バイクのエンジン、2ストローク(2スト)の構造と特徴

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小排気量車に採用の2ストロークエンジン。構造上、排気ガス規制に適応しにくいため、残念ながら公道用市販車に採用されることはなくなったが、中古車市場ではまだまだ人気。4ストロークエンジンよりもパワフルかつスピーディーな2ストエンジンの構造を見てみよう。

4ストよりも軽量でシンプルな構造

2ストはピストン上昇・ピストン下降の2ストロークで「吸気」「圧縮」「爆発」「排気」の4つの作業をこなすエンジン。同排気量の4ストに比べ、

①構造がシンプルなために軽量 

②ピストン一往復で一連の工程が完了。4ストの2倍の混合気が燃焼できるため、パワーが出やすい 

③吸排気バルブやカムシャフトがないためフリクション(抵抗)が少なく、レスポンスが良い。また高回転域での加速も鋭い

などの長所がある。その一方で、

①パワーが出やすい反面、燃費は悪い 

②エンジンオイルと混合気を一緒に燃焼させるため、排気ガスの汚れの度合いが大きい 

③工程が4ストよりも簡略化されているために未然ガスが発生しやすく、環境に優しいとはいえない ④音質が高くて響きやすい

という弱点もある。

①シリンダーヘッド

エンジンの一番上の部分。略して「ヘッド」とも呼ばれる。空冷式の場合は冷却用のフィン、混合気が爆発する半球形状の燃焼室、スパークプラグ接地穴などが設けられている。

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②スパークプラグ

キャブレターから送られてくる混合気に火花を放ち、爆発させるパーツ。点火プラグ、プラグとも呼ばれる。

③シリンダー

ピストンが上下運動する場所。一般的に外気でエンジンを冷やす空冷式はシリンダー周りに冷却フィンを設置。水でエンジンを冷やす水冷式には冷却フィンがない。市販のボアアップキットには専用ピストンが付属されている場合がほとんど。

④掃気ポート

シリンダーの内部に設けられた、シリンダー内に混合気を噴射する2ストならではの孔。吸気ポートに吸入された混合気は、一度クランクケースで圧縮されてからシリンダー内に噴射。この時、混合気が燃焼ガスを押し出す(掃気する)ことから掃気ポートと呼ばれる。

ピストンが上昇するとピルトンによって孔は閉じられ、ピストンが下降すると開くしくみ。横方向に向かって複数個所に分けて開けられている場合が多い。リューターという工作研磨機械で孔を拡大・段差の整え・バリ取りすることで吸入効率が向上し、パワーアップが見込める。

⑤排気ポート

シリンダーの内部に設けられた、チャンバーやマフラー接続口につながる孔。ピストンが下降すると、爆発後に発生した排気ガスがこの孔から排出される。掃気ポート同様、リューターで孔を拡大・段差の整え・バリ取りすることで排気効率が向上し、パワーアップが見込める。

⑥ピストン

混合気の爆発によってシリンダー内を上下に往復。この力がクランクへと伝えられ、回転運動となる。高圧・高熱にさらされるピストンの素材には、主にアルミ合金が用いられる。2スト用ピストン(写真)の頂上部には、4スト用ピストンのような吸気・排気バルブフェイス(傘の部分)を逃がすための切り込み(バルブリセス)が設けられていないのが特徴。

⑦クランクシャフト

ピストンの上下運動を回転運動に変えるパーツ。ピストンを接続するコンロッド、軸部分となるシャフト、回転中のバランスを取るフライホイールなどで構成される。写真は2スト車用。

⑧リードバルブ

吸気ポート(混合気の入り口)に固定する、ピストン下降時の急激な吹き返しによる混合気の逆流を防ぐパーツ。混合気吸入時に、薄い樹脂製の板が開閉するしくみ。

シリンダーの吸気ポートに設置された、リードバルブ接続用の穴。

⑨キャブレター

混合気(ガソリンと空気の霧)を作る装置。混合気の量を調整するスロットルグリップにつながっている。写真はケーヒンPE24φにエアフィルターを組み合わせた2ストのDio-ZX。

スポーツマフラーやチャンバーに交換した時は、キャブレターのメインジェットを交換するのが一般的。写真のケーヒンPE24φキャブレターはボトムキャップを取り外すとメインジェット(金色のパーツ)が姿を見せる。

⑩チャンバー(マフラー)

排気ポートから送られてくる排気ガスを放出するための管。写真は2ストエンジンのポテンシャルをとことん引き出してくれるチャンバー。

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→ 2ストエンジンのポート加工

→ 2ストエンジンのリードバルブのしくみ

→ 2ストエンジンの1次圧縮と2次圧縮