シンプル構造が生む力強さ！2ストロークエンジンの魅力
車を知りたい
先生、2ストロークエンジンって、4ストロークエンジンと比べて何が違うんですか？
自動車研究家
いい質問だね！ 2ストロークエンジンは、4ストロークエンジンと比べて、ピストンの上下運動が1回で爆発が起こるんだよ。4ストロークは2回上下運動しないと爆発しないんだ。
車を知りたい
えーっと、つまり、2ストロークエンジンは爆発する回数が多いから、パワーが出やすいってことですか？
自動車研究家
その通り！ 同じ大きさなら2ストロークエンジンのほうがパワーが出やすいんだ。だけど、燃費が悪かったり、排気ガスが汚かったりするデメリットもあるんだよ。
2ストロークエンジンとは。
「2ストロークエンジン」とは、ピストンの上下運動2回で1サイクルが完結するエンジンのことです。クランク軸が1回転する間に1サイクルが完了するため、2ストロークサイクルエンジン、または単に2サイクルエンジンとも呼ばれます。 4ストロークエンジンがクランク軸2回転で1サイクルなのに対し、2ストロークエンジンは1回転で1サイクルを完了するため、同じ排気量であればより大きなパワーを得られます。また、シリンダー壁に設けられたポートと呼ばれる穴によって吸排気を行うため、構造がシンプルになり、小型軽量化に適しています。大型船舶などに使用されるディーゼルエンジンでは圧縮着火方式、オートバイなどに使用されるガソリンエンジンでは火花点火方式が採用されています。1880年にイギリスのデュガルト・クラークによって発明されたことから、クラークサイクルと呼ばれることもあります。
2ストロークエンジンとは？
バイクや刈払機など、様々な乗り物や機械で活躍するエンジンには、大きく分けて4ストロークと2ストロークの2種類があります。このページでは、シンプルながらもパワフルな特性を持つ「2ストロークエンジン」について解説していきます。2ストロークエンジンとは、ピストンの上下運動をクランクシャフトの回転に変換する内燃機関の一種です。その名の通り、クランクシャフトの2行程で1サイクルが完結するのが最大の特徴と言えるでしょう。吸気・圧縮・燃焼・排気の4工程で1サイクルを構成する4ストロークエンジンと比較して、構造がシンプルで軽量、そしてコンパクトに設計できるというメリットがあります。
シンプルな構造と仕組み
2ストロークエンジンは、その名の通り、ピストンの上下運動2行程で1サイクルを完結させるエンジンです。4ストロークエンジンのように吸気、圧縮、燃焼、排気の4行程を必要としないため、構造が非常にシンプルになります。
具体的には、クランクケースとシリンダー内のピストンの動きを利用し、混合気と呼ばれるガソリンとオイルの混合気を吸入、圧縮、燃焼、排気させています。 バルブやカムシャフトなどの複雑な機構がないため、軽量かつコンパクトに仕上がることが大きな特徴です。
4ストロークエンジンとの違い
バイクや刈払機などで耳にする「2ストロークエンジン」。そのパワフルな走りは、シンプルな構造に隠されたメカニズムから生まれます。 4ストロークエンジンと大きく異なるのは、吸気・圧縮・爆発・排気の4工程をクランクシャフト2回転で行うのに対し、2ストロークエンジンはクランクシャフト1回転で完結させる点です。 ピストンが上下する動きを利用し、吸気と排気を同時に行うことで、より短いサイクルで爆発的なパワーを生み出せるのです。これが、2ストロークエンジン特有の、あの力強い加速感の秘密と言えるでしょう。
メリットとデメリット
2ストロークエンジンは、そのシンプルな構造ゆえに多くのメリットを持つ一方で、いくつかのデメリットも抱えています。ここでは、両者を詳しく見ていきましょう。
まず最大のメリットは、軽量かつコンパクトであることです。これは、クランクケース内に吸気、圧縮、燃焼、排気のすべてを行う機構が詰め込まれているためです。この構造により、同等の出力を持つ4ストロークエンジンと比べて、圧倒的に小さく、軽くなるのです。
次に、爆発回数が多く、高回転域でのパワーが大きいことも魅力です。2ストロークエンジンはクランクシャフト2回転で1回の爆発に対し、4ストロークエンジンは4回転で1回です。このため、より力強く、俊敏な加速を体感できます。
一方で、燃費の悪さと排気ガスの問題は無視できません。2ストロークエンジンは、混合気の一部が燃焼せずにマフラーから排出されてしまうため、燃費が悪く、環境負荷も大きいです。
また、エンジンオイルが燃料に混合されるため、定期的なオイル交換が必要です。4ストロークエンジンのようにオイル交換を怠ると、エンジンが焼き付いてしまう可能性があります。
このように、2ストロークエンジンにはメリットとデメリットが表裏一体となっています。しかし、その独特の構造と力強い走りは、多くのエンジニアやライダーを魅了してやみません。
2ストロークエンジンのこれから
環境規制の強化により、一時は姿を消しつつあった2ストロークエンジン。しかし、そのシンプルな構造が生み出す力強い出力や、軽量でコンパクトであるという利点は、時代が変わっても色あせることはありません。近年では、技術革新により環境性能も向上しており、新たな可能性に注目が集まっています。例えば、燃料噴射技術の進化により、従来のキャブレター方式に比べて排出ガスを大幅に削減できるようになりました。また、小型軽量という特性を生かして、可搬式発電機やドローンなど、幅広い分野での活躍が期待されています。環境性能と利便性を両立する技術によって、2ストロークエンジンは未来に向けて新たな一歩を踏み出していると言えるでしょう。