【簡単解説】2ストロークエンジンと4ストロークエンジンの仕組みと違い

2ストロークエンジンと呼んだり、2サイクルエンジンと呼んだりしますが、基本的にはどちらも同じ意味です。英語では”2 stroke engine”としか呼ばないので、2ストローク、略して2ストと言う方が無難です。そんな2スト、4ストの違いを簡単に解説します。

4ストロークエンジンの仕組み

エンジンの燃焼行程は「吸気」「圧縮」「燃焼・膨張」「排気」の4つの段階に分けられます。

【吸気行程】ピストンが下方向に動くとともに吸気弁が開き、空気と燃料の混ざった混合気がシリンダー内に吸い込まれます。この時、排気弁は閉まっています。

【圧縮行程】ピストンが下限に達すると、今度は反転して上方向に動きます。その際に、吸気弁も閉じることで、ピストンによって混合気が圧縮されます。

【燃焼・膨張行程】ピストンが上限に達し、圧縮も限界に達すると点火プラグが着火されます。高温・高圧に圧縮された混合気が燃焼し、瞬時に急激に膨張してピストンを押し下げます。この下に押し下げる力によって、動力が生み出されます。

【排気行程】ピストンが下限に達し、反転上昇すると、排気弁が開きます。燃焼が終わった排気がピストンに押されるようにして排気弁から外へ排出されます。

4ストエンジンでは、回転運動を生み出すために、この4行程を常に繰り返し続けています。その際、ピストンが4ストローク(上方向もしくは下方向に4回動く)しますので、4ストロークと呼ばれています。4ストロークエンジンはエンジン2回転で、この4行程を行っています。

2ストロークエンジンでは、エンジンが1回転している間に「吸気」「圧縮」「燃焼・膨張」「排気」の行程を行う点が大きな違いです。

【吸気行程】ピストンが下死点付近で、吸気弁(掃気ポート)が開き、混合気がシリンダー内に吸い込まれます。この時、排気弁はまだ開いた状態でいます。

【圧縮行程】ピストンが上昇する際に、排気弁も吸気弁も閉じることによって、シリンダー内が密閉になり、ピストン上昇とともに混合気が圧縮されます。

【燃焼・膨張行程】ピストンが上死点付近に達した際に、点火プラグが着火されます。混合気が爆発し膨張してピストンを押し下げます。この下に押し下げる力によって、動力が生み出されます。

【排気行程】ピストンが下がっている途中で、排気弁が開き、排気が外へ排出されます。

2ストロークエンジンでは、ピストンが下がっている間に、「排気」と「吸気」の行程を行うのが特徴です。そうすることで、エンジンが1回転している間にすべての行程を完了させています。ピストンが2回ストロークしているだけで4行程を完了させているので、2ストロークエンジンと呼ばれています。

ややこしいのですが、簡単に言ってしまうと、

2ストは、エンジン1回転毎に1回燃焼し、ピストンが2回ストロークする。

4ストは、エンジン2回転毎に1回燃焼し、ピストンが4回ストロークする。

ということです。

2ストロークエンジンは大きな馬力(出力)やトルクを出せるメリットがあり、軽量でコンパクトにもできます。特に、大型船舶の主機としては、舶用2ストロークディーゼルエンジンが適しています。

4ストロークエンジンは排気と吸気を効率よくできるので、排ガスの環境負荷が少ない、耐久性に優れているなどのメリットがあります。ガソリンエンジンなど、自動車用や建設機械用、発電用など、広く一般的に使われているのは4ストロークエンジンになります。