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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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冷却水交換


現在の多くの市販車では、通常LLCと呼ばれる防錆剤を含む不凍液を注入されているため、交換頻度は低い。ただし、それは定期的交換を否定するものではなく、むしろ防錆剤の効果が切れる頃(3年とも5年とも言われていて、メーカーによって様々であるが)の定期的な交換を必要とするものである。尚、LLCには大別して「赤」と「緑」があり、トヨタでは赤、日産では緑が新車時に注入されている。また外車では「青」もある(補充時には、同色系を補充するとされている)。当然、車種によって構造等の違いから手順は様々であるが、概ね次の通りである。
ラジエターキャップと下部のドレンプラグを外し、中に入っている冷却水を抜く。(温暖時は、冷却水が噴き出すため、ラジエーターキャップの取り外し時に布をかぶせるなどの注意が必要。)
(指定されている車種では)ラジエターホース、ヒーターホース等を外し、溜まっている冷却水を抜く。
清涼な水でラジエター内、シリンダーブロック等を洗浄する。
ホース、ドレンプラグを元に戻し、適正な濃度に調整された不凍液を規定まで入れる。(日本国内の寒冷地仕様では濃度約50%・凍結温度-35℃くらいに調整する。 関東以南では、適切な量水を足し薄めて良い)
エンジンを始動し、ヒーターの調整レバーを最高温度にして、サーモスタットが開いて冷却水が完全に循環するまで、適時冷却水の量を確認しながら暖気する。場合によっては、ラジエター等に風が当たらないように適切な処置をする。
完全に循環し、中の空気が逃げたのを確認してから、冷却水を更にラジエターいっぱいまで足し、ラジエターキャップを閉める。
リザーブタンクの規定量まで冷却水を足す。

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。

オートマチックトランスミッション


オートマチックトランスミッションは精密なオイル制御を行っている事から、専門の工場以外でATフルード(ATF)全量を一度に交換する事は難しい。専門の工場以外で交換する場合は、ATFレベルゲージからATFを排出する方法と、ATF排出口よりATFを排出する方法がある。
ATFレベルゲージよりATFを排出する方法
ミッションオイルのレベルゲージを抜き、その穴よりオイルポンプのチューブを差し込む。
排出できる量だけ排出する。
排出した量と同量のミッションオイルを注入する。
一定距離を走行し、ATFのレベルをチェックする。
ATF排出口よりATFを排出する方法
車体をジャッキアップし、ジャッキスタンドで保持する。
ATF排出口のドレインプラグを外しATFを排出する。
ATFが排出されたらドレインプラグを閉め、車体を下ろす。
排出された量と同じ量のATFを、ATFをレベルゲージ穴から注入する。
一定距離を走行し、ATFのレベルをチェックする。
なお、上記方法でのATF排出率は、全量の45%?50%と言われており、上記作業を複数回繰り返すのが望ましい。

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