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ガソリンエンジン(各種装置)
G農機061
ピストン
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【ピストン】
ピストンは、シリンダ内で高い温度と圧力を受け、しかも高速で往復運動をする。
そのため、ピストンの材料は、耐熱性や熱伝導がよく、軽量のアルミニウム合金鋳物を用いる場合が多い。
また、ピストンには、通常3本のピストンリングがはめられ、上の2本が燃焼室の気密性を保つための圧縮リングで、その下の1本は、ピストンとシリンダ壁の間の潤滑をよくしたり、余分な潤滑油をかきおとすためのオイルリングである。
G農機062
シリンダブロック
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シリンダブロック
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【シリンダブロック】
シリンダブロックは、シリンダヘッド・オイルパンとならび、機関の運動部分を包括する機能を備えており、非常に重要な部分である。
現在、このシリンダブロックとシリンダヘッドはほとんどの場合、一体化されていない。
シリンダブロックは、機関の剛性を受け持つ重要部材であり、ガス圧や慣性による力を支えるとともに、爆発力をクランク系に伝達する役割も担っている。
G農機063
クランク軸
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クランク軸
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【クランク軸】
接棒とクランク軸は、ピストンの往復運動を回転運動に変え、動力を取り出すとともに、ピストンに吸気・圧縮・膨張・排気の各工程を行わせる重要な役割を担っている。
クランク軸は、クランクジャーナル・クランクピン・クランクアーム・バランスウエイトなどの部分からなりたっている。
また、クランク軸の両端の軸受は、耐摩耗性を高めるため、ホワイトメタルなどが用いられている。
G農機064
吸気弁
と排気弁
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吸気弁
と排気弁
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【吸気弁と排気弁】
4サイクル機関の吸気・排気は、弁を通して行われる。
弁は高温・高圧にさらされるとともに、高速状態で正確な開閉時期が要求される。
そのため、耐熱性・耐摩耗性・耐衝撃性が必要であり、一般に特殊鋼が利用されている。
また、バルブフェースと弁座、弁棒とバルブガイドなどは、定期的に付着した炭素などを落とすことが必要がある。

[弁の作動]
4行程機関における吸気弁・排気弁の動きは以下のようである。
   ・吸気行程:吸気弁…開、排気弁…閉
   ・圧縮行程:吸気弁…閉、排気弁…閉
   ・膨張行程:吸気弁…閉、排気弁…閉
   ・排気行程:吸気弁…閉、排気弁…開
G農機065
連接棒
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連接棒
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【連接棒】
連接棒とクランク軸は、ピストンの往復運動を回転運動に変え、動力を取り出すとともに、ピストンに吸気・圧縮・膨張・排気の各工程を行わせる重要な役割を担っている。
連接棒は、ピストンピンとクランクピンとでピストンとクランク軸を連結し、ピストンの往復運動をクランク軸に伝えるものである。
この連接棒のピストン側をスモールエンド、クランク側をビックエンドという。
また、連接棒には高圧の力が加わるので、炭素鋼やニッケルクロム鋼が使われている。
G農機066
はずみ車
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【はずみ車】
クランク軸に取り付けられている。
膨張行程で発生した回転力の一部をたくわえ、他の行程まで持続させることにより、クランク軸を円滑に回転させる役目を備えている。
単シリンダ機関の場合、マグネト発電機を内蔵している。
G農機067
シリンダヘッド
(92 KB)


シリンダヘッド
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【シリンダヘッド】
動力発生機構の主要な部分で、シリンダ・シリンダヘッドは機関の外形を構成している。
シリンダ部は高温・高圧やピストンの往復運動による摩擦などにさらされるので、高温・高圧に耐え、膨張がすくなく、加工しやすい材質が用いられる。
具体的にはニッケルクロム鋳鉄やアルミを主体とした軽合金が使われ、大型機関では、シリンダライナが使われる場合もある。
また、シリンダとシリンダヘッドとのあいだには、ガスもれ防止のため、ガスケットがはめられている。
G農機068
クランクアームと
クランクジャーナル
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【クランクアームとクランクジャーナル】】
クランクアームは、クランク軸(シャフト)のうち、クランクピンとクランクジャーナルを連結している部分で、シリンダ数、シリンダ配列などの違いに対応して、クランクピンとクランクジャーナルを配置している。
クランクジャーナルは、一般にクランク軸の中心に配置された軸で、2つのクランクアームにはさまれたクランクピンを一組の単位として、それらを連結し支えている部分である。表面は研磨仕上げ・焼き入れにより、かたさを高めている。
G農機069
クランクピン
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【クランクピン】
クランク軸(シャフト)のうち、連接棒をクランク軸に連結する部分である。
具体的には、連接棒のビックエンドを取り付ける部分で、高速度荷重などに対応するため、ホワイトメタルなどを介して取り付けられる。
クランクピンは、摩耗に耐えるように、研磨仕上げ・焼き入れなどをして表面を硬く仕上げている。
G農機070
バランスウエイト
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バランスウエイト
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【バランスウエイト】
バランスウエイトは、つりあいおもりとも呼ばれ、クランクシャフトのクランクアーム部分などに結合されている。
ピストン機関では、往復機構の運動のために、クランクシャフト主軸受を通して機構全体にいろいろな力を及ぼす。
これらの力は機関外部に伝わるため、できる限り機関内だけでバランスさせるのが理想的であり、そのためにバランスウエイトが用いられる。
G農機071
カム軸
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【カム軸】
カム軸は、吸・排気弁の開閉を行うカムを取り付けた軸で、普通カムと一体で作られている。
カムの数は、吸・排気弁と同数で、点火順序にしたがってカム突起部の角度が決められている。
カム軸は、クランク軸のタイミングギヤとかみあうカム軸のタイミングギヤによって駆動されており、回転数はクランク軸の回転数の2分の1である。
また、カムは、耐摩耗性を高めるために、鋳鉄を用いている。
G農機072
ピストンリング
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【ピストンリング】
ピストンには、通常3本のピストンリングがはめられている。
ピストンリングは、組織の細かい特殊鋳鉄製の輪の一部を切断した形で、耐摩耗性を高めるために皮膜をする場合がある。
一般に、上側2つがコンプレッションリング(圧縮リング)、下側1つがオイルリングである。

[コンプレッションリング]
コンプレッションリング(圧縮リング)は、圧縮または爆発ガス圧力に対して機密を保つことと、燃焼によって発生した熱のうちピストンが受ける分をシリンダ壁に伝えてピストンの過熱を防ぐことを目的としている。

[オイルリング]
オイルリング(油リング)は、シリンダ内面にふりかけられたオイルが燃焼室に漏れ込み消費されるのを防ぎ、必要最小限の油膜をつくることを目的としている。
このため、リング面にはみぞが掘ってあり、油穴を作っている。

[ピストンリングの合口]
ピストンリングを取り付ける場合は、ガス漏れを防ぐために、リングの合口を180°または120°の交互の位置にしてセットする。
G農機073
ピストンピン
(66 KB)
【ピストンピン】
ピストンピンは、ピストンと連接棒のスモールエンドを連結する部品である。
ピンの直径はできるだけ大きくし、強じんな材料を使用し、しかもその表面は十分な硬度をもたせて、耐摩耗性を大にしている。
構造の違いにより、動揺式、固定式、浮動式などがある。


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