たまには真剣に頭を使ってみました。サービスの鈴木です。
突然ですが、燃焼と爆発の違いについてご存知でしょうか？
私はあまり自信がありません・・(*_*;
厳密性の高いものではありませんがネットの情報からそれぞれを定義付けしてみました。
燃焼・・・発熱を伴う激しい物質の酸化反応。単純に「燃える」ってこと
爆発・・・急激な体積の膨張で圧力が発生、破壊作用が伴う現象の事。
これは必ずしも酸化反応が関係する訳でもないみたいですね
これらを踏まえて本題です、、一般的な4ストのレシプロエンジンの作業行程で言うと、空気とガソリンの混合気を①吸入(吸気)して②圧縮して③？？？④排出(排気）する。
エンジン動力が発生するピストンを押し下げる力は、燃焼によって生まれるのか？それとも爆発でしょうか？(~_~;)
実は参考書やイラストでは、燃焼行程や爆発行程とも表記されているものもあります
この事から、どちらも表現としては「正解」になっているのが現状でしょうか
しかし、調べて思いました
爆発行程ってやっぱりおかしくない・・？？
爆発の定義としては「破壊作用が伴う現象」となっているので、それはつまり急激な体積の膨張でエンジンが壊れたら「爆発」になるのでしょうか？？
これを紐解くカギは「化学工学」の世界で言うシリンダー内の火炎伝播速度で両者を区別できるそうです。
これは簡単に言うと、点火プラグから点火して「燃焼室内を火炎が燃え広がっていくスピード」とお考え下さい。
・シリンダー内で発生した燃焼の火炎伝播速度はおよそ数十ｍ/毎秒
・シリンダー内で発生した爆発の火炎伝播速度はおそよ数千ｍ/毎秒
では、一般的なガソリンエンジンの火炎伝播速度は、およそ数十m/毎秒。
この特性からすれば燃焼で間違いなさそうです。
そして、燃焼と爆発の決定的な違いはこの火炎が伝播する速度と圧力、そして温度の変化にあると思われます。
爆発の定義にある「破壊作用が伴う現象」というのはエンジンも例外ではなさそうです。。
また専門家の間では、爆発にも爆燃(ばくねん)と爆轟(ばくごう)と区別しているみたいですが、話が広がってしまうので今回は省略させていただきます。
実際にもシリンダー内に発生しうる異常燃焼・爆轟(デトネーション)という言葉があることからも爆発にあまりいいイメージが無いのも私の主観かもしれませんが・・・
じゃあ「燃焼行程」か？？
実は、一般的なエンジンで混合気の燃焼自体は、クランク角で遅くとも上死点後40度で既に終了しているとされています。
これはつまり、、燃焼自体は一瞬で終わっていて、ピストンの押し下げている行程の大半は燃焼ガスの膨張で占められている事になります。
つまり、4ストロークエンジンの作業工程自体は膨張行程が正確では・・・！？
実は、最近のテキストやイラストの傾向では、③つ目の行程は燃焼(膨張)と記載されているのがやはり多いみたいです
いやー、スッキリしてきました！
ただ、混合気を圧縮して点火した燃焼は、非常に速い燃え方と高温度・高圧力が生まれます。
もし、目視で確認できるとしたらそれは間違いなく「爆発」に思えるでしょうね👍
かくいう私も「爆発」という言葉が一番しっくり来ています(笑)イメージしやすいですからね
