エンジンが停止するのはなぜですか？（マニュアルトランスミッション）

私の質問をすでに何百万回も答えられているものとして書き留める前に、私は明確にしたい。エンジンは特定の回転数を使用する必要があり、フルストップからクラッチを一度に接続しようとすると、エンジンはその回転数で車両を動かすのに十分な力がなく、エンジンが停止することを理解しています。私の質問は、なぜエンジンを最小rpmで実行する必要があるのですか？明確にするために、2つの具体的なシナリオについて説明します。

1.）完全停止から1番目に移行するとします。クラッチの接続が速すぎる。エンジンが車両を動かそうとするので、rpmが非常に低くなり、車が失速します。なぜ低回転数がストールしたエンジンと等しくないようにエンジンを設計できないのですか？これは、エンジンが過熱し、これが保護対策として機能するためですか？

2.）70マイルで走行していて、5速のまま20マイルに減速するとします。この状況では（これを行ったことはありませんが、推測しているだけです）、エンジンは特定のrpmに移行したいので、エンジンが停止する可能性がありますが、5速では、エンジンは最小rpmとエンジンよりも遅くなる必要があります車を加速するのに十分な力がありません。これは正しいです？

助けてくれてありがとう！私はただスティックを運転する方法を学んでおり、すべてがボンネットの下でどのように機能するかを理解したい:)

結局のところ、トレードオフがあります。エンジンの場合、トルク出力と回転質量対エンジン速度です...続きを読んでください。

まず、必要なのは動力ではなく、エンジンを動かし続けるためのトルクです。初期のエンジンでは、それぞれに1つのシリンダーがあり、非常に速く動作しませんでした。動作を維持するために、非常に大きなフライホイールが取り付けられていました。エンジンが実行されると、「運動中の質量は運動し続ける傾向がある」、逆に「静止中の質量は静止し続ける傾向がある」といったような物理的な記述が少しあるため、エンジンは作動し続けました。フライホイールは、私が話している質量を提供します。

（注：これは単気筒蒸気エンジンですが、同じ原理が適用されます。）

（この単気筒ガスエンジンには、両側に1つずつ、2つのフライホイール質量があります。）

今日のエンジンは古いエンジンと変わりません。彼らはまだ走り続けるために質量を必要とします。フライホイールのようなものがなければ、彼らは実行を停止します。手動変速機には通常のフライホイールがあり、これはエンジンの質量です。自動変速機には、エンジンの質量であるトルクコンバーターがあります。それがなければ、ピストンの発火と発火の間にエンジンを維持するのに十分な質量がないため、エンジンは死にます。フライホイールの質量は、それを維持するために必要なトルクを提供します。

これを念頭に置いて、エンジンを低速で動作させるには、エンジンがより多くのトルクを生成する必要があります。ディーゼルエンジンを搭載した大型の外航船を考えてください。Wartsila-Sulzer RTA96-Cは、おそらく世界最大のディーゼルエンジンです。127 rpm（通常、平均的な自動車エンジンの1/7の速度）でフル稼働します。この速度でどのように動作し続けますか？2つの理由：質量とトルク。エンジンの総質量は巨大です...彼らは、エンジンの回転質量（クランクシャフト、フライホイールなど）が何であるかを直接宣伝していませんが、ビデオを見ると、あなたは私が話していることを見るでしょう。2番目の部分はトルクです。彼らは、127rpmでの14気筒エンジンのKW出力が80,080 KWであることを宣伝しています。いくつかの計算を実行すると、80,080 KWが107,389.03馬力に変換されます。これは、指定されたRPMで4,441,001.46フィートポンドのトルクになります。標準の4気筒車は、最大トルク150〜180フィートポンドの範囲でのみ出力します。これは、2500〜6000の間など、はるかに高いRPMです。（注：一部の4気筒エンジンは、これを超えると、約300フィートポンドまたはそれ以上の出力を出すことができます。一般的なガイドラインとして数値を使用しているだけです。）エンジンを作動させ続けるために必要なトルクは最小限です。ジェイ・レノがワルツィラのエンジンを車に貼り付けることを考えているとは思いません（彼がエンジンについて考えることを止めないに違いありませんが）。

フライホイールの質量でできることは、それだけです。クランクシャフトが低回転数のしきい値に達すると、エンジンは停止します。エンジンがこのしきい値を下回り、実行を継続しようとすると、エンジンの内部コンポーネントに大きなストレスがかかります。不動の力（空気と燃料の混合物が爆発する）に対応する不動の物体（ピストンとロッド）を考えてください。エンジンの速度が十分に低下すると、その質量（および車の質量）が停止したいポイント（動き中の質量の取引のもう一方の端）に到達します。何かを与える必要があり、それは通常、ピストン/ロッドのコストがかかります。トランスミッションを5速に保ちながら速度を落として車両を減速させると、エンジンのラグと呼ばれることを行います。。エンジンが実行を停止するまで、エンジンが激しく揺れ動くのを感じ始めるでしょう。このぎくしゃくした感じは、あなたのエンジンが極度のストレスを感じ始めると言ったときに私が話していたものです。十分に長く実行すると、エンジンに致命的な障害を引き起こすのに十分なストレスがかかる可能性があります。短期間だけでも、損傷が発生する可能性があります。

要するに、エンジンはそれを作動させ続けるために非常に多くのトルク出力を必要とします。エンジンの速度が低下すると、そのトルク要件が上がり、エンジンを維持します。ある時点で、小さなエンジンは必要な質量を持たないだけでなく、動作を維持するために必要なトルクを生成することもできません。

エンジンは、高回転数または低回転数で効率的になるように最適化されています（それぞれレーシングエンジンまたはセメントミキサーの設計）。彼が持っているモーターの能力、すなわち、そのモータータイプに要求される速度/トルクに適した回転数で回転を維持します。

内燃エンジンをゆっくり実行しようとすると、いくつかの問題があります。

4ストローク内燃エンジンでは、シリンダーは4ストロークを通過します。

サックスクイズバンブロー

「バング」ストロークでのみ、シリンダーはトルクを生成します。他のストローク、特にスクイーズストローク、およびストローク間の移行では、シリンダーがトルクを消費します。4気筒以下の場合、エンジンの回転を維持するために慣性に頼る必要があります。特定の速度以下では、これは機能せず、エンジンが停止します。

4つ以上のシリンダーがある場合は、その問題を回避します。「バング」ストロークには常に少なくとも1つのシリンダーがありますが、別の問題があります。

エンジンが全体的に力を提供するためには、「バング」ストロークのシリンダーが、スクイーズストロークのシリンダーが消費するよりも大きな力を提供する必要があります。この力の多くはガスの熱膨張によって生成されますが、熱膨張は一時的なプロセスです。「バング」シリンダー内のガスが冷えると、「スクイーズ」シリンダーからの力とエンジンの摩擦に打ち勝つ十分な力を提供できなくなります。

蒸気エンジンは別の問題です。燃焼と蒸気発生は、回転速度に依存しない連続的なプロセスです。したがって、エンジンに十分なシリンダーがあれば、どの位置でもゼロ速度でトルクを生成できます。