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エンジンにおけるシリンダー


初期のエンジンにおけるシリンダーはエンジンにおいて最大の部品だった。ピストンがもたらす摩擦を如何に軽減するかについて様々な実験が行われた。蒸気エンジンでは発生する水分が減摩材として作用する為、潤滑機構は無いか、あっても簡単なものであった。
外燃機関のシリンダーは、燃焼室が無い為対称的な構造をもつ。作動流体の熱エネルギーを膨張によって運動エネルギーに変換しピストンに伝達する。シリンダー内側は滑らかな場合が多く、ピストンにはガスケットが取り付けられ二つの部屋を分離密閉している。ピストンの運動は直線の往復運動の形で取り出され、外部のクランクによって回転エネルギーに変換している。シリンダーは付属するスライドバルブによって吸気排気が切り替えられ、一往復で2回運動エネルギーを取り出すことができる。主に蒸気機関に用いられた。スターリングエンジンのようにシリンダーが熱交換器として作用するものもある
内燃機関のシリンダーは外燃機関の機能を踏襲しており、基本的な構造や役目は外燃機関と似ているが、複雑になった。 一端はピストン・シリンダーヘッドと共に燃焼室を形成し、その密閉された容積により燃料と空気(混合気)を圧縮する。 圧縮された混合気は点火され、爆発燃焼する。燃焼して生じた燃焼ガスが持つ熱エネルギーによる膨張をピストンで受け運動エネルギーに変換する。 燃焼室の反対側ではピストンの運動をコネクティングロッド(コンロッド)・クランクシャフトにより回転エネルギーとして取り出す為の開口部となる。 水冷エンジンにおいては外壁または二重構造による中空部でウオータージャケットを形成して冷却を行う。 2ストローク機関ではシリンダーに開けられた穴・インテークポートとエキゾーストポートにより掃気が行われる。 シリンダー内側はホーニング加工されており、クランク側から供給される潤滑油を保持しピストンが滑らかに動くよう潤滑する。ピストンには複数のピストンリングが取り付けられ気密を保ち、シリンダー壁面の油膜を最適に保つ。
ピストンと共にエンジンの中枢部を構成する。
ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンのシリンダーはかつては単体の部品で、鋳鉄製の筒が一般的であった。現在の主力は摺動部の耐磨耗性の観点からシリンダーライナーを導入しシリンダーブロック(シリンダージャケット)に圧入もしくは鋳造時に鋳込んで用いるもの。シリンダーをシリンダーブロックと共に一体鋳造とした方式が普及しつつある。これに対してライナーを導入しない方式はライナーレスエンジンと呼ばれるが、シリンダー内壁にニッケルシリコン合金(Nikasil:ニカシルorニカジル(商標))に代表される金属酸化物添加合金をめっき(溶射)するもので、1967年NSU・Ro80に使用され、ポルシェが1970年にレースカー(ポルシェ・917)に採用したのをはじめ、主にハイエンド仕様やレース仕様の車や小型車、バイクを中心に普及した。ライナーレス仕様は軽量で放熱性に優れ、ピストンリングと親和性が高いのが特徴。またピストンもシリンダーも同じアルミニウム合金で作る事ができるため、熱膨張してもクリアランスが保たれエンジン出力の向上に寄与する。溶射部分の耐久性は鋳鉄と同等以上であり、表面にほどこされたホーニング加工をエンジン寿命の終期まで保ち続ける。一方量産性と溶射加工時のスループットが長いことから加工コストが高くなる。
部品点数の削減と剛性の向上を図るため、クランクアッパーケースとシリンダーブロックを一体鋳造したエンジンもあり、3ピースエンジン等と呼ばれる。
ヤマハ発動機はライナーレス方式を発展させ、シリンダーブロック全体をアルミニウム・シリコン合金でつくり、メッキさえも不要としたDiASil(ダイアジル)シリンダーを開発した[1]。この方式によればメッキ方式に見られるスループットの問題は改善されるが、硬度が高く鋳造後の加工が困難となるのが欠点である。
船舶用エンジンはシリンダー・ピストンが巨大であり、大量の空気を充填し、きわめて長くて太いシリンダーで効率的に大きな出力を獲得できるよう工夫してある。

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タンク車の基礎知識

タンクについてタンクは、車体の後部に円筒状の容器を備えているトラックのことで、固体、液体、気体を運搬するために利用されています。一般的には、「タンクローリー」という呼称で知られていると思います。石油会社のタンクローリーが石油を輸送している風景などは見覚えがあるのではないでしょうか。
ナンバープレートが8ナンバーの特殊用途車両に指定されているタンクローリーは、危険な薬物や気体を輸送する場合にも用いられます。その際、一度に運ぶことのできる容量は法令で定められており、最大30,000リットル以下、一室4,000リットル以下、高圧ガスタンクローリーの場合は、可燃性ガスが最大18,000リットル未満、アンモニアを除く毒性ガスの場合は最大8,000リットル未満とっています。さらに、積載物の積み下ろしについても他のトラックとは勝手が違い、事故を未然に防ぐための施策がとられています。外気に触れても問題のない場合以外は、コンプレッサーという圧力装置を使って気体に圧力をかけ、圧力差で充填、排出します。

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点火プラグ(てんかプラグ)


点火プラグ(てんかプラグ)とは、電気的に火花を出す(スパークさせる)ことにより燃料(または燃料を含む混合気)に着火させる役割を担う電気的な装置である。スパークプラグ (Spark plug) の日本語訳。内燃機関(エンジン)のうち、スパーク・イグニッション・エンジン(火花点火機関)と呼ばれるエンジンでは、シリンダーヘッド中に置かれ、電気放電によって点火させることにより、燃焼サイクルのきっかけを作る。点火プラグは、内燃機関以外でも、暖房器具などの燃焼器具類でも、混合気に点火するために使用される。この場合は、イグナイター (igniter)、フレーム・イグナイター (flame igniter) とも呼ばれる。エンジンでは、毎分数百から数千回の点火がおこなわれる一方、暖房装置などでは燃焼開始時の1回のみの動作となる。いずれも「プラグ」と略してよばれることがある。第二次世界大戦以前や戦後まもなくまではSpark plugの日本語直訳である点火栓という呼ばれ方がされていた時期もあった。
点火プラグにはプラグコードと呼ばれる絶縁されたワイヤーによって、外部の点火コイルかマグネトー回路に接続される中心電極があり、点火プラグのシェル側に設けられた接地電極(若しくは側方電極)がアースを形成する事で点火装置として成立している。
内燃機関の内、ディーゼルエンジンはピストンで圧縮され高温高圧となった空気に直接燃料を噴射して燃焼を促す圧縮点火機関に属する為、点火プラグは用いられない。しかし、ディーゼルエンジンの場合でも冷間始動特性を改善する為にグロープラグを用いる事がある。

散水車の基礎知識

散水車は水タンク、ポンプ、散水ノズル等を装備しており道路のホコリ防止、路面の圧力洗浄、放水銃を使用する事により消火活動や材料ストックヤードへの放水作業などが行える。ポンプ圧力は通常2?12kg/cm2程度で選ぶことが出来る。
構造はフロントバンパ下部に2個の洗浄散水ノズルを配し、このノズルは上下左右に向きを調整する事が出来る。またタンク後方下部に重力式の散水弁を左右に設け、運転室より散水弁の開閉を行う事が出来る。
洗浄散水ノズル、重力式散水弁の操作方式は機械式コントロール方式(ワイヤケーブル使用)と電気式コントロール方式(電磁バルブ使用)がある。
散水ポンプの駆動動力は走行用エンジンから取り出しているが、高圧で放水量の大きいポンプを駆動するときは作業用の単独エンジンを搭載する。
散水車の使用例
道路の清掃
道路に植えられている街路樹などの保守
トンネル壁面の清掃
砂塵が発生しやすい場所(工事現場や競馬場など)での砂塵の抑制
凍結防止剤の散布
製鉄所などでの設備の冷却
舗装工事の際のアスファルト冷却
昭和30年代までは都市部の幹線道路も未舗装であり、道路上で砂塵防止のために散水することがあったが、現在は道路舗装率の向上により、道路上で見かける機会はあまり多くなくなっている。

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タイヤ交換


タイヤの交換には、以下の工程が必要となる。
ホイールを車体から取り外す。
ホイールのタイヤを外す。
ホイールにタイヤを取り付ける。
ホイールを車体に取り付ける。
一般的に、2、3の工程に付いては、専門店に任せる事が多く、専門店でも専用の機械を使う為、人力でタイヤの交換作業を行う事は少ない。現在の乗用車用タイヤは、チューブレスタイヤが多く、その場合、ビート部とホイールが強固に密着しており、人力での交換作業は困難な事が多い。また、タイヤ交換後のホイールバランスを取るにも専用の機械を使用する事がほとんどである。ただし、軍用車などの特殊な構造のホイールや、トラックなどの大型車両のタイヤは、この限りでは無い。 一般的な、チューブレスタイヤの交換方法は、以下のようになる。
ホイールを車体から取り外す。
ホイールを取り付けているナットを緩める。
車止めをセットし、ジャッキで車体を持ち上げ、ジャッキスタンドで保持する。
ホイールを取り付けているナットを取り外す。
ホイールを取り外す。
ホイールのタイヤを外す。
タイヤの空気を抜く。
ホイールとタイヤの間にタイヤレバーを差し込み、タイヤのビート部を外す。タイヤレバーで外せないような場合は、L字鋼材をタイヤとホイールの間に差し込みハンマーで叩くなどの作業を行う。
ホイールにタイヤを取り付ける。
タイヤのビート部にワックスまたはパウダーを塗る。
タイヤを外すのと逆の手順で、ホイールにタイヤを取り付ける。
タイヤに規定量の空気を入れる。
一定時間放置し、空気漏れが無いか確認する。
ホイールを車体に取り付ける。
ホイールを固定するボルトにグリスなどを塗る。
ホイールを取り付け、手でナットを締める。
車体を下ろし、規定トルクでナットを締める。

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