には自然循環よりも効果がなく、これは非常に満足のいくものでした。速度範囲は150回転/分から1,500回転/分までで、低い数値は非常に良好で、2ストロークサイクルにより得られるインパルス数が多いためと考えられます。最高回転数では、クランクシャフトは毎分6,000回のインパルスを受け、これは毎分3,000回転の4ストロークエンジンに相当します。しかし、シリンダー内の有効圧力は、既に説明した吸気口の絞りにより、わずか40ポンド/平方インチ強にとどまりました。4ストロークエンジンでは、この数値の2倍程度になるはずです。驚くべきことに、高負荷状態で回転数を毎分約300回転まで下げたところ、有効圧力は1平方インチあたり200ポンド近くまで上昇しました。これは、このような条件下ではシリンダーの掃気（または洗浄）が不完全だったためと思われます。

エンジンからの排気を消音するという問題は、以前の実験で私を悩ませた問題でした。そこで私は、まずガスを膨張させて圧力を抜き、その後衝撃を与えることなく速度を上げる特殊な消音装置を設計し、この問題を解決しました。90 カットアウトは全く効果がなく、光学式インジケータで図を描いたところ、排気過程は平均圧力ゼロ（大気圧）で、わずかな加圧とわずかな真空の等しい期間に分かれていることがわかりました。この章の前半で、自動吸気バルブの取り付けがエンジンの性能を低下させ、その柔軟性を低下させる可能性があることを見てきました。これは初期のエンジンで非常に印象的だったので、吸気バルブに二重スプリングを採用した時期もありました。これらのスプリングは上下に取り付けられ、下側のスプリングは上側のスプリングよりもはるかに硬くなっています。この発明のアイディアは、弱いスプリングが低速運転時やバルブリフトの半分までの負荷に対応し、硬いスプリングが高速運転時の正確な動作を確保するというものでした。さらに、私はこれらのスプリングをすべて運転席から操作できるバーに連結し、このバーを使って弱いスプリングを切断したり、その効果を任意に弱めたりできるようにしました。確かに古いエンジンではうまく機能しましたが、図65に示す新しいエンジンは非常に満足のいくものだったので、このアイデアは断念しました。約5種類の潤滑システムと多くの潤滑油を試しました。最終的に、すべてのベアリングに強制潤滑を採用し、ピストンには点滴式潤滑を採用しました。

図65.—掃気式「キーン」4気筒高速高圧縮複式2ストロークエンジンの概略構成。このエンジンにはクランク室圧縮機構はない。

新しいエンジンは、様々な種類のノッキングによって一時大きなトラブルに見舞われ、その原因究明と解決に多くの時間を費やしました。最初のノッキングは非常に激しく、エンジンの部品が空高く舞い上がるのを想像して息を呑むほどでした。これは、シリンダー内の固い部分が原因でピストンが部分的に固着していたことが原因であることが判明しました。これを解決した後、すべてのシリンダーからノッキングが発生し始めました。原因は、ピストンピンの摩耗でした。ピストンピンは軟鋼で焼入れされていましたが、直径がわずかに大きいウバス鋼に交換したところ、このトラブルは解消しました。その後、プレイグニッション（早着火）が発見されました。91 マグネトーをオフにすると、エンジンは減速し、ほぼ停止したが、再び動き出し、酷いノッキング音とハンマー音を立てた。全てのシリンダーを取り外し、全ての部品を研磨し、角をきれいに丸めたが、それでも音は続いた。最初はデフレクターのせいだと思われたが、何度か綿密に調べた結果（もちろん、毎回エンジン全体を分解し、シリンダーを取り外す必要があった）、デフレクターにもシリンダー内部のその他の場所にも過熱や焼損の痕跡は見つからなかった。その後、原因は点火プラグの電極にあることが判明した。その後、2、3週間の修理が行われた。92様々なタイプのプラグを取り付ける実験を繰り返し、同じタイプのプラグをシリンダー内の4つの異なる位置に取り付けました。次に、プラグをアダプターに取り付け、シリンダー内に突き出さずに小さな穴の上部に保持する工夫を試しました。それでもオーバーヒートの兆候は見られましたが、不思議なことにパワーや柔軟性の低下は見られませんでした。最終的に、ダッシュボードに水タンクを取り付け、エンジンがキャブレターから通常の方法で混合気を吸い込むと同時に、吸気管に水を吸い込むようにしました。以前、エンジンの冷却効果を高めるために、エア抜きバルブに水を滴下する装置を別途取り付けましたが、効果が見られなかったため断念しました。すぐに、エンジンが消費するガソリン1ガロンにつき、吸気管に約0.5ガロンの水を吸い込めることを発見しました。エンジンははるかに静かに、非常にスムーズに回転し、しばらくの間は成功したと思いましたが、エンジン使用中に停止した場合、水が溜まっていたため再始動に問題が生じました。つまり、エンジンを停止する数分前に水を止めなければならなかった。翌日、点火前の断続的なノッキングを解消できたと思った矢先、負荷をかけた状態で急加速すると、常に1～2秒間の ノッキングが全体に発生するようになった。多くの時間と多額の実験費用を費やした後、私はシンジケートを説得し、光学式インジケータを使ってエンジンから図面をいくつか採取することを許可してもらった。9ヶ月後、ようやく許可は得られたものの、エンジンをシャーシから取り外してベンチに載せ、適切な 出力テストを行うことには同意しなかった。そのため、図面はエンジンをシャーシに取り付けたままガレージに保管し、プロペラシャフトブレーキで負荷をかけ、シャフト自体は引き抜いた状態で採取した。設備の整った実験室で、適切なブレーキを使っても、ガソリンエンジンから図面を採取しようとしたことがある人は、93 インジケーターはフレキシブルシャフトで駆動されます。30枚の写真を撮影し、様々な負荷と速度条件下で記録するという私の努力を理解し、感謝してくれるでしょう。図面を注意深く分析した結果、断続的なノッキングは間違いなく 排気からのフラッシュバックであり、加速時のノッキングは、エンジン回転数が低くエンジン負荷が高いときにシリンダーヘッドに蓄積された高温ガスのクッションによるものであるという結論に達しました。

シンジケートにこれらの点を説明し、さらに大型のバルブの必要性を指摘した後、彼らは最後の試みとして新たな資金調達に着手した。しかし、成功には至らず、現在に至るまで何も進展がない。シンジケートは解散し、メンバーは離反し、特許は失効した。

エンジンとシャーシは最終的に売却され、イングランド北部のどこかで今もなお活躍しています。その間も筆者は休むことなく、エンジンの改良案を着実に練り上げ、今年初めに新たな特許を取得しました。この新型エンジンでは、シリンダーヘッドから燃料が吸入され、特殊な横置き燃焼室が設けられ、掃気と排ガスの流れに多くの改良が加えられています。また、ピストンヘッドにはデフレクターが一切ありません。実験用エンジンを開発するための資金はまだ確保されていませんが、2ストロークエンジンの将来は疑いようがないため、自動車産業全体の利益のために、資金が確保されることを期待しています。

この間ずっと、筆者はリーズ大学工学部の主任助手として、同大学の研究室で学生たちの実験を担当していました。多くの図面は学生たちが休暇中に描いたもので、筆者は友人であるジョン教授に深く感謝しています。94 休暇中は注意を要する雑務が山積みであることが多いのですが、休暇中も必要な自由を与えてくださったグッドマン氏に感謝します。

この章を閉じる前に、2 サイクル エンジンのキャブレターと点火装置について少し触れておきたいと思います。4 気筒 2 サイクル エンジンでは、シャフトにかかるトルクを最大限に高めるため、クランクを直角に配置する必要があります。端面から見ると、クランクは十字の 4 本の腕を形成し、1 回転につき 4 つのパルスが与えられますが、通常のマグネトーでは 1 回転につき 2 つのスパークしか発生しないため、クランクシャフトの速度の2 倍で駆動する必要があります。このため、最高速度時にマシンに大きな負担がかかり、巻線とプラグの絶縁にも負担がかかるため、プラグには常に注意を払う必要があります。マグネトーのトラブルは、一部のメーカーが供給する特別なレーシング パターンのマグネトーと高品質の点火プラグを使用することで解消できることがわかっています。

キャブレターのトラブルへの対処はそう簡単ではありませんでした。多気筒 2 ストローク エンジンには、マルチ ジェット キャブレターと、手動制御の 追加空気入口バルブが吸気管に何らかの形で必要になります。また、キャブレターの混合室には温水によるウォーター ジャケットを取り付ける必要があります。また、ガソリン蒸気の需要が大きく、蒸発率も高いため、天候がよほど温暖でない限り、吸気管に霜が容易に付着するため、吸気管の一部に温水ジャケットを取り付ける必要があることもわかりました。2 ストローク エンジンは 4 ストローク エンジンよりもずっと速くガソリンを必要とするため、キャブレターのフロートのバランスを微妙に調整する必要があり、ジェット内のガソリンの高さはオリフィスの上端とほぼ同じ高さにする必要がありますが、この状態ではガソリンが溢れてしまうことがよくあります。

我々がキーン2ストロークエンジンと名付けたエンジンの説明を再検討すると、この実験の結果を要約すると、このエンジンは 実際よりもかなり大きなパワーを発揮できたはずだと言えるだろう。95 最初に図面を取り、キャブレターと自動吸気バルブの深刻なスロットリングが発見されていれば、さらに、排気からのフラッシュバックもずっと早く特定され、排気マニホールドの再配置によっておそらく解決できたでしょう。排気マニホールドが、少なくともシリンダーのペアごとに別々のブランチがあるように配置されていたら、かなり確実に停止できたか、少なくとも大幅に軽減されたでしょう。しかし、変えることができなかったのは加速ノッキングです。私は自分の仕事について非常に率直に批判してきたので、エンジンが失敗だったと想像してはいけません。エンジンは大成功でしたが、最高の4ストロークの実践を改良するほどには成功していませんでした。車はよく走り、非常に信頼性が高く、ガソリン消費も効率的でした。エンジンは静かで極めて柔軟でした。しかし、この車には一つ非常に厄介な点がありました。それは、アクセルペダルを急激に踏み込むたびに、例えば遅い車を追い越すためにアクセルを踏み込んだり、短い勾配を急ぎ足で走ったりするたびに、エンジンのシリンダーから奇妙なノッキング音やハンマー音が発生することです。これは私が加速ノッキングと呼んでいるもので、勾配を苦労して登る4ストロークエンジンのノッキング音やハンマー音と混同してはいけません。ノッキング音が鳴っている間はエンジンはずっと力強く動いており、ギアチェンジをしていないにもかかわらず、速度が上がるにつれて徐々にノイズは小さくなっていきました。

図面から、このノッキングは作動中のシリンダー上部に残留する高温ガスのクッションによって引き起こされる過早点火によるものであることが分かりました。また、ポートやシリンダーヘッドのいかなる変更も、この欠陥に顕著な影響を与えることはなかったと思います。したがって、2ストロークエンジンから最大限のパワーを引き出そうとするなら、シリンダー下部から新しい燃料を供給しようとすることは二度とないはず です。他の人々もこのことに感銘を受けたに違いありません。96 同様の懸念がある。というのも、クランク室圧縮を用いる１、２種類のエンジンでは、この懸念を克服するための特別な試みが見られるが、採用された方法は、エンジン機構のむしろ望ましくない配置につながるからである。私が言及するタイプのエンジンでは、必要であれば通常の方法でクランク室に負荷を引き込むことができるが、作動シリンダーは２つのボアを持つ鋳物で、２つの別々のピストンと共通の燃焼室を有する。負荷は、クランクが下死点にある間に一方のピストンの上方から入り、同時にもう一方のピストンの上方の空間から排出され、ガスの経路は、吸気ポートからボアNo.（１）の上部まで上昇し、次にボアNo.（２）まで下降し、排気口から出る。これにより、燃焼室（またはシリンダーの上端）に熱い排気ガスのクッションが残らないことが保証される。

これらのエンジンは非常に良好な結果を示しており、始動時に二重圧縮を克服する必要があること、そしてクランクシャフトに与えられる衝撃の数による回転トルクが4ストロークエンジンと同等であるという事実を除けば、はるかに広範囲に利用されていたであろう。図66は、シリンダーの配置とガスの経路を示している。A1とA2は、ウォータージャケットシリンダー鋳物B内で作動し、共通の燃焼室Cを持つツインピストンである。コネクティングロッドは、別々のクランクを反対方向に駆動することも、両方を連結して単一のクランクを駆動することもできる。このタイプのエンジンでは、ピストンにデフレクターが不要であることがわかる。

この章の冒頭で説明した単純な 2 ストローク エンジンは、多くの場合、クランク室に自動吸気バルブを必要としない形式で構成されています。

この場合、吸気管は作動シリンダの吸気ポートのすぐ下と少し横にある3番目のポートに接続され、これらのポートはピストンの上昇ストロークの完了時に露出されるので、97 キャブレターで気化された空気がクランク室に入るようにする。このような配置は3ポート2ストロークエンジンを構成する。もちろん、自動バルブ付きの2ポートエンジンよりも効率は劣るが、バルブが全く不要なため、製造が非常に簡単で安価であるという大きな利点がある。回転速度が比較的低いため、米国および米国の両方でモーターボートのエンジンに広く使用されている。

図66.—クランク室圧縮式2気筒2ストロークエンジン。

98

第11章
馬力と表示図
「ガソリンエンジン」に関する本は、馬力とインジケータ図について触れなければ完成しません。以下の定義をよく理解する必要があります。

仕事。—力は、その作用線上にある抵抗を克服すると、機械的な仕事をすると言われます。力の作用線とは、力が作用する方向を示す線です。エンジニアは仕事をフィートポンド単位で測定します。力または抵抗の大きさ（ポンド単位）と、それが作用した、または克服された距離（フィート単位）を掛け合わせたものが、フィートポンド単位の仕事量となります。

例：抵抗を克服して12フィートの距離を移動するのに50ポンドの力がかかったとします。このとき行われた仕事を求めなさい。

仕事量 = 力 (ポンド) × 距離 (フィート)
= 50 × 12 = 600 フィートポンド

パワー。—仕事の速度は、発揮される力の尺度です。1馬力は、1分間に33,000フィートポンドの仕事が行われた時に発揮されます。1分間に行われた仕事量（フィートポンド単位）を33,000で割ると、消費される馬力が得られます。

例：車両重量が1トンの場合、平坦な道路を時速30マイルで走行するには、70ポンドの牽引力が必要です。路面における必要な馬力を求めなさい。

99

馬力 = 1分間に行われる仕事量（ft. lbs.）/33,000
= 力（lbs.） × 1分間に作用する距離（ft.）/33,000 = （70 × 30 × 5280/60）/33,000 = （7 × 264）/330 = 5·6

例: 前の例の車が、4 フィート進むごとに 1 フィート上がる勾配を登る必要がある場合、勾配を登るときに時速 30 マイルの速度を維持するために必要な追加の馬力を計算しなさい。

ここでは、1 分ごとに 1 トンの重りを、走行路面の 4 分の 1 の高さまで垂直に上げなければなりません。

追加の馬力が必要

= (2240 (ポンド) × (30 × 5280/60) × ¼フィート/分)/33,000
= (2240 × 660)/33,000 = 44·8

時速30マイルで1/4の勾配を登るのに必要な馬力の合計 = 5.6 + 44.8 = 50.4

ブレーキ馬力。円周または円の境界線の長さは、円の半径の長さの6.28倍、または円の直径の長さの3.14倍です。したがって、エンジンが毎分N回転の速度を維持しているときに、長さRフィートのブレーキアームの先端にPポンドの引力を及ぼすとします（ブレーキはフライホイールの縁に取り付けられていると想定します）。この場合、ブレーキ馬力は次のように計算できます。

100

ブレーキ馬力またはBHP
= (ブレーキにかかる1分間の作業量（フィートポンド）)/33,000

したがって、BHP = (ブレーキアームの先端の引力 (ポンド)) × (アームの半径の6.28倍 (フィート)) × (エンジンの回転数 (1分間))/33,000
= (P × 6.28 × R × N)/33,000

図67.—ガソリンエンジンブレーキ。

例：図67に示すように、フライホイールにブレーキをかけて試験中のエンジンは、毎分2,000回転の速度で50ポンドの引張力を発揮します。ブレーキアームの長さが30インチの場合、発生するブレーキ馬力を計算してください。

1 分あたりの仕事量 = 50 × 6·28 × 30/12 × 2000 フィートポンド。

BHP = (50 × 6·28 × 30/12 × 2000)/33,000 = 47·5

定格馬力。—財務省は課税のために、ガソリンエンジンの定格馬力を決定するための公式を用いています。この公式は、ピストンの特定の速度に基づいています。101 この式は数年前（最初に提案されたとき）に限界値とみなされ、シリンダー内の特定の有効圧力の達成に基づいていました。

財務省の公式による馬力 = 0·4 d 2 n。

ここで、d はシリンダーの直径（インチ）、
n はシリンダーの数です。

現代のエンジンでは、はるかに大きな馬力が得られ、現在では合同委員会の公式として知られているものを使用することで、実際の出力にほぼ近似値が得られます。

ブレーキ馬力 = 0·46 n (d + s) (d – 1·18)

ここで、d = シリンダーの直径（インチ）。s
= ピストンのストロークの長さ（インチ）。

この式は、エンジンが出力できる最大馬力を予測するためにのみ使用してください。通常のブレーキ馬力の式と混同しないでください。

例: ボア 3 インチ、ピストン ストローク 4 インチのシリンダー 4 つを持つエンジンの最大馬力の見込みを求めます。課税上の馬力はいくらでしょうか。

合同委員会の公式によれば、

BHP = 0·46 × 4 (3 + 4)(3 – 1·18) = 1·84 × 7 × 1·82
= 23·35

財務省の計算式によれば、

BHP = 0·4 × 3 2 × 4 = 0·4 × 9 × 4 = 14·4

表示馬力。—ガソリンエンジンのシリンダー内部、ピストン上部で発生しているとインジケーターが示す馬力は、表示馬力と呼ばれ、常にブレーキ馬力またはエンジンのフライホイールで利用できる力よりも大きな数値になります。これは、シリンダー内のガソリンの燃焼から発生する力の一部が、ピストンとベアリングの摩擦で失われるためです。

102

表示馬力またはIHP = (P e × A × L x N e )/33,000。

ここで、P e = 図から得られる平均有効圧力（ポンド/平方インチ）。A
= ピストン面積（平方インチ）= 0.7854（シリンダー直径）2
L = ピストンのストローク長（フィート）。N
e = クランクシャフトに伝達される毎分出力パルス数。

4ストロークエンジンはクランクシャフトを2回転させるごとに1回の動力パルスを与えるため、N e は単気筒エンジンの場合は毎分回転数の半分、4気筒エンジンの場合は毎分 回転数の2倍に等しくなります。4気筒2ストロークエンジンは、クランクの配置に応じて、クランクシャフトの1回転あたり2回または4回の動力パルスを与えるように構成できます。

例：4気筒4ストロークエンジンは毎分2,000回転で回転し、シリンダー内の平均有効圧力は1平方インチあたり75ポンドです。シリンダーが4インチ×4インチの場合、表示される馬力を計算しなさい。

IHP = (P e × A × L × N e )/33,000
= (75 × 0・7854 × 4 2 × 4/12 × 4000}/33,000
= {75 × 12・56 × 4000}/99,000 = 38

指示図。—本章の冒頭で、力によって行われた仕事は、力の大きさを表す数値（ポンド単位）と、その力が作用した距離（フィート単位）を掛け合わせることで測定できることを説明しました。この掛け算によって、フィートポンド単位で行われた仕事の量が得られます。つまり、「行われた仕事の量」は、長方形の床面積が2つの数値の掛け算であるのと同じように、実際には2つの数値の掛け算なのです。103力は長さ×幅で表されます。記号では W = F × S と書きます。ここで F はポンド単位で表した力または抵抗の大きさ、S はフィート単位で作用した距離です。この記号式 W = F × S を、式 Area = Length × Breadsheets と一緒に考えると興味深いです。なぜなら、それは仕事の測定について新しい考え方を与えてくれるからです。図68に示すような図を想像してください。この図では、曲線 AB は任意の仮想ケースについて F と S の値をプロットすることによって得られています。この図は、検討中の特定の力が、あるスケールで長さ DC で表される空間を横断する際に、その大きさがどのように変化するかを絵で表すはずです。力が 高さ DA で表される大きな値から高さ CB で表される小さな値まで不規則に減少していることがはっきりとわかります。次に、斜線で塗られた領域 ABCD がこの力によって行われた仕事の総量を測定していることを示します。

図68.—力-空間図または作業図。

図の小さな帯状の部分efdcだけを考えてみると 、面積が等しい長方形abcdを見つけるのは簡単であることがわかります。この長方形の高さは、この長方形が通過する間の力の平均値となります。104 ピストンはcから dまで移動するので、長方形abcdの面積は、力がcからdに移動する間に行う仕事を表します 。同様に、図全体を分割すると、点から点へ行われる仕事の大きさに等しい面積の小さな長方形がいくつか得られます。したがって、 ABCD の面積全体が全体の仕事を表します。エンジンシリンダー内で行われた仕事を測定するには、何らかの形の指示器を使用する必要があります。指示器とは、横軸(または水平距離) がピストンの変位を表し、縦軸(または垂直距離) がピストンに作用する圧力を表す図を描く器具です。

図69.—ガソリンエンジンインジケーター図。4ストロークサイクル。

鉛筆の動きと紙ドラムを備えた通常の蒸気機関計器は、高速で回転するガソリンエンジンには適していません。これらの計器の可動部品は重すぎ、バネの動きも鈍いため、高速エンジンで正確な時刻を保つことができません。また、鉛筆と紙ドラムの間、そしてレバーのジョイント部にも大きな摩擦が生じます。そのため、特殊な計器を使用する必要があります。この計器では、光線を鏡で反射させ、すりガラスのスクリーンまたは写真乾板に投影して時刻を描きます。鏡の一方の角は、特殊な減速機構によってエンジンピストンの動きに合わせて傾斜し、もう一方の角は、エンジンシリンダー内のガス圧力を受ける金属ダイヤフラムに接触させた非常に短い細いロッドによって、最初の角と直角方向に傾斜します。ランプから光線が鏡に照射され、反射後にスクリーンまたは写真乾板に時刻を描きます。このような計器は一般にマノグラフと呼ばれます。図69は4ストロークエンジンのインジケータダイアグラムです。線ABCはピストンの吸入行程を表し、この行程ではシリンダー内のガスの圧力が大気圧よりわずかに低くなります。大気圧は線LLの高さで示されます。105 ベース、つまり圧力ゼロの線（完全真空）より上。クランクが下死点を通過して圧縮行程を開始した後、吸気バルブはBで開き、Dで閉じる。線CDEはエンジンの圧縮行程を表し、この行程でガスが圧縮され圧力が上昇する。線LLより上の点Eの高さが、図のスケールにおける圧縮圧力となる 。点Eで点火が起こり、爆発により圧力が瞬間的にFまで上昇するが、その後すぐに膨張してGまで下がる。排気バルブはGで開き、ガスが放出され、圧力はさらにHまで低下する。線HAはピストンの排気行程を表し、クランクが上死点を通過して吸気行程を開始した後に排気バルブは閉じる。図に印された距離（x）は、ピストン上方のバルブを含む空間（燃焼室と呼ばれる）の容積を、長さと同じスケールで測定している。106 図中のHEFGはピストンの容積変位を表します。ピストンがストローク中に押し出す容積は、ピストンの面積（平方センチメートル/インチ）とストロークの長さ（センチメートル/インチ）を掛け合わせることで測定されます。この積は、シリンダーの容積（立方センチメートル/インチ）となります。図HEFGの面積は、1サイクルの動作中に行われる仕事量を示し、小図ABCDの面積は、ピストンの吸入と吐出で失われる仕事量を示します。107 電荷。1サイクルあたりの有効仕事量を求めるには、小さい方の面積から大きい方の面積を差し引く必要があります。HEFG図の面積は、等間隔の複数の点で図の高さを測定し、それらの測定値から図の平均高さを求めることで容易に算出できます。図の平均高さ（インチ）に長さ（インチ）を掛けると、平方インチ単位の面積が得られます。

図70.—2ストロークエンジンのインジケータ図。

また、図の平均または中央高さは、ピストンに作用する平均有効圧力とも呼ばれる値を与え、上記の指示馬力式の P eを構成します。面積 ABCD は常に小さく、4 ストローク エンジンでは一般に無視されます。2 ストローク エンジンには2 つの別々の図があります。作動シリンダーの図は図70の A 1 B 1 C 1 D 1で、クランク室の図は E 1 F 1 G 1 H 1です。サイクルごとに行われる有効仕事は、これら 2 つの図の面積の差で測定されます。ピストンは B 1で排気ポートを開き、 C 1で再び閉じます。また、 F 1で吸気ポートを開き、 G 1で再び閉じます。 F 1からG 1まで、クランク室から作動シリンダーに電荷が送られます。ループ E 1 F 1 G 1 H 1の面積は、4 ストローク図の対応する部分よりも大きいため、無視してはなりません。

108

第12章
液体燃料
携帯用内燃機関で使用する液体燃料を選択する際の重要な要素は、(1)低コスト、(2)輸送や保管の容易さと安全性、(3)高い揮発性、すなわち容易に蒸気に変換できること、(4)金属に対する非腐食性、(5)高い熱効率、(6)既存のタイプの内燃機関で満足のいく結果をもたらす能力である。

ガソリンは、炭素 (C) と水素 (H) の化学結合からなる液体燃料です。ガソリンを製造する主な方法は、原油の蒸留です。ガソリン エンジンで使用するのに最適な混合比は、空気 98 立方フィートに対してガソリン蒸気 2 立方フィートです。ガソリンは通常の大気条件下では、気化に熱を必要としません。圧縮圧力が 1 平方インチあたり 100 ポンドを超えると、チャージのプレイグニッション (早期着火)が発生する可能性があります。ガソリンは金属部品を腐食または劣化させることはありませんが、適切に燃焼しないと黒色の炭素堆積物が残ります。ガソリンは揮発性が高く、比重は約 0.71 と低いです。ガソリンの平均的な発熱量は 1 ポンドあたり 20,000 B. Th. U. です。ガソリンは非常に高価であり、取り扱いにも注意が必要です。自家用車の運転手は、ガソリンやベンゾールを保管することは許可されていません。

ベンゾールは、ガソリンよりも炭素（C）が多く、水素（H）が少ない液体燃料です。ベンゾールの主な製造方法は、コールタールの蒸留です。混合液の濃度は、燃料使用量に応じて、必要な空気量よりも若干多めに空気を供給する程度に調整する必要があります。109 ベンゾールはガソリンに必要です。一般に、エンジンがガソリンで動いていてベンゾールに切り替えた場合、キャブレターのジェット オリフィスのサイズをわずかに縮小し、フロートの重量を増やす必要がありますが、その他の変更は必要ありません。ベンゾールは揮発性が高く、引火点が低いため、取り扱いが非常に危険です。エンジンの金属部分を侵し、バルブを詰まらせる不純物が含まれていることがよくあります。ガソリンよりもカーボンが堆積しやすいです。ベンゾールはゴムや車体の塗装を侵します。現在ではガソリンと同じくらい高価です。ベンゾールの比重は 0.88、発熱量は 1 ポンドあたり 19,000 B. Th. U. です。100 ポンド/平方インチ以上に圧縮しても予期せぬ発火は発生しません。

アルコールは、炭素（C）、水素（H）、酸素（O）からなる液体燃料です。アルコールの主な製造方法は、ジャガイモやビートなどの植物質を発酵させることです。空気94立方フィートに対し、約6立方フィートの蒸発アルコールを使用する必要があります。アルコールの揮発性はガソリンやベンゾールに比べて非常に低く、通常はいくらかの水分を懸濁しています。ガソリンの2倍の圧縮圧力にも耐え、予期せぬ発火を起こすことはありません。アルコールはガソリンやベンゾールほど炭素を堆積させにくいですが、錆びを発生させる可能性が非常に高いです。現在、英国では関税が高いため、燃料として入手できません。アルコールを使用するエンジンは、その目的のために特別に設計されている必要があります。アルコールの発熱量は1ポンドあたりわずか12,000 B. Th. U.で、比重は0.82です。アルコールは気化する前に加熱する必要があり、この熱は通常、エンジン始動後の排気ガスから得られます。アルコールは取り扱いや保管が比較的安全です。

パラフィンは原油からガソリンを蒸留する際に得られ、ガソリンとほぼ同じ割合で炭素（C）と水素（H）で構成されています。110 パラフィンは揮発性が低く、気化するために熱を必要とする。気化に必要な熱は通常、エンジン始動後の排気ガスから得られる。始動時には、キャブレターの気化器を加熱するためにランプを使用しなければならない。パラフィンは、予期着火する前は、ガソリンよりも少し高い圧縮に耐える。パラフィンの比重は 0.80、発熱量は 1 ポンドあたり 18,000 B. Th. U. とすることができる。パラフィンはガソリンやベンゾールよりもはるかに安価で、コストはわずか 3 分の 1 程度である。パラフィンを使用する上での主な欠点は、臭いと、車体や衣服に残る油っぽい染み、そしてキャブレターの気化室を加熱しなければならないという難しさである。パラフィンは、ガソリンやベンゾールよりも取り扱いや保管がはるかに安全で、爆発性混合物を形成するのに必要な空気の割合はガソリンとほぼ同じである。パラフィンの場合、混合気の強度の許容範囲は、ガソリン、ベンゾール、アルコールのいずれの場合よりもはるかに狭くなっています。アルコールは混合気の強度の許容範囲が最も広くなります。また、パラフィンは混合気の強度の許容範囲が狭いため、カーボンが堆積しやすいという問題もあります。

熱効率。—前述の説明では、これまで説明されていなかった用語がいくつか使用されており、そのため、1つまたは2つの定義を示す必要があります。

燃料の比重とは、燃料1ガロンの重量と水1ガロンの重量の比です。水1ガロンの重量は10ポンドなので、上記の説明から、ガソリン1ガロンの重量はわずか7.1ポンドであるのに対し、ベンゾール1ガロンの重量は（約）8.8ポンドであることがわかります。したがって、ベンゾールの1ポンドあたりの発熱量はガソリンよりも低いにもかかわらず、ベンゾールの方がガソリンよりも1ガロンあたりの走行距離が長いのは当然のことです。比重は燃料の密度と呼ばれることもありますが、これはグラム単位の場合に限ります。111 センチメートル単位が使用されています。燃料の密度は、1立方フィートの重量をポンド単位で表したもの、つまり一般的には燃料の単位体積あたりの質量です。 ガソリンの密度は、英国単位では1立方フィートあたり約44ポンドとなります。

1英国熱量単位は、水温が約 60°F のときに、1 ポンドの水の温度を 1 度 (華氏スケール) 上げるのに必要な熱量です。

あらゆる燃料の発熱量（英国単位系）とは、1ポンドの燃料が完全に燃焼した際に放出される熱量（英国熱量単位で表される）です。私たちが扱う液体燃料は炭化水素化合物であり、完全に燃焼すると炭素はすべて二酸化炭素（CO 2）に、水素は水蒸気（H 2 O）に燃焼し、残留物は残りません。熱量計を用いることで、あらゆる燃料の発熱量を実験的に測定することができます。

仕事は熱に変換できることは古くから知られており、ガソリンエンジンは熱を仕事に変換する逆のプロセスの好例です。蒸気機関とボイラープラントでは、燃料の熱がボイラーの下で放出され、その一部はボイラー内の水に伝達されて蒸気となり、それがエンジンに送られてシリンダー内で仕事を行いますが、全体としては無駄なプロセスです。ガソリンエンジンは 内燃機関、つまり燃料がエンジンシリンダー内で燃焼し、直接仕事に変換される機関です。エンジンの熱効率（または熱効率）が100%であれば、シリンダー内で燃料の燃焼によって発生する熱1BTU（英国熱量単位 ）ごとに778フィートポンドの仕事を得ることができます。あらゆるエンジンの熱効率（η）は、エンジンが1分間に行う仕事の熱当量と、エンジンが1分間に行う仕事から発生する熱量との比として定義できます。112 毎分シリンダーに流入する燃料量の完全燃焼によって放出される。したがって、

η = ((エンジンの馬力 × 33,000)/778)/((1分間に消費される燃料の重量) × (燃料の発熱量))

例：30馬力のエンジンは、毎分0.50ポンドのベンゾールを使用します。その熱効率はいくらですか？ベンゾールの発熱量は1ポンドあたり19,000 B. Th. U.とみなすことができます。

η = (30 × 33,000/778)/(0·50 × 19,000) = 0·134、つまり13·4パーセント。

113

付録
エンジントラブル
発生する可能性のある問題の多くはすでに前の章で言及されていますが、次の追加の注意事項が役立つ場合があります。

1. エンジンが始動しません。

何が起こるかを正確に観察するには注意が必要です。そのためには、次のような質問を心の中で自問自答するのが最適です。

（a）イグニッションは「オン」になっていますか？

マグネトーが取り付けられている場合はアース接続をオープンにする必要がありますが、コイルとアキュムレータが取り付けられている場合はアース接続をクローズする必要があります。

（b）ガソリンはキャブレタージェットまで届いていますか？

点検・清掃のためにジェットを取り外す前に、ガソリンがフロートチャンバーまで届いているかどうかを確認することをお勧めします。タンク内に十分な量のガソリンがあり、蛇口が開いている場合、ガソリンフィルター、ガソリンパイプ、またはフロートチャンバーの底部のいずれかに詰まりがあるはずです。パイプを取り外す前に、フィルターとフロートチャンバーを点検してください。

（ｃ）全てのシリンダーの圧縮は良好ですか？

どのシリンダーにも圧縮が見られない場合は、キャブレターのスロットルが閉じていて、空気やガスがシリンダーに流入していない可能性があります。一部のシリンダーでは圧縮が良好で、他のシリンダーでは圧縮が不良、あるいは全く圧縮されていない場合は…

(1) 汚れ、歪み、あるいはバルブギアの不具合により、1つまたは複数のバルブがシートから外れている可能性があります。エンジンをゆっくり回してバルブギアの動作を確認し、外側から点検してください。その後、必要に応じてバルブキャップを外し、バルブを点検してください。

（2）点火プラグまたはバルブキャップの1つまたは複数がワッシャーから外れている可能性があります。この場合、エンジンを手で回転させると、衝撃音が聞こえます。

114

（３）ピストンが割れたり、破損したり、シリンダーが割れたりすることがある。

（4）シリンダーがひどく摩耗し、ピストンのリングが固くなって気密性が保てなくなった可能性があります。

( d )エンジンは回転が非常に硬いですか?

エンジンの硬直は、通常、シリンダー壁のオイル不足が原因です。これは、クランク室のオイル不足、あるいはエンジン始動時にガソリンを注入した際にシリンダー壁のオイル膜が洗い流されたことが原因です。コネクティングロッドが曲がっていたり、クランクシャフトが歪んでいたり、ピストンリングが破損していたり​​すると、硬直性も確認されます。バルブキャップを外し、各シリンダーに小さじ1杯のオイルまたはパラフィンを注ぎ、シリンダーとピストンが十分に潤滑されるまで始動ハンドルを手で力強く回すことで、エンジンを始動できる場合がよくあります。

( e )排気口や吸気口から時々煙が出たり、始動ハンドルを回したときにエンジンが時々ガクンと回転したり、排気ボックスで時々「バン」という音がしたりするなど、点火を試みたことの兆候はありますか?

イグニッションが「オン」で、キャブレターのジェットがきれいで、圧縮が良好で、エンジンがまったくフリーであるにもかかわらず、どのシリンダーからも「火」の兆候が見られない場合は、不良ジョイントを通じて空気が吸気パイプに漏れているか、以下のいずれかの点火トラブルが発生している可能性があります。

( f )点火プラグの不良。これは、プラグ端子間の水、油、または汚れ、あるいはプラグ本体の絶縁不良が原因である可能性があります。プラグの不良を検査する簡単な方法は、木製の柄の付いたドライバーの金属刃をプラグの端子に当て、先端をシリンダーまたはパイプの金属部分から約32mmほど離すことです。エンジンを手で回すと、マグネトーとリード線が正常であれば、この隙間に火花が飛ぶのが確認できます。

（g）電気接続不良

高圧ケーブルが断線、断線、またはショートしている可能性があります。アース線がショートしている（他の電線や金属部品と電気的に接触している）可能性があります。イグニッションスイッチがショートしている可能性もあります。

（h）マグネトーまたはコイルの欠陥

低圧接点遮断レバーが固着して開閉が不能になっているか、カーボンブラシの1つが破損している可能性があります。まれに、機械の磁石が力を失っている場合や、アーマチュアまたはコンデンサに何らかの電気的欠陥がある場合も考えられます。電池が消耗している可能性もあります。振動板が固着している可能性もあります。115 水が高圧電極または安全スパークギャップに入り込んだ可能性があります。

2. エンジンはまずまず始動し、少し動いた後、停止します。

エンジンの始動と停止の様子を注意深く観察してください。エンジンが定期的に始動しているか不規則に始動しているか、また始動時間はどのくらいかを記録してください。

エンジンが全シリンダーを点火して規則的に回転する場合、排気が詰まっているか、燃料供給が不足している可能性があります。燃料供給不足の原因としては、キャブレターのジェットが小さすぎる、フロート室の水位が低すぎる、あるいは配管の一部が詰まっているなどが考えられます。また、コイル点火時にバッテリーの電力が不足し、バッテリーの充電が必要になることも、断続的に回転する原因の一つです。

エンジンが不規則に動く場合、そのトラブルは、シリンダー内のオイルが多すぎてプラグが失火している、ガソリンに水や汚れが混入している、バルブに欠陥がある、カーボン ブラシが壊れている、マグネトー、低圧接触ブレーカー (コイル)、高圧ディストリビューター (コイル) のどこかで電気接触が不良になっているなどの理由が考えられます。

エンジンがすべてのシリンダーで規則的に点火しているかどうかを確認する、またはどのシリンダーが失火しているかを検出するには、エンジンが稼働している状態で圧縮タップを順に開き、タップを開いている間はそれぞれエンジンを加速していくのが最善の手順です。点火状態の良いシリンダーからは鋭いクラッキング 音が鳴り、点火していないシリンダーからはシューという音だけが鳴ります。圧縮タップがない場合は、上記に示したドライバーを使った方法で、各プラグを順にフレームに短絡させる必要があります。この短絡処理により、点火していないプラグ以外のエンジン速度が低下します。この方法は圧縮タップを使用する方法ほど適していません。短絡処理中にプラグにオイルが付着することが多く、作業が難しくなるためです。

3. 点火タイミング。

同僚のオリバー・ミッチェル氏は、ピストンがストロークの頂点に正確に達しているかどうかを直接判断するのはしばしば不可能だと指摘し、添付のバルブ設定図（図71）を調べることを勧めています。これを見ると、まずエンジンを排気バルブがちょうど閉じる位置まで持っていくだけで十分であることが分かります。次にフライホイールにチョークで印を付け、エンジンを一回転させます。すると、フライホイールを少し後ろに回すとピストンが点火位置になります。もう一つの方法は、点火時期を最大限遅らせ、点火時期が点火時期と一致するように調整することです。116吸気バルブが開き始めて から1回転後に発生しました。どちらかのバルブが閉じているときは、タペットが自由に動いているように見えますが、その自由度はタペットヘッドとバルブステムのクリアランスによって異なります。

図71.—バルブ設定図

117

索引
あ
加速、クイック、78
— 負荷時、92
アクセシビリティ、39、50​
アキュムレーター、61
アダプター、92
調整式タペットヘッド、29、30
調整ネジ、19
アドバンスドイグニッション、55、56、59​​
飛行機エンジンシリンダー、10、16
エア、1、41、42、46、87、89、114​​​​​​​​​​​
— キャブレター式、42、97
— ロック、72
— ポンプ、50
— — 手、50
—清掃作業、16、35、84、85、87、88、89​​​​​​​​​
— ガソリン比、42
— バルブ、自動追加、43、49
—速度、46、70
—ガソリン蒸気に対する体積、42、108
— ガソリン蒸気に対する重量、42
アルコールの特性、109
不凍液、72
マグネトーのアーマチュア、52、54
— エンジンとマグネトーの相対速度、54、55
大気圧、3、90
ガソリンの霧化、48、49
自動空気抜き弁、43、49
—入口バルブ、82、84、88​
B
バックファイア、62、84
バランス、完璧、76
—不足、75、76
— 体重25
クランクシャフトのバランス調整、25、26、76
シリンダーバレル、12
ベース、オイル、8、40、65​
バッテリー、116
ベアリング、メイン、24、64
ベンゾイル、その性質、45、108
ブレード、震える、57
ジャケット内の水の沸騰、72
箱、コア、11
ブレーキ、ガソリンエンジン用、100
ブレーキ馬力、99
英国熱量単位、111
ブラシ、カーボン、53、55、116​
組立式シリンダー、16
— フライホイール、27
浮力、45
燃焼、混合気の速度、1、57
— デフレクターの、91
フライホイールリムの破裂、27
ブッシュ、リン青銅、23
C
ケーブル、高張力、61
発熱量、111
カム、30歳、33歳
カムシャフト、29、33、40​​
カム、固定式、マグネトー用、53
シリンダー容量、106
キャップ、バルブ、13、31
カーボンブラシ、53、55、116​​
—預金、63、78
炭水化物、42、94​
キャブレター付きエア、42、97
キャブレター、5、8、42、82​​​​​
— ジェットタイプ、42
—多重ジェット、47、94
— 良い点数、49
— 最近の改善点、47
— スプレータイプ、42
— 表面タイプ、42
— 芯の種類、42
118鋳物、シリンダー、11
鋳造ペア、シリンダー、16
遠心力、27
チェーンドライブ、サイレント、38
チャージ、3、80​
チャージングポンプ、80
シャーシ、40、71​
チョークチューブ、46、47
クロム鋼、20、36
循環水ポンプ、8、71
循環、強制、71
— 地元、73歳
— ポンプ、71
— サーモサイフォン、69
ピストンと
シリンダー壁、17
— バルブタペットの、29
—スペース、4、105、107​​
コイル点火、57、59、61​​
— — システム、配線図、61
— 震えのない59歳
— 補足、開始用、58
—震えパターン、57、61
コレクターリング、55
燃焼、78
—チャンバー、4、96
補償ジェット、48
圧縮の意味3
—圧力、82、83、105​​
—脳卒中、6、80
コーンクラッチ、27
コネクティングロッド、4、21、96​​
— — 作用する力、20
— — リン青銅、20、22
— — スチール、23
燃料消費量、79
— 石油、67
コンタクトブレーカー、低電圧、53
— — ワイプフォーム、58
— ネジ、プラチナチップ、53、57
冷却、69
コアボックス、11
点火コイルの鉄コア、57
生産コスト、22、64、79​​
コッター、29歳
クランク室、8、39
— —ガス密、81、82、96
— 頬または水かき、24
— オートバイ、23
— ピン、24
— 半径、4
—シャフト、23、28、77、89​​​​
クランクシャフト、バランス調整、25、76
— — 振動、76
— — 鞭打ち、76
高温ガスのクッション、93、96
カットアウト、90
サイクル、4ストローク、5
—モーター、10、11
— オットー、5歳
— 2ストローク、80
シリンダー、5、9​
—飛行機エンジン、15、16
— 空冷式、11、15
— バレル、12
— 築16年
— 鋳物、11
— ヘッド、取り外し可能、32、78
—ジャケット、12、15、69​​
— L字型、16
—ポンプ、87、88、107​​
— 回転式、10
— T字型、15歳
—水冷式、8、32、82、96​​​
—就労中、81、87、107​
シリンダー、一括鋳造、16、77
— ペアで鋳造、16
— 別々にキャスト、16
— 75の数字を選ぶ
— 射撃順序、60
D
デッドセンター、4、116
— ガス、83
不良コイル、114、116
— 点火システム、114
—マグネトー、114、116
—スパークプラグ、113、114
—バルブ、113、114、116​​
デフレクター、81、87、93、96​​​​​
—過熱、84、91
密度、45、111​
炭素の堆積、63、78
典型的なガソリンエンジンの説明、8
取り外し可能なシリンダーヘッド、32、78
点火装置、51
図、インジケーター、92、102
— 4ストロークエンジンの場合、105
— 2ストロークエンジンの場合、106
— バルブ設定用、116
— 仕事、103
119始動困難、72、75、92、96、113​​​​​​
放電、火花、51、54、58​
高圧配電器、52、53、58​
ダブルスリーブエンジン、32、78
ダウンストローク、4、81、82​​
図面、作業中、11、93
点滴給水、64、90、92​​
ドライブ、サイレントチェーン、38
デュアルイグニッション、58
— スプリングス、90
オイルダクト、41
デュプレックスピストン、86
耐久性、49、79
E
アース線、60
エキセントリック、33、36​
—ロッド、33、36
—束、33、36
—ストラップ、33、36
経済性と耐久性、79
熱効率、110、111
—容積測定、83、86、88​
電気火花、51、54、58​​
点火プラグの電極、51、91、92
エンジン、 4気筒、9、76、77、94​​
— 内燃機関、111
— 自動車、9
— マルチシリンダー、77
— 良い点数、75
— 単気筒、75
— 6気筒、76、77
— トラブル、113
— 2気筒、76
— 2ストローク、80、95
蒸発、1
排気管、6
—ポート、81、88
— —オープン、81、88、96​
— スモーキー、66歳
—脳卒中、7、35
— システム、過熱、57
—バルブ、5、10、37、81​​​​
—バルブ、タイミング、35、37、78、116​​
爆発ストローク、7、21、26、35​​​​
爆発性混合物、1、108、109、110​​
排気バルブ、43、49、94​​
F
ファン、70歳
—滑車、8、70
給餌、点滴、64、90、92​
ファイバー、タペットヘッド、30
— ホイール、38
油膜、65
フィルター、ガソリン、43
フィン、放熱、70
シリンダーの点火順序、60
— 脳卒中、60歳
固定点火、57
フランジ、12、13​
潤滑油の引火点、63、67、68
排気からの逆流、84、92、93、95​​
柔軟性、77、83、92​​​
フロートチャンバー、43、44、94​​
洪水、45、94​
エンジン回転数の変動、27
フライホイール、8、26
— 築27年
— 機能、26
— 縁、破裂、27
— 鋼の単一スタンピング、28
フォース、98
— 遠心力、27
強制循環、71
—潤滑、65、90
力、慣性、75
— 空間図、103
4気筒エンジン、9、76、77、94​​​
— ストロークサイクル、5
振動の周波数、76
燃料消費量、79
燃料、液体、108
チューブとジャケットスペースの下地、73
G
点火プラグのギャップ、51、54
ガス、圧縮、3
— ポンプ、80
—タイトクランクチャンバー、81、82、96
ギア、オーバーヘッド、16
歯車、ヘリカル、38
—拍車、37、38
一般的な過熱、72、73
—原則、1
鰓管、70、74
ギルズ、70歳
重力式、50
シリンダージャケットのグリース、72
120バルブの研削、31
ガジョンピン、17、18​
— — 着用、19、90
ガイド、バルブステム、8、12、13、30​​
H
ハンドエアポンプ、50
ハンドル、開始、71
ヘッド、調整式タペット、30
—水、69、71
熱効率、112
—ガソリン混合物のエネルギー、9、17、111
—放射状のフィン、11、70
—余剰、9、17
らせん歯、38
高圧ケーブル、61
— —ディストリビューター、52、54、58
— —マグネトー、8、51、52、54、89​​​​​
— —端末、51、57
穴、コッター、29
— 石油、63
ハニカムラジエーター、70、74
馬力、98
— ブレーキ、99
— 示されている、101
— 合同委員会の公式、101
— 車、99
— 財務省の公式、101
温水ジャケット、43、47、94​​
水素、108、109​
私
アイドリングストローク、26、82
点火、進角、55、56、59
—コイル、57、59、61​​
— デバイス、51
— デュアル、58
— 固定、57
—ノック、57、84
— 正常、55
—知的障害者、55、59、62
—同期、59、61
—タイミング、60、62、116​​
— 2ポイント、59
スプラッシュ潤滑システムの改良、64
キャブレターの最近の改良点、47
表示馬力、101
インジケーター図、92、102
— — 4ストロークエンジンの場合、105
— — 2ストロークエンジンの場合、106
インジケーター、光学式、92
吸気管、5、8、43、82​​​​
慣性力、75
可燃性蒸気、63
シリンダーへの水の注入、92
入口ポート、81、88
—バルブ、空気、自動、43、49、88
— — 自動、ガス混合物用、82、88
— — 機械的に操作される、5、30、31
— —タイミング、34、37、78、116​​​
—水道管、8、70、73​
検査口39
絶縁体、51
内部水冷、92
J
ジャケット、シリンダー、12、15、69​
—お湯、43、47、94​​
— スペースが大きすぎる、73
— 水、過熱、72
— — 温度、74
— — 重量、74、89
ジェット、アトマイジング、48
— 補償、48
—ガソリン、44、46
ジェットインチューブキャブレター、42
ジグ、24
ジョッキープーリー、38
ジョイント、防水、11、15
ジャーナル、24
K
キーンの2ストロークエンジン、85、94
ノック点火、57、73、84​​
ノッキング、加速、92、93、95​
—断続的、84、92、93​
— 痙攣性、84、91
L
Lヘッドシリンダー、16
バルブの開閉の遅れ、34
— 時間、56
バルブのリード、35
ピストンからのガス漏れ、18、114
ピストンの漏れ、114
液体燃料、108
— ガソリン、108
地方発行部数73
— 過熱、72
121
ロック、エア、72
ロックナット、29
低圧接点遮断器、52
— — ターミナル、57、58
— トルク、75
強制潤滑、65、90
— スプラッシュの改良システム、64
— スプラッシュシステム、63
M
磁気アーマチュアの相対速度、54、55、94
— 4気筒エンジンの場合、52、54、60
— 6気筒エンジンの場合、54
—ハイテンション、8、39、40​
— 点火システム、配線図、60
— レーシングパターン、94
— 2ストロークエンジン、94
成功と失敗、53、58、62​
マノグラフ、104
材料、梱包、15
平均有効圧力、89、107
機械式バルブ、30、84
ディストリビューターの金属セグメント、55
軟鋼、23
1ガロンあたりの走行距離、110
失火、84、116​
混合室、43、47
混合物、爆発性、1、108、109、110​
—熱エネルギー、9、17、111​
— 1、42、108、109、110の強さ​​​​​
— 弱すぎる、46
— 弱体化、49、73
モメンタム、35、36​
モノブロック鋳造、77
自動車エンジン、9
—サイクル、10、11
— — クランク、23
金型、11
マルチジェットキャブレター、47、94
マッシュルーム型バルブ、5、8、30​
北
自然循環、69
ニードルバルブ、44
ニッケル鋼、20、36
バルブからの騒音、30、39
非震動コイル、59
通常点火、55
お
オイルベース、8、40、65​​
— 消費量、67
— ダクト、41
— 映画、65
— ホール、63
—圧力、65、67
— 価格、67
— 特性、63
—ポンプ、8、39、40、65、67​​​​​​
— — 速度、67
— 谷間、65
排気ポートを開く、81、88、96
光学インジケータ、92
オリフィス、45、73​
クランクシャフトのねじり振動、77
オットーサイクル、5
排水管、8、70、71、73​​​​
オーバーフロー管、72
オーバーヘッドギア、16
デフレクターの過熱、84、91
— 排気システムの、57
—一般、72、73
— 地元、72歳
エンジンの過負荷、55、89
P
梱包材、15
—リング、17、18、81、87、97​​​​​​
パラフィン、その特性、109
部分発作、19、33、63、64、90​​​​​​
—真空、6、46、82、90​​​​
通路、バルブ、10
パターン、11
完璧なバランス、76、77
— 燃焼、78
周期性、76、77
ガソリン消費量、79
— エンジン、典型的な説明、8
— フィルター、43
—ジェット、44、46
—混合物、熱エネルギー、9、17、111
— パイプ、43
— プロパティ、108
— 供給、供給の失敗、113
— タンク、43歳
— タップ、43
—蒸気、1、42、43、80​​​​
— — 空気比、42
122
リン青銅ブッシュ、23
— — コネクティングロッド、22
ピンキング、79歳
パイプ、排気、6、8
—誘導、5、8、43、82​​​​
—入水、8、70、71、73​​​​
—出口水、8、70、71、73​​​
— オーバーフロー、72
—転送、86、87
— ベント、39歳
ピストン、4、17、32、82、96​​​​​​​
— デュプレックス、86
—リーキー、73、114
— リング、鋳鉄製、18、82
— — スチール、19
—発作、19、33
— スチール、19
— 体重19
歯車の歯のピッチ、38
プレーンチューブラジエーター、74
プラチナチップコンタクトネジ、53、57
プラグ、点火、5、8、51、91、92​​​​​
良いキャブレターのポイント、49
— — 良いエンジン、75
ポペットバルブ、29、77、79​​
排気ポート、33、78、81、88​​​​
—入口、33、78、81、88​​​​
—オープン排気、81、88、96​
パワー、98
—ストローク、7、60、80​​
プレイグニッション、84、90、92、95、108、109、110​​​​​​​​​​
圧力、大気圧、3、90
—圧縮、3、80、82、83、88、105​​​​​​​​
— フィード、50
— 平均有効、89、107
—石油、65、67
石油価格、67
一次巻線、53、58
生産、コスト、22、64、79​
燃料の特性、108、109、110​
— 油、63
プーリー、ファン、8、70
— 騎手、38歳
ポンプ、空気、50
— 充電中、80
—流通中、8、67、71​
—シリンダー、87、88、107​​
— ガス、80
— ハンドエア、50
—オイル、8、39、40、65、67​​​​​​
— ピストン、86
—水、8、39、71​​
プッシュロッド、29
質問
急加速、78、92
—成功と失敗、53、59、62
R
レーシングパターンマグネトー、94
ラジエーター、ギルドチューブ、69
—ハニカム、70、74
—サイズ、71、72、74、89​​​​
燃焼率、1、57
定格馬力、101
空気とガソリン蒸気の比率、42
キャブレターの最近の改良、47
エンジンとマグネトーの相対速度、54、94
ガスの放出、105
リリーフバルブ、67
残留物、63
遅延点火、55、57、59、62​​​​
回転シリンダー、10
リング、パッキング、17、18、81、87、97​​​​​
— スチールピストン、19
ローラー、29、58​
ロータリーバルブ、79
S
カムシャフトのたわみ、36
清掃、16、35、84、85、87、88、89、93​​​​​​​​​​​​​
スクープ、65
ガジョンピン用調整ネジ、18
—プラチナチップ、コンタクトブレーカー用、53、57
バルブシート、13、29
セグメント、金属、ディストリビューター、55
ピストンの焼き付き、19、33、63、64、90​​​​​
偏心シャフト33
偏心シーブ33
短絡端子、55
走る時の沈黙、79、92、95
サイレンサー、6、89​
123
サイレントチェーンドライブ、38
シンプルな2ストロークエンジン、81、85
単気筒エンジン、75、76
— スリーブバルブエンジン、32
— スロークランクシャフト、23
6気筒エンジン、76
— — — マグネトー用、54
スリーブバルブ、32、77、78​​
袖、ダブル、32、78
スロット、32
煙の出る排気ガス、66
スパーク、電気、51、54、58​
点火プラグ、5、8、13、51、91、92​​​​​​​​
痙攣性ノック、84、91
燃料の比重、108、109、110​
エンジンの回転速度変動、27
— オイルポンプ、67
磁気アーマチュアの速度と
ディストリビューター、54、55、94​​
潤滑スプラッシュシステム、63
— — — 改善、64
割りピン、19
スプレー式キャブレター、42
スプリング、デュアル、自動バルブ用、90
—バルブ、8、29、90​​
スプロケットホイール、38
平歯車、38
コネクティングロッド用スタンピング部品、22
開始時の困難、72、75、92、96​​
—ハンドル、8、71
マグネトー用固定カム、53
鋼、クロムニッケル、クロムバナジウム、20、36
— フライホイール、組立式、27
— — シングルスタンプ、28
— 軽度、23歳
— ピストン、19
— — リング、19
— タングステン、バルブ用、30
— ウバス、90歳
ガソリンの貯蔵、108
ストラップ、偏心、34
火花の強さと性格、58
—混合物、1、42、108、109、110​​​​​
脳卒中、その意味、3
—吸引、6、21、35、60、80​​​​​​
吸引、その意味、2
始動用補助コイル58
表面キャブレター、42
同期点火、59、61
T
タンク、ガソリン、43
タップ、圧縮、13
— ガソリン、43
タペットヘッド、29、30
—バルブ、8、29
歯数、螺旋状、38
— ピッチ、38
ジャケット水の温度、74
高圧端子、51、57
—低緊張、57、58
T型シリンダー、15
熱効率、110、111
— ユニット、イギリス、111
サーモサイフォン循環、69、89
3ポート2ストロークエンジン、97
スロットルバルブ、44、47
時間差、56
点火時期、60、62、116​​
—入口バルブ、34、37、78、116​​​
—排気バルブ、35、37、78、116​​​
—ホイール、8、37
混合比が濃すぎる、46、78
混合比が弱すぎる、46、73、78
トルク、低、75
クランクシャフトのねじり振動、77
移送パイプ、86、87
財務省の馬力格付け、85、101
トレンブラーブレード、57
—コイル、57、61
トラフ、石油、65
チューブ、ラジエーターに必要な量、74
— えら、74歳
— 平野、74
タングステン鋼バルブ、30
ツインピストン2ストロークエンジン、96
2気筒エンジン、76
2点点火、59
2ポート2ストロークエンジン、81、85、95
2ストロークサイクル、80、83、87​
— エンジン、キーン、85、94
— —シンプル、81、85
— — ツインピストン、96
— — 2ポート、81、85、95
— — 3ポート、97
— — バルブレス、97
124
あなた
ウバス鋼、90
不均衡質量、25
台枠、40
アップストローク、4、81
V
真空、部分的、6、46、49、82、90​​​​
バルブ、自動入口、82、84、88
— — 余分な空気、43、49、88
—大文字、13、31
—不良品、113、114、116​
—排気、5、37、81​​
—余分な空気、43、49、94
— ガイド、8
— 頭、29
—入口、3、5
—機械式、5、30、84​
—キノコ型、5、8、30​
— 針、44
— 文章、10
— 安堵、67
—座席、13、29
—スプリング、8、29、90​​
—ステムガイド、8、12、13、29​​​
—タペット、8、29
—スロットル、44、47
—排気タイミング、35、37、78、116​​​
— —入口、34、37、78、116​​​
— 努力する、31
— タングステン鋼、30
バルブ、騒音源、30、39
—ポペット、29、77、79​​
— ロータリー、79
—袖、32、77、79​​
バルブレス2ストロークエンジン、97
バルブ設定図、116
バナジウム鋼、20、36
蒸発、1、46、48、49、94​​​​​​​
蒸気、可燃性、63
—ガソリン、1、33、42、80​​​​
空気の速度、46、70
通気管、39
クランクシャフトの振動、76
粘度、63
ボラティリティ、108
ピストンの排気量、105、106、107
—クリアランススペース、4、105、107​
容積効率、83、86、88​​
バルカナイトファイバータペットヘッド、30
W
洗濯機、29歳
廃熱、9、17
ジャケットで水を沸騰させる、72
—循環ポンプ、8、67、71​
—冷却シリンダー、8、32、82、96​​​
— 冷却、内部、92
—頭、69、71
—ホット、ジャケット用、43、47、94
— 注射、92
—ジャケット、10、12、70、72、73、96​​​​​​​​
—パイプ、入口、8、69、70、71、73​​​​
— —アウトレット、8、69、70、71、73​​​​​
—ポンプ、8、39、40、72​​​​
防水ジョイント、11、15
混合物を弱める、49、73
ガジョンピンの摩耗、19、90
ウェブ、クランク、24
ピストン重量19
— ラジエーター内の水、74、89
ウェイト、バランス、25
タイミングギア用ファイバーホイール、38
— スプロケット、チェーン用、38
—タイミング、8、34
クランクシャフトのホイッピング、76
ウィック型キャブレター、42
巻線、一次または低張力、53、58、61
—二次または高張力、53、58
コンタクトブレーカーのワイプフォーム、58
ワイヤー、アース、60
コイル点火システムの配線図、61
— — マグネト点火システム用、60
仕事、98
— 図、103
作動シリンダー、81、87、107​​
—図面、11、93
リストピン、18
(PR. 1315.)

バトラー＆タナー・フロム・アンド・ロンドン

転写者のメモ
明らかな誤植は静かに修正されています。ハイフネーションのバリエーションは標準化されていますが、その他の綴りと句読点は変更されていません。

狭い表示での混乱を避けるために、いくつかの式の形式が変更されました。

*** プロジェクト・グーテンベルク電子書籍「ガソリンエンジン」の終了 ***
《完》